生态图书馆的设计策略

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生态建筑的特点

（1）生态建筑的目的。生态建筑的目的是人与自然关系的协调。建筑的使用对象是人，而人是自然的一部分。生态建筑不仅要考虑使用者的生存空间，还必须考虑人类这个整体和自然整体的生存生活。（2）生态建筑与环境的关系。生态建筑应该与它存在的环境是一个有机的整体，就如同生物学中生物群落与其环境的关系一样。也可以将生态建筑看作是生态系统中的一个功能器官，在其建设、使用、修缮、废弃的过程中，通过与周围环境之间的能量输出与输入，完成其承担的生态角色和功能。（3）生态建筑的属性特点。生态系统有一定的恢复能力，有自己的组织能力反馈机制，但是这个能力是有一定的范围的，超过了阈值，生态就会失去平衡，而生态系统也就遭到破坏，所以建筑应该是所在的整个生态系统处于良性循环的平衡状态，这也是绿色建筑学中的一条基本准则。这种良性循环则需要综合考虑与建筑有关的4个属性，即环境属性、资源属性、能源属性以及经济属性。

图书馆建筑向生态建筑转型

国内图书馆发展背景中国近几年来经济迅速发展，国家对教育的投入也逐年增加，随着国内高校扩招、组合、新建以及各个地区的文化普及，我国图书馆建筑也出现了空前繁荣的景象。随着图书馆规模的不断扩大，标准不断提高，图书馆建筑的能源消耗也必定不断增加。

图书馆生态建筑发展的必要性图书馆是人类文明的汇集地，是知识的殿堂，是文化教育机构的代表，其建筑形象都有一定的标志性与时代性。环境问题日益严峻，越来越多的人开始认真对待环境问题。图书馆作为一个极具影响力的地方，其发展关乎社会的未来，所以图书馆有责任、有义务减少对环境造成的破坏。图书馆建筑采用生态设计来表明图书馆是为了社会未来发展进行长期投资，树立一个好的建筑形象，用建筑呈现生态、绿色、节能等概念。

图书馆生态建筑的经济性老式的建筑对资源的利用大多是粗放性与一次性的。资源的循环利用则可以使资源得以高效合理利用，更是一种与环境和谐的经济发展模式，可以实现经济社会与生态发展的全面协调。图书馆的使用年限一般都较长，少则几十年，多则上百年，在这样的情况下，其建筑采用生态设计，前期的投资在长期使用中可以收回，同时节约了宝贵的能源，还能为图书馆的运行维护节省很多后期的费用。

图书馆生态建筑实例分析

图书馆在建造以及使用时应该注重以下几点：一是建筑建造过程应该对周围环境的破坏降到最低水平；二是图书馆的运转对自然环境的要求应该达到最小；三是图书馆应该为所有利用的人提供健康和便利的条件。（1）新加坡国家图书馆———效仿大自然的生态建筑。新加坡国家图书馆，这座现代化的建筑从外观上来看，并不是很特别，但是却蕴含着设计师肯•杨的生态建筑理念。设计师在设计这座图书馆时，从仿生学中受到启发，他将建筑比喻为假肢器官，把地球或是生物圈模拟成人体或是受体，如何让受体接受以及适应假肢器官而不产生副作用，这样的理念也同样适用于建筑和地球之间的关系。设计师在设计中将环保、美观、低成本结合在一起。采用可调色玻璃外墙自动调节室内光线，白天无须开灯，实现自然光照射。天然通风也省下了足够的电力。在材料选择方面，采用地毯、墙壁的织物以及一些具有足够强度的当地木材等，能够实现循环利用，使该建筑的碳排放量大大降低。新加坡常年气候炎热，而图书馆的阅览环境却要求很高。为了能够创造一个舒适的环境但又不过度浪费能源，设计师在建筑中加入一个风井来创造一个自然的空调空间。通过这个风井，风直接吹倒屋顶，屋顶是多孔的天花板，上面有很多百叶窗，使得热空气不会聚集在屋顶上，而是向四处散开。风从下面刮上来，沿着风井吹到上面，从房顶出来，这样房屋被风吹到的表面积就会增大，使得自然风得到加强，使人进入建筑内就感觉到凉爽。新加坡国家图书馆能够比普通建筑节省大约80％的能源，是效仿大自然的生态建筑。其建筑外观见图1。（2）西萨•查维兹分馆———体现天人合一的生态观。西萨•查维兹分馆位于美国凤凰城西南部莱温区内的西萨•查维兹公园内。该地区属于沙漠地区，水资源十分珍贵。考虑到图书馆场地的需要，在研究过地形地貌后，该图书馆选择建造在一个小山丘上，与一个人工湖相临近。为了让图书馆能够融入自然环境，原选的山丘被部分保留，而图书馆有1/3的体量是被泥土覆盖的，以达到土地、建筑与湖水的视觉平衡。同时，覆土也能充当自然的蓄热层，降低能耗，还能形成一道天然的噪声过滤屏障。设计师认为沙漠环境中建筑要注重朝向的选择，所以西面的墙体为实体，东面的开窗设计面积也尽量减少。既能欣赏美景，又能避免早晚强光的直射。南北的墙体大多为玻璃幕墙，与东侧墙上的高窗一起，将柔和的漫反射光线引入室内。西萨•查维兹分馆通过设计使得建筑与地貌相得益彰，体现一种天人合一的生态观。（3）威廉•杰斐逊•克林顿总统图书馆———体现建筑材料的简约再循环。控制建筑的碳排放是生态建筑中的一个重要环节，而建筑的碳排放包括两个部分，一个是建筑在建造过程中，材料的生产运输和现场施工以及废料的运输和处理所产生的碳排放；二是使用过程中产生的碳排放，主要是电力和燃气等消费。所以材料的选择对生态建筑也是不可忽视的一个环节。威廉•杰斐逊•克林顿总统图书馆在建设初期，就将环境因素和预防污染的措施纳入设计中。据LEED（LeadershipinEnergyandEnvironmentalDesign，美国能源与环境设计先锋）的统计，该馆占材料总造价22％的材料含有可再回收利用成分，建筑中使用的人工材料有超过40％都是场地附近生产制造的。例如该馆博物区所处空间的地板采用的是生长速度较快的竹子，尽力将建筑对环境的影响降至最低。克林顿总统图书馆竹子地板效果见图4。（4）坦佩雷市中心图书馆———建筑形态与环境文化的交融。芬兰建筑设计师比尔蒂拉（ReimaPietila）一直在研究建筑个性与环境的关系。他认为“建筑必须发展出一语汇去协调它所处的环境，并成为当地文化的一部分。”位于芬兰坦佩雷市中心的市立中心图书馆，其设计构思是一个复合体，包括各种因素。设计师在创作时，从当地文化中找寻灵感，将芬兰民间的一种图腾鸟作为设计核心元素，通过这个图腾，将图书馆、空气与空间联系起来。比尔蒂拉重视形式，强调形式感对环境的积极作用，同时也注重使用者的行为需求。芬兰当地的自然环境为他提供了很多设计灵感，这使得他的作品往往能够与所处的环境自然融合，且给人以震撼的力量，更给建筑师们带来无尽的启迪。

