像阿根廷人艾米利奥·阿巴斯(Emilio Ambasz)这样的建筑师,已经围绕绿色生态的主题进行了20多年的实验研究。作为阿巴斯生态建筑代表作的日本福冈市国际大厦集合办公和住宅功能,阶梯形的建筑立面朝向福冈的中央公园,从底层起逐渐向上缩进。屋顶花园和坡道的设计让各个楼层前面都设置横向的绿化带,并有“之”字形的阶梯相互连接。各层单独的绿化带也起到收集雨水的作用,在每层建筑中形成一个小的自然气候,帮助室内调节干湿度及促进空气流通。
阿巴斯的最新项目之一是荷兰海牙总投资1.4亿欧元的商业住宅“大拥抱”(The Grand Embrace),一个以人造环境与自然环境整合为基础的群体建筑。变成垂直花园的建筑物让居住者免受日光与噪音的影响,根据不同的阳光暴露程度提供两种设计,一种附带足以让大树存活其中的宽大阳台,另外一种是由植物和藤蔓所组成的悬臂式系统。在这里,绿色植被并不只是赋予建筑物美化的外观,树木作为控制太阳光线的方式而存在,除了环境用途,还有帮助节约能源的生物气候用途。
确实有建筑师被赋予“拯救地球的人”这样的英雄称号。两年前,与一些政治家、科学家、小说家以及电影明星如莱昂纳多·迪卡普里奥一起,马来西亚建筑师杨经文(Ken Yeang)被英国《卫报》评选为“可以拯救地球的50人”之一。《卫报》对他的评价语是:“杨经文是目前世界上首要的绿色摩天大楼建筑师,他通过植物墙、光电能源、扇形太阳板、先进通风设计等种种办法来收集水与风能。他的想法是让高层建筑依靠少量外部提供的能量,就可以完成自身的生态系统循环,虽然他还没有完全做到。”
在所有建筑中,摩天大楼可能是最不环保的形式。尤其在热带地区,为了满足高空环境下使用者对舒适度的需求,与同样材料建造的低层建筑相比,通常需要多消耗30%的能量。大城市CBD地区的高密度超高建筑群,成为城市地位与经济繁荣的象征,但繁荣背后却是能源大量浪费和“热岛现象”。
多年以来,今年61岁的杨经文把“生态摩天大楼”(Eco Skyscrapers)作为他的建筑研究命题,他的最新设计方案之一是新加坡启汇园(Fusionopolis)中一栋16层高的生态大厦,大楼的每一层都会有梯田式花园,建筑正面长达1400米的绿化带可能是目前世界上最长的垂直绿化带了。当自然光照射在大厦的棱柱上会产生偏斜,定向射进大厦内部提供自然采光。
建在新加坡滑铁卢路与中路交汇处的EDITT大厦,杨经文提供了一个热带生态大厦设计近乎极致的范例。总高26层的大厦有855平方米的太阳能板面积,可提供全建筑物39.7%的能源,大约55%的用水都是雨水与废水。它有生物瓦斯的生产设备,可以将排泄物经由细菌作用产生瓦斯与肥料,用于照明、烧热水、煮饭和帮植物施肥等。四周被有机植物包围的大厦由斜坡连接各楼层与街道,建筑本身采用再生与可回收利用材料。另外,考虑到了未来的扩充性,有很多墙壁与楼梯都是可以移动与拆除的。
如果分析杨经文的高层建筑生态设计手法,会发现他的主要手段是基于对当地气候以及高层建筑特殊的高空环境考虑,有效利用当地的自然条件,实现自然通风与自然采光。利用生物气候学设计,以垂直绿化体系为使用者提供舒适的环境和新鲜的空气。将建筑外墙变成多层或者多面设计,依靠开启和关闭不同层面来适应不同的气候,减少空调和采暖使用。增加对太阳能源的使用,除了太阳能的采集利用,还根据不同季节在大厦屋顶设置不同的遮光片,防止阳光对屋顶的直射导致室内温度升高。另一方面,在建筑的阳光照射面设计阳光管,实现室内的自然采光。
在他的论著中,杨经文把生态设计定义为:“对自我构建环境的设计,犹如整个自然环境里的一个子系统。生态系统在生物圈中被定义成在子单位,由有生命的和无生命的两个组成部分相互作用而构成,遵循这一模式,我们的商业行为和自我构建的环境按此设计,以效仿生态系统的物质内容、构成和过程。”
“现在的生产活动绝大多数导致我们的生物圈无机化,让生物圈的物种单一化。长此下去,我们无法平衡生物圈有生命的和无生命的比例,只能增加更多的人造产品。我们必须先平衡这个自我构建的环境,可以改善提高生物的多样性和生态的相关性,适当补充合适的有机生物类。更重要的是把自我构建的环境中固有的无机物融合到周围的环境中,让双方都实现生态系统化。”
