摘要：論文關注的是面對當今正在迅速惡化和衰減的生態環境，人類社會的飛速發展對生態環境的影響之下，人們對于這種已經不是全新概念的覆土建筑進行了重新認識。認為大力發展和利用地下空間是解決城市問題的最有效途徑;并在實踐的基礎上提出地下空間規劃的思路和原則。對當今建筑與整個生態環境的關系進行分析，提出人們由于需要，對于覆土建筑這種建筑形式的價值的再認識。在探討了這種建筑形式的優點的同時，引入了可持續發展的建筑概念。
關鍵詞：覆土建筑 生態 可持續發展 建筑風水 文脈
Abstract: the paper is concerned about the face today is rapidly deteriorating and decay of the ecological environment, the rapid development of human society under the influence of the ecological environment, people for this kind of is not a new concept of the cover earth buildings to know. Think to develop and use of underground space is to solve the most effective way of urban problems; And in practice is proposed on the basis of the underground space planning ideas and principles. In today's architecture and the ecological environment of the relationship of analysis, this article proposed by the need to people, cover earth buildings for this kind of building the value recognition of the form. Explores the advantages of the architectural form at the same time, the introduction of the concept of sustainable development of architecture.
Keywords: turns the soil ecological building sustainable building feng shui context
中圖分類號：S891+.5 文獻標識碼：A 文章編號：
童年的我對生活在森林里的鳥兒無邊羨慕，渴望能像它們一樣跟樹爺爺對話;然而現在小鳥卻已經無家可歸。城市人口、地域規模和城市生存環境問題是21世紀中國城市發展所面臨的巨大挑戰。城市化水平的快速提高，使城市人口超飽和、建筑空間擁擠、城市綠地減少，形成一系列的“城市綜合癥”，造成城市生存環境的惡化。如何在保持現有自然條件不繼續惡化和盡可能減少災害損失的前提下尋求發展途徑，已經成為我國城市發展的當務之急。如何合理的利用有限的土地資源，是擺在我們每個人面前的艱巨課題。在地上的空間出現嚴重負荷的情況下，覆土建筑又復興起來，突出的表現在這三方面原因：(1)全球變暖與溫室效應;(2)可持續發展;(3)被證明是一個充滿前景的答案。它作為居住建筑在世界范圍內有著悠久的歷史，近年來人們開始在特殊場地環境中成功地利用此類建筑形式。
覆土建筑的歷史回顧
1. 分地區的歷史回顧
(1) 中國早期的覆土建筑以用于平坦場地的內院式和用于坡地的跌落式為代表土壤的熱工性能平緩了大陸性氣候的極端性(嚴冬和酷暑)主要材料是黃土，它的特性是結構均衡，易于開挖。在中國的例子尤其吸引人的地方在于它結合不同場地的多樣性。許多地方在建筑的屋頂上仍然保留農田。
(2) 早期覆土建筑在美國各州均有分布，當時的住宅的特點是下挖3英尺，上部覆以木條和蘆葦，從而有效地御寒和抗暑。
2. 覆土建筑的定義
全部或部分被土質覆蓋的建筑稱為覆土建筑。早期的建筑由于天然的建筑材料如巖石、泥土、陶土豐富且廉價，使得歷史上人們覆土而居的方式遍布在各地區。就生態方面而言，這種建筑將古代建筑技術和現代應用技術相結合，采用綜合設計的方式，把工程師、建筑師、科學家和未來居住者的種種考慮和要求結合起來，考慮自然生態和社會生態的需要，注重節約能源，減少污染，降低造價和居住費用，注意居住者對自然空間和人際交往的需求等等。
