建筑与空间的低碳美学之“轻”、“近”、“让”

九典联合建筑师事务所 / Bio-architecture Formosana

图2 公元前80年罗马建筑师马可·维特鲁 威 的“Ten Books on Architecture”译本之一封面

图3 材料的使用来自对抗宇宙存在的自然力（台湾北海岸常见的风帆是世界出名的，材料设计来自海洋个性的研发）

1 轻（Lightness）：轻量化、简化、减少

用最少的资源做最多的利用一直是生物界生存竞争的法则（图1），例如：所有昆虫、鸟类为了减轻自己的重量以利空中行动及保护自己，其身体构造由轻量化而演化出许多值得学习的技术；由学习贝壳构造所产生的大跨度薄壳建筑，创造出结构减量的设计；模仿股骨结构建造的立柱，既降低应力特别集中的部位，又可用最少的材料承受最大的载荷；蜂巢版的设计，亦为仿生设计，从蜂巢获得灵感，达尔文曾称赞蜂巢为生物界的神奇建筑，这样轻量化的构造既轻且隔热性好，并且用最少的材料创造出最大的力学刚性。

公元前80年，即距今2 000多年前，罗马建筑师马可·维特鲁威（Marcus Vitruvius Pollio）写的《建筑十书》（Ten Books on Architecture）以坚固、实用、美观为建筑的基本原则，其中“坚固”两字，所指的是建筑的安全（图2），但有些设计误以为用很多材料去巩固结构的安全即是坚固，或是觉得“君子不重则不威”。重力一直是建筑不能避免讨论的重点，建筑本为挑战地心引力（gravity）而发展，在英国建筑师诺曼·福斯特（Norman Foster）的纪录片中以“福斯特先生，您的建筑重几何？”（How much does your building weigh，Mr. Foster？）为主题，描述了建筑师诺曼·福斯特参与的世界最大、最重、最高的建筑设计，展示了以设计改进生活所做的努力，并以永续设计的原则与建筑界共勉，以期降低建筑对环境的污染与冲击，这是必要的方向而非只是选择（图3～5）。

如现代建筑大师密斯·凡·德·罗（Mies van der Rohe）曾说“Less is more”，刚好符合今日讨论“轻”字成为未来永续发展的逻辑。在资源与能源日渐枯竭的未来，“轻”的设计原则，可列为低碳设计的最紧急的重点（图6）。

使用被动式（passive）设计的方法，主动先降低能源的耗费，减少使用不能回收的能源材料，并降低污染的可能，这不只是建筑的使命而且是全人类生存的使命，也是一个好的设计必须思考的方向。这些努力其实不再只是建筑师个人的设计目标，其变成许多国家建筑法令修法方向，当人类生存可能因能源枯竭而出问题时，这些永续设计的方式就变成被动式设计（图7～9）。

