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设计塑造生态:不使用高科技的生态设计

2016.04.26 | ,
正反面儿

作者:Dita Leyh

作者为德国本土著名设计师,德国ISA意厦国际设计集团斯图加特总部负责人,德国注册建筑师与规划师,德国城市建设和规划协会(DASL)成员,德国可持续建设协会(DGNB)法定审核员。

文章稍长,但极具价值,

读完设计功力能翻倍。。

前言

近四十年来,生态在德国的建筑设计和城市规划中扮演着重要角色。相关政策法规的制定、生态产业的发展以及市民们世界观的改变体现出了这一点。政策上人们首先试图通过立法,来影响德国城市的可持续发展。以下这些法律起着重要作用:

• 《干预条例》:对城市建设造成的生态损失加以平衡补偿的条例,也可称为干预平衡条例;

• 《节能条例》(《EnEV》):对建筑物的能源消耗加以规定的法律;

• 《排水处理条例》。

《干预条例》要求所有的城市建设始终实现生态平衡。建设行为的生态影响通过环境报告确定,由此进一步确定生态平衡的措施。相关措施可以是创造群落生境、植树或者屋顶绿化等。这些措施可在规划区内或规划区外加以实施。

《节能条例》对一个新建或改建建筑每年的能源消耗量加以规定。根据目前的条例规定,应该是40~80千瓦时/(平方米·年)。

《排水处理条例》要求对地块产生的污水(包括雨水)缴纳税收。这些税收用于促进地块中雨水的储存、渗透和蒸发,屋顶绿化改造,以及可透水地面的建设和不可透水地面的改造。

还有一些其他的相关辅助计划,例如“社会化城市计划”和城市内的其他发展计划,例如用于防止城市无序蔓延并且要求加大建成区的城市密度。可持续发展政策的另一个重点是对生态产品相关的产业分支进行援助(例如太阳能电池、替代能源系统、建筑保温隔热材料等)。广大市民对生态问题的积极态度是所有这些相关政策和发展的基础。这些认识从幼年起就开始培养,后期又通过学校教育、生态机构和协会或者是大学里以生态为主题的课程得以深化。

在这种情况下,出现越来越多的生态社区也就顺理成章了。社区居民的态度和生活方式在很大程度上决定着这种社区的成功出现。这里不只是考虑一种普遍适用的解决方案,还需要有实施所在地的社会基础和对可持续生活方式的认同。

图宾根的“法兰西社区”是这种“生态住宅区”的典型代表;这是一个位于过去法国营房区的新的城市拓展区,这里有6000居民,2500个工作岗位。

图宾根洛雷托广场的生态住宅区“法兰西社区”

营房的历史建筑和新建建筑被整合融入新的城市规划结构中。这里通过一定的措施保障了可持续发展、混合用地和短途城市的实现,例如要求容积率达到3,在同一个建筑中融入各种不同的功能,如办公室、作坊或者是有居住功能的艺术家工作室。

图宾根洛雷托广场的生态住宅区“法兰西社区”

交通方面引入了汽车分享系统,并且建设了集体车库,使得汽车被停放在社区的周边。“法兰西社区”的一个典型特征是业主的直接参与和共同开发的模式——“集体开发模式”。

该地区按照传统高密度的欧洲城市风格被分成小块,每个地块允许建设一座最高5层的城区住宅,这些住宅共同组成一个组团(Block)。每个地块都有由多个业主组成的开发团队,他们共同委托同一个建筑师,同建筑师一起实现各自的住宅设想。

这种业主集体开发实施建设的方式一方面缩减了开支,实现了各个业主的愿望,另外还形成了社区感,使居民在搬进来以前就有了很好的邻里关系。该社区由此获益于丰富多样的建筑和良好的社区互动。这个社区的成功建立在前述因素的基础上,此外居民的协作、市政府的协调组织、公共参与以及开发团队的团结一心也是积极性的促进。

相当一部分城市化进程很快的国家,必须快速规划和建设新城,在这种地方,城市可持续发展的法律、政治、科技和社会基础往往很不健全。没有高科技,没有适用的法律,人们应该怎样规划和建设生态城市呢?为了回答这个问题,我们应该回顾一下过去各个地区建筑和城市建设的区域性传统。

