可持續設計思考*

文/清華大學建筑學院 宋曄皓

1 雛形理論

《結合自然 整體設計——注重生態的建筑設計研究》論文中已產生了一個很淺的雛形理論，在實踐中逐漸得到驗證、修訂和發展，就像吳良鏞先生所說的那樣相輔相成，螺旋式上升。論文中提到了氣候適應性、氣候關注、生物氣候設計等概念。20世紀60年代維克多·奧戈亞就提出生物氣候設計、結合氣候的設計，時至今日仍是一個很新的話題，值得花時間去思考。其基本原理是什么？建筑和氣候是對應的，建筑應在不借用設備的情況下可適當調節氣候。隨著在該領域研究的不斷拓展，學習了很多建筑專業以外的知識，如生態學等，對很多基本原理都有了更深的認識。

1.1 冷和熱

一個達到現代舒適水平的建筑，如果在冬天不供暖、夏天無冷源的情況下，是否還能滿足現代人的舒適需求？環境并不會為人們的舒適需求而改變，這是經驗，也是教訓。如果完全靠建筑師去解決，也可以，做法在一定程度上契合了維克多·奧戈亞在20世紀60年代提出的生物氣候設計里的某一曲線。如果追求恒溫恒濕一定要借助設備，那么建筑師努力的方向在哪里？通過建筑設計盡量少用設備甚至不用，這是筆者認為建筑師需首要努力的方向。

1.2 太陽、風、水和土

這4項基本涵蓋了可再生能源的最大組成部分。太陽是所有能源的來源，夏天既要遮陽，又要利用太陽熱促進自然通風帶走熱空氣，從而實現被動制冷。冬天可利用溫室效應加熱，從而減少空調熱負荷。近年來北京面臨PM2.5猖獗的空氣污染問題，自然通風變成一個被刻意回避的話題，但此種情況下，風仍可發揮很大作用，當室內過熱時，如果有自然通風，可把熱量帶走并適當改善舒適度，從而進一步減少設備能耗。熱壓通風和風壓通風要綜合發揮作用，才能更好地發揮通風對節能和改善舒適度的貢獻。雨水的收集和利用包括2方面研究：①水源從哪里來？還需經過怎樣處理？怎樣使用？②用于何處？水可降溫也可蓄存，以供各種用途。這都需要建筑師發揮智慧和創造性，挖掘其豐富的潛質。土是生存之本，所有植物都在上面生長，覆土建筑就是以土為主又極具特點的節能型建筑，其中一個特點就是形成生物氣候緩沖層。

1.3 設計與氣候

設計歸根到底要改善舒適度，要與氣候發生聯系，這反映在3個層面：①城市設計層面 建筑體塊布局值得推敲，擋風、遮陽，體塊間的陽光照射與促進通風，都可讓建筑師這個角色發揮很大作用；②建筑設計層面 設計住宅時，北側如果是儲藏、樓梯間、廁所這種不常用空間，南側如果是起居室、臥室，利用空間布局形成了緩沖，就是一個非常好的布局結構；③細部設計 遮陽、通風、窗戶、窗體及墻體等。這是筆者撰寫論文最初的思考，也是在個人建筑創作過程中非常重要的出發點。

2 兩個反思

直到今天，對綠色建筑表象性理解仍大量存在。綠色建筑被視作一個標簽，拿到認證的就是綠色建筑？這點值得反思，也促使筆者思考，經過研究之后做出來的綠色建筑，與先通過一個方案，再經過咨詢機構貼了標簽的綠色建筑有何區別？

筆者作為老師，和研究生在一起時，會有學生說“建筑師一邊講綠色、可持續，但建設過程本身既不綠色又不可持續，把一片樹林變成了鋼筋混凝土，最后說這堆混凝土是綠色建筑，這個邏輯多么偽善”。怎樣使綠色建筑能對自然環境的影響少一點，破壞少一點？

3 三個考量

目前，建筑師在“高，中，低”3個不同層面上進行著綠色建筑實踐，此處“高，中，低”沒有好和壞的意思。高、中、低是做好還是做糟完全取決于建筑師的態度、研究與實踐能力。

3.1 高

所謂“高”，我國處于飛速發展階段，發展程度早已讓全世界認可為一個大國，在此國情下，若無法設計出一些高精尖、高標準或達到國際通用標準的建筑是一個遺憾。想在這上面做些工作，研究案例一定不是大規模的，可能是占地僅1000m2的建筑，將此類小批量、高成本、有特點的項目做好，同時使其成為研究平臺，進而通過實踐改進。

3.2 中

“中”即最普遍、最大量且具有推廣潛質的本土實踐。受造價、工期的影響，建筑師的很多想法只能適可而止，要得體適宜而不是做到極限。房子蓋完了，對職業建筑師而言是非常愉快的結束，但對學校里的老師，恰恰是非常痛苦的開始。項目完成后需對其中問題進行持續追蹤和深刻反思，做的不一定對，要知道為什么不對，才可總結經驗并提高水準。

圖1 常熟圖書館外立面

3.3 低

“低”即造價、成本等方面低。西到四川，中到武漢，東到上海周邊江浙一帶，筆者研究團隊都進行了大量持續的測繪、調研，一直沿襲20年前筆者博士論文的工作方法和框架，如鄉野調研、問卷訪談、工種集成及設計模式等。鄉建在今天仍是一個文化命題，作為綠色建筑的思考者，希望對鄉建有更好、更綠色的思考，但其熱物理環境與舒適度是否滿足現代人的要求，這才值得深思。