图4 建筑是动产？因需要而存在

图5 2010年出版描述建筑师福斯特的传记影片封面

图6 台湾成大建筑系创意基地C-HUB入口使用最轻材料，显示对未来永续经营之宣示

图9 低耗能木门窗与轻量化维修廊道（青年公园太阳图书馆）

图7 淡水艺术中心立面遮阳方式以当地简易轻材料达到弹性收放原则

图8 自然材料隔热以降低屋顶荷重（青年公园太阳图书馆）

图10 台达文教基金会捐赠高雄民权小学图书馆的轻量化屋顶形式概念来自当地植物

图11 台北花博新生公园入口迎宾广场临时建筑的构法：如何兴建（左）及如何拆除（右）

图12 生产加工时能源耗损最轻的材料——木构造

图14 台湾“清华大学”李存敏绿色教学大楼轻量化外壳系统、铝扩张网帷幕遮阳与明管

图15 六甲工研院宿舍双重屋顶反映当地语言的轻架构

图16 青年段公营住宅立面造型创造双层墙概念，降低立面热辐射

“轻”的设计策略如下文所述。

1.1 重新定义需求并降低使用材料的数量

设计界不论是产品、建筑或都市设计，要引领生活发展的方向，不只是从设计动手才算开始，更要从设计最源头的需求（program）整合开始，我们称之为“reprogramming”。当业主找建筑师表达他们的需求时，每个空间的内容都是独立的，好像空间只有固定的机能，其实空间是一种环境，设计就是要发掘环境可使用的弹性，空间不会动，但人的活动是可以改变的，经过重新定义及组合需求，许多需求就可以开始减量了。简而言之，“轻”的第一步是简化需求，其次为降低结构体载重，进而降低使用材料的重量（图10～13）。

图17 嘉义竹崎公园使用简易PVC材质作为创意遮阳

图18 台湾当地民俗活动搭建的轻构架以遮阳避雨

图19 垦丁AMBA度假园区的设计灵感来自当地海洋珊瑚的概念，立面采用轻质法拉利膜设计

图21 货柜再利用的价值不光是延续材料使用寿命，更藉由“人”活化了“物”的空间

曾经有一位业主委托我们设计办公大楼，设计开始时因其单位很多，故每个单位都要求有自己的会议室、收发室，等等。当经过重新整合相似需求、说服业主降低原来个别需求与其他单位共享一些资源后，未来空间的经营管理变得更有效率（图14～16）。

1.2 让空间更有弹性并做多用途利用

这是一个挑战好设计的创意泉源，老子曾说：“无用之用是为大用”，在建筑空间的元素中，通常是最无用的虚空间其用途可能最多且最有用，例如没有特别用途的川堂、中庭、走廊、通道等，而这些虚空间是创造通风采光最重要的元素。减少或降低隔间的使用也会让空间使用更有弹性，因而节省空间的量。这个时代的建筑固然要反应当下的文化与生活，但也应预留未来时代可能修正用途的弹性。在建筑结构体必须坚固、耐用的前提下，内部空间包括尺寸、轻重、数量，可以计算的（量）、不能计算的（组构方法），皆可减量，又可降低工程预算。想出一种聪明且容易的方法，解决设计的需求，能让减肥之后的建筑变得更有活力（图17、18）。

1.3 使用可回收再利用的材料

历经第一、二次工业革命之后，从手工进入大量生产制造的时代，人类认为自己真是宇宙无敌，科技不断进步，能源资源高度耗费，剑拔弩张，充满战斗力。目前与未来工业革命的重点应是应用科技回到未来，人类的文明与发明可以是一体的，所有科技的发展应是为了维持前代祖先所交给我们的当时的地球资源，以留给后代子孙而做的努力，这样的文明才是可敬的。如果3D打印技术（3D printer）可以降低过去机械制作时的能源耗损；大数据（Big Data）可以通过快速沟通交流而降低过去所使用的能源；虚拟的发明可以使整合资源被方便地利用，则这些革命所带动的轻量化文明是被认可且可延续的，不像地球过去某些文明，因过度开发而无法生存下来（图19～21）。

图22 高雄楠梓研发园区李长荣集团研发大楼以自行研发的聚丙烯PP管作为轻质帷幕立面遮阳，并兼顾未来明管维修的设计策略

图25 使用有机化合物PP无毒可回收的材料，展现企业的理念，防紫外线抗辐射线纳米自洁

图23 企业总部自行研发PP管格栅作为遮阳，减少太阳辐射高达30%

图24 计算机仿真格栅遮阳率

图26 台北花博未来馆的屋顶采光隔热采用可回收的轻质材料，降低大跨距的结构用量

现今有许多利用废弃材料的产品设计，并创造出令人惊艳的品牌，年轻一代利用信息平台整合资源进行再利用与交换，成就了空间设计的创意，故一人一千瓦的能源革命能够带动小区自备能源并且自给自足。许多产业通过回收实现垃圾减量，将产生的垃圾通过创意方式回收再利用，已变成今日时代设计的使命，建筑产业应更加努力才是（图22～26）。