区域与传统

在超过几百年的传统建筑和城市建设发展进程中,城市会自然产生各种规则,让城市可以很好地适应周边环境和自然气候。例如西班牙南部的白色村庄,它一方面利用了本地的材料,一方面又通过狭窄的小巷形成阴凉,避免受到太多的阳光直射,白色的立面还可以把阳光折射回去。

马拉喀什(左图)与柏林(右图)对比

许多在炎热地区的城市都会利用类似规则,以形成有着局部或者完全遮阴的街道空间,例如摩洛哥的一些传统城市。它们还在内院设计水景,通过水汽蒸发降温。减小开窗面积,利用隔热的建筑材料以及较小的建筑体形系数(就空间体积而言相对小的建筑表面)可以将热量更好地阻挡在建筑之外。伊斯兰的城市,例如迪拜,伊朗的亚兹德以及巴基斯坦的海德拉巴,在过去的几百年安装的都是天然的“空调”—“风塔”(所谓的Windcatcher温凯驰自然通风系统):它将晚上的凉风引入房间,并将内部的热空气引出。

希巴姆(也门)的黏土高层建筑,格雷梅(土耳其)的穴居和迪拜的风塔

位于土耳其卡帕多西亚的格雷梅和西班牙阿特纳拉的达加那利的穴居以及位于突尼斯南部马特马他的地居是对抗酷热和严寒的实例,它们融入地形以抵抗极端的气候并降低材料消耗。城市的建筑密度和建筑体形系数也可为寒冷地区提供更好的建筑保温性能。柏林18到19世纪建设的高密度街区就是一个很好的实例,这里每平方米的供暖能源消耗要远远低于独户住宅区,此外还可使供暖管道更短和基础设施更为紧凑等优点。

在酷热和严寒之外,城市设计还应该考虑其他的天气影响,如强降雨和降雪。位于德国汉堡、瑞士伯尔尼和捷克泰尔奇的拱廊街就是很好的实例。在这种情况下,通过非常简单的方式,就能不受天气影响地购物,而不必建设完全封闭的购物中心。黑森林民居上带有突出的大茅草屋顶,可以在夏天阻挡日晒,冬天(由于日照角度的改变)获得充分的日照。这种屋顶形式(四面倾斜的屋顶)可以减小风阻力的作用面积。

捷克共和国的泰尔奇地拱廊

在寒冷的冬天,安置在房子卧室下面的圈棚也可以产生热量。在屋顶下储存的干草也可以加强保温效果,将热量保留在屋里。传统建筑的建造往往已经下意识地应用了可持续发展的原则。涉及的建筑材料大多可以再生,并且一般都来自周边地区,这样避免了长途运输。所有这些措施不仅仅会给城市带来技术生态和气候上的好处,也会赋予城市独特的识别性。

德国的黑森林民居

当然,在全球化的时代背景下,我们的生活方式和要求也发生了转变,但是因此就一定要以牺牲城市的识别性和可持续性为代价吗?我们为何不能把过去几百年积累的经验以一种与当今需求相适应的方式加以利用?观察现代国际城市的发展趋势就会发现,我们已经丢弃或忽视了很多经验。当今的城市扩展在世界范围内趋于相同。对完全不同气候区的新城进行比较,就会发现这些地方往往有着相似的城市规划结构、建筑类型和建筑材料。例如,位于莫斯科新型商务区的莫斯科国际商务中心——这里的气温有时低达-20°C(大陆性气候,冷温带气候区),我们会在马尼拉(热带气候,半湿润区,最高可达35°C)、北京(温带大陆性气候,潮湿,夏季炎热,冬季最低-20°C)或者迪拜(亚热带干旱区,40°C)看到类似的建筑和城市结构。

不使用高科技的生态设计

似乎只有通过明星建筑师设计的地标建筑才能创造一个城市的独特性和识别性。其他的日常街道空间则日益趋同,难以互相区分。

在一个新城或者新城区现代规划工作中应该采用哪些传统的、可持续发展城市的原则?应该怎样在缺乏城市可持续发展的法律、社会和政治基础的国家,利用现有的资源而不是高科技来建设可持续发展的城市?通过对传统城市的分析,我们应当明确一个原则——“学科交叉原则”。

中国的广州南沙在新行政中心通过一种现代的形式应用了加顶街道的原则

可持续发展不是由城市规划决定的,而是所有参与规划、建设、管理和城市使用的人员和机构互相协调的结果。这些原则来自以下方面:行政管理、市民、城市规划、景观规划、交通规划、建筑学、社会学、基础设施等。只有这些原则相互作用,不同措施相互协调才能建设出一个真正可持续发展的城市。

重点在于以下两个领域:

• 城市和自然:怎样建设一个城市,让它最大限度地利用周边的资源,并与之相适应?

