可持續發展下的濕地景觀建筑設計

文/ 耿雪、黃雨萌、錢錚、張艾如、張娜　合肥工業大學建筑與藝術學院　安徽合肥　230601

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可持續發展下的濕地景觀建筑設計

文/ 耿雪、黃雨萌、錢錚、張艾如、張娜合肥工業大學建筑與藝術學院安徽合肥230601

【摘要】隨著城市化進程的加快，城市的生態環境問題日益嚴重，嚴重影響到我們城市居民的生活環境和身心健康。城市生態環境的保護與完善成為重要的研究課題。本文以城市濕地開發建設中景觀建筑的設計為切入點，討論了濕地景觀建筑可持續的設計原則、方法、思路和意義，并提出了合肥玉帶河濕地公園建設中的可持續性景觀建筑設計方案，加以論證。

【關鍵詞】可持續；景觀建筑；濕地

改革開放后中國的城市化水平經過了快速發展的階段，城鎮化水平和人口的不斷增長加劇了城市的環境壓力，城市的生態系統遭到嚴重破壞。濕地作為重要的城市綠色空間，對城市生態環境的構建起到至關重要的作用。近年來，濕地資源破壞非常嚴重。因為濕地環境的特殊性和復雜性，它的開發和建設更應依循可持續發展觀來進行，其中的建筑建設活動更應遵循生態可持續的原則。

1、相關概念界定

1.1可持續發展

可持續發展是指既滿足當代人的需求，又不損害后代人滿足需要的能力的發展。經濟、社會、資源和環境保護協調發展，既要達到發展經濟的目的，又要保護好人類賴以生存的大氣、淡水、海洋、土地和森林等自然資源和環境，使子孫后代能夠永續發展和安居樂業。

1.2可持續建筑

可持續建筑的核心在于降低建筑的環境負荷，與環境相結合，且有利于使用者健康。其目的在于減少能耗、節約用水、減少污染、保護環境、保護生態、保護健康、實現環境和諧。

1.3濕地

濕地是地球上水陸相互作用形成的獨特生態系統，是自然界中最具有豐富生物多樣性的生態景觀和人類最重要的生存環境之一，具有蓄洪防旱、調節氣候、控制土壤侵蝕、促淤造陸、降解環境污染等功能，被人們稱為“地球之腎”。

1.4景觀建筑

景觀建筑是以戶外空間和土地為對象，以尋求人類需要與客觀環境想協調關系為目標，集藝術、科學和工程技術于一體的設計實踐活動。

2、濕地景觀建筑可持續設計的理念與方法

景觀可持續設計這一概念被定義為是一種基于自然系統自我更新能力的再生設計，是建立在可持續發展概念基礎上的設計理念，是現代社會發展的重要命題之一。目前，可持續景觀這一課題已經愈發受到設計界及社會各界環保人士的重視，理論和設計實踐都在逐步探索和完善。其中，濕地景觀可持續設計是重要的子課題之一，以適宜性分析為指導，通過“保護為主、輔以創造”的設計方式來增加濕地景觀的環境效益與社會效益。

2.1濕地景觀建筑可持續設計的原則

2.1.1尊重自然原則

尊重自然、生態優先是可持續景觀設計要遵循的最基本的原則。景觀的設計與改造的最終目的是體現對自然環境的理解和運用，在人造環境與自然生境之間求得平衡。 濕地生態極其脆弱，在此之上進行的開發與建設必須在保證自然生態與循環的基礎上開展，堅持生態設計原則。

2.1.2彈性發展原則

可持續的概念即是“滿足當代人需要又不損害后代人需要”的發展模式，在濕地景觀可持續設計中，應注意把控開發的力度與強度一方面絕對不能逾越生態保護的紅線，另一方面又要為后續的長久發展留有彈性空間與余地。

2.1.3其他原則

以人為本的原則。人的本質為生存與繁衍，這都離不開自然的承載力與包容力。這一理念運用于設計中即是以長遠的發展眼光來衡量環境效益與經濟效益，建立開發與保護的平衡。

適應時代發展的原則。當代建筑與設計的發展趨勢與世界發展的大趨勢相一致，提倡集約節約式開發，減少資源消耗，保護環境。綠色建筑等概念的興起與景觀建筑可持續理念即一脈相承于此。

