传统建筑材料的可持续性对当今环境的现实意义

于晓卉 练志霞

摘要：景德镇人在发展制瓷业的同时，基于“取于自然，回馈自然”的可持续原则，利用废弃的窑砖作为建筑材料筑成老建筑、老街区，为这座城留下了深刻的印记。如今在城市环境建设中，现代建筑材料广泛应用，而传统建筑材料的可持续性却得到忽视。保护环境，提高材料的可持续利用率，强调环保意识，仍是现今社会永恒的话题。

关键词：传统材料;窑砖;环境资源;可持续性;环保意识

中图分类号：TU50 文献标识码：A 文章编号：1004-9436（2021）09-0-02

1 建筑材料由传统向现代的转变

当今社会建筑材料的种类层出不穷，材料的转型离不开强有力的科技支撑。工业革命之前，人们搭建房屋主要依靠手工劳动力，材料也局限于石材、木材、黏土等天然的传统建筑材料。虽然冶铁术早在我国春秋时期就被发明出来，但冶铁技术大多应用于武器和日用器皿的制造中，鸦片战争之后，中国开放通商口岸，中西建筑文化得到交汇，中国才开始出现钢筋混凝土建筑。英国凭借18世纪工业革命的成果，将钢铁框架结构应用到棉纺织厂的建设中，美国在19世纪发明的安全升降机，才真正促使第一座钢铁框架结构的办公楼形成，故建筑材料由传统向现代转变的过程离不开科学技术的发展。

中国古代建筑主要以木架建筑为主，但由于古代社会发展缓慢、地区之间交流较闭塞，也保留了除木架建筑以外的地方特色建筑。例如北方游牧民族习惯居住在便于迁徙的木骨架毡包式建筑内;西北及新疆地区为适应干旱少雨及东冷夏热的气候，则选择居住在土坯拱顶的房屋内;黄河中上游地区则利用高原地形和黄土的垂直性特点凿洞而居，这些特殊地区的建筑在当今高度现代化的居住环境中仍然被保留下来。中国林木森郁，取材方便并易加工，再充分结合中国传统的榫卯工艺，建筑具备较强的抗震性能，故有“墙倒屋不塌”之说，例如辽代所筑的山西应县木塔距今已千年之久仍完好无损。但过量砍伐造成木材稀少，因木材本身防火性能差，易受虫蚁和潮湿环境侵蚀，后来在战国时期石料倍受重视，秦朝发明了砖材，汉朝出现了瓦片，金属冶炼也逐步应用到了建筑中。

中国本土的建筑样式在1840年鸦片战争之后开始发生变化。西方国家将其本土砖木结构的建筑形式带到中国，中国由此被迫放弃传统建筑形制，到了20世纪中叶西方的现代主义建筑理念开始风靡全球，中国也开始使用钢铁、水泥和玻璃等现代建筑材料，最终形成今天我们所看到的钢铁玻璃幕墙建筑。

2 传统材料的可持续设计的现实价值

现代建筑冷漠、千篇一律的样式使城市形象渐渐趋于同质化，传统建筑材料的自然特性逐渐受到重视，最近几年景德镇窑砖的可持续利用备受关注。景德镇的瓷器烧制始于汉朝，距今已有2000多年的歷史，千年窑火，造就了万千精美的陶瓷艺术珍品，同时也产生了无数废弃的窑砖。景德镇人将窑砖变废为宝作为建筑材料加以使用，不仅大大提高了窑砖利用效率，还形成了世界上绝无仅有的具有典型地域特色的建筑风格——徽派建筑。

窑砖是用来砌筑烧制陶瓷的窑炉而特制的构筑材料。当年采用普通的黏土砖砌筑镇窑的窑膛，黏土砖经成型后可高温焙烧制成烧结砖，造价低廉，耐久性高，还具有保温隔热等优点，在建筑材料中得到广泛应用。烧结砖的强度高、抗风化性能好、不易褪色、施工便捷，价格低廉又具有较好的保温隔热、隔声的优势，是传统建筑材料的主体组成，是使用最多、历史最悠久的建筑材料之一[1]。我国砖的发明始于秦朝，距今已有2000多年的历史，一直在中华民族的建筑文明史中得以传承。

黏土砖在烧制陶瓷的过程中体积会随着温度的升高而均匀膨胀，膨胀曲线呈直线上升趋势，随着温度逐渐升高并达到黏土砖的耐受温度时，膨胀曲线在最高点处将基本保持不变，当超过其耐受温度时，膨胀曲线则开始下降，黏土砖的体积收缩会导致砌体灰缝之间松裂从而产生缝隙，空气进入窑炉会影响陶瓷的烧制。体积随温度变化由膨胀转向收缩的变化是黏土砖的一大缺点。经烈火烧炼后的窑砖坚硬度极高，景德镇窑工们巧妙地抓住了窑砖的温度、物理变化，再结合木结构建筑工艺，形成以窑砖为建筑材料主体的徽派建筑风格，这样典型的地域特色，全世界都绝无仅有[2]。