• 城市和人:怎样通过城市规划来影响人们在可持续发展层面上的行为?

以下这些资源对于第一个主题来说起着关键作用:

• 日照、风、水、景观、当地材料

第二个主题以“短途城市”这个原则为基础:

• 紧凑型城市、混合用地、交通、公共空间

下面我们就通过规划设计实例来解释一下这些原则。

1. 城市和自然

A/城市和风

在中国南沙新行政中心的规划中,广东的新城区和珠江三角洲未来的中心将会成为夏天城区降温的主要风向。所有的建筑都是西南/东北走向,这样夏天凉爽的东南风就可以穿过街道。与之相对,冬天的北风也会被林地阻挡在北部地区的边界。

广州南沙应用了有大型蓄水池的天然雨水管理系统

对于这个地区的建筑物的平面布局,结合传统的当地建筑原则进行了重新阐释——传统住宅的窄高型庭院可以通过烟囱效应促进降温。办公区的新建筑被设计成“双子楼”,两座相对的建筑环绕着一个狭窄的走廊式庭院布局。结合双层立面既可以强化传统的降温系统,又可与当今的需求相适应。

B/城市和日照

在不同的气候条件下,有些地区需要利用太阳的光和热,但是在很热的地区却要阻挡它。在上述南沙项目中,就采用了传统的加顶街道,形成了栅栏屋顶形式的人行通廊,同时把所有重要的建筑连接在一起。

C/城市和水

南沙位于亚热带湿润季风气候区,这里的强降雨在设计和科技上有很大的应用潜力。屋顶和人行道上的降雨,在流入一个大型蓄水池前将经过水池、梯级和芦苇丛的层层天然净化。通过这种方式,人们可以感受到水的净化,并在设计中将其与景观规划联系在一起。湖里的水达到了沐浴水质,可应用于一些休闲活动。这个系统可以通过雨水的保留、蒸发和渗透减轻现有排水装置的负担,同时冷却水体上方的空气。

D/城市和绿地

城市可以理解为一个有机体,它也像居住在其中的人类一样有着相同的需求——光、空气、水、太阳、能源。这些需求可以通过城市的周边环境得到满足,这样城市也会与其周边环境和谐共处。但是,这种共处对城市来说常常是单边的索取。功能有机体的目标是在城市和自然间形成一种互补的循环。中国生态城市陈家镇位于上海附近的崇明岛,在这一规划中就尝试实现城市与周边地区的共处。

中国陈家镇新城与各具特色的生态景观环形成的外部环境和谐共处

核心城市嵌入不同的景观环中,这些景观环像洋葱表皮的纹理一样围绕城市向外扩展。每一个环都有一个不同的重点。生态发展第一个环由系列人工湖形成,它可以净化雨水和污水,使其可以再利用。从人工湖挖出的土也可以用来创作小型山地景观,把风引向理想的方向。第二个环由生物农业形成,它可以直接提供食物,避免长途运输,也为居民提供了邻近的工作岗位。长江沿岸最外层的环作为自然鸟类繁殖区受到严格保护。

不仅仅是镶嵌在自然中的城市“景中城”,“城中景”的布置也影响着城市的生态平衡。陈家镇的城市公园按照线性网络分布,这样,从城市的任何一个地方都可以步行5~10分钟到达休闲区。通过创建邻近休闲区,可以减少通向偏远自然区的额外休闲和周末交通。

2. 城市和人

城市规划对居民的行为有很大的影响。首要的目标是实现“短途城市”。在这其中,很多因素都起着作用。一个设计良好的公共空间应该包含空间次序多变的广场、绿地、紧凑或宽敞的街区,其时序安排的趣味性,使人感觉到的心理距离比实际物理距离要短,促使人选择步行。街道网的安排也应该尽量缩短交通路径。例如在一个网格路网中,对角线路径就可以大大缩短交通距离。

