生態(tài)建筑的思想萌芽與理論基礎(chǔ)

  吳良鏞先生指出，研究建筑學(xué)應(yīng)當(dāng)“回顧歷史，研究現(xiàn)在，展望未來”。布魯諾·賽維認(rèn)為：“每一個(gè)有成就的建筑師都從研究過去中獲得過靈感，不管帶有怎樣的偏見，他從中選擇的共鳴總比他的批評(píng)要更有意義得多”。因此，回顧建筑史上曾經(jīng)有過的生態(tài)思想萌芽，研究生態(tài)建筑理論的發(fā)展，對(duì)于展望生態(tài)建筑未來發(fā)展趨勢(shì)大有裨益。

  傳統(tǒng)風(fēng)水學(xué)下的生態(tài)平衡論

  中華民族有著五千年的深遠(yuǎn)的歷史文化及其建筑經(jīng)驗(yàn)，形成了獨(dú)具一格的建筑體系。其中，建筑與環(huán)境的協(xié)調(diào)共生關(guān)系，以及建筑中的諸多處理手法，都充滿著樸素的生態(tài)學(xué)思想，達(dá)到了人與自然和諧的境界。

  中國(guó)傳統(tǒng)的人居環(huán)境在其形成過程中，發(fā)展了風(fēng)水理論，后世亦稱之為“勘輿”。其中雖摻雜有虛幻、玄學(xué)甚至迷信的成分，但本質(zhì)上是一種研究相地?fù)窬拥摹跋嗟貙W(xué)”。亦即對(duì)地形、日照、氣流、水質(zhì)、季風(fēng)、氣候、溫濕度等相關(guān)自然環(huán)境因素，做出綜合考察以作是否適宜居住的選址依據(jù)，然后采取相應(yīng)的措施，從而營(yíng)造出適合人們棲居的人工環(huán)境。

  風(fēng)水理論與現(xiàn)代生態(tài)學(xué)的契合點(diǎn)主要體現(xiàn)在科學(xué)的建筑選址與自然環(huán)境要素的循環(huán)利用這兩個(gè)方面。“負(fù)陰抱陽，背山面水”是傳統(tǒng)住宅風(fēng)水理論中選擇居住環(huán)境的基本原則。其科學(xué)性體現(xiàn)在：背山可以阻擋來自北方寒冷的冬季風(fēng)；面水可以接納夏季來自東南方向且經(jīng)水面降溫的涼風(fēng)；抱陽可以爭(zhēng)取到充足的日照；近水既可收水運(yùn)交通及用水之便，又利于濕潤(rùn)空氣，消除夏季炎熱；山水之間的臺(tái)地可以避免洪澇之患；而植被則可保持水土，調(diào)節(jié)小氣候。如周圍種有果林還可獲得一定的經(jīng)濟(jì)效益及部分燃料。從現(xiàn)代生態(tài)學(xué)的角度來看，這種思想的風(fēng)水選址格局在特定的空間范圍內(nèi)形成了人的生產(chǎn)、生活以及自然要素的良性循環(huán)。由此可見，講究風(fēng)水的聚落居住模式體現(xiàn)了樸素的生態(tài)學(xué)思想。在這里，首先科學(xué)地分析了山、水、土壤、空氣、陽光、植物等所有自然要素的優(yōu)劣并加以揚(yáng)長(zhǎng)避短，這種方法與現(xiàn)代的生態(tài)因子分析方法是相一致的。人們?cè)谄溟g生活以及進(jìn)行生產(chǎn)活動(dòng)，所需的各種原料取之于斯，又還之于斯，由此生生不息，循環(huán)住復(fù)。可以說，在這個(gè)內(nèi)斂的聚落空間范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了生態(tài)系統(tǒng)的平衡。

  柯布西耶與“新建筑”

  柯布西耶于1925年提出“新建筑五點(diǎn)”，其中的兩點(diǎn)是建筑底層架空和屋頂花園，并實(shí)施于薩伏伊別墅上。依照他的本意，底層架空是為了地面綠地的暢通，屋頂花園也是為了增加綠化，便于充分接觸自然。另外，柯布西耶為適應(yīng)當(dāng)?shù)責(zé)釒Ц邷貧夂?，又?chuàng)造了以遮陽構(gòu)件和凹入的廊子為代表的設(shè)計(jì)語匯。在艾哈邁達(dá)巴德(Sarabha)住宅中，深深的窗間墻和遮陽板構(gòu)成門廊的立面。

