可持续设计思考*

文/清华大学建筑学院 宋晔皓

1 雏形理论

《结合自然 整体设计——注重生态的建筑设计研究》论文中已产生了一个很浅的雏形理论，在实践中逐渐得到验证、修订和发展，就像吴良镛先生所说的那样相辅相成，螺旋式上升。论文中提到了气候适应性、气候关注、生物气候设计等概念。20世纪60年代维克多·奥戈亚就提出生物气候设计、结合气候的设计，时至今日仍是一个很新的话题，值得花时间去思考。其基本原理是什么？建筑和气候是对应的，建筑应在不借用设备的情况下可适当调节气候。随着在该领域研究的不断拓展，学习了很多建筑专业以外的知识，如生态学等，对很多基本原理都有了更深的认识。

1.1 冷和热

一个达到现代舒适水平的建筑，如果在冬天不供暖、夏天无冷源的情况下，是否还能满足现代人的舒适需求？环境并不会为人们的舒适需求而改变，这是经验，也是教训。如果完全靠建筑师去解决，也可以，做法在一定程度上契合了维克多·奥戈亚在20世纪60年代提出的生物气候设计里的某一曲线。如果追求恒温恒湿一定要借助设备，那么建筑师努力的方向在哪里？通过建筑设计尽量少用设备甚至不用，这是笔者认为建筑师需首要努力的方向。

1.2 太阳、风、水和土

这4项基本涵盖了可再生能源的最大组成部分。太阳是所有能源的来源，夏天既要遮阳，又要利用太阳热促进自然通风带走热空气，从而实现被动制冷。冬天可利用温室效应加热，从而减少空调热负荷。近年来北京面临PM2.5猖獗的空气污染问题，自然通风变成一个被刻意回避的话题，但此种情况下，风仍可发挥很大作用，当室内过热时，如果有自然通风，可把热量带走并适当改善舒适度，从而进一步减少设备能耗。热压通风和风压通风要综合发挥作用，才能更好地发挥通风对节能和改善舒适度的贡献。雨水的收集和利用包括2方面研究：①水源从哪里来？还需经过怎样处理？怎样使用？②用于何处？水可降温也可蓄存，以供各种用途。这都需要建筑师发挥智慧和创造性，挖掘其丰富的潜质。土是生存之本，所有植物都在上面生长，覆土建筑就是以土为主又极具特点的节能型建筑，其中一个特点就是形成生物气候缓冲层。

1.3 设计与气候

设计归根到底要改善舒适度，要与气候发生联系，这反映在3个层面：①城市设计层面 建筑体块布局值得推敲，挡风、遮阳，体块间的阳光照射与促进通风，都可让建筑师这个角色发挥很大作用；②建筑设计层面 设计住宅时，北侧如果是储藏、楼梯间、厕所这种不常用空间，南侧如果是起居室、卧室，利用空间布局形成了缓冲，就是一个非常好的布局结构；③细部设计 遮阳、通风、窗户、窗体及墙体等。这是笔者撰写论文最初的思考，也是在个人建筑创作过程中非常重要的出发点。

2 两个反思

直到今天，对绿色建筑表象性理解仍大量存在。绿色建筑被视作一个标签，拿到认证的就是绿色建筑？这点值得反思，也促使笔者思考，经过研究之后做出来的绿色建筑，与先通过一个方案，再经过咨询机构贴了标签的绿色建筑有何区别？

笔者作为老师，和研究生在一起时，会有学生说“建筑师一边讲绿色、可持续，但建设过程本身既不绿色又不可持续，把一片树林变成了钢筋混凝土，最后说这堆混凝土是绿色建筑，这个逻辑多么伪善”。怎样使绿色建筑能对自然环境的影响少一点，破坏少一点？

3 三个考量

目前，建筑师在“高，中，低”3个不同层面上进行着绿色建筑实践，此处“高，中，低”没有好和坏的意思。高、中、低是做好还是做糟完全取决于建筑师的态度、研究与实践能力。

3.1 高

所谓“高”，我国处于飞速发展阶段，发展程度早已让全世界认可为一个大国，在此国情下，若无法设计出一些高精尖、高标准或达到国际通用标准的建筑是一个遗憾。想在这上面做些工作，研究案例一定不是大规模的，可能是占地仅1000m2的建筑，将此类小批量、高成本、有特点的项目做好，同时使其成为研究平台，进而通过实践改进。

3.2 中

“中”即最普遍、最大量且具有推广潜质的本土实践。受造价、工期的影响，建筑师的很多想法只能适可而止，要得体适宜而不是做到极限。房子盖完了，对职业建筑师而言是非常愉快的结束，但对学校里的老师，恰恰是非常痛苦的开始。项目完成后需对其中问题进行持续追踪和深刻反思，做的不一定对，要知道为什么不对，才可总结经验并提高水准。

图1 常熟图书馆外立面

3.3 低

“低”即造价、成本等方面低。西到四川，中到武汉，东到上海周边江浙一带，笔者研究团队都进行了大量持续的测绘、调研，一直沿袭20年前笔者博士论文的工作方法和框架，如乡野调研、问卷访谈、工种集成及设计模式等。乡建在今天仍是一个文化命题，作为绿色建筑的思考者，希望对乡建有更好、更绿色的思考，但其热物理环境与舒适度是否满足现代人的要求，这才值得深思。

