綠色基礎(chǔ)設(shè)施在現(xiàn)代建筑中的發(fā)展

王琪瑤

在設(shè)計(jì)實(shí)踐中，植被可以通過(guò)多種形式介入建筑空間，包括在水平方向介入與在垂直方向介入、在內(nèi)部空間介入和在外部空間介入。由于應(yīng)用場(chǎng)所、研究方法、術(shù)語(yǔ)、運(yùn)用目的和統(tǒng)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)等方面的多樣性，綠色基礎(chǔ)設(shè)施并沒(méi)有一個(gè)全面的標(biāo)準(zhǔn)分類。它是一種涵蓋城市空間內(nèi)所有功能的生態(tài)體系網(wǎng)絡(luò)，包括地區(qū)內(nèi)部和周圍地區(qū)的各種綠色空間。

1 綠色建筑的分類

綠色基礎(chǔ)設(shè)施按照放置方向和放置位置可以分為水平綠化裝置與垂直綠化裝置兩大類。其中水平方向包括綠色屋頂和高架森林，垂直方向包括綠色立面、綠色墻壁、綠色梯田和垂直森林[1]。在水平綠化中，綠色屋頂是綠色基礎(chǔ)設(shè)施中最早運(yùn)用在建筑中的形式，是一種具有種植植物與種植基礎(chǔ)的屋頂形式。根據(jù)介質(zhì)深度、屋頂尺寸和使用頻率等參數(shù)不同，綠色屋頂可以分為密集型綠色屋頂和廣泛型綠色屋頂。這種綠化系統(tǒng)在城市中能夠起到生態(tài)調(diào)節(jié)作用，包括減少城市熱島效應(yīng)、調(diào)整建筑的內(nèi)部氣候等。如圖1 所示，WANG X 等人通過(guò)圖示說(shuō)明了各種綠化基礎(chǔ)設(shè)施的應(yīng)用位置。

圖1 綠色基礎(chǔ)設(shè)施的分類（來(lái)源：由WANG X 等人繪制）

以綠色屋頂與綠色立面為代表的綠色基礎(chǔ)設(shè)施，最早可追溯到古巴比倫時(shí)期的空中花園?，F(xiàn)代主義興起后，建筑師對(duì)可以供居民使用的綠色屋頂與綠色花園進(jìn)行了各種研究，水平方向的綠色屋頂被廣泛用于實(shí)踐。到20世紀(jì)末至21 世紀(jì)初，綠色基礎(chǔ)設(shè)施被用來(lái)挑戰(zhàn)綠色立面這種新的城市元素，在新建筑的制造與老建筑的修復(fù)中都起到改善微環(huán)境的作用。綠色立面流行后，垂直花園成為一種新的建筑語(yǔ)言在現(xiàn)代城市中傳播。

2 綠色基礎(chǔ)設(shè)施在人類健康影響研究中存在的問(wèn)題

研究表明，大型綠色基礎(chǔ)設(shè)施可以在多方面發(fā)揮作用，如降低局部氣溫、減少空氣污染、緩解城市發(fā)展與自然生態(tài)之間的矛盾等，為人們提供積極樂(lè)觀的社會(huì)效益[2]。

同時(shí)，一些文獻(xiàn)數(shù)據(jù)表明，綠色基礎(chǔ)設(shè)施可能會(huì)影響慢性病發(fā)病率、死亡率等指標(biāo)。在城市中，綠色基礎(chǔ)設(shè)施的分布情況會(huì)影響兒童呼吸系統(tǒng)疾病的病患數(shù)量。這些研究中提到的綠色基礎(chǔ)設(shè)施對(duì)健康產(chǎn)生的影響缺少直接且明確的量化指標(biāo)，沒(méi)有適合的效應(yīng)評(píng)價(jià)體系。在研究中獲取數(shù)據(jù)時(shí)，能夠獲取數(shù)據(jù)的時(shí)間段較小，難以建立起長(zhǎng)時(shí)間跨度的比較[3]。

