從建筑技術(shù)在生態(tài)建筑中的運用看建筑的發(fā)展方向

■ 劉思思 Liu Sisi

0 引言

建筑與技術(shù)有著密不可分的天然聯(lián)系,當(dāng)今以信息技術(shù)為代表的新技術(shù)革命對于建筑和建筑創(chuàng)作的影響愈加深刻。20世紀(jì)末的世界建筑，流派分呈、多元并存，建筑創(chuàng)作觀念不斷翻新，產(chǎn)生建筑藝術(shù)表現(xiàn)形式的嬗變。世紀(jì)交替呈現(xiàn)出兩個方面的新特點：一方面，20世紀(jì)60年代以來出現(xiàn)的環(huán)境破壞、能源危機等一系列問題，讓人們感到技術(shù)的局限與無奈，引發(fā)了建筑領(lǐng)域?qū)τ诩夹g(shù)、技術(shù)思維和觀念的反思；另一方面，信息技術(shù)的高速發(fā)展，科學(xué)技術(shù)對建筑設(shè)計領(lǐng)域的沖擊，以及注重技術(shù)表現(xiàn)的建筑創(chuàng)作傾向，正在極大地改變著社會生活，新技術(shù)革命已經(jīng)發(fā)展到了臨界狀態(tài)。人們在探索建筑創(chuàng)新的道路上，一直追求理想化的樂土，建筑師獨具匠心的設(shè)計使每個圖形的密度、角度、方位、弧線都是經(jīng)過仔細考究，讓它們更富有彈性和生命力。但是，縱然偉大的建筑師們有再“瘋狂”的頭腦，始終離不開技術(shù)的的堅實后盾。

1 建筑技術(shù)的發(fā)展歷程

建筑技術(shù)的發(fā)展可歸結(jié)為三個階段：最初的手工技術(shù)階段，以工業(yè)化為核心的技術(shù)階段，而現(xiàn)在正向以信息化為核心的高技術(shù)階段邁進。三次科學(xué)技術(shù)革命相對應(yīng)三次建筑技術(shù)革命。第一次技術(shù)革命是材料技術(shù)和結(jié)構(gòu)技術(shù)的革命。第二次技術(shù)革命是設(shè)備技術(shù)的革命。第三次技術(shù)革命是信息技術(shù)革命。高技派建筑的發(fā)展，高新技術(shù)在建筑中的運用，使當(dāng)今建筑的表現(xiàn)形式更加多姿多彩。

2 建筑技術(shù)的屬性

2.1 本質(zhì)屬性

建筑技術(shù)包含很多方面知識，包括施工工藝，結(jié)構(gòu)設(shè)計等。其利用尖端的科學(xué)技術(shù)，完成建筑施工中的種種問題。由天然洞穴到人造住所，結(jié)構(gòu)由簡單到復(fù)雜，功能由單一到綜合的過程。隨著科學(xué)技術(shù)的進步，建筑材料、建筑工具和建筑機械得到了發(fā)展。一座建筑的落成離不開建筑技術(shù)，一座備受矚目的世界性建筑更是需要超高水平的建筑技術(shù)才能完成。

2.2 自然屬性

現(xiàn)如今，“地上生長出來的建筑”時常出現(xiàn)在各個建筑論壇上，提倡建筑與自然環(huán)境完美的融合。建筑就像從地上長出來的一樣，與自然親密無間，相互映襯，因此建筑技術(shù)的生態(tài)性早早被提到日程。生態(tài)技術(shù)運用到建筑創(chuàng)作中，并體現(xiàn)積極的自然天道思想，不斷地發(fā)展多種技術(shù),并在建筑中自然地體現(xiàn)出來，最終力求在建筑與自然之間尋找到深層的聯(lián)系?！坝袡C建筑”崇尚自然并且賦予建筑以生命，自然是“有機建筑”的基本和設(shè)計的靈感之源?！坝袡C建筑”論的倡導(dǎo)者賴特的代表作流水別墅正是建筑融于自然的完美體現(xiàn)（圖1）。任何活著的有機體，它們的外在型式與內(nèi)在形式結(jié)構(gòu)都為設(shè)計提供了自然且不破壞的思想啟迪，而生態(tài)技術(shù)給建筑帶來的內(nèi)在魅力令人備感親切又富有進取精神,進而流露出其如詩的情懷。