德国埃斯林根的购物街改造实例清楚地表明了这一点。

德国埃斯林根购物街改造前后

最初地方民众反对将其改造为步行区,因此街道被建造成了有停车位的混合功能区。我们为此设计了多功能的支柱系统,形成一个独立的空间,也将人们的注意力从战后建设的异类立面转移到了这一构筑物创建的新空间上。这种“空间中的空间”联系街道两侧,同时形成了一种完整的意象,赋予街道新的识别性。

建成两年后,使用者就表达了将其完全转变为步行区的愿望。调整后,火车站大街成为城市中最受欢迎的购物街。它完善了网络状的城市步行系统,也构成了无机动车城区的重要主干结构。

短途城市的前提是城市密度。但是仅仅有城市密度是不够的。设计和城市风貌也起着本质的作用。如果达到了高层住宅区的密度,建筑由于大尺度的日照间距而疏离,就会出现适得其反的效果——过大的间距和尺度使得人们即使在高密度下也要求助于汽车。在一些需要高密度的情况下,如在亚洲大都市中,人们需要建设高层建筑满足密度上的需要,但是除了垂直向上的密度,也应该在水平向上建设裙房建筑或者多层的组团Block,形成连续的街道空间界面,创造有变化的街道空间,在广场和组团的转角处仍可建设高层。

韩国首尔的城市更新实例解释了这个原则:

首尔的许多居住区都是小的村庄地块通过后期水平向上的密集化形成的。这种高密度和由此产生的绿地和公共空间的短缺问题目前已经得到了一定程度的解决:将高层住宅楼拆除并建成更高密度的住宅区为城市更新提供了财政支持。这种雷同的公寓楼在一定程度上破坏了已经形成的社会结构,还破坏了街道公共空间。

2010年以来,我们开始进行“首尔新愿景”这一项目,尝试将住宅建筑的水平密集化与竖直密集化相结合。现有的社区应该在市民的参与下重新分块,以创造休闲空间和有趣的公共空间。较低的4~5层建筑应该作为空间界面元素保留,并进行重新组织,通过个别的高楼对其加以补充,以实现期望的密度。单个的住宅区通过开放空间相互联系,这样将逐渐形成遍布整个首尔城市网络结构的步行系统。

中国的历史古城丽江——列入联合国教科文组织世界遗产名录,也应用了传统的公共空间和建筑原则,建成了丽江的新卫星城——玉龙新城。其中主体地块的划分符合机动车的现代交通需求,地块内部街巷和广场则互相联系形成连续的步行网络,传统城市的路径关系在新的城市形态下进行了全新演绎。

城市密度也是功能混合的前提。功能混合是可持续发展的另一个重要原则。没有达到特定的人口密度就无法规划临近居民区及步行可达的生活服务设施,如超市、幼儿园或学校,因为这些设施都需要其涉及范围内的居民数达到一定的水平。一旦确定了密度,就应该尽可能以多中心的用地结构去规划这些分属各个社区的日常生活设施。

除了服务和居住的混合,“社会混合”也是可持续发展城市的重要组成部分。同一个社区内的居住类型应该这样混合:满足不同层次的人群对居住形式的不同喜好。不仅仅是在同一个社区内,同一栋建筑里的住房大小也应随买主或租户的预算有所不同。社会性住宅也可以通过这种方式“悄悄”融入混合型社区中。一方面通过政府的阶层混合控制,另一方面通过邻里之间的互相宽容,避免单纯的社会性住宅社区的许多问题。

城市规划中的建筑物布局可以在很大程度上加强邻里之间的交流。以奥芬堡的新建区规划为例,多层住宅、联排住宅与独栋住宅共同围绕形成一个个共同的“住宅院落”,院落同时是一个尽端路,满足居民的交通需要。住宅院落为邻里交流提供了平台,在停车取车、互相照看儿童或庆祝活动等行为中实现交流。

奥芬堡新建区小巷整体规划图

展望

所有这些例子都体现出了规划与可持续发展之间的紧密联系。几百年来的规划原则和地方建设传统是可持续发展城市的基础,而不必使用高科技产品——合理的设计本身就可以是生态的!统一的规划整合和规划者、建设者与使用者的融合互动是重要的前提之一。

未来的目标是使城市成为一个自给自足、与周边环境和居民协调共处的有机体,而不是单方面消耗现有资源的系统。要想再次实现这个目标,在将来还有很长的一段路要走,回顾过去可以让我们更好地在这条路上前进!


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