窑砖不仅具有建筑材料的功能优点，还兼备艺术美感。窑砖被松木柴窑烟熏过后，表面会呈现出深浅不一的釉色和斑驳的肌理效果，不同面相结合的窑砖墙具有独特的视觉效果。随着现代技术的发展，窑砖也逐渐被应用到现代建筑中，由朱锫建筑事务所和清华大学设计研究院共同设计建造的景德镇御窑博物馆，利用窑砖再现传统的柴窑样式，复杂的双曲面东方拱券，不借助现代脚手架，依托重力完成砖的收缝错位。当今液化气和煤气梭式窑逐渐取代了传统的柴窑，新技术的产生促使千年传统的窑砖材料煅烧方式与生产工艺终结，由材料废弃物转变成延续传统烧制模式的历史和文化的物质载体，每块窑砖都代表着古代窑工的勤劳与智慧，窑砖所构成的景观形象也成为景德镇城市集体记忆。

把从自然资源中新产出的建筑材料和废旧建筑材料整合利用，以达到节约新材料的目的，更多地使用循环和再生产出的建筑材料已成为绿色建筑的重要标准，也是社会共识[3]。从古至今，建筑一直是人们的生活必需品，后来生活需求的多样性也对建筑多样性有所要求，因此未形成“低投入、低消耗、低排放”的环境友好状态，在建筑设计中追求过多的视觉形式，导致装饰性设计过量，没有考虑建筑是否与地域环境和材料资源节约等方面相协调。材料的绿色化并不单指绿色材料，还应该对天然材料进行可持续高效利用，秉承不影响产品的基本功能与强度的原则，减少对材料的浪费。

3 可持续设计理念在当今社会中的应用

20世纪60年代，美国设计理论家维克多·帕帕奈克就曾提出“设计应该认真考虑地球的有限资源使用问题，设计应该为保护我们居住的地球的有限资源服务”的观点[4]。第二次世界大战结束，美国在20世纪60年代进入了前所未有的“丰裕社会”，50年代提出的“有计划废止制”，炫耀、张扬的求奢风气开始盛行，无节制的消耗带来了第一次能源危机，对环境的巨大破坏，让人们付出了沉重的代价。1987年世界环境与发展委员会在向联合国提交的《我们共同的未来》中正式提出可持续发展观：“人类有能力使得开发可能持续下去，也能够保证发展满足当前的需求，不会危害下一代需求满足的权益……发展应该具有公平性（fairness）、可持续性（sustainability）、共同性（commonality）。”[5]可持续设计不仅要在环境与资源方面作出贡献，也应通过设计创造一种更为合理的生存方式。一个可持续的材料系统可以创造并维持这些库存，从而最大限度地减少材料和能源流[6]。

3.1 可持续设计原则内容与方法

设计学科为可持续设计理论提出了五项设计原则——5R原则。

（1）Revalue（重新评估）原则。基于可持续设计理念，对设计形式、结构和材料进行整体的再审视，调整设计方向，减少材料的浪费，充分体现可持续性。

（2）Reuse（再利用）原则。可引申为“可持续使用”，对一切可利用的旧材料进行回收、重复使用，将对资源的浪费降到最低。窑砖从诞生到使用再到重新被设计的过程，实现了对自然资源的最大化持续使用。在中国美院象山校区的建设中，王澍利用江浙的竹材作为主要的装饰材料，并利用竹模浇筑混凝土与周围环境融合，除此之外，还将回收的旧砖瓦片应用到整体校园建设中;校区内日本建筑师畏研吾设计的民艺博物馆的外立面也采用钢丝缠绕并吊挂旧瓦片的形式，使新旧材料相互碰撞、焕发生机。

（3）Renew（更新）原则。在原有的形式、结构和材料的基础上加以改造，注入新活力，延长使用寿命或提高使用率，减少对环境的破坏。例如越南设计师武重义一直都在追随自然，就地取材，通过化学和物理方式改变竹子的性能，让竹造建筑可比拟钢筋水泥建筑，并融入自然。古老的建筑材料也是倾注了无数人的汗水和智慧发展而来，应为其注入时代新活力，与当下的社会融为一体，而不应该被当作历史的残留、落后思想的遗存。“我们决没有丝毫的‘思古幽情，我们是尊重古代人民卓越的创造”[7]，当年梁思成先生就是秉承这份伟大的历史信念参与北京新城的建设规划，但最终面临很多复杂的现实问题，很多古建筑的踪迹最终仍然无处可寻。

