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，對于展望生態(tài)建筑未來發(fā)展趨勢大有裨益。

  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)利用這兩個方面?！柏?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，又利于濕潤空氣，消除夏季炎熱；山水之間的臺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。人們在其間生活以及進(jìn)行生產(chǎn)活動，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)?？梢哉f，在這個內(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邷貧夂颍謩?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)貧夂颉h(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)系的兩個概念。人們從來沒有停止過對建筑與氣候、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)動的興起

  20世紀(jì)60年代以來，工業(yè)化國家的環(huán)境污染日益嚴(yán)重，面對日趨惡化的生存環(huán)境，全球范圍內(nèi)的綠色運(yùn)動逐漸興起。綠色運(yùn)動的主要推動力量是生物學(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、動植物之間的密切關(guān)系，初步指明環(huán)境污染對生態(tài)系統(tǒng)和人類社會的影響?！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、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”(WCED)公布了里程碑式的報告——《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”得到了國際社會的廣泛接受和認(rèn)可。

  90年代初，聯(lián)合國環(huán)境與發(fā)展大會在里約熱內(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年由美國國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:重視對設(shè)計(jì)地段的地方性、地域性理解，延續(xù)地方場所的文化脈絡(luò)；增強(qiáng)適用技術(shù)的公眾意識，結(jié)合建筑功能要求，采用簡單合適的技術(shù)；樹立建筑材料蘊(yùn)含能量和循環(huán)使用的意識，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，爭取重新利用舊的建筑材料、構(gòu)件；針對當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件，采用被動式能源策略，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)”的會議，采納了這些設(shè)計(jì)原則。

  理論推動概念的誕生與落地。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，使建筑對資源的消耗及對環(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。