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1、可持续建筑设计的新思维1、相关定义1.1、生态思维的概念理解思维是指在表象、概念的基础上进行分析、综合、判断、推理等认识活动的过程,是人类特有的精神活动。所谓生态思维,就是社会成员用现代生态学原理和理论去观察世界、认识周围客体,并以此作为审视自己言行的准则。因此,从本质上说,生态思维最重要的是应考虑人与自然的协调,考虑人与资源的协调,考虑人类的发展与自然生态系统维持人类发展所需质量间的协调。对这一概念,我们可以从以下几个方面来理解:1.2、非线性的概念2.1.1非线性的界定2.1.1非线性的界定非线性是相对于线性而言的,线性是非线性的特例。所以要弄清
2、非线性的概念,首先必须明确什么是线性;其次,为了较完整地理解非线性的概念,需要从数学表述和物理意义两个方面对非线性进行界定和阐述。2.2.1.1线性在数学定义上,线性关系意味着叠加原理的成立,”如果ψl,ψ2是方程的两个解,那么aψl+bψ2也是它的一个解,换言之,两个态的叠加仍然是一个态。”简单地来说,一次函数都是线性关系。[2]从物理意义的角度来说,线性关系指,物理变量间的函数关系是直线,变量间的变化率是恒量,函数的斜率在其定义域内处处存在且相等,变量间的比例关系在变量的整个定义域内是正比关系。2.2.1.1非线性明确了的线性含义之后,非线性的概
3、念就易于界定了:数学定义上,”定义非线性算符N(φ)为对一些a、b或φ、ψ不满足L(aφ+bψ)=aL(φ)+bL(ψ)的算符”[3],即叠加原理不成立,这意味着φ与ψ间存在着耦合,对(aφ+bψ)的操作,除了等于分别对φ和ψ操作外,还要加上对φ与ψ的交叉项(耦合项)的操作,或者φ、ψ是不连续(有突变或断裂)、不可微(有折硕士学位论文5点)的。从物理意义的角度来理解:在用于描述—个系统的一套确定的物理变量中,一个系统的—个变量最初的变化所造成的此变量或其他变量的相应变化是不成比例的,换言之,变量间的变化率不是恒量,函数的斜率在其定义域中有不存在或不相
4、等的地方,即,物理变量间的一级增量关系在变量的定义域内是不对称的[4]。可以说,这种对称破缺是非线性关系的最基本的体现,也是非线性系统复杂性的根源。天气的变化,物价的涨跌都是非线性关系主导的现象(图2.1)。而从承认事物存在非线性关系出发,借助非线性的相关理论来认识、研究问题的思维模式,即非线性思维。1.3、混沌的概念1963年,美国气象学家洛仑兹在计算机上用他建立的微分方程模拟气象变化的时候,偶然发现输入的初始条件的极细微的差别,可以引起模拟结果的巨大变化。当时,洛伦茨根据牛顿定律建立了温度压强、压强和风速之间的非线性方程。他将该方程组在计算机上进
5、行模拟实验,因嫌那些参数小数点后面的位数太多,输入时繁琐,便舍去了几位,尽管舍去部分看来微不足道,结果却大大出乎意料:该气象模型竟与没有舍去几位小数所得的气象模型大相径庭,变得完全不同。于是,他打了个比喻说,在南半球某地一只蝴蝶的翅膀的偶然扇动所引起的微小气流几星期后可能变成席卷北半球某地的一场龙卷风,这就是天气的”蝴蝶效应”。它的本质仍然是非线性耦合。洛仑兹的发现引发了科学界的新一轮探讨。1977年,第一次国际混沌会议在意大利召开,标志着当代混沌理论与混沌科学的诞生。大体来说,混沌是由非线性动力学系统产生的一系列貌似无规则的、类似随硕士学位论文9机
6、的现象[1]。混沌并不是简单的无序或者混乱,它是决定性系统的一种伪随机性。虽然混沌不具备明显的周期和对称,但却具有内部层次丰富的有序结构。在理想模型中,它可能包含着无穷的内在层次,层次间存在着”自相似性”。我们周围的世界乃至整个宇宙中,混沌现象无处不在。袅绕上升的烟束、风中来回摆动的旗帜、水龙头由稳定的滴漏变成零乱混沌也出现在天气变化中、飞机的航道高速公路上车群的壅塞、地下油管的传输流动等等(图2.4-2.5)。就像给”空间”下定义一样,究竟什么是”混沌”,很难更准确地表述。但是,通过混沌系统所表现出的一些普遍现象,我们可以总结归纳出它的本质特征。1
7、.4、-2-可持续建筑的定义目前对可持续性建筑还没有一个统一的标准定义,可持续性建筑实际上也叫做生态建筑。它的定义是在1987年的联合国《蒙特利尔协议》上提出来的,但真正受到世界范围内众多国家的重视还是在1992年里约热内卢地球峰会召开之后的事。可持续性建筑是以可持续发展观规划设计建造的建筑。内容包括从建筑的设计理念,材料、技术应用,城市区域规模大小等,以及与它们有关的功能性、经济性、社会文化和生态因素。为实现可持续建筑,必须反映出不同区域性的状态和重点,以及需要建立不同的模型去执行。建筑节能是实现建筑可持续的必要条件。1.5、可持续性建筑设计的概念
8、建筑可持续性设计是一种构建及开发可持续解决方案的策略设计活动,均衡考虑经济、环境、道德和社会问题,以在思考的