2.3 藝術(shù)屬性

建筑藝術(shù)是指按照美的規(guī)律，運用建筑藝術(shù)獨特的藝術(shù)語言，使建筑形象具有文化價值和審美價值，具有象征性和形式美，體現(xiàn)出民族性和時代感。技術(shù)作為建筑創(chuàng)作表現(xiàn)手段及其造型創(chuàng)意源泉的重要地位，與建筑及藝術(shù)之間有著密切聯(lián)系。中國建筑體系是以木結(jié)構(gòu)為特色的獨立建筑，在城市規(guī)劃、建筑組群、單體建筑以及材料、結(jié)構(gòu)等方面的藝術(shù)處理均取得了輝煌的成就。然而建筑藝術(shù)的表現(xiàn)離不開技術(shù)的不斷更新。組裝結(jié)構(gòu)技術(shù)的創(chuàng)新運用,材料潛力的充分發(fā)揮,精美細部構(gòu)造的著重處理等是其建筑設(shè)計的重要特征，而建筑藝術(shù)的創(chuàng)作過程,也是技術(shù)探索與創(chuàng)新的過程。

3 建筑技術(shù)的發(fā)展方向

3.1 建筑技術(shù)的現(xiàn)狀

什么可以稱之為創(chuàng)新？符合功能和美觀的設(shè)計與創(chuàng)新的關(guān)系又在哪里？如果一味地將精力投入在研發(fā)科學(xué)技術(shù)上，那么會造成精神需要的缺憾。人類是有感情的動物，人們的情緒是重要的組成部分，融入人類情感的建筑作品可以給予人們?nèi)碌幕芋w驗，它反映使用者的情緒并對使用者有所啟發(fā)。20世紀(jì)末建筑技術(shù)對形式與技術(shù)的追求，使建筑脫離了自然，遠離了人類的情感。因此，好的設(shè)計除了有吸引人的外觀，制造工藝，科技水平，合理的功能分配外，還需要有精神的寄托和啟示。然而，目前大多數(shù)建筑表現(xiàn)的依然漠然，技術(shù)也只停留在為了追求形式的徒有虛表的狀態(tài)上。倫佐·皮亞(Renzo Piano)諾提出21世紀(jì)是“一個神奇的技術(shù)世紀(jì)”，人類面臨著生態(tài)挑戰(zhàn)，如果選擇適合的技術(shù)路線，創(chuàng)造性地運用先進的技術(shù)，那么，21世紀(jì)將更加輝煌。

3.2 綠色生態(tài)建筑形勢

為了迎接21世紀(jì)全球化知識經(jīng)濟時代的到來，當(dāng)今世界產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)已正向高增長值與知識集約型轉(zhuǎn)變。生態(tài)綠色智能建筑的興起與發(fā)展，適應(yīng)了社會信息化與經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的需要。把新技術(shù)運用于生態(tài)建筑的設(shè)計，已成為不可抗拒的歷史潮流。

3.3 對綠色建筑的思索

圖1 賴特的流水別墅

自然環(huán)境是人類生存的基本條件，而隨著人口的迅速增長和生產(chǎn)力的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的突飛猛進，土地的過度開發(fā)，使自然生態(tài)平衡受到了猛烈的沖擊和破壞，人類亦因?qū)ψ匀唤鐭o休止的肆虐受到了懲罰。中國四川汶川大地震、印度洋海嘯等是人類無法避免的災(zāi)難，災(zāi)難過后，人們亦在反思。當(dāng)每次災(zāi)難來臨時，建筑的視覺過剩和形式上的肆意就顯得那么蒼白無力。人們不禁再次探尋建筑的本意應(yīng)該是什么？近年來，人們大力提倡綠色生態(tài)建筑，將綠色生態(tài)建筑以可持續(xù)發(fā)展觀融入建筑行業(yè)。美國建筑師協(xié)會（AIA）紛紛評選“綠色建筑獎”，在新奧爾良地區(qū)遭遇卡特里娜颶風(fēng)的自然災(zāi)害后，杜蘭大學(xué)發(fā)起一場綠色運動，堅決提倡把可持續(xù)設(shè)計作為重要建筑策略。

作為綠色建筑，其“綠色”當(dāng)然不能僅僅表現(xiàn)在外表的顏色，更表現(xiàn)在其內(nèi)在的綠色生態(tài)理念。建筑師通過可持續(xù)發(fā)展的視野，減少對自然環(huán)境的負(fù)面影響，利用生態(tài)的建筑技術(shù)構(gòu)筑人們健康、舒適的生存環(huán)境，并與周圍的自然環(huán)境和諧統(tǒng)一。21世紀(jì)，建筑師在建筑創(chuàng)作中找到新的出路，在空間世界里，不只有理性的探索，而是帶著人類的對自然的崇尚，建造真正生態(tài)的靈魂棲息地。