图书馆生态建筑的发展要素

通过案例分析我们能够发现，评价一个生态建筑，标准不是单一的，而是综合性的。图书馆建筑要向生态建筑转型，就要依照生态建筑的4个属性，即生态建筑的环境属性、资源属性、能源属性以及经济属性。

图书馆生态建筑的环境属性图书馆生态建筑的环境属性要考虑到图书馆建筑所处环境的可持续性，及其声学环境、绿化状态、采光和通风状态。通过吸声处理、隔声处理、机械噪声的控制等方法来保证声学环境的质量。除了注重室内绿化，室外绿化包括屋顶绿化与地面绿化同样要注重。采光则是通过设计将屋顶采光、墙面采光与人工照明结合。而通风状态则是通过设计方法与建筑形态来实现，同时要关注并尽可能降低建筑给环境所带来的空气污染、水体污染、固体废物污染以及噪声污染。

图书馆生态建筑的资源属性图书馆生态建筑的资源属性主要包括4种：材料资源、设备资源、人力资源、信息资源。其中材料资源的选择是最基础也是最重要的，直接影响后面的3种资源。对于生态建筑来说，材料资源的选择尽量以可持续设计为标准来选择。即生产方从自然界获取加工材料，并能通过安全的设计使材料在自身的生产循环系统中完全封闭地循环利用。由于一些现实因素的影响，一般的可持续设计被理解为相对可持续设计。

图书馆生态建筑的能源属性图书馆生态建筑的能源属性包括能源类型、再生能源、能源消耗以及回收处理能耗。目前图书馆建筑主要是对水资源的利用，包括节水景观绿化、节水器具利用、雨水的利用等，而再生能源的利用主要是指太阳能、地热能在建筑中的运用。

图书馆生态建筑的经济属性图书馆生态建筑的经济属性包括社会成本以及环境成本。生态建筑不能只看形式，更要放在其所在的社会环境中来看。高技术堆积的节能设计，本身就要耗费大量的资源。目前的生态建筑采用的技术分为低技术与高技术。高技术生态建筑是发展的方向，而由低到高的技术过渡，则是符合国情的技术策略。在中国这样的环境中，采取一些低技术的策略更加符合中国国情。在资源再生上，在遵循耐久性与健康性的原则下，中国主要是以自然资源结合人工合成材料为主。自然资源中，被广为认可的就是竹子与稻米。

结语

21世纪的今天，温室效应还在持续加剧，大自然的能源循环体系已经被严重破坏。建筑的可持续发展问题已经被世界多数政府以及组织所强调，个人环境意识在逐渐增强，节约能源、保护环境已成为人类的共识。图书馆处于文化教育建筑类型中十分重要的地位，作为公共建筑的代表，更应该作出表率，加强对生态建筑的研究与实施，为改善全球环境作出努力。

作者：张珈利单位：武汉大学图书馆