在關(guān)于健康影響的研究中，研究者關(guān)注的往往是一些規(guī)格較大、城市尺度上的綠色基礎(chǔ)設(shè)施。這些大型的綠色基礎(chǔ)設(shè)施多指具體的樹(shù)木效益，如大面積的整體植被覆蓋、樹(shù)冠遮蔽等廣義上的綠植樹(shù)木或傳統(tǒng)公園，而不是直接談?wù)摻槿虢ㄖ?、更加局部化的綠色基礎(chǔ)設(shè)施，如攀附在建筑局部的綠墻系統(tǒng)、綠色立面系統(tǒng)、放置于屋頂?shù)木G色屋頂系統(tǒng)等。

對(duì)于以綠色屋頂和綠色墻壁為代表的綠色基礎(chǔ)設(shè)施，目前還缺乏關(guān)于這些設(shè)施對(duì)健康影響的研究。這些綠色設(shè)施在不同的類別中具有不同的特點(diǎn)，很難對(duì)其進(jìn)行系統(tǒng)的描述。同時(shí)，此類綠色基礎(chǔ)設(shè)施往往規(guī)模較小，只影響建筑內(nèi)和周圍的居民，很難衡量這些設(shè)施對(duì)健康的影響[4]。

在精神健康方面，置于建筑間或建筑中的小尺度綠色基礎(chǔ)設(shè)施對(duì)使用者與居民產(chǎn)生了良好的影響。在綠色屋頂、垂直森林、綠色墻壁等綠色基礎(chǔ)設(shè)施的配合下，建筑物之間可以獲得許多綠色空間。這些綠色空間能夠靈活出現(xiàn)在建筑的各個(gè)部位，讓每一個(gè)區(qū)域的用戶都能便捷地使用綠色花園。這種綠色花園能安撫使用者的情緒，對(duì)使用者舒緩壓力、穩(wěn)定情緒、調(diào)節(jié)身心等方面具有良好作用。但是，這些驗(yàn)證綠色基礎(chǔ)設(shè)施心理療愈作用的研究同樣缺少合理的量化標(biāo)準(zhǔn)。

3 綠色基礎(chǔ)設(shè)施產(chǎn)生的生態(tài)效益與經(jīng)濟(jì)效益

3.1 綠色基礎(chǔ)設(shè)施產(chǎn)生的生態(tài)效益

除了對(duì)使用者的療愈效果外，綠色基礎(chǔ)設(shè)施還起到調(diào)節(jié)生態(tài)環(huán)境的效果。Bosco Vertical 是一座擁有大量綠色基礎(chǔ)設(shè)施的住宅樓，如圖2 所示，這棟位于米蘭的建筑廣泛采用垂直森林這種綠色基礎(chǔ)設(shè)施，并通過(guò)了能源與環(huán)境設(shè)計(jì)先鋒（Leadership in Energy and Environmental Design，LEED） 金級(jí)認(rèn)證。該建筑的建造成本與維護(hù)成本都十分驚人。為了讓種植在建筑中的植物能夠正常生長(zhǎng)，業(yè)主需要支付一大筆費(fèi)用去定制特殊的灌溉系統(tǒng)和觀測(cè)設(shè)備。在日常的維護(hù)和使用中，運(yùn)營(yíng)者需要雇傭一批特殊的園藝師對(duì)建筑中的樹(shù)木進(jìn)行養(yǎng)護(hù)和修剪，從而保證住宅樓內(nèi)用戶的正常居住體驗(yàn)。這些園藝師需要針對(duì)這棟獨(dú)特的建筑進(jìn)行專門培訓(xùn)，并在日常維護(hù)中進(jìn)行高空作業(yè)，如圖3 所示。從配套輔助系統(tǒng)到專業(yè)人員的培訓(xùn)，Bosco Vertical使用垂直森林這種綠色基礎(chǔ)設(shè)施看似達(dá)到良好的節(jié)能效果，但事實(shí)上卻造成額外的隱形支出。

