基于耗散结构理论的生态型室内设计研究.docxVIP

PAGE 1 - 基于耗散结构理论的生态型室内设计研究 基于耗散结构理论的生态型室内设计讨论 摘要：所谓耗散结构，指的是开放系统在离平衡态特别远的时候，所产生的一种有序的时空结构。随着社会的进展，人们对建筑设计的质量要求也越来越高。尤其是在生态背景下，生态化的室内设计更是获得了人们的青睐。将耗散结构和生态室内设计进行结合，能削减室内设计中的增熵现象，为人们塑造一个更加舒适的家居环境。 关键词：耗散结构;质量;生态;室内设计 课题项目：本文系江西省高校人文社会科学讨论课题“基于生态文明建设视野下的生态型室内设计的应用讨论〞〔JC1527〕讨论成果。 早在20世纪60年月末期，比利时物理学家普利高津便提出了耗散结构理论。所谓耗散结构，指的是远离平衡状态下的多元化系统，和外界能量流、物质流进行交换，并维持肯定的状态。 一、耗散结构必需具备的条件 为了促使耗散结构的运行更加有序，必需具备三个条件。第一，开放性。这是耗散结构产生和继续维持的基础。在开放性的基础上，和外部环境进行能量、物质交换，从而抵消系统中的正熵流。第二，非平衡状态。耗散结构并非固定的结构，其改变性、动态性很强[1]。第三，非线性互动作用。在这样的背景和条件下，内部各个元素会互相影响、互相协作，从而促使耗散结构处于有序的状态。 二、远离平衡态的开放系统和熵 多元化系统在肯定的影响下，通过动态改变，产生一种全新的有序结构。同时，普利高津也将开放系统、远离平衡态、非线性作用当作是产生耗散结构的基础。因此，耗散结构属于讨论远离平衡态的开放系统，从无序到有序的状态。 〔一〕开放系统 耗散結构包括了两种含义，一种是消耗，一种是有序。为了维持有序的结构，系统必需消耗一些能量、物质。在这个过程中，怎样实现系统有序状态，属于特别重要的问题。这里说的有序，指的是系统中许多要素之间产生的有规律的改变。有序分为两种，一种是静态的，一种是动态的。动态的结构大多来自于孤立系统，少数来自开放系统。在耗散结构理论中，人们都想要实现动态有规律的开放系统。这是由于在孤立系统里，没有物质和能量方面的交换，物质特别简单形成有序的状态。然而来源于孤立系统的有序状态，则是静态平衡状态。但在开放系统里，系统和外部环境会相互影响，同时进行能量和物质的交换。因此要站在耗散结构的基础上来对室内环境进行生态化设计，自然界、社会都需要和外部环境进行能量交换。若是阻挡了开放系统和外界之间的能量、物质交换，那么系统的生命就会停止。与此同时，开放系统也会变成孤立的。 〔二〕和平衡态进行疏离 耗散结构理论中，对系统的平衡态、非平衡态的理解是开放的。在人类历史上，始终在查找人和人、人和物、物和物之间的系统平衡[2]。然而，这里的平衡也包括静态和动态两种。随着社会的不断进展，人们对世界的追求也渐渐趋于动态化。但耗散结构理论认为，只有和平衡态进行疏离，才能更好地进展。在普利高津看来，一个非平衡的混乱的无序状态里，能产生新的结构，也就是耗散结构。其对于理解关联性以及非平衡社会的组织作用，具有重要的作用。 〔三〕生命系统和非平衡态 分析耗散结构理论，发觉有机体全部是开放性的系统，而且远离了平衡态。这主要是因为生命系统拥有一个和平衡系统相背离的本质特征，其来自于生命系统的动态性。也就是说，生命过程只能在非平衡状态中运行。普利高津认为，全部的生命活动都有特征，这些特征表示生命中拥有超过热力学分支平衡阈值以及和平衡态相背离的现象。 〔四〕开放系统和熵 在耗散结构中，熵属于特别重要的一个理念。19世纪末期，克劳修斯对热机的循环进行讨论，提出了熵这个概念。热机系统在每一次循环结束时，其中的状态函数——熵，都会回到初始值。克劳修斯将熵用在系统无序状态下的动态性函数中，从而阐述系统能力的转化过程。系统里的熵渐渐削减，有效能量也会增多。后来的讨论者认为，熵可以用来描述系统的无序程度。在孤立系统中，状态会由非平衡态渐渐朝着平衡态转变，使得熵函数越来越多。待系统完全变为平衡态，其内部也会完全处于无序的状态，熵函数渐渐增加。 三、生态设计理念 〔一〕生命以负熵为生 人体属于开放的生命系统，其怎样维持自身的生命特征呢？或者说，一个活的生命有机体是如何维持生命呢？这需要依靠生命系统的新陈代谢。换句话说，人通过吃、喝、呼吸或者另外的一些途径，获得人体生存必需的养分物质，从而替换人体损耗的元素，从而完成人体的物质交换。薛定谔认为这样的观点是错误的，他认为新陈代谢的本质并非能量交换。这是因为人体所含的能力和物质是相同的，都不会产生改变。假如体内的卡路里和体外的卡路里价值相同，那么单纯的交换没有任何用途。 假如生命系统的连续和新陈代谢无任何关系，那么依据薛定谔的熵理论，则可以得出这样的结论：若仅仅将重点放在系统方面，不考虑系统和外界之间的能量、物质交换，则自然界