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生态设计原理

生态设计的定义：（参照Sim Van der Ryn 和Stuart Cown(1996 ，p18)）:任何与生态过程相协调，尽量使其对环境的破坏影响达到最小的设计形式都称为生态设计，这种协调意味着设计尊重物种多样性，最少对资源的剥夺，保持营养和水循环，维持植物生境和动物栖息地的质量，以有助于改善人类及生态系统的健康。
原理之一：地方性

设计应根植于所在的地方。对于任何一个设计问题，设计师首先应该考虑的问题是，我们在什么地方？自然允许我们做什么？自然又能帮助我们做什么？我们常常惊叹桃花源般中国乡村布局及美不胜收的民居，实际上它们多半不是设计师的创造，而是居者在与场所的长期体验中，在对自然深刻了解的基础上与自然过程相和谐的当地人的创造性设计。这一原理可从以下几个方面来理解：

1尊重传统文化和乡土知识：当地人的经验，他们依赖于其生活的环境获得日常生活的一切需要，包括水、食物、庇护、能源、药物以及精神寄托。

2适应场所自然过程：新的设计形式仍然应以场所的自然过程为依据，场所中的阳光、地形、水、风、土壤、植被及能量等能。设计的过程就是将这些带有场所特征的自然因素结合在设计之中，从而维护场所的健康，同时也是设计物本身的健康。

3当地材料：乡土植物和建材的使用，是设计生态化的一个重要方面。乡土物种不但最适宜于在当地生长，管理和维护成本最少，还因为乡土物种的消失以成为当代最主要的环境问题。所以保护和利用乡土物种也是时代对景观设计师的伦理要求。

原理之二：保护与节约自然资本
地球上的自然资源分可再生资源(如水、森林、动物)和不可再生资源(如石油，煤)。要实现人类生存环境的可持续，必须对不可再生资源加以保护和节约使用。即使是可再生资源，其再生能力也是有限的，因此对它们的使用也需要采用保本取息的方式而不应该是杀鸡取卵的方式。因此，对于自然生态系统的物流和能流，生态设计强调的解决之道有四条：

1保护（Protect）。保护不可再生资源，作为自然遗产，不在万不得已，不予以使用。在大规模的城市发展过程中，特殊自然景观元素或生态系统的保护尤显重要，如城区和城郊湿地的保护，自然水系和山林的保护。

2减量(Reduce)。尽可能减少包括能源、土地、水、生物资源的使用，提高使用效率。设计中如果合理地利用自然的过程如光、风水等，则可以大大减少能源的使用。新技术的采用往往可以数以倍计地减少能源和资源的消耗。
3再用(Reuse)。利用废弃的土地，原有材料，包括植被、土壤、砖石等服务于新的功能，可以大大节约资源和能源的耗费。如，在城市更新过程中，关闭和废弃的工厂可以在生态恢复后成为市民的休闲地，在发达国家的城市景观设计中，这已成为一个不小的潮流。
4再生(Recycle)。在自然系统中，物质和能量流动是一个由“源—消费中心—汇”构成的、头未相接的闭合环循环流，因此，大自然没有废物。而在现代城市生态系统中，这一流是单向不闭合的。因此在人们消费和生产的同时，产生了垃圾和废物，因此有了水、大气和土壤的污染。
原理之三：让自然做功
这一原理着重体现在以下几个方面：

1自然界没有废物
自然界没有废物。没一个健康生态系统，都有一个完善的食物链和营养级，秋天的枯枝落叶是春天新生命生长的营养。公园中清除枯枝落叶实际上把自然界的一个闭合循环系统切断了。在城市绿地的维护管理中，变废物为营养，如返还枝叶、返还地表水补充地下水等就是最直接的生态设计应用。

自然的自组织和能动性
自然是具有自组织或自我设计能力的，热力学第二定律告诉我们，一个系统当向外界开放，吸收能量物质和信息时，就会不断进化，从低级走向高级。一池水塘，如果不是人工将其用水泥护衬，或以化学物质维护，便会在其水中或水边生长出各种昆虫、水藻、杂草，并最终演化为一个物种丰富的水生生物群落。自然系统的丰富性和复杂性远远超出人为的设计能力，与其如此，我们莫如开启自然的自组织或自我设计过程。