2 近（Locality）：就近取材、降低碳足迹

记得以前学校上课时有本书，是美国的拉普普（Rapoport）著的《住屋形式与文化》（House Form and Culture），以地方空间母语认识地方文化，今日时代标语“全球思维 本土行动”（Think Globally Act Locally）在讨论一切国际化的同时又重视在地文化（图27）。人类的文化多样性就如同生物多样性一样，都遵循永续生存的法则，地方文化风格习惯显现在住屋形式，住屋形式空间特色的表现来自材料造型语言，以及住屋如何响应当地气候、光线、温湿度与通风。就地取材在西方的建筑圣经《建筑十书》中的第一本就提出“善于利用基地和材料”，节俭和善于控制工作的费用是建筑师被人尊为专业的责任（图28～32）。

图27 “近”

“近”的设计策略可以如下文所述。

2.1 地方材料代表地方文化

人类文明史经历石器、青铜、铁器等时代是根据材料来划分的，如何发现、利用材料变成人类文明的段落，中国在2 000多年前的工艺书作《考工记》中即提出“天有时、地有气、材有美、工有巧；合此四者然后可以为良”的工艺美学思想，就地取材、因材施艺是所有工艺文明的策略，也是地球所有生物筑巢栖居的方法（图33、34）。

今日信息通流，人才流动，许多文明舍近求远，觉得外来的文明新鲜，忽略自有文化的特色，全盘迎接外来文化，包括设计的方式、取材的方法，造成全世界都向同类建筑形式看齐，尽管他山之石可以攻玉，然而忽略文化的多样性也让自己的文明停滞不前（图35）。

2.2 降低材料运输加工的能源耗损

九典有几个设计案是由聘请的专家协助，从设计开始便控制结构

图28 从被保留的金门传统民居可看到从当地各种材料中随手取材的外墙

图29 从台南安平传统民居可看到沿海城市的材料

图31宜兰不老部落用当地建材及漂流木构造成具有特色的休闲旅游场所

图30 台湾70%的土地被森林覆盖，当地木材作为建材固碳

图33 阿拉伯大公国利用当地棕榈为建筑材料形成空间特色

图34 不只是建筑，台湾新埔的柿子自然风干方式形成当地观光特色

图35 万华区青年段公营住宅立面设计概念

图36 嘉义产业创新研发中心设计的碳足迹为375kg/m2

图37 工研院台南六甲分院中庭通过生态池降温并以当地农业植栽作为景观

图38 铺面为当地窑厂生产的砖材且由当地老师傅以当地工法施做

图41 台南台江游客中心以高脚屋立于鱼塭湿地之上

图39 利用数字软件及BIM协助设计完成台江游客中心中庭巷道的高低屋顶

图40 台南沿海城乡的庙埕与巷道避风及形成凉快阴影

图32 新竹司马库斯高山上的民居以当地可发现的材料施作系统工法、使用材料的碳足迹，直到施工现场、工地入口盘查建筑材料的来源及输送里程并完成全案碳足迹的计算。建筑师除了面对需要解决与整合的设计问题，更要面对严酷的能源审查（图36）。

尽管全世界新材料的发现带动了建筑结构与构造的不同，成就了在耐久性、经济性上的表现；世界工厂的趋势使得全球物流、材流变得无国界，难以固守在地生产的可能，但面对未来，还是应先审视在地材料来源的可及性及鼓舞在地生产加工，如此可以提升在地的技术研发，并为在地产业升级及工作机会增加提供可能（图37、38）。

2.3 环境给建筑设计提供学习的养分

建筑像一棵大树，种在不同土地，任风吹雨打，考验其耐候性。在环境的规划上，我们常说要种原生植栽，从而使其所关联的当地生态环境不致因变动太大而付出失衡的代价（图39～41）。

