傳統(tǒng)建筑材料的可持續(xù)性對當(dāng)今環(huán)境的現(xiàn)實意義

于曉卉 練志霞

摘要：景德鎮(zhèn)人在發(fā)展制瓷業(yè)的同時，基于“取于自然，回饋自然”的可持續(xù)原則，利用廢棄的窯磚作為建筑材料筑成老建筑、老街區(qū)，為這座城留下了深刻的印記。如今在城市環(huán)境建設(shè)中，現(xiàn)代建筑材料廣泛應(yīng)用，而傳統(tǒng)建筑材料的可持續(xù)性卻得到忽視。保護(hù)環(huán)境，提高材料的可持續(xù)利用率，強(qiáng)調(diào)環(huán)保意識，仍是現(xiàn)今社會永恒的話題。

關(guān)鍵詞：傳統(tǒng)材料;窯磚;環(huán)境資源;可持續(xù)性;環(huán)保意識

中圖分類號：TU50 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1004-9436（2021）09-0-02

1 建筑材料由傳統(tǒng)向現(xiàn)代的轉(zhuǎn)變

當(dāng)今社會建筑材料的種類層出不窮，材料的轉(zhuǎn)型離不開強(qiáng)有力的科技支撐。工業(yè)革命之前，人們搭建房屋主要依靠手工勞動力，材料也局限于石材、木材、黏土等天然的傳統(tǒng)建筑材料。雖然冶鐵術(shù)早在我國春秋時期就被發(fā)明出來，但冶鐵技術(shù)大多應(yīng)用于武器和日用器皿的制造中，鴉片戰(zhàn)爭之后，中國開放通商口岸，中西建筑文化得到交匯，中國才開始出現(xiàn)鋼筋混凝土建筑。英國憑借18世紀(jì)工業(yè)革命的成果，將鋼鐵框架結(jié)構(gòu)應(yīng)用到棉紡織廠的建設(shè)中，美國在19世紀(jì)發(fā)明的安全升降機(jī)，才真正促使第一座鋼鐵框架結(jié)構(gòu)的辦公樓形成，故建筑材料由傳統(tǒng)向現(xiàn)代轉(zhuǎn)變的過程離不開科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。

中國古代建筑主要以木架建筑為主，但由于古代社會發(fā)展緩慢、地區(qū)之間交流較閉塞，也保留了除木架建筑以外的地方特色建筑。例如北方游牧民族習(xí)慣居住在便于遷徙的木骨架氈包式建筑內(nèi);西北及新疆地區(qū)為適應(yīng)干旱少雨及東冷夏熱的氣候，則選擇居住在土坯拱頂?shù)姆课輧?nèi);黃河中上游地區(qū)則利用高原地形和黃土的垂直性特點(diǎn)鑿洞而居，這些特殊地區(qū)的建筑在當(dāng)今高度現(xiàn)代化的居住環(huán)境中仍然被保留下來。中國林木森郁，取材方便并易加工，再充分結(jié)合中國傳統(tǒng)的榫卯工藝，建筑具備較強(qiáng)的抗震性能，故有“墻倒屋不塌”之說，例如遼代所筑的山西應(yīng)縣木塔距今已千年之久仍完好無損。但過量砍伐造成木材稀少，因木材本身防火性能差，易受蟲蟻和潮濕環(huán)境侵蝕，后來在戰(zhàn)國時期石料倍受重視，秦朝發(fā)明了磚材，漢朝出現(xiàn)了瓦片，金屬冶煉也逐步應(yīng)用到了建筑中。

中國本土的建筑樣式在1840年鴉片戰(zhàn)爭之后開始發(fā)生變化。西方國家將其本土磚木結(jié)構(gòu)的建筑形式帶到中國，中國由此被迫放棄傳統(tǒng)建筑形制，到了20世紀(jì)中葉西方的現(xiàn)代主義建筑理念開始風(fēng)靡全球，中國也開始使用鋼鐵、水泥和玻璃等現(xiàn)代建筑材料，最終形成今天我們所看到的鋼鐵玻璃幕墻建筑。

2 傳統(tǒng)材料的可持續(xù)設(shè)計的現(xiàn)實價值

現(xiàn)代建筑冷漠、千篇一律的樣式使城市形象漸漸趨于同質(zhì)化，傳統(tǒng)建筑材料的自然特性逐漸受到重視，最近幾年景德鎮(zhèn)窯磚的可持續(xù)利用備受關(guān)注。景德鎮(zhèn)的瓷器燒制始于漢朝，距今已有2000多年的歷史，千年窯火，造就了萬千精美的陶瓷藝術(shù)珍品，同時也產(chǎn)生了無數(shù)廢棄的窯磚。景德鎮(zhèn)人將窯磚變廢為寶作為建筑材料加以使用，不僅大大提高了窯磚利用效率，還形成了世界上絕無僅有的具有典型地域特色的建筑風(fēng)格——徽派建筑。