2.2濕地景觀建筑可持續設計的思路

在濕地景觀設計中要堅持總體景觀規劃的理念，統一考慮各種資源的開發及利用，加強對各類濕地景觀建設及維護過程中的廢棄物的凈化處理和綜合利用，采用合理措施修復已被污染破壞的生態濕地景觀環境。

濕地景觀可分為自然濕地景觀和人工濕地景觀，二者的設計思路有所不同。前者自然形成，在設計中需綜合考慮景觀設計場所的特殊性、硬質景觀設計的局限性、動植物種類的確定性、景觀設計場所的延展性和景觀設計的連貫性。人工濕地景觀則是在非自然條件下人為形成，如水田、運河和魚塘等。在現狀自然濕地不足以滿足各種需求的情況下，整合有限的自然資源，并加以強化設計，可以得到具有較高生態價值和實用價值的濕地區域。

2.3濕地景觀建筑的可持續設計方法

在對濕地景觀建筑進行可持續設計時，應綜合考慮各方面因素，以濕地環境和諧為宗旨，遵循“尊重自然，愛護自然，與自然和諧相處”的原則。以下提出若干具體措施可供參考：

(1)控制建筑體量，選擇合適結構，與環境相融合

一般景觀建筑的體量應加以更嚴格的控制，不宜過大，減少建造與使用過程對整體環境的影響。在濕地環境下，針對大面積的水面與濱水地面，可考慮使用鋼結構或木結構進行架空處理，同時便于拆卸移動。

(2)合理挑選與運用建筑材料

建筑材料在保證構造安全性的情況下多采用可降解、可重復利用、回收的材料，優選天然型建材、利廢環保型建材、原產建材、凈化建材和生命周期長、耐久性強的材料，既要節約景觀建設的造價也要體現出景觀的自然美感。景觀建筑屬于硬質景觀，未開發的自然風貌屬于軟質景觀。在軟質景觀的保護設計上，盡量選擇保護和應用當地物種。

(3)低技術的景觀設計

低技術運用在景觀設計上的意義在于以節約集約的方式使用土地和景觀資源，并充分利用自然光照、主導風向等，展現有別于城市人造景觀的自然特色。

(4)高技術的景觀建筑綠色設計手法

為了最大程度上減少建筑對濕地生態的索取和破壞，采用先進的節能、減排技術，如利用太陽能作為能源主要供給方式；南向開窗以使用天然光源；基于主導風向設計通風；采用凈化技術處理雨污水，并加以利用等。

3、案例分析：布魯克林植物園游客中心

布魯克林植物園位游客中心位于紐約市內植物園東北角。游客中心是一個蜿蜒的玻璃結構，建筑體塊向內陷進背后的山坡，成為植物園山坡的延伸。場地原有的小路和銀杏林被保留下來，建筑物的墻壁和景觀依它們而建，蜿蜒的建筑成為了一個城市與自然過渡的門檻。

項目進行了土壤改良，覆蓋住一些受污染的土壤，并設計了具體的改良土壤方法來恢復有活力的土壤生物，以滿足種植要求。有的土壤被設計成生物滲透盆地，來吸收和過濾污染物。將結構性土壤填在步道下和廣場的鋪貼材料中，支撐附近的雨水花園，擴大雨水收集和植物的根系生長。

項目的彈性場地和景觀設計中全面應用了基于生物的雨水管理策略。樹林、平原和濕地植物中雨水的徑流滲透都體現了雨水收集策略，對于吸收和保持雨水有很大的意義。

游客中心有1000平方英尺的樹葉狀綠色屋頂，種植了40000株植物。綠色屋頂與景觀設計的雨水渠每年能采集約190000加侖雨水。

4、合肥玉帶河可持續性景觀建筑設計

4.1基地概況

基地位于巢湖西北畔的長臨河鎮玉帶河入湖口的交界處。河道上游水質一般，污染來源為上游村民生活廢水排放、農藥殘留物等。初期雨水本身含有的酸性物質、粉塵，因此水源中含有大量總氮、總磷、氨氮、高錳酸鉀以及可沉降物。