覆土建筑是在當今人口劇增的情況下緩解居住和使用壓力的有效手段。正如H.G.Wells在他的科幻電影中預言的那樣，“2054年的典型城鎮，將來不是一個摩天樓的天下，而是挖掘在山體中。人們熟悉的山坡和丘陵清晰可見，但以前的舊城鎮卻消失了，只見到隨山勢幾處跌落的建筑前立面，綠草緩坡和成排的樹木。”
早在20世紀50年代，以史密森夫婦為首的青年建筑師就認為只考慮人的接觸是不夠的，必須是“人+自然+人對自然的觀念”。在《結合自然的設計》一書中深刻闡述了人與自然的關系，指出：風景是由生態決定的，自然萬物均處于相互關聯中，主張從整體有機角度去考慮人類與自然環境之間的關系;這種建立在生態學理論基礎上的觀點，成為生態建筑學產生的基石，對整個建筑與城市規劃領域產生了深刻影響。建筑生態學把人、建筑、自然環境和社會環境看作是人工生態系統，建筑只是系統中為滿足人某種需要而屬于人的部分，它必須跟人一起成為生態系統中一環，依生態規律行事，才能確保生態系統的正常運行。建筑風水講究選擇優良建筑環境，適應自然，使人和建筑、環境密切融合。從這種意義上，建筑生態學與中國風水思想具有一致的步調。
3. 產生的條件
以上回顧表明，覆土建筑已經不是創新的概念;早期的產生于地形地貌、土質和氣候條件有關。具備以下條件的地區容易產生覆土建筑：
a. 火山熔巖地貌地區; b. 自承重土質(黃土)地區; c. 極端的大陸性氣候地區; d. 日溫度波動大的地區; e. 近年來，此類型建筑產生于需要節能和與環境統一的地點。
國外實例介紹與分析
在西方，生態建筑的發展滲透到了很廣泛的領域，位于英國格林威治半島上的森斯伯瑞店(Sainsbury’s,英國大型連鎖超市)是世界上具有前瞻性的綠色超級市場。它以其獨特的生態景園和整體性被動建筑設計策略連釋了商業性都市超市建筑的未來。在生態、節能、減廢，健康舒適以及零售模式方面都提供了有益的啟示。森斯伯瑞的節能設計針對超級市場的建筑類型創造性地采取了諸多策略。建筑的周邊圍護和地板層采用暴露的混凝土材質，可以通過其較大的熱容量有效利用太陽能和其他室內的熱蓄熱，進而維持室內熱環境的相對平穩。室外空氣通過地下層引入室內，由于利用了地熱，引入的新鮮空氣溫度在冬季高于室外溫度而在夏季卻低于室外溫度。陳舊的空氣再通過煙囪山屋頂排出，屋頂的排氣方向設計為順風向，出于負壓的存在也加大了自然通風的效果。
總的說來，建筑設計應考慮建筑空間組合、建筑造型等與整體景觀環境的整合，并通過建筑自身形體的高低組合變化和與住區內、外山水環境的組合，塑造具有個性特征和可識別性的住區整體景觀。由于屋頂植物的幫助，覆土建筑可以使周圍的雨水有效的被利用，蒸發回大氣層，因而減少地表徑流，保護地表土壤不被侵蝕。具體表現在如下幾方面：
(1) 建筑剖面設計充分利用局地風，形成內部的自然通風。因為基地位于自然山地，有著季節性的山地局地風，本方案充分考慮對自然生態資源的利用，將屋頂順應自然坡地的地勢，采用單坡屋面。可以引導風向使風速加快，在屋面形成局部的表面低氣壓，將建筑內部的空氣通過屋面天窗或氣窗自然排出，達到自然通風的目的。同時，由于采用覆土的種植屋面也可有效地調節建筑內部的氣溫，達到節能環保的目的。
(2) 在建筑材料方面，格林威治店也是盡可能地使用耗能低的材料。比如，超市門廳的地板是用廢棄輪胎制成，衛生間的墻壁是用回收的塑料瓶材料制成。從中可以看出，格林威治店用到了大量生態建筑技術，最大限度的利用自然采光通風條件，在國內，超級市場全部采用的人工照明，而且很少利用那些回收材料，在利用太陽能風能方面遠遠達不到國外的程度，相比較起來，都要消耗大量的能源。
除了物理與化學方式外，它采用了可持續景園的生態策略，可持續景園的策略強調從整體結構上全方位、多樣性和動態的整治環境。譬如，保養表層土、恢復維系地方生態體系的植被和生物、建立濕地、生態蘆葦池等景觀機制。這樣的生態景觀緩沖層不但通過遮擋為場所提供了適宜的微氣候，達到遮陽、調節氣流與空氣質量、減噪的效果，而且還可以有效地防止水土流失，過濾環境中的有害物質，凈化物質流。不僅如此，景觀也是建筑的重要表達方法和構成因素，譬如，屋頂種植，覆土建筑。森斯伯瑞在它們的營造當中實踐了以上的生態景觀原則。在建筑背面的場地上規劃了自然濕地景園，收集地面和屋頂的雨水，通過生態蘆葦池的原理使池水凈化用于動物棲息，灌溉庭園，沖洗衛生間。整個后院圍繞著池塘種植著多種當地氣候下的植物及植被。庭園與外界主要道路通過石頭墻隔開。整個建筑最大限度地利用自然采光，除了提供自然通風的功能外，建筑屋頂朝北的高窗，覆蓋了25%的零售面積。高窗設計了智能化的可調控的遮光和通風裝置，用來調節室內照度和通風率。人工燈光一般只是用來照明商品而非整個空間。這樣的照明策略在博物館建筑中經常被廣泛采用。實際上這種以自然光為背景的策略不但可以大幅度的降低用電量，而且有利于提高舒適度。