（4）Recycle（再循环）原则。该原则与再利用原则相似，但又有不同，再利用原则是在不破坏原始材料形状结构的基础上进行回收利用，而再循环原则体现的是打破物质的物理结构或化学成分，甚至改变物体的固有属性，进而实现材料的再生和再利用。例如日本建筑师畏研吾对“纸”材料进行了重新解读，他将柔软的纸浸泡在氯化锌溶液中，使纸中原本的纤维素润胀和胶化，即使只有1毫米厚也具有很高的强度和硬度。这种“纸钢”可以按照相应的顺序编制并应用到室内装饰设计中，例如充当隔墙围合成简易的临时空间。

（5）Reduce（减量）原则。减量原则就是在设计过程中做减法，尽量减少对资源的消耗和生态环境污染的可能性。运用减量原则所设计出来的产品要有利于人类的发展，满足人的需求，只追求量的简单，没有质的保障，这就有悖于可持续设计理念。

3.2 可持续设计系統中遇到的困难

除了提出可持续设计理念之外，还需要建立可持续设计系统，整合的系统可以为生产的可持续性提供更明确的目标和步骤，生产过程中往往充满很多不可控因素，人们的认知偏差也会使可持续设计系统实施受阻。

材料的环境生命周期常常伴有以下几个步骤：第一，对自然材料的提取并进行简单处理;第二，人工进行实验或干预设计;第三，投入到大批量的机器生产;第四，产品投放市场进行使用;第五，达到使用寿命或失去使用价值进行回收处理;第六，将可利用材料再次提炼并投入使用，进行循环使用。目前遇到的困难是在每一步过程开始到结束都会产生过多的废物排放和资源的浪费。例如常见的塑料制品是由聚氯乙烯、聚丙烯和聚乙烯为主要材料并加入其他的填充剂，聚丙烯和聚乙烯通常参与食品包装的塑料中，安全性可靠;但聚氯乙烯又称PVC，是一种致癌物质，在高温裂解的过程中会产生有氯的废物，严重影响环境质量和人类的身体健康。而且塑料袋被丢弃后降解难度很大，因为聚乙烯之间链接的碳碳单键能量巨大，难以裂解，所以对后期可回收利用的成功性增加了难度。目前对塑料袋的可回收利用出现了很多转机，有些可以直接加热进行重新加工，例如，2019年国庆阅兵式上使用的红地毯就是用40万个塑料瓶加工制成的，红毯既实用同时又抗菌、抗污、抗紫外线;台湾环保建筑师黄谦智利用150万个塑料瓶替代玻璃幕墙作为“环生方舟”建筑的外立面，不使用任何黏合剂，而是利用可自由拆装的孔明锁的卡榫结构扣合成钢构锁点，价格低廉且隔热性能好。

目前人们可持续利用资源的意识远远不够。人类固有的认知缺陷会影响对现实的准确判断，例如很多人不相信全球变暖，因为在自己所生活的地区没有发生明显变化，这也是人类文化多样性组成的重要特性。“一般认为认知失调是人类心理上的一种问题，但这其实是一项重要的特性，如果人真的无法同时拥有互相抵触的信念和价值观，很可能所有的文化都将无从建立，也无以为继。”[8]

4 结语

虽然在科学技术的促进下，景德镇人几百年前单纯的造物思想逐渐削弱，但仍有不少的造物者继续秉承工匠精神，借助科学技术实现材料资源的可持续性。打造完整的可持续设计系统，扩大人类的认知面并获得准确的科学信息，才能使生活环境的可持续性充分得到循环发展。

参考文献：

[1] 张灵.利用建筑垃圾和工业废渣制备新型烧结砖及其性能研究[D].郑州：郑州大学，2019：7.

[2] 景德壹瓷.这是条全中国独一无二的老弄堂【景德镇】[EB/OL].搜狐，https：//www.sohu.com/a/149450351

_579790，2017-06-16.

[3] 任韬.建筑拆除中建筑材料资源可持续利用技术策略研究[D].西安：西安建筑科技大学，2015：摘要.

[4][美]约翰·帕帕奈克.为真实的世界设计[M].周博，译注.北京：中信出版社，2013：1.

[5] 王受之.世界现代设计史[M].北京：中国青年出版社，2015：366.

[6] 之涵.打造可持续材料系统[J].世界科学，2018（09）：21-22.

[7] 王军.城记[M].北京：生活·读书·新知三联书店，2003：174.

[8][以]尤瓦尔·赫拉利.人类简史[M].林俊宏，译注.北京：中信出版社，2017：159.

作者简介：于晓卉（1996—），女，山东济南人，硕士在读，研究方向：环境艺术设计。