两个刷新“世界之最”的木结构建筑亮相每座生态建筑都在保护环境

凤凰空间文化 2024-09-12 12:49:09

随着人们环保意识的逐渐增强,以及对于可持续发展的关注,木材又重新受到建筑师的重视。

最近,美国两个刷新“世界之最”的木结构建筑亮相。

波特兰国际机场(PDX)主航站楼的扩建工程,于8月14日开放,机场拥有目前世界上最大的木结构屋顶。

波特兰国际机场(PDX)主航站楼(图源:ZGF建筑事务所)

航站楼屋顶大规模木材结构与机场内的绿洲呼应,让行人拥有在森林中漫步的体验。

木材的使用来自机场附近的小型家族林场、非营利组织等,木材来源可追溯,确保可持续性。

波特兰国际机场(PDX)主航站楼(图源:ZGF建筑事务所)

加拿大MGA建筑事务所发布了一个全球最高的木结构建筑设计方案,该项目位于美国威斯康星州密尔沃基市,一座高达55层的重型木结构摩天大楼是项目核心,一旦完工,它的高度将刷新全球木构建筑高度之最。效果图显示,大楼带有倾斜的屋顶,覆盖着绿色植物。

全球最高的木结构建筑设计方案(图源:MGA建筑事务所)

而作为2025年大阪世博会的总设计师,藤本壮介更打造了日本规模最大的木结构建筑。

2025年大阪世博会总体规划(图源:藤本壮介建筑设计事务所)

大型木结构建筑的不断涌现,彰显着在这个气候变化的时代,可持续和环境的影响在建筑设计、建造和运营中,被赋予越来越重要的地位。

今天的建筑师,应该从一个生态学者的角度看待自己的设计成果,而不仅是站在艺术家或手工艺者的立场。

01

建筑,应该是一个独立的“生命系统”

一代代的建筑师们,一直在追求生态建筑。

美国现代建筑师弗兰克·劳埃德·赖特的建筑作品遵循将建筑与环境融为一体的设计原则,并将其称作“有机建筑”,认为有机建筑就是“自然的建筑”。

赖特作品:流水别墅(图源:Archdaily)

20世纪50年代,建筑师保罗·索莱里(Paolo Soleri)最早提出了生态建筑理念,并于20世纪70年代在美国的沙漠里建造了乌托邦之城——阿科桑地,该建筑被视为世界上第一个生态社区的雏形。

阿科桑地生态社区(图源:designboom)

后来,又有不少建筑师尝试“绿化建筑”,在屋顶、阳台、墙面、架空层、结构转换层、内庭等部位布置绿化,使生活和工作环境融入自然。

绿化建筑(图源:Archdaily)

马来西亚建筑师杨经文,是生态建筑的倡导者和生态建筑理论的创立者,2016年第八届梁思成建筑奖获得者,英国《卫报》称他为“拯救地球的50人之一”。

杨经文认为,所谓“绿色建筑”“生态建筑”,不只是简单地在建筑中加入生物元素和植物而已,而应该从更宏观的角度出发,把建筑视为一个“生命系统”,而不是将其视为一个孤立于大自然外的非生命体。建筑环境必须在生态关系中与自然紧密相连,并成为自然不可分割的一部分。

杨经文提倡建造被动式低能耗建筑,体现在注重布局、朝向、反射光、遮阳、绿化平台等方面,这最终形成了“生物气候摩天大楼”的概念。

杨经文提倡建造被动式低能耗建筑(图源:《漫画生态建筑》)

2005年完成的新加坡国家图书馆,正是杨经文在生态建筑这一领域努力的经典成果。图书馆被誉为“超级节能楼”,包含了一系列符合生态气候的环保节能设计,比如符合当地生态气候的植被景观、建筑内部采用分区温控系统、选用最佳建筑朝向、使用低碳建筑材料等。

杨经文作品:新加坡国家图书馆(图源:百度百科)

后来又出现了一系列生态建筑的典范之作。

像素大厦是澳大利亚首个碳中性办公楼,获得了美国LEED和英国BREEAM最高分。像素大厦运用全新可持续建筑技术,包括集水系统,太阳能和风能的利用等。由植被、遮阳百叶、双层玻璃幕墙及太阳能遮阳组成的彩色建筑表皮,在赋予建筑独特外观的同时,也能起到遮阳和眩光控制的效果。

像素大厦(图源:Archdaily)

丹麦哥本哈根的阿迈厄岛垃圾处理场(Amager Resource Centre,简称ARC),由BIG与SLA建筑事务所合作设计,是可持续发展与创意建筑的完美融合。建筑之上,1万平方米的绿色屋顶提供了生物多样性的城市景观,斜坡下方,旋转炉,蒸汽和涡轮机则将废物转化为清洁能源,可为15万户家庭提供电力供暖。

ARC(图源:Archdaily,摄影:Dragoer Luftfoto)

位于旧金山的苹果新总部大楼,集各种生态建筑设计方式之大成:环形建筑的内圈与外围都是绿色植被;装配式建筑,采用预制清水混凝土弧形板;采用低碳新材料,建筑表皮是弧形玻璃,屋盖是碳纤维材料;采用各种被动建筑措施,屋面铺满光伏板太阳能,自然通风设计减少使用空调的时间,生活用水循环使用等。

苹果新总部(图源:Foster + Partners)

02

生物气候设计,生态设计的理想起点

生物气候设计,指的是在考虑建筑所在地的季节性气象数据和气候的情况下,打造建筑形式和规划布局的方案。建筑的形式应适合当地气候条件,如主导风向、温度、湿度、太阳路径与角度、植物绿化等,这种设计方法为生态设计提供了一个理想的起点和基本框架。