覆土建筑有如下優點：
1. 節能方面體現在它溫度波動小，具備良好的保溫和隔熱工能。
2. 建筑暴露面積小，保證優越的隔聲功能。
3. 用地經濟，屋頂用做綠地或廣場，同時可減少后退紅線使建造密度相對加大。同時，對場地坡度稍大的情況，覆土建筑科沿著山坡自然跌落或鑲嵌在山體中。
4. 保護生態系統，可進行雨水的再利用。
5.由于地下空間的封閉性，就可以把污水、垃圾的污染減到最低限度。日本學者尾島峻雄等人在20世紀80年代提出了在城市地下空間中建立封閉性再循環系統的構想，尾島設計了一個覆蓋東京23個區的地下大深度公用設施復合干線網，其相交處節點為大型多層地下建筑。所有物流系統如污水、垃圾、供熱和供冷的空氣等的運送、處理以及回收都在這個大循環系統中進行。
覆土建筑對特殊場地的貢獻
1.與自然景觀融合
從原來自然位于從屬地位到現代建筑日益與自然相融合的探索過程中，覆土建筑被證明是最有希望的一種建筑形式。已經有成功的例子，如：自然公園的接待中心、咖啡廳、旅館甚至是山中的別墅或藝術家工作室等。在眾多先鋒中，Emilio Ambasz是對自然最具有洞察力和理解的建筑師。在一些特殊情況下，他甚至力求消滅建筑，如鳳凰城歷史博物館，它是以自然風光優美而聞名的州府，城市坐落于山脈和曠野之間。鳳凰城歷史博物館是旨在復興鳳凰城的規劃中的一項嘗試，為使城市與自然結合，場地上的綠色植物需要盡可能保留，依次博物館和停車場結合地勢嵌入坡地，只有通過開敞內院才能意識到建筑的存在。
2.與周圍的建筑文脈融合
同樣，當地上建筑可能破壞古建保護區內的建筑文脈時，覆土建筑是可能的恰當答案。在美國，許多古老校園中的新建筑都運用覆土建筑的形式。此外，還保留了背后的文化。更重要的是，歷史建筑本身會喚起人們對文化的保護。同時，場地的特殊性被建立，由此可恢復地區的部分風貌。如密西根大學法學院圖書館加建。走入地下的新建筑和哥特式的老建筑和諧一致，且保留大片綠地景觀。
3.為喧囂的城市創造綠洲
大阪體育館是城市中生態建筑的典范。它不僅減輕了環境與自然的負擔，而且給予大阪居民一種回歸歷史與自然的多維感覺。大阪是關西地區的核心，城市人口稠密，綠地逐年減少。近來，飽受熱島效應的侵擾，當地政府制定了“綠色政策”，以便恢復原有的小氣候。
(1)建筑多半埋于地下，可有效節約能量負荷;半年時間利用自然通風換氣，從而節能。
(2)為使建筑能利用自然光，山丘的頂部(建筑的屋頂)開了17M直徑的天窗，可得到300LX的均勻照度。
覆土建筑的缺點和克服方式
(一) 由于獨特的特點，它對特殊的場地有特殊的貢獻，但必須指出的是，這種建筑形式也有著顯著的缺點。
1. 前期費用較傳統建筑高
2. 內部采光和景觀有限，給使用者生理和心理造成一定負面影響。
3. 宗教觀念對心理的影響
4. 在結構方面的要求高于傳統建筑。對于某些需要大跨度的建筑，當運用此形式是，結構需要抵抗巨大的上層土壓力和側推力。可以通過使用殼體結構來提高結構的受力性能。
5. 防水和保溫性能要求高。對于劇場、購物中心等對換氣率要求比較高的建筑，費用高于傳統建筑。
6. 由于突然溫度低于室內溫度，建筑內部易產生結露現象。
7. 由于其熱惰性，不是所有季節的節能表現均好。
8. 有限的視覺效果：在需要地標性的地區，覆土建筑無法滿足要求。(二)但是大多數缺點是可以通過巧妙的設計和現代科技克服的。
1. 利用地形，如坡地、臺地組織建筑布局，爭取自然采光。
2. 對于平坦場地，可以挖出內院，或利用中庭或天窗引入自然采光。
3. 利用鏡子或光導纖維將自然光和外界景物引入建筑深處。
4. 利用埋在地下的風館，經土壤的頂熱或預冷作用為建筑提供新鮮空氣。
5. 運用“太陽管”和“風管”從屋頂上引入自然通風和采光。
參考文獻：
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