4 可持續設計實踐

4.1 常熟圖書館

常熟圖書館是筆者首次負責的項目，其創作思路與筆者博士論文的觀點、蘇南的調研及對當地風土的了解密不可分（見圖1）。當地氣候特點讓筆者了解南北方人對氣候的感知有差異。南方建筑有自己的特點，與當地居民生活契合。設計常熟圖書館時，雖作為北方人仍懷有一種在地感，感同身受當地人怎樣想，反復思考怎樣將本土建筑抽象化。設計抽象了園林、空間、正負的關系等，整個建筑的靈魂就是院落體系。實際上江南園林是通過院落和廳堂穿插交互完成的，每個院落有一個主題，園林里這種形式其實就是一種相對抽象的表達。建筑的所有形式都直來直去，不要坡屋頂，材料和光影效果都很現代。雖對江南氣候的理解表現有些生硬，但對色彩及空間關系的把握仍是發自內心想要做好。堅持“消隱”初衷，為保留周圍的香樟和銀杏樹，不惜重新畫圖，利用天光并結合通風，逐漸形成設計雛形，同時對地方材料進行了再思考。

4.2 北京動物園水禽館

現場自然環境非常好，在此種環境里如何設計創作？首先房子的使用對象是鳥類，鳥類需要非常高挑的空間和良好的自然通風，綜合考慮通風、采光、遮陽等，在邏輯推演上建筑體量傾向下大上小，這便生成了當時的概念。項目嘗試做了上文3個考量中的“高”部分，既達到一定設計水準和評價標準，同時還成為一個實驗性研究平臺。建筑與鳥、水、植被等組合在一起構建了一個完整的綜合生態系統（見圖2）。通風是建筑設計最關鍵的一個問題，對建筑形式產生影響，但作為建筑師，偏向藝術的、不可控主觀的另一面也會發揮作用。建筑頂端有2個擾流板，利用風壓形成一個負壓區，將室內空氣抽出來，實際表現還待進一步確認。基于此，筆者開始思考朱文一老師提出的命題，做出來的綠色建筑與咨詢出來的綠色有何不同？

圖2 北京動物園水禽館建筑與環境

4.3 清華大學南區學生食堂

清華大學南區學生食堂是3個考量的“中”部分，即我國當下最普遍的造價和工藝水準的實踐，項目的設計目標是構建一種小社區形式。高校建筑具有社會性，學生各色各樣、人來人往、年級不同，但都充滿活力，生活需求不同，活躍時間也不同。怎樣通過一個建筑達成契合？南區學生食堂是一個北方建筑，北方建筑的最大特點就是封閉性，若做成開敞形式，無論是建筑保溫、氣密性還是防風都受影響，但封閉性對校園和城市卻不友好，故在建筑各方向都設計了出入口，使其四通八達，以滿足學生多樣化日常交流的需求（見圖3）。食堂走廊不再單純是一個疏散空間，功能多元可供學生舉辦活動、交流、展覽等。教師餐廳配置自主設計的家具，試圖營造不同規模的教授團體或教授研究生等科學共同體在此討論的氛圍。食堂成為一個公共交流空間，在交流的同時通過垂直遮陽的窗戶，可看到清華校園西側景觀，如圖書館、大禮堂甚至西山等（見圖4）。

4.4 清控人居科技示范樓

清控人居科技示范樓是短時間內完成的裝配式近零能耗建筑，得到了國際綠色建筑標準認證，同時也是清華大學實驗平臺之一，建筑學、建筑環境與設備工程等不同專業的碩博研究生都對建筑進行了非常規意義的觀測和研究（見圖5）。建筑設計以地方性為出發點，體現出可持續的思維，表現出人和環境的契合。材料使用了竹藤，因項目附近有一個黔東南非物質文化縣，非物質文化遺產就是竹編和藤編，當地百姓手工藝非常好，既能雕出栩栩如生的魚、牛，又能雕出真實大小的汽車、拖拉機等實物。設計初期為給當地貧困縣提供就業機會，發揮當地百姓特長，便利用竹藤編作為可持續材料。竹藤與木材的最大特點是可呼吸性，但缺點明顯，即泡水發霉會變黑變暗，后經長時間陽光暴曬，又會變淺變灰。此材料作為外立面，雨天怎么辦？將其做成類似雨衣的形式，作為披在建筑外面的一層防護，里面還是常規建筑立面。對抗雨水、水氣的最好辦法就是通風，竹藤編既能通風，又可作為具有遮陽、擋風復合功能的立面。此外，竹藤編為什么采用4種穿孔及不同的穿孔布局？這是希望給設計增添一點現代工具帶來的樂趣，其表征非常理性。到一定程度，追求原型是建筑師心中都有的目標，能否不通過張揚的設計來表達建筑內涵？設計結合通風、日照推演出受風面或需透光的面。此裝配式近零能耗建筑所用材料都是可持續、環保且可降解的，金屬、玻璃、木材都可重復利用，再加上一些太陽能的光電、光熱系統，共同構成了這一建筑。清控人居科技示范樓作為實驗建筑，相當一部分造價用于購置測試器和溫度、二氧化碳、通風等方面的探測器，是一個絕佳的研究平臺，各種測試都在此持續推進。

圖3 清華大學南區學生食堂

圖4 清華大學南區學生食堂室內效果

圖5 清控人居科技示范樓

5 結語

吳良鏞先生曾說過：“建筑師既要有理論的學習，又需要實踐的洗禮，最好兩方面相輔相成，螺旋式上升。”此理念一直貫徹在筆者作為建筑師的成長過程中，由博士論文《結合自然 整體設計——注重生態的建筑設計研究》展開敘述，本文分享筆者讀博及工作期間對綠色建筑的研究和感悟，探討關于綠色建筑的可持續設計思考。

（本文來源于作者在首屆“U7+Design中青年建筑師設計論壇”上的演講）