圖2 Bosco Vertical 的垂直森林（來(lái)源：由Paolo Rosselli 于2015 年拍攝）

圖3 Bosco Vertical 中進(jìn)行高空作業(yè)的園藝師（來(lái)源：由Laura Cionci 于2015 年拍攝）

除此之外，并非所有采用綠色基礎(chǔ)設(shè)施的建筑都能達(dá)到預(yù)期的生態(tài)效果。綠色基礎(chǔ)設(shè)施在建造和使用過(guò)程中采用的材料會(huì)對(duì)建筑物整個(gè)生命周期的綠色效果產(chǎn)生影響。不同材料的綠色外墻系統(tǒng)對(duì)環(huán)境造成的負(fù)擔(dān)差別很大，如使用較多不銹鋼支撐系統(tǒng)和毛氈層系統(tǒng)就會(huì)對(duì)環(huán)境造成的負(fù)擔(dān)較重?？梢圆扇〈胧p輕某些綠色幕墻系統(tǒng)的環(huán)境負(fù)擔(dān)，從而減少系統(tǒng)的能耗。例如在設(shè)計(jì)綠色幕墻系統(tǒng)時(shí)，多采用節(jié)水節(jié)電的灌溉系統(tǒng)；依據(jù)基地的實(shí)際氣候環(huán)境選擇合適的植物和種植配比等。

3.2 綠色基礎(chǔ)設(shè)施產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益

選擇適合當(dāng)?shù)氐木G色基礎(chǔ)設(shè)施會(huì)大大提高其在整個(gè)生命周期中的生態(tài)效益。一些業(yè)主與設(shè)計(jì)師因?yàn)樽非笙冗M(jìn)的綠色節(jié)能技術(shù)與特定的外觀效果，從較遠(yuǎn)的地方運(yùn)輸特別的設(shè)備。在運(yùn)輸過(guò)程中往往會(huì)產(chǎn)生較多費(fèi)用和碳排放量。當(dāng)設(shè)備達(dá)到使用年限需要更換時(shí)，廢棄的設(shè)備如果無(wú)法得到妥善處理，在報(bào)廢環(huán)節(jié)又會(huì)影響周邊環(huán)境。從全生命周期的角度來(lái)看，建筑尺度上的綠色基礎(chǔ)設(shè)施產(chǎn)生的總體生態(tài)和經(jīng)濟(jì)效益大打折扣，一些設(shè)備在使用時(shí)節(jié)省出來(lái)的費(fèi)用甚至遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出設(shè)備建造、設(shè)備維護(hù)、設(shè)備報(bào)廢等的總花費(fèi)。因此，在設(shè)計(jì)階段選擇綠色基礎(chǔ)設(shè)施時(shí)，設(shè)計(jì)師需要優(yōu)先考慮當(dāng)?shù)乜色@得的材料與設(shè)備，積極運(yùn)用當(dāng)?shù)氐募夹g(shù)與設(shè)施。

在對(duì)綠色基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)進(jìn)行深入設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮設(shè)備整個(gè)生命周期，優(yōu)先選擇可回收、可重復(fù)利用的材料，并在建造前妥善安排和設(shè)計(jì)之后的廢棄與回收程序。

綠色基礎(chǔ)設(shè)施是一項(xiàng)靈活多變的綠色建筑技術(shù)，針對(duì)不同的環(huán)境使用不同的技術(shù)可以提高綠色基礎(chǔ)設(shè)施的效益，但目前對(duì)本地化的重視還有所欠缺。相關(guān)學(xué)者們應(yīng)加強(qiáng)與當(dāng)?shù)氐暮献?，研究出適應(yīng)城市發(fā)展規(guī)劃情況的評(píng)估工具。理想的評(píng)價(jià)工具應(yīng)能全面考慮城市各方面的特性，每一種綠色基礎(chǔ)設(shè)施都有相應(yīng)的特點(diǎn)、美學(xué)潛力與養(yǎng)護(hù)需求，在選擇時(shí)應(yīng)綜合考慮建筑物與場(chǎng)地氣候的特點(diǎn)[5]。綠色基礎(chǔ)設(shè)施不應(yīng)只是建筑外部空間中的裝飾品，在改善建筑立面形象時(shí)，綠色幕墻、綠色屋頂?shù)葢?yīng)最大限度發(fā)揮綠色效益，達(dá)到節(jié)能效果，這樣才能對(duì)使用者產(chǎn)生最大的經(jīng)濟(jì)效益。