3边缘效应
在两个或多个不同的生态系统或景观元素的边缘带，有更活跃的能流和物流，具有丰富的物种，和更高的生产力。如海陆之交的盐沼是地球上产量最高植物群落。森林边缘、农田边缘、水体边缘以及村庄、建筑物的边缘，在自然状态下往往是生物群落最丰富、生态效益最高的地段。
边缘带能为人类提供最多的生态服务，如城郊的地林缘景观既有农业上的功能，又具自然保护和休闲功能，这种效应是设计和管理的基础。然而，在常规的设计中，我们往往会忽视生态边缘效应的存在，很少把这种边缘效应结合在设计之中。
又如，建筑物的基础四周，是一个非常好的潜在生态边缘带，而通常我们所看到的则是硬质铺装和单一的人工地被。除此之外，人类的建设活动往往不珍惜边缘带的存在，生硬的红线把本来地块之间柔和的边缘带无情地毁坏。
所以与自然合作的生态设计就需充分利用生态系统之间的边缘效应，来创造丰富的景观。
生物多样性
自然系统是宽宏大量的，包容了丰富多样的生物。生物多样性至少包括三个层次的含意，即：生物遗传基因的多样性；生物物种的多样性和生态系统的多样性。多样性维持了生态系统的健康和高效，因此是生态系统服务功能的基础。与自然相合作的设计就应尊重和维护其丰富多样性，“生态设计的最深层的含意就是为生物多样性而设计”
原理之四：显露自然
自然景观及过程以及城市生活支持系统结构与过程的消隐，使人们无从关心环境的现状和未来，也就谈不上对于环境生态的关心而节制日常的行为自然景观及过程的消隐，使人们无从关心环境的现状和未来，也就谈不上对于环境生态的关心而节制日常的行为。因此，要让人人参与设计，关怀环境，必须重新显露自然过程，让城市居民重新感到雨后溪流的暴涨，地表径流汇于池塘。通过枝叶的摇动，感到自然风的存在，从花开花落，看到四季的变化；从自然的叶枯叶荣，看到自然的腐烂和降解过程。
所有这些，都在促使一种我们回到古老艺术：视觉生态--一种景观美学，它反映了人对土地系统的完全依赖，重新唤起人与自然过程的天然的情感联系，在生态－文化与设计之间架起桥梁 。人与土地和空间之间的依恋关系，被称为“土地恋”。它提醒我们人类是被设计出来适应和生活在自然之中的。生态设计回应了人们对土地和土地上的生物之依恋关系，并通过将自然元素及自然过程显露和引导人们体验自然，来唤醒人们对自然人关怀。这是一种视觉生态审美 。
原理之四：显露自然
自然景观及过程以及城市生活支持系统结构与过程的消隐，使人们无从关心环境的现状和未来，也就谈不上对于环境生态的关心而节制日常的行为自然景观及过程的消隐，使人们无从关心环境的现状和未来，也就谈不上对于环境生态的关心而节制日常的行为。因此，要让人人参与设计，关怀环境，必须重新显露自然过程，让城市居民重新感到雨后溪流的暴涨，地表径流汇于池塘。通过枝叶的摇动，感到自然风的存在，从花开花落，看到四季的变化；从自然的叶枯叶荣，看到自然的腐烂和降解过程。
所有这些，都在促使一种我们回到古老艺术：视觉生态--一种景观美学，它反映了人对土地系统的完全依赖，重新唤起人与自然过程的天然的情感联系，在生态－文化与设计之间架起桥梁 。人与土地和空间之间的依恋关系，被称为“土地恋”。它提醒我们人类是被设计出来适应和生活在自然之中的。生态设计回应了人们对土地和土地上的生物之依恋关系，并通过将自然元素及自然过程显露和引导人们体验自然，来唤醒人们对自然人关怀。这是一种视觉生态审美 。
生态设计手法：

1空间布局形式
生态廊道、绿色景观节点、生态岛的设计；建筑的布局适当形成通风口，在地块内形成有效通风，改善内部热环境；建筑的合理布局，各功能区动静结合，避免噪声污染。

2结构合理
优化用地结构，搞好城市的用地平衡；控制人口总量和密度；加强绿化建设，保护生物多样性；设置不同类型的公共绿地、广场等。

3交通系统
实行人车分流，提倡绿色交通， 建立步行景观系统；路网布局顺应当地的主导风向，在地块内形成有效通风；增加道路绿化覆盖率，形成景观步行绿道。

4完善的绿地生态系统
不仅应有较高的绿地指标，如绿地覆盖率、人均绿地面积和人均公共绿地面积，而且还应布局合理，点线面有机结合，有较高的生物多样性，组成完善的复层绿地系统；屋顶绿化等形式，增加绿化面积。