3.4 建筑技術(shù)在綠色生態(tài)建筑中的運用

3.4.1 曹妃甸國際生態(tài)城

2002年在約翰內(nèi)斯堡舉行的“全球可持續(xù)發(fā)展大會”（WWSD）上首次介紹了“瑞典可持續(xù)建筑發(fā)展研究”。隨后，全球刮起建造生態(tài)可持續(xù)發(fā)展城市之風(fēng)。

2007年年初，我國河北省唐山市啟動曹妃甸生態(tài)城的勘測選址、規(guī)劃設(shè)計等工作，曹妃甸國際生態(tài)城提倡系統(tǒng)解決“共生城市”概念和方法。這種方法有益于避免局部優(yōu)化，并使新城的發(fā)展獲得環(huán)境、經(jīng)濟、社會和空間方面的效益。

唐山曹妃甸國際生態(tài)城，總體規(guī)劃面積150km2，位于曹妃甸新區(qū)東部，西距曹妃甸工業(yè)區(qū)5km，東距海港開發(fā)區(qū)2 5 k m；毗鄰京津冀城市群，距北京220km、天津120km、唐山80km、秦皇島170km；交通區(qū)位條件優(yōu)越。整個項目規(guī)劃向人們展示了一系列頗有生態(tài)環(huán)保的創(chuàng)新理念：資源管理中心——主要對城市的能源、水循環(huán)、垃圾處理等生態(tài)系統(tǒng)整合管理，具體說就是在同一地點，統(tǒng)一建立包含污水處理廠、沼氣回收利用系統(tǒng)、垃圾焚化廠、熱電聯(lián)供設(shè)備、中水回用體系、垃圾回收體系、生態(tài)能源利用體系等城市生態(tài)循環(huán)設(shè)施，從而提高城市土地的集約利用程度，有利于城市生態(tài)循環(huán)(圖2)；科教城— —大力發(fā)展節(jié)水減排工程、環(huán)保工程、生態(tài)房地產(chǎn)工程，以及港口和工業(yè)區(qū)產(chǎn)業(yè)需求相結(jié)合的國際教育基地；占地約333.33km2的青龍湖度假區(qū)——“森林公園+休閑+度假”三位一體的中國北方高檔生態(tài)休閑度假區(qū)（圖3）；可持續(xù)發(fā)展中心——集中展現(xiàn)生態(tài)城生態(tài)核心技術(shù)和理念，該建筑融合了國際最先進的節(jié)能系統(tǒng)和建筑理念，將建成一座智能化的綠色、生態(tài)、環(huán)保、節(jié)能型新型示范性建筑，為中國環(huán)境和能源領(lǐng)域的長期協(xié)調(diào)發(fā)展提供一個研究平臺，并為下一代節(jié)能建筑提供技術(shù)示范平臺。曹妃甸的環(huán)保定位：“不冒一縷廢氣、不排一滴廢水、不丟一塊廢渣?！弊鳛閲沂着l(fā)展循環(huán)經(jīng)濟試點的產(chǎn)業(yè)園區(qū)之一，也是唯一的新建工業(yè)區(qū)，曹妃甸的戰(zhàn)略定位是：未來之城。何為未來之城？就是一座產(chǎn)業(yè)與環(huán)境協(xié)調(diào)、人與自然和諧、可持續(xù)發(fā)展的嶄新城市。曹妃甸國際生態(tài)城定位于“藍色港灣、生態(tài)城市”，在不久的將來，將建成一座高度開放、高度繁榮、高度文明的未來之城，一座文化創(chuàng)新、體制創(chuàng)新、環(huán)境創(chuàng)新的創(chuàng)新之城，一座產(chǎn)業(yè)協(xié)調(diào)、資源協(xié)調(diào)、生活協(xié)調(diào)的生態(tài)之城，一座經(jīng)濟發(fā)達、科技發(fā)達、服務(wù)發(fā)達的幸福之城。