超神经统一体
新加坡面积只有710平方公里,是上海市面积的1/10,总共容纳500万人口,它没有内陆用地作为蓄水、自然景区、发电厂、港口、机场和耕地等,只能利用非常有限的土地和海域空间来安置这些基础设施。对新加坡政府来说,从土地资源和水资源管理、清洁增长和高品质的居住空间等策略,规划可持续发展的城市成为一种必要。
过去25年,新加坡的人口增长了70%,但是,绿色空间面积从36%增加到50%。上个世纪90年代,政府投资研发薄膜过滤技术,建造新生水工厂,以便把污水回收、处理,转变成饮用水。在缺乏自然资源而且无法提供廉价劳动力的基础上,这个小国意识到它的竞争力也来自科技与创新,2006到2010年之间,政府对发展科学技术的投入超过130亿新加坡元(约为89亿美元),研发开支在2007年达到GDP的2.6%。
由纬度区命名的纬壹科技城(One North)位于新加坡中心填海区200公顷的土地上,预计投资150亿新元、未来20年内完成的发展项目,将容纳生物医学科学、信息通讯科技和传媒产业等。其中启奥园(Biopolis)和启汇园(Fusionopolis)被设计成推动不同学科的科学家之间的合作,目标是成为远东生物技术和信息技术的新兴中心。纬壹科技城将有13万人工作和居住,其中居民可能达6万人。工作场所、住宅、开放空间和大量基础设施流线形态的花园和公园,所有这一切都会聚在一个低层的绿色空间里。
日本建筑师伊东丰雄(Toyo Ito)曾经为纬壹城设计了总体社区规划,一种他称之为“超神经统一体”(Hyper Neuron Continuum)的设计方法,不是建立在城市基础设施的形式上,而是一个把建筑结合进去的根茎网络构造。利用植物学的隐喻,这个根茎网络是连续的超建筑身体,其中植物部分——树木、草坪、灌木及爬藤等不仅提供绿色景观,而且有助于提高区域的生物气候和环境质量,减少能源消耗,降低有害物质排放水平。
传统的城市规划中,由独立地块组成街区再配上街道和公共空间是几个世纪以来的基本框架,按照简单规则的方格网、轴线或者放射线来组织城市网络,街道把整个区域划分成小块,街道对应基础设施流线,形成一个个由街道、街区、边界、广场和纪念碑等构成的清晰城市结构。
“我们的概念是一个新的城市网络,HNC将结合街道、基础设施和建筑。这是路径的建筑和城市,在根茎状的、神经一般的网络系统中,街道和建筑物融为一体,组成一个森林公园城市。”伊东丰雄阐释说,“我们已经在水平延伸的HNC中发展了一个高速移动路径,创造出城市组成部分的流线——人、交通、能源和通讯,一个小型的、毛细血管般的基数设施网络在HNC的大区域中形成,未来的发展将包括高楼和绿地。”
伊东丰雄的方案为城市和社区规划提供了一种新的思考方法,这是一种跨学科的实践结果。关于生态和都市主义的关系,传统的方法往往只是涉及可持续性、如何减少能源消耗等等,在这里,生态城市不仅仅是新的设计形式,而是新的参与方式,走出城市与自然的二元对立,以形式与流动的关系来联系城市、自然与产业系统并创造共生关系。
在提炼一个更为有机而具有变化的城市主义概念时,生态学自身成为一种极其有效的渠道。传统的城市设计手法过于决定性,生态城市论认为,设计可以成为一种生态的介入,不仅是消极地保护自然,而是积极地在现代城市空间结构中以再生设计的手法,寻求机会嵌入有价值的生态空间元素。生态学的目标展现生命如何在一种动态的关系网中互相依存,这些相互作用的复杂性是无法用线性的机械模型来描述的,它关注的是城市中运行着的一切作用力和因子,并将它们视为一个无间断的内在关系网络。
“在城市演变过程中实现环境的可持续性发展,这个问题涉及了生活方式的选择、对能源消耗的限制、可再生能源和可回收材料的使用以及新的景观形式。”意大利城市规划建筑师的朱塞佩·马林诺尼(Giuseppe Marinoni)评价说,“实现能源有效利用,可再生资源与不可再生资源之间的平衡比率,主动生物气候系统和被动生物气候系统之间的交叉点,所有这些都需要一个能够协调和管理这些不同领域的综合设计系统。”
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