5水资源系统　
水资源系统包括了生活用水的供给、污水、雨水、景观用水等。节约用水、水的循环使用是生态住区设计的重要内容, 为此将污水处理、雨水利用和景观用水、生活杂用水、厕所用水组成完善的系统。
6建筑空间环境
建筑空间环境生态设计除了具有传统的规划设计所具有的全部美学、功能等特性外, 强调单体建筑采用了自然通风、采光的设计策略，考虑主导风向与建筑布局的形式；引入水系或者公共绿地，形成局部小气候，改善热环境。

7能源系统
在能源应用策略上采取在不同的应用领域和层次上采用风能、生物能和太阳能。比如将风能、太阳能用于景观水体的循环流动的动力用能, 太阳能用于洗浴热水的加热用能, 对于沼气净化池和堆肥系统产生的沼气, 能够用于生活用能及部分公共照明用能。

8垃圾处理系统
生活垃圾采取分类收集的办法。将垃圾分为4 类: 1 有毒有害垃圾(废电池、日光灯管等) ; 2 厨房有机垃圾等可降解垃圾(剩饭、菜叶等) ; 3 可回收垃圾(塑料、金属、玻璃等) ; 4 其它难降解垃圾。
对第1 类垃圾专项处理, 对第3、4 类垃圾可处理给物资回收部门及交由城市环卫部门处理, 对第2 类垃圾和住区内的绿地落叶等垃圾采用厌氧堆肥的方法进行处理, 腐熟的肥料作为盆栽花卉植物用腐植土及花草培养肥料, 多余的送出区外作为农林用肥。
问题
常规设计
生态设计
能源
消耗自然资本，基本上依赖于不可再生的能源，包括石油和核能。
充分利用太阳能、风能、水能、或生物能。
材料利用
过量使用高质量材料，使低质材料变为有毒、有害物质，遗存在土壤中或释放入空气。
循环利用可再生物质，废物再利用，易于回收、维修、灵活可变、持久。
污染
大量、泛滥
减少到最低限度，废弃物的量与成份与生态系统的吸收能力相适应。
有毒物
普遍使用，从除虫剂到涂料。
非常谨慎使用。
生态测算
只出于规定要求而做，如环境影响评价。
贯穿于项目整个过程的生态影响测算，从材料提取，到成分的回收和再利用
生态学和经济学关系
视两者为对立，短期眼光。
视两者为统一，长远眼光。
设计指标
习惯、舒适，经济学的。
人类和生态系统的健康，生态经济学的。
对生态环境的敏感性
规范化的模式在全球重复使用，很少考虑地方文化和场所特征，摩天大楼从纽约到上海，如出一辙。
应生物区域不同而有变化，设计遵从当地的土壤、植物、材料、文化、气候、地形，解决之道来自场地。
对文化环境的敏感性
全球文化趋同，损害人类的共同财富。
尊重和培植地方的传统知识、技术和材料，丰富人类的共同财富。
生物、文化和经济的多样性
使用标准化的设计，高能耗和材料浪费，从而导致生物文化及经济多样性的损失。
维护生物多样性和与当地相适应的文化以及经济支撑。
知识基础
狭窄的专业指向，单一的。
综合多个设计学科以及广泛的科学，是综合性的。
空间尺度
往往局限于单一尺度。
综合多个尺度的设计，在大尺度上反映了小尺度的影响，或在小尺度上反映大尺度的影响。
整体系统
画地为牢，以人定边界为限，不考虑自然过程的连续性。
以整体系统为对象，设计旨在实现系统内部的完整性和统一性
自然的作用
设计强加在自然之上，以实现控制和狭隘地满足人的需要。
与自然合作，尽量利用自然的能动性和自组织能力。
潜在的寓义
机器、产品、零件
细胞、机体、生态系统。
可参与性
依赖于专业术语和专家、排斥公众的参与。
致力于广泛而开放的讨论，人人都是设计的参与者
学习的类型
自然和技术是掩藏的，设计无益于教育。
自然过程和技术是显露的，设计带我们走近维持我们的系统。
对可持续危机的反应
视文化与自然为对立物，试图通过微弱的保护措施来减缓事态的恶化，而不追究更深的、根本的原因。
视文化与生态为潜在的共生物，不拘泥于表面的措施，而是探索积极地再创人类及生态系统健康的实践。