窯磚是用來砌筑燒制陶瓷的窯爐而特制的構(gòu)筑材料。當(dāng)年采用普通的黏土磚砌筑鎮(zhèn)窯的窯膛，黏土磚經(jīng)成型后可高溫焙燒制成燒結(jié)磚，造價低廉，耐久性高，還具有保溫隔熱等優(yōu)點(diǎn)，在建筑材料中得到廣泛應(yīng)用。燒結(jié)磚的強(qiáng)度高、抗風(fēng)化性能好、不易褪色、施工便捷，價格低廉又具有較好的保溫隔熱、隔聲的優(yōu)勢，是傳統(tǒng)建筑材料的主體組成，是使用最多、歷史最悠久的建筑材料之一[1]。我國磚的發(fā)明始于秦朝，距今已有2000多年的歷史，一直在中華民族的建筑文明史中得以傳承。

黏土磚在燒制陶瓷的過程中體積會隨著溫度的升高而均勻膨脹，膨脹曲線呈直線上升趨勢，隨著溫度逐漸升高并達(dá)到黏土磚的耐受溫度時，膨脹曲線在最高點(diǎn)處將基本保持不變，當(dāng)超過其耐受溫度時，膨脹曲線則開始下降，黏土磚的體積收縮會導(dǎo)致砌體灰縫之間松裂從而產(chǎn)生縫隙，空氣進(jìn)入窯爐會影響陶瓷的燒制。體積隨溫度變化由膨脹轉(zhuǎn)向收縮的變化是黏土磚的一大缺點(diǎn)。經(jīng)烈火燒煉后的窯磚堅硬度極高，景德鎮(zhèn)窯工們巧妙地抓住了窯磚的溫度、物理變化，再結(jié)合木結(jié)構(gòu)建筑工藝，形成以窯磚為建筑材料主體的徽派建筑風(fēng)格，這樣典型的地域特色，全世界都絕無僅有[2]。

窯磚不僅具有建筑材料的功能優(yōu)點(diǎn)，還兼?zhèn)渌囆g(shù)美感。窯磚被松木柴窯煙熏過后，表面會呈現(xiàn)出深淺不一的釉色和斑駁的肌理效果，不同面相結(jié)合的窯磚墻具有獨(dú)特的視覺效果。隨著現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展，窯磚也逐漸被應(yīng)用到現(xiàn)代建筑中，由朱锫建筑事務(wù)所和清華大學(xué)設(shè)計研究院共同設(shè)計建造的景德鎮(zhèn)御窯博物館，利用窯磚再現(xiàn)傳統(tǒng)的柴窯樣式，復(fù)雜的雙曲面東方拱券，不借助現(xiàn)代腳手架，依托重力完成磚的收縫錯位。當(dāng)今液化氣和煤氣梭式窯逐漸取代了傳統(tǒng)的柴窯，新技術(shù)的產(chǎn)生促使千年傳統(tǒng)的窯磚材料煅燒方式與生產(chǎn)工藝終結(jié)，由材料廢棄物轉(zhuǎn)變成延續(xù)傳統(tǒng)燒制模式的歷史和文化的物質(zhì)載體，每塊窯磚都代表著古代窯工的勤勞與智慧，窯磚所構(gòu)成的景觀形象也成為景德鎮(zhèn)城市集體記憶。

把從自然資源中新產(chǎn)出的建筑材料和廢舊建筑材料整合利用，以達(dá)到節(jié)約新材料的目的，更多地使用循環(huán)和再生產(chǎn)出的建筑材料已成為綠色建筑的重要標(biāo)準(zhǔn)，也是社會共識[3]。從古至今，建筑一直是人們的生活必需品，后來生活需求的多樣性也對建筑多樣性有所要求，因此未形成“低投入、低消耗、低排放”的環(huán)境友好狀態(tài)，在建筑設(shè)計中追求過多的視覺形式，導(dǎo)致裝飾性設(shè)計過量，沒有考慮建筑是否與地域環(huán)境和材料資源節(jié)約等方面相協(xié)調(diào)。材料的綠色化并不單指綠色材料，還應(yīng)該對天然材料進(jìn)行可持續(xù)高效利用，秉承不影響產(chǎn)品的基本功能與強(qiáng)度的原則，減少對材料的浪費(fèi)。