并非所有设计都能取得当地建材，就近取材的概念除了指寻找可以耐当地气候的建材外，使用其他材料时也须考虑其易地时的用法，面对当地温、湿、气而须修正可适应气候的组合工法，并且观察与应用在地工法，让建筑的耐久性提高，易于未来使用的维护（图42～44）。

3 让（Accommodation）：礼貌的、敦亲睦邻、体贴的

最后这个字“让”（图45）是中国古老的传统美德，从孔融“让”梨、尧舜“让”位到儒家提倡待人接物、温良恭俭“让”的美德，同理可知，当仁不“让”也是择善固执该有的坚持。

建筑是环境的客体，尊重主人是做客礼貌的表现，环境中有水、火、土、气、大树与生物等，并非建筑一进来，所有万物都要出去。建筑要学会与万物共存共荣，环境中建筑总是新新旧旧，新的建筑从进到一块基地时就要面对接受周围现有建筑、现有大树作为邻居的事实。当建筑物挡住别人的风、挡了别人的光、挡了别人的视野，砍了树，树上虫鸟散，甚至引起邻居的不满，这并非后来者该有的态度。大师一向谦卑，才能使“让”的美学体现于建筑之上，受人尊敬（图46、47）。

“让”的设计策略如下文所述。

3.1 尊重现有环境

建筑的过程不是创造出来的，而是由环境自然演化而来，建筑低碳美的体验来自了解环境演化的过程。环境的力量形塑建筑，让风过去，让光进来，皆是建筑面对自然的态度（图48～50）。

各个时代都会留下一些老的事物，刻画历史的痕迹，倘若中国历史在改朝换代时可以不烧掉前朝宫殿，相信时至今日，源远流长的历史留下的建筑资产当不下于西方罗马建筑。建筑师来到基地时保留历史资产与现有大树或自然遗迹等，自会丰富未来设计的内涵，受益于现有资源，使基地内新添加的设计更加丰富其内涵。人文与自然的历史不是创造出来，而是延续而来，故清点基地资源，找出其限制与潜力，应是低碳设计的第一步（图51、52）。

图53 台北健康社会住宅尊重都市天际线，让出通风采光空隙

图54 台北健康社会住宅配置群体与周围关系

图55 台北万华青年社会住宅里让邻居通风采光与视野的配置方式

图56 台北万华青年社会住宅配置群体空间考虑敦亲睦邻

图57 台北在四五十年前是水的城市，城市的开发仍应保留给自然更多生态多样化的可能性，避免因过多人为堤防而赶走自然生物旅人共存的可能。

3.2 以人为尺，通用设计为规

只有低劣的建筑教育，教未来的建筑设计师只管成就他自己；相反的，唯有让使用者舒适、公众喜爱的建筑，才是可以理解的设计、受人喜爱的建筑，大众社会将会共同维护它，让建筑成为全民资产。通用设计考虑各种年龄层、行动不方便者的使用，让所有人都易于理解与使用（图53、54）。

3.3 城市是由一群打太极拳的有机体形成的

城市有机体的互动如同打太极拳，力量互相牵制，你来我往，也是一种动感平衡，常常基地周围的邻居抱怨新建筑挡了他的通风权、日照权、观见权，常常历史古迹旁边的新建筑被要求降低尺度、降低量体，协调原有形式元素等，都是建筑该“让”的案例。再美善的都市设计法令也有顾不到全部环境的地方，而这也是建筑可以发挥其创意的地方（图55～57）。

后记：本专栏从2014年夏季刊开始，各期分别阐述“适、空、久、野、续、共、轻、近、让”九字的设计策略，希望与读者分享九典近年来对绿色建筑与环境规划更深入的看法，而不只是停留在绿色标识的满足。希望透过这样的设计策略，让这带给人类欢乐回忆的建筑产业，能在建设与环保的取舍下共生共荣。