4 綠色基礎(chǔ)設(shè)施與城市之間的沖突

作為一種新興的美學(xué)符號(hào)，帶有自然植物的綠色基礎(chǔ)設(shè)施在融入現(xiàn)代建筑環(huán)境中時(shí)面臨著一些挑戰(zhàn)。綠色基礎(chǔ)設(shè)施能夠?yàn)榻ㄖ庥^帶來(lái)顯著的視覺(jué)特征，在打造節(jié)能環(huán)保型建筑的同時(shí)改造城市景觀，提升城市美學(xué)。新加坡26 層的EDITT 大廈由建筑師T R Hamzah 和Yeang 設(shè)計(jì)，該建筑獲得了生態(tài)設(shè)計(jì)的相關(guān)獎(jiǎng)項(xiàng)。ALI 等認(rèn)為該建筑通過(guò)使用大量的綠色梯田增加了當(dāng)?shù)氐纳锒鄻有?，并修?fù)了生態(tài)系統(tǒng)，具有良好的環(huán)境效益[6]。但是在TABB 等看來(lái)，該建筑對(duì)綠色基礎(chǔ)設(shè)施的使用是“建筑秩序和構(gòu)造系統(tǒng)傾向于以龐大、僵硬、不自然的形式來(lái)支配自然系統(tǒng)”。

綠色基礎(chǔ)設(shè)施在建筑中的廣泛應(yīng)用主要在于其環(huán)境修復(fù)功效，但很少有研究探討城市居民對(duì)綠色基礎(chǔ)設(shè)施的審美偏好，以及潛在的文化歷史因素會(huì)如何影響人們對(duì)其他城市自然系統(tǒng)的看法[7]。LODER 使用現(xiàn)象學(xué)的調(diào)查方法，對(duì)北美城市中的辦公室工作者進(jìn)行調(diào)研[8]。一部分居民不認(rèn)可綠色屋頂是一種自然的建造形式，但仍然能感受到放松與平靜，城市以往給居民留下的控制感美學(xué)印象與目標(biāo)的生態(tài)形象產(chǎn)生沖突。綠色植物在建筑的頂端生長(zhǎng)，所形成的新型景觀對(duì)于習(xí)慣城市中建筑裸露表面的居民來(lái)說(shuō)，是一種巨大的視覺(jué)沖擊。這種差距會(huì)讓居民對(duì)城市中的自然區(qū)域有一種模糊的反應(yīng)。作為一種新興的綠地模式，綠色屋頂缺乏山脈、森林等象征意義，而設(shè)計(jì)者們又熱衷于用其模仿自然環(huán)境。LODER 的研究只限于綠色屋頂這一種綠色基礎(chǔ)設(shè)施，關(guān)于人們對(duì)其他類型的綠色基礎(chǔ)設(shè)施是否有同樣沖突感的研究還十分有限。

5 結(jié)語(yǔ)

綠色基礎(chǔ)設(shè)施作為一種新型綠色建筑技術(shù)，具有巨大的發(fā)展?jié)摿ΑＨ缃?，要想最大限度利用綠色基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，仍有許多難題亟待解決。作為我國(guó)解決自然與城市發(fā)展問(wèn)題的方法之一，綠色基礎(chǔ)設(shè)施需要在提升健康效益、生態(tài)效益、經(jīng)濟(jì)效益等多方面平衡發(fā)展。此外，良好的管理與評(píng)價(jià)體系也是優(yōu)化綠色基礎(chǔ)設(shè)施實(shí)際應(yīng)用效果的重要方式。

隨著綠色基礎(chǔ)設(shè)施技術(shù)與設(shè)計(jì)美學(xué)的蓬勃發(fā)展，綠色立面、綠色屋頂?shù)仍O(shè)施已經(jīng)被一些一線城市的市民接受。相信在不久的將來(lái)，建筑尺度的綠色基礎(chǔ)設(shè)施會(huì)為城市帶來(lái)更多的舒適景觀。