3 可持續(xù)設(shè)計理念在當(dāng)今社會中的應(yīng)用

20世紀(jì)60年代，美國設(shè)計理論家維克多·帕帕奈克就曾提出“設(shè)計應(yīng)該認(rèn)真考慮地球的有限資源使用問題，設(shè)計應(yīng)該為保護(hù)我們居住的地球的有限資源服務(wù)”的觀點(diǎn)[4]。第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束，美國在20世紀(jì)60年代進(jìn)入了前所未有的“豐裕社會”，50年代提出的“有計劃廢止制”，炫耀、張揚(yáng)的求奢風(fēng)氣開始盛行，無節(jié)制的消耗帶來了第一次能源危機(jī)，對環(huán)境的巨大破壞，讓人們付出了沉重的代價。1987年世界環(huán)境與發(fā)展委員會在向聯(lián)合國提交的《我們共同的未來》中正式提出可持續(xù)發(fā)展觀：“人類有能力使得開發(fā)可能持續(xù)下去，也能夠保證發(fā)展?jié)M足當(dāng)前的需求，不會危害下一代需求滿足的權(quán)益……發(fā)展應(yīng)該具有公平性（fairness）、可持續(xù)性（sustainability）、共同性（commonality）。”[5]可持續(xù)設(shè)計不僅要在環(huán)境與資源方面作出貢獻(xiàn)，也應(yīng)通過設(shè)計創(chuàng)造一種更為合理的生存方式。一個可持續(xù)的材料系統(tǒng)可以創(chuàng)造并維持這些庫存，從而最大限度地減少材料和能源流[6]。

3.1 可持續(xù)設(shè)計原則內(nèi)容與方法

設(shè)計學(xué)科為可持續(xù)設(shè)計理論提出了五項設(shè)計原則——5R原則。

（1）Revalue（重新評估）原則。基于可持續(xù)設(shè)計理念，對設(shè)計形式、結(jié)構(gòu)和材料進(jìn)行整體的再審視，調(diào)整設(shè)計方向，減少材料的浪費(fèi)，充分體現(xiàn)可持續(xù)性。

（2）Reuse（再利用）原則?？梢隇椤翱沙掷m(xù)使用”，對一切可利用的舊材料進(jìn)行回收、重復(fù)使用，將對資源的浪費(fèi)降到最低。窯磚從誕生到使用再到重新被設(shè)計的過程，實現(xiàn)了對自然資源的最大化持續(xù)使用。在中國美院象山校區(qū)的建設(shè)中，王澍利用江浙的竹材作為主要的裝飾材料，并利用竹模澆筑混凝土與周圍環(huán)境融合，除此之外，還將回收的舊磚瓦片應(yīng)用到整體校園建設(shè)中;校區(qū)內(nèi)日本建筑師畏研吾設(shè)計的民藝博物館的外立面也采用鋼絲纏繞并吊掛舊瓦片的形式，使新舊材料相互碰撞、煥發(fā)生機(jī)。

（3）Renew（更新）原則。在原有的形式、結(jié)構(gòu)和材料的基礎(chǔ)上加以改造，注入新活力，延長使用壽命或提高使用率，減少對環(huán)境的破壞。例如越南設(shè)計師武重義一直都在追隨自然，就地取材，通過化學(xué)和物理方式改變竹子的性能，讓竹造建筑可比擬鋼筋水泥建筑，并融入自然。古老的建筑材料也是傾注了無數(shù)人的汗水和智慧發(fā)展而來，應(yīng)為其注入時代新活力，與當(dāng)下的社會融為一體，而不應(yīng)該被當(dāng)作歷史的殘留、落后思想的遺存?！拔覀儧Q沒有絲毫的‘思古幽情，我們是尊重古代人民卓越的創(chuàng)造”[7]，當(dāng)年梁思成先生就是秉承這份偉大的歷史信念參與北京新城的建設(shè)規(guī)劃，但最終面臨很多復(fù)雜的現(xiàn)實問題，很多古建筑的蹤跡最終仍然無處可尋。

（4）Recycle（再循環(huán)）原則。該原則與再利用原則相似，但又有不同，再利用原則是在不破壞原始材料形狀結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上進(jìn)行回收利用，而再循環(huán)原則體現(xiàn)的是打破物質(zhì)的物理結(jié)構(gòu)或化學(xué)成分，甚至改變物體的固有屬性，進(jìn)而實現(xiàn)材料的再生和再利用。例如日本建筑師畏研吾對“紙”材料進(jìn)行了重新解讀，他將柔軟的紙浸泡在氯化鋅溶液中，使紙中原本的纖維素潤脹和膠化，即使只有1毫米厚也具有很高的強(qiáng)度和硬度。這種“紙鋼”可以按照相應(yīng)的順序編制并應(yīng)用到室內(nèi)裝飾設(shè)計中，例如充當(dāng)隔墻圍合成簡易的臨時空間。

（5）Reduce（減量）原則。減量原則就是在設(shè)計過程中做減法，盡量減少對資源的消耗和生態(tài)環(huán)境污染的可能性。運(yùn)用減量原則所設(shè)計出來的產(chǎn)品要有利于人類的發(fā)展，滿足人的需求，只追求量的簡單，沒有質(zhì)的保障，這就有悖于可持續(xù)設(shè)計理念。