  柯布西耶在現(xiàn)代城市規(guī)劃上提出的許多設(shè)想，非常具有指導(dǎo)意義。他在1930年阿爾及利亞奧布斯規(guī)劃中，利用一些綿長(zhǎng)的多層建筑，取代常見的街坊組團(tuán)，不僅將城市建設(shè)在巨大的石柱上，保持大片綠地的通暢，而且機(jī)動(dòng)車道占據(jù)其中一層，形成一種復(fù)式路網(wǎng)體系，減少了道路占用土地的面積。由柯布西耶的設(shè)計(jì)思想和作品，我們可以看到，他的生態(tài)思想，主要體現(xiàn)在3點(diǎn):（1）減少建造過程中對(duì)環(huán)境的損害，避免破壞環(huán)境；（2）提高建筑空間使用的靈活性，以便減少建筑體量，將建筑所占用的土地資源降至最少；（3）體現(xiàn)地域特點(diǎn)，滿足當(dāng)?shù)貧夂?、環(huán)境的需要。

  富勒與“自持續(xù)設(shè)計(jì)”

  富勒一直致力于研究以最小消耗獲得最大空間和高度可靠的結(jié)構(gòu)體系。本世紀(jì)20到50年代，他創(chuàng)造了Dymaxion住宅和裝配形球架(geodesicdome)，這可以看作是一種“自持續(xù)設(shè)計(jì)”。富勒在50年代后期提出“設(shè)計(jì)科學(xué)”的思想。他的創(chuàng)作融幾何學(xué)、力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)和材料學(xué)與建筑學(xué)為一體，采用的張桿件彎窿被稱為是至今人類最強(qiáng)、最輕、最高效的圍合空間的手段，這種彎窿用最少桿件，重量輕，能源省，建造方便靈活，可以包容各種體積，從而達(dá)到“少費(fèi)而多用”(morewithless)的目的。

  僅從設(shè)計(jì)手法上分析，生態(tài)設(shè)計(jì)基本上有三種類型：一是從建筑所在地域出發(fā)，利用本地材料的鄉(xiāng)土地方主義設(shè)計(jì)手法；二是著眼于高科技表達(dá)，利用技術(shù)解決圣體問題的高技術(shù)流派設(shè)計(jì)手法；三是既重視地方性，又適當(dāng)?shù)匾胄录夹g(shù)的折中式設(shè)計(jì)手法。

  生物氣候地方主義的奠基

  氣候和地域是緊密聯(lián)系的兩個(gè)概念。人們從來沒有停止過對(duì)建筑與氣候、建筑與地域關(guān)系的研究。

  1963年，V·奧戈雅完成了《設(shè)計(jì)結(jié)合氣候:建筑地方主義的生物氣候研究》，概括了60年代以前建筑設(shè)計(jì)與氣候、地域關(guān)系研究的各種成果，提出“生物氣候地方主義”的設(shè)計(jì)理論，將滿足人體的生物舒適感覺(冷、熱、干、濕等)作為設(shè)計(jì)出發(fā)點(diǎn)，注重研究氣候、地域和人體生物感覺之間的關(guān)系，采取相應(yīng)的技術(shù)手段進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)，尋求最優(yōu)設(shè)計(jì)方案。

  生物氣候地方主義理論較大地影響了以后的建筑設(shè)計(jì)，例如70年代德國(guó)適應(yīng)氣候的節(jié)能建筑研究。向來重視地方性建筑研究的第三世界建筑師，印度的查爾斯·柯里亞結(jié)合自己的設(shè)計(jì)實(shí)踐，提出了“形式追隨氣候”(FormsFollowClimate)的設(shè)計(jì)方法論，與生物氣候地方主義的研究異曲同工。而馬來西亞建筑師楊經(jīng)文提出的“生物氣候摩天大樓”(BioclimaticSkyscrapers)的理論和設(shè)計(jì)實(shí)踐則明顯受到了生物氣候地方主義的影響。

  生態(tài)學(xué)的融入與生物建筑運(yùn)動(dòng)的興起

  20世紀(jì)60年代以來，工業(yè)化國(guó)家的環(huán)境污染日益嚴(yán)重，面對(duì)日趨惡化的生存環(huán)境，全球范圍內(nèi)的綠色運(yùn)動(dòng)逐漸興起。綠色運(yùn)動(dòng)的主要推動(dòng)力量是生物學(xué)家、生態(tài)學(xué)家等。

  1962年，《寂靜的春天》(SilentSpring)一書出版了。這是世界上第一部有影響的環(huán)境科學(xué)著作。作者美國(guó)海洋生物學(xué)家R·卡遜闡明了人類同大氣、海洋、河流、土壤、動(dòng)植物之間的密切關(guān)系，初步指明環(huán)境污染對(duì)生態(tài)系統(tǒng)和人類社會(huì)的影響?！都澎o的春天》一書的意義在于她第一次喚醒了沉睡中的人們，沉寂的春天也被人們熱烈的腳步所振動(dòng)而露出了生機(jī)。