4 可持续设计实践

4.1 常熟图书馆

常熟图书馆是笔者首次负责的项目，其创作思路与笔者博士论文的观点、苏南的调研及对当地风土的了解密不可分（见图1）。当地气候特点让笔者了解南北方人对气候的感知有差异。南方建筑有自己的特点，与当地居民生活契合。设计常熟图书馆时，虽作为北方人仍怀有一种在地感，感同身受当地人怎样想，反复思考怎样将本土建筑抽象化。设计抽象了园林、空间、正负的关系等，整个建筑的灵魂就是院落体系。实际上江南园林是通过院落和厅堂穿插交互完成的，每个院落有一个主题，园林里这种形式其实就是一种相对抽象的表达。建筑的所有形式都直来直去，不要坡屋顶，材料和光影效果都很现代。虽对江南气候的理解表现有些生硬，但对色彩及空间关系的把握仍是发自内心想要做好。坚持“消隐”初衷，为保留周围的香樟和银杏树，不惜重新画图，利用天光并结合通风，逐渐形成设计雏形，同时对地方材料进行了再思考。

4.2 北京动物园水禽馆

现场自然环境非常好，在此种环境里如何设计创作？首先房子的使用对象是鸟类，鸟类需要非常高挑的空间和良好的自然通风，综合考虑通风、采光、遮阳等，在逻辑推演上建筑体量倾向下大上小，这便生成了当时的概念。项目尝试做了上文3个考量中的“高”部分，既达到一定设计水准和评价标准，同时还成为一个实验性研究平台。建筑与鸟、水、植被等组合在一起构建了一个完整的综合生态系统（见图2）。通风是建筑设计最关键的一个问题，对建筑形式产生影响，但作为建筑师，偏向艺术的、不可控主观的另一面也会发挥作用。建筑顶端有2个扰流板，利用风压形成一个负压区，将室内空气抽出来，实际表现还待进一步确认。基于此，笔者开始思考朱文一老师提出的命题，做出来的绿色建筑与咨询出来的绿色有何不同？

图2 北京动物园水禽馆建筑与环境

4.3 清华大学南区学生食堂

清华大学南区学生食堂是3个考量的“中”部分，即我国当下最普遍的造价和工艺水准的实践，项目的设计目标是构建一种小社区形式。高校建筑具有社会性，学生各色各样、人来人往、年级不同，但都充满活力，生活需求不同，活跃时间也不同。怎样通过一个建筑达成契合？南区学生食堂是一个北方建筑，北方建筑的最大特点就是封闭性，若做成开敞形式，无论是建筑保温、气密性还是防风都受影响，但封闭性对校园和城市却不友好，故在建筑各方向都设计了出入口，使其四通八达，以满足学生多样化日常交流的需求（见图3）。食堂走廊不再单纯是一个疏散空间，功能多元可供学生举办活动、交流、展览等。教师餐厅配置自主设计的家具，试图营造不同规模的教授团体或教授研究生等科学共同体在此讨论的氛围。食堂成为一个公共交流空间，在交流的同时通过垂直遮阳的窗户，可看到清华校园西侧景观，如图书馆、大礼堂甚至西山等（见图4）。

4.4 清控人居科技示范楼

清控人居科技示范楼是短时间内完成的装配式近零能耗建筑，得到了国际绿色建筑标准认证，同时也是清华大学实验平台之一，建筑学、建筑环境与设备工程等不同专业的硕博研究生都对建筑进行了非常规意义的观测和研究（见图5）。建筑设计以地方性为出发点，体现出可持续的思维，表现出人和环境的契合。材料使用了竹藤，因项目附近有一个黔东南非物质文化县，非物质文化遗产就是竹编和藤编，当地百姓手工艺非常好，既能雕出栩栩如生的鱼、牛，又能雕出真实大小的汽车、拖拉机等实物。设计初期为给当地贫困县提供就业机会，发挥当地百姓特长，便利用竹藤编作为可持续材料。竹藤与木材的最大特点是可呼吸性，但缺点明显，即泡水发霉会变黑变暗，后经长时间阳光暴晒，又会变浅变灰。此材料作为外立面，雨天怎么办？将其做成类似雨衣的形式，作为披在建筑外面的一层防护，里面还是常规建筑立面。对抗雨水、水气的最好办法就是通风，竹藤编既能通风，又可作为具有遮阳、挡风复合功能的立面。此外，竹藤编为什么采用4种穿孔及不同的穿孔布局？这是希望给设计增添一点现代工具带来的乐趣，其表征非常理性。到一定程度，追求原型是建筑师心中都有的目标，能否不通过张扬的设计来表达建筑内涵？设计结合通风、日照推演出受风面或需透光的面。此装配式近零能耗建筑所用材料都是可持续、环保且可降解的，金属、玻璃、木材都可重复利用，再加上一些太阳能的光电、光热系统，共同构成了这一建筑。清控人居科技示范楼作为实验建筑，相当一部分造价用于购置测试器和温度、二氧化碳、通风等方面的探测器，是一个绝佳的研究平台，各种测试都在此持续推进。

图3 清华大学南区学生食堂

图4 清华大学南区学生食堂室内效果

图5 清控人居科技示范楼

5 结语

吴良镛先生曾说过：“建筑师既要有理论的学习，又需要实践的洗礼，最好两方面相辅相成，螺旋式上升。”此理念一直贯彻在笔者作为建筑师的成长过程中，由博士论文《结合自然 整体设计——注重生态的建筑设计研究》展开叙述，本文分享笔者读博及工作期间对绿色建筑的研究和感悟，探讨关于绿色建筑的可持续设计思考。

（本文来源于作者在首届“U7+Design中青年建筑师设计论坛”上的演讲）