3.4.2 馬來西亞米那亞大廈

圖2 曹妃甸國際生態(tài)城的生態(tài)循環(huán)總流量圖

把一座建筑“變綠”，可能會比原有成本高出2～5個百分點，但高能效帶來的節(jié)約可以抵消這筆費用。馬來西亞的米那亞大廈（圖4）就是一個典型的生態(tài)建筑實例，由建筑師楊經(jīng)文設(shè)計。空中花園是米那亞大廈的標(biāo)識之一，和中國其他同等體積的建筑相比，它的設(shè)計可以節(jié)能70%。其主要的（生態(tài)）設(shè)計特征：①空中花園從一個3層高的植物綠化護堤開始，沿建筑表面螺旋上升(平面中每三層凹進一次，設(shè)置空中花園，直至建筑屋頂）;②中庭，使涼空氣能通過建筑的過度空間;③綠化種植為建筑提供陰影和富氧環(huán)境空間;④曲面玻璃墻在南北兩面為建筑調(diào)整日輻射的熱量。構(gòu)造細部使淺綠色的玻璃成為通風(fēng)濾過器，從而使室內(nèi)不至于完全被封閉;⑤每層辦公室都設(shè)有外陽臺和通高的推拉玻璃門以便控制自然通風(fēng)的程度;⑥所有樓、電梯和衛(wèi)生間都是自然采光和通風(fēng);⑦屋頂露臺由鋼和鋁的支架結(jié)構(gòu)所覆蓋，它同時為屋頂游泳池及頂層體育館的曲屋頂（遠期有安裝太陽能電池的可能性）提供遮陽 和自然采光;⑧被圍和的房間形成一個核心桶，通過交流空間的設(shè)置消除了黑暗空間;⑨一套自動檢測系統(tǒng)被用于減少設(shè)備和空調(diào)系統(tǒng)的能耗。

圖3 青龍湖度假區(qū)鳥瞰圖

圖4 馬來西亞的米那亞大廈

恩格斯指出：“自然的歷史和人的歷史是相互制約的”。 因此，建筑師在進行設(shè)計時必須要在關(guān)注人類社會自身發(fā)展的同時，關(guān)注并尊重自然規(guī)律。馬來西亞的米那亞大廈正是根據(jù)當(dāng)?shù)刈匀簧鷳B(tài)環(huán)境，運用生態(tài)學(xué)、建筑技術(shù)科學(xué)的原理，采用現(xiàn)代科學(xué)手段，合理地安排并組織建筑與其它領(lǐng)域相關(guān)因素之間的關(guān)系，使其與環(huán)境之間成為一個有機組合體的建筑物。

3.4.3 可持續(xù)社區(qū)

如果將“綠色”作為建造材料的一大特征，“綠色”勢必要貫穿整個設(shè)計過程或者成為設(shè)計的基礎(chǔ)。圖5所示的這個可持續(xù)社區(qū)在設(shè)計上具有完美主義色彩，每一層、每一個方位甚至每一個維度都包裹著“綠色”外衣，可謂將可持續(xù)性進行到底。最終呈現(xiàn)在我們面前的將是一個永無止境的“莫比烏斯帶”，社區(qū)內(nèi)所有建筑完美地交織在一起。

圖5 可持續(xù)社區(qū)

可持續(xù)社區(qū)，可持續(xù)發(fā)展是原則，綜合考慮社會、經(jīng)濟和環(huán)境因素，平衡與整合社會；高水準(zhǔn)、有先見性的規(guī)劃理念與設(shè)計水平，為未來發(fā)展留有余地，同時滿足當(dāng)代和后代人的需要； 尊重環(huán)境、注重生態(tài)，用現(xiàn)代規(guī)劃理念結(jié)合科技手段節(jié)能增效；尊重社會多樣的文化和不同階層的人群，倡導(dǎo)共融和廣泛的交流；核心是持久地激發(fā)社區(qū)自身活力與更新調(diào)節(jié)能力，形成持久繁榮的社區(qū)文化和安全健康的社區(qū)環(huán)境。

4 結(jié)語

隨著社會的發(fā)展，不論建筑創(chuàng)作或技術(shù)，都會跟隨人類文明的腳步變得更加人性，建筑師們正在運用現(xiàn)代主義的思想和抽象派的語言，將環(huán)境中的事物概括成幾何體，并用空間的形式表現(xiàn)出來。走近它，會發(fā)現(xiàn)完全置身在思維的藝術(shù)中，不自覺地將這些幾何體形象化，模擬成我們熟悉的世界。近幾年提出的生態(tài)建筑及生態(tài)城市的建設(shè)理論，就是以自然生態(tài)原則為依據(jù)，探索人、建筑、自然三者之間的關(guān)系，為人類塑造一個最為舒適合理且可持續(xù)發(fā)展的環(huán)境理論。生態(tài)建筑正是21世紀(jì)建筑設(shè)計發(fā)展的方向。