  深層次生態(tài)學(xué)的理論重點(diǎn)是探討人類和地球關(guān)系的基本問題。挪威哲學(xué)家A·那伊斯1972年寫道：“深層次的生態(tài)學(xué)的本質(zhì)在于質(zhì)詢更為深刻的問題:究竟是何種社會(huì)、何種教育以及何種宗教組織有助于將地球上的各種物種視為一個(gè)整體”。深層次生態(tài)學(xué)家認(rèn)為傳統(tǒng)的僅涉及自然學(xué)科的環(huán)境研究無助于地球所受傷害的康復(fù)，認(rèn)為應(yīng)當(dāng)整體、全面地考慮各種問題。

  1974年，E·R·舒馬赫完成了他的著述《小的是美好的》（SmallisBeautiful），為自足性設(shè)計(jì)提供了一套哲學(xué)理論。提倡中間技術(shù)(意指不采用高科技、高能耗的技術(shù))使得建筑師更多地利用當(dāng)?shù)剡m用建筑技術(shù)和可再生能源。風(fēng)能、水能、生物能和太陽能等成為建筑使用的重要能源。

  生物建筑將建筑視為活的有機(jī)體。建筑的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)被比擬為皮膚，就像人類的皮膚一樣，提供各種生存所必需的功能:保護(hù)生命、隔絕外界環(huán)境、呼吸、排泄、揮發(fā)、調(diào)節(jié)以及交流。建筑室內(nèi)外各種物質(zhì)、能量等的交換依賴具有滲透性的“皮膚”來進(jìn)行，以便維持一種健康、適宜的室內(nèi)居住環(huán)境。

  可持續(xù)發(fā)展思想的定位

  1980年，世界自然保護(hù)聯(lián)盟(IUCN)在《世界保護(hù)策略》中首次使用了“可持續(xù)發(fā)展”的概念，并呼吁全世界必須研究自然的、社會(huì)的、生態(tài)的、經(jīng)濟(jì)的以及利用自然資源過程中的基本關(guān)系，確保全球的“可持續(xù)發(fā)展”。1987年，以挪威首相布倫特夫人為主席的“世界環(huán)境與發(fā)展委員會(huì)”(WCED)公布了里程碑式的報(bào)告——《我們共同的未來》，向全世界正式提出了可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，并對(duì)其涵義作了界定:“既滿足當(dāng)代人的需求，又不危及后代人滿足其需求的發(fā)展?！边@樣，“可持續(xù)發(fā)展”得到了國(guó)際社會(huì)的廣泛接受和認(rèn)可。

  90年代初，聯(lián)合國(guó)環(huán)境與發(fā)展大會(huì)在里約熱內(nèi)盧通過了《21世紀(jì)議程》，明確提出了可持續(xù)發(fā)展的思想。1993年由美國(guó)國(guó)家公園出版社出版的《可持續(xù)發(fā)展設(shè)計(jì)指導(dǎo)原則》中列出了“可持續(xù)的建筑設(shè)計(jì)細(xì)則”，同生態(tài)設(shè)計(jì)相關(guān)的內(nèi)容有:重視對(duì)設(shè)計(jì)地段的地方性、地域性理解，延續(xù)地方場(chǎng)所的文化脈絡(luò)；增強(qiáng)適用技術(shù)的公眾意識(shí)，結(jié)合建筑功能要求，采用簡(jiǎn)單合適的技術(shù)；樹立建筑材料蘊(yùn)含能量和循環(huán)使用的意識(shí)，在最大范圍內(nèi)使用可再生的地方性建筑材料，避免使用高蘊(yùn)能量、破壞環(huán)境、產(chǎn)生廢物以及帶有放射性的建筑材料，爭(zhēng)取重新利用舊的建筑材料、構(gòu)件；針對(duì)當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件，采用被動(dòng)式能源策略，盡量應(yīng)用可再生能源；完善建筑空間使用的靈活性，以便減小建筑體量，將建設(shè)所需的資源降至最少；減少建造過程中對(duì)環(huán)境的損害，避免破壞環(huán)境、資源浪費(fèi)以及建材浪費(fèi)；1993年6月，國(guó)際建協(xié)在芝加哥舉行主題為“為了可持續(xù)未來的設(shè)計(jì)”的會(huì)議，采納了這些設(shè)計(jì)原則。

  理論推動(dòng)概念的誕生與落地。如今，以“健康人居，科技人居”為主的生態(tài)建筑逐漸在國(guó)內(nèi)開花結(jié)果，其“住宅本身在建設(shè)過程中遵循可持續(xù)發(fā)展原則，科學(xué)有效地利用自然資源和高新技術(shù)成果，使建筑對(duì)資源的消耗及對(duì)環(huán)境的污染降低到最低限度”的本質(zhì)也成為滿足當(dāng)今人們“健康、宜居”等需求的載體。