吉隆坡梅那拉·梅西加尼亚塔楼,是杨经文运用生物气候设计方法的集大成之作,这是一座15层高的圆形平面写字楼建筑。通过精密的分析计算,垂直交通系统被设置在东部,平台、百叶等被置于西侧,它们为建筑内部提供了阴凉。每层办公空间均设有空中平台,可以栽种植物形成空中花园。

杨经文作品:梅那拉·梅西加尼亚塔楼 (图源:Archdaily)

2022年普利兹克奖获得者迪埃贝多·弗朗西斯·凯雷在家乡建造的甘多小学,除了采用了自身可以很好地散热的黏土砖之外,还在教室上方支起了悬空屋顶,中间用天花板隔开并设置好开口,根据“冷气下沉,暖气上升”的原理,让空气可以自由流动,凯雷还通过设置水平窗户的方式,在空间中形成更完善的“被动通风系统”,让室内更加凉爽。

凯雷认为最好的建筑材料并不是更高级的现代的东西,而是土生土长的黏土和稻草,因为它们才是最适合当地气候的材质。

甘多小学(图源:普利兹克奖官网)

03

建筑全生命周期的每一个阶段,都要做出努力

建筑设计的过程,应该从开采原料时就开始了,包括接下来的原料加工、建筑材料制造和运输、建筑的建造及使用,一直到最终的拆除、回收、再利用,再彻底回归自然,不留痕迹地重新整合到自然环境里,才结束它们的生命周期。

要增强建筑的可持续性,需要在其全生命周期的每一个阶段都做出努力。在设计之初,就设想好它们在生命周期结束后的归宿。

比如在巴黎奥运会结束后,新建的水上运动中心将成为“面向未来的城市中心”,场馆内设有儿童水上乐园、包括健身房和瑜伽室的健身中心、攀岩馆和餐厅等,不仅是社区体育活动的重要场所,还将成为法国游泳联合会的训练基地。场馆中的6000个座位中,一半是永久座位,由再生塑料制成,其余的是临时座位,拆除座位后的空间,将用于建造三个板式网球场。

巴黎奥运会水上运动中心场馆(图源:Archdaily,摄影:Simon Guesdon)

巴黎奥运村区域的一些建筑也将转变为2500套永久性住宅,一处学生宿舍,一家酒店,还有办公空间和零售空间,希望彻底改变这个贫穷社区的面貌。

巴黎奥运村(图源:Olympics Paris 2024)

“城市蜂巢”,是一个利用模块化、灵活的和可再利用的方式重新思考未来的项目。以棱长3米的立方体空间作为基本的模块,由可回收金属制成,每个模块都有不一样的功能,包括起居室、厨房、餐厅、健身室、书房、工作室和卧室等,每个模块都可以任意组合在一起形成不同的布局,也可以被拆除回收。通过回收利用,可以在控制建造成本的同时让建筑的寿命得到延长。

城市蜂巢(图源:上海槃达建筑 )

04

生态建筑的智慧,要到传统建筑中去寻找

我国传统文化中有寻求人类与自然相融合、万物共生的思想,讲求“天人合一”。

古代营建理论,要求对建筑场地气象条件、地质条件、环境等因素进行综合考虑,让建筑能与自然生态共融。

梁思成先生认为,中国人之所以选择木头作为建筑的原材料,是因为古人并不追求“原物长存”,即便修建一座千年不倒的建筑又如何呢?不如在活着的时候悠然地去打理自己的房屋。

中国传统建筑(图源:unsplash)

走进一座古建筑,无论是宫殿庙宇,还是民宅,总能感受到一股清凉。传统建筑之所以是“天然空调房”,与其层层叠叠的飞檐有关,飞檐不仅能营造出壮观的气势,也能在夏天阻挡阳光在正午照入室内,而在冬天,正午阳光又恰能照入房屋的最深处。

飞檐(图源:unsplash)

古建筑常用抬梁式,通过在立柱上架梁,层层上抬,形成坡屋顶,这使得太阳光的热量得以缓冲,比起今天的钢筋混凝土墙面,隔热性能要好得多。

坡屋顶(图源:unsplash)

而中国类型丰富的传统民居,比如藏族碉楼、陕北的窑洞、西南地区的吊脚楼等,也蕴藏着生态设计的哲学,这些传统建筑形式在今天看来仍有相当的借鉴意义。

(图源:pixabay)

南方的吊脚楼,底层架空,这是常见的防潮措施,架空楼板也能让空气自由通过,可起到散热降温的作用

(图源:百度百科)

陕北的窑洞,利用了黄土高原得天独厚的资源,这一厚重、封闭的建筑形态,兼具隔热和蓄热功能

在自然环境越发恶劣的当下,绿色生态、低碳节能等理念越发被人们重视,传统建筑的设计智慧,仍是我们设计灵感的源泉。

结语

在建筑建造和使用的过程中,需要耗费大量自然资源,与建筑有关的空气污染、光污染、电磁污染等,大大增加了环境负荷。

因此,建筑业是生态保卫战的重要战场。

(图源:《漫画生态建筑》)

今天,我们不能继续无视对自然环境的影响,麻木不仁地设计和建造。

如果我们能在设计之初就做好规划,而不是事后才采取补救措施,那就可以摆脱环境被破坏的厄运,拓展人类与自然和谐相处的无限可能。

生态建筑不仅是趋势,更是一种责任。

参考资料

《漫画生态建筑》([马来西亚]杨经文 著,[马来西亚] 梁贤德 绘,高慧 译,出版社:江苏凤凰科学技术出版社 )

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《漫画生态建筑》

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