4.2環境生態修復措施

4.2.1濕地分級凈化系統

從玉帶河上游生活區開始采用濕地水體凈化系統，首先利用由蘆葦濕地、水蔥濕地和香蒲濕地建成三梯級處理的表流濕地，以微生物生物膜的形式浸入植物表面，高效去除有機物。潛流濕地是在原基地上鋪以礫石，填充介質層、厚表土，以除磷脫氮。最后是水草濕地以沉水植物為特征，植株浸沒于水中，莖葉從水中吸收營養元素，實現凈化功能。

圖1：濕地分級凈化系統圖片來源：作者自制

4.2.2花園雨水匯集系統

公園鋪設了一系列雨水收集裝置。由于整個基地標高呈現西低東高，南北向上呈現出近水低遠水高。公園以某景觀建筑為節點，至距離其最近的建筑之間約500米長，150米寬，即7.5公頃的地表初期雨水可實現最大化收集，且匯聚到下一處建筑的蓄水池中。

此外，為了防止受污染的徑流流入附近水域，通過粗砂石、土壤和植被根系過濾完成水體除磷脫氮。

4.2.3浮島生態補償系統

水陸交界處是生態敏感地帶，在水域規劃設計中應劃定生態敏感帶，保護及改善植被的生長狀態。因此在書吧甲板外布置浮島，以補償人類活動侵占的駁岸生態環境。

4.3建筑細部水循環措施

4.3.1書吧建筑結構

書吧設計成不需市政水源供給，完全依靠雨水河水，并通過自身凈化過程形成自循環系統的景觀建筑。在暴雨時節還可通過建筑內部處理后，將潔凈的水排入玉帶河，最終匯入巢湖。書吧主體為咖啡廳和閱覽室。在閱覽室東側設有廊道，直通水面，在下方安裝了取水裝置。

4.3.2自動凈化裝置

閱覽室屋頂被設計成“M”型,其上種植草坪，初期雨水落在屋頂上，被植物根系的生物膜吸附分解有機物，并沿著坡屋頂匯集到水箱中。通過中間水箱，水回收進入循環系統。邊緣的水箱的水可通過虹吸管供給外墻上生長的植物。書吧外立面的墻體由磚石的墻面、金屬結構、纖維毛布以及附著的植物構成，凈化過的水通過虹吸管進入纖維毛布，逐步擴撒到墻面各處，使墻面保持適宜的濕度，墻體綠化則隔絕了室外的熱空氣，降低整棟建筑的碳排放量。暴雨季節剩余的水會通過墻體下端的水槽再次進入內部循環系統。

咖啡廳屋頂被設計成臺階，在雨季，臺階起到雨水收集的作用，雨水延臺階匯聚到咖啡廳與閱覽室相接的一條集水地漏，通過地漏匯入地下蓄水箱中集中處理。在設計時用玻璃體保護原址上的三顆老楊樹。通透的玻璃體可為咖啡廳采光，下雨時則是雨水收集裝置。

4.3.3人工凈化處理

從建筑周邊雨水花園、坡屋頂、草坪屋頂收集來的雨水以及干旱季節從玉帶河抽取的河水一起匯聚于建筑地下的蓄水池中，這些水經過初步的生物凈化，對建筑物內部設備以及熱源本身進行熱量交換，降低建筑的碳排放量。之后經過物理處理，去除水體中的膠體物質和懸浮物質，保證水體無泥沙，無異味，水質清澈，無接觸性有害元素，用于清潔、沖洗馬桶、澆灌等。在此基礎之上，一部分水利用二氧化氯的氧化還原反應處理，水質達到可飲用的標準，主要用于書吧內部日常飲用用水。

圖2：屋頂植物收集凈化雨水系統圖片來源：作者自制

結語：

濕地有“地球之腎”的美譽，是水陸交界處是生態敏感地帶，對于雨洪滯留、氣候調節以及生態平衡有著至關重要的作用，在水域規劃設計中，劃定生態敏感帶，控制建設強度。選擇更謙卑更輕靈的方式，深諳自然的可持續之大道，方能設計“共贏”的可持續景觀建筑。

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為合肥工業大學2015年校級大學生創新訓練計劃項目資助，項目編號為2015CXCY347

項目基金來源：