3.2 可持續(xù)設(shè)計系統(tǒng)中遇到的困難

除了提出可持續(xù)設(shè)計理念之外，還需要建立可持續(xù)設(shè)計系統(tǒng)，整合的系統(tǒng)可以為生產(chǎn)的可持續(xù)性提供更明確的目標(biāo)和步驟，生產(chǎn)過程中往往充滿很多不可控因素，人們的認(rèn)知偏差也會使可持續(xù)設(shè)計系統(tǒng)實施受阻。

材料的環(huán)境生命周期常常伴有以下幾個步驟：第一，對自然材料的提取并進(jìn)行簡單處理;第二，人工進(jìn)行實驗或干預(yù)設(shè)計;第三，投入到大批量的機(jī)器生產(chǎn);第四，產(chǎn)品投放市場進(jìn)行使用;第五，達(dá)到使用壽命或失去使用價值進(jìn)行回收處理;第六，將可利用材料再次提煉并投入使用，進(jìn)行循環(huán)使用。目前遇到的困難是在每一步過程開始到結(jié)束都會產(chǎn)生過多的廢物排放和資源的浪費(fèi)。例如常見的塑料制品是由聚氯乙烯、聚丙烯和聚乙烯為主要材料并加入其他的填充劑，聚丙烯和聚乙烯通常參與食品包裝的塑料中，安全性可靠;但聚氯乙烯又稱PVC，是一種致癌物質(zhì)，在高溫裂解的過程中會產(chǎn)生有氯的廢物，嚴(yán)重影響環(huán)境質(zhì)量和人類的身體健康。而且塑料袋被丟棄后降解難度很大，因為聚乙烯之間鏈接的碳碳單鍵能量巨大，難以裂解，所以對后期可回收利用的成功性增加了難度。目前對塑料袋的可回收利用出現(xiàn)了很多轉(zhuǎn)機(jī)，有些可以直接加熱進(jìn)行重新加工，例如，2019年國慶閱兵式上使用的紅地毯就是用40萬個塑料瓶加工制成的，紅毯既實用同時又抗菌、抗污、抗紫外線;臺灣環(huán)保建筑師黃謙智利用150萬個塑料瓶替代玻璃幕墻作為“環(huán)生方舟”建筑的外立面，不使用任何黏合劑，而是利用可自由拆裝的孔明鎖的卡榫結(jié)構(gòu)扣合成鋼構(gòu)鎖點(diǎn)，價格低廉且隔熱性能好。

目前人們可持續(xù)利用資源的意識遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。人類固有的認(rèn)知缺陷會影響對現(xiàn)實的準(zhǔn)確判斷，例如很多人不相信全球變暖，因為在自己所生活的地區(qū)沒有發(fā)生明顯變化，這也是人類文化多樣性組成的重要特性?！耙话阏J(rèn)為認(rèn)知失調(diào)是人類心理上的一種問題，但這其實是一項重要的特性，如果人真的無法同時擁有互相抵觸的信念和價值觀，很可能所有的文化都將無從建立，也無以為繼。”[8]

4 結(jié)語

雖然在科學(xué)技術(shù)的促進(jìn)下，景德鎮(zhèn)人幾百年前單純的造物思想逐漸削弱，但仍有不少的造物者繼續(xù)秉承工匠精神，借助科學(xué)技術(shù)實現(xiàn)材料資源的可持續(xù)性。打造完整的可持續(xù)設(shè)計系統(tǒng)，擴(kuò)大人類的認(rèn)知面并獲得準(zhǔn)確的科學(xué)信息，才能使生活環(huán)境的可持續(xù)性充分得到循環(huán)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張靈.利用建筑垃圾和工業(yè)廢渣制備新型燒結(jié)磚及其性能研究[D].鄭州：鄭州大學(xué)，2019：7.

[2] 景德壹瓷.這是條全中國獨(dú)一無二的老弄堂【景德鎮(zhèn)】[EB/OL].搜狐，https：//www.sohu.com/a/149450351

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[3] 任韜.建筑拆除中建筑材料資源可持續(xù)利用技術(shù)策略研究[D].西安：西安建筑科技大學(xué)，2015：摘要.

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[6] 之涵.打造可持續(xù)材料系統(tǒng)[J].世界科學(xué)，2018（09）：21-22.

[7] 王軍.城記[M].北京：生活·讀書·新知三聯(lián)書店，2003：174.

[8][以]尤瓦爾·赫拉利.人類簡史[M].林俊宏，譯注.北京：中信出版社，2017：159.

作者簡介：于曉卉（1996—），女，山東濟(jì)南人，碩士在讀，研究方向：環(huán)境藝術(shù)設(shè)計。