卢麒远
河北工业大学建筑与艺术设计学院 天津 300131
2020年9 月,中国明确提出了“碳达峰、碳中和”的“双碳”目标倡导,并提出力争2030年前CO2排放达到高峰,努力力争2060年实现碳中和。“双碳”目标的提出是中国对全世界做出的重大贡献,其中,坚持绿色化发展,实现低碳排放是落实“双碳”目标的重要措施。
城市是人们依照自然规律,利用时代环境下的现有条件创造出的一种人造自然环境。快速的城市化使人们需要去建立一种方式与自然相联系,而园林成为一种必不可少的“第二自然”。城市的园林绿地作为城市中唯一的近自然生态空间,具备调节气温、改善微气候、提升环境舒适度等功能,对于增加城市碳汇,提高碳减排和维持碳平衡有重要作用。因此,“双碳”目标与中国园林的营建是相互作用、彼此促进的[1]。如何使城市园林绿地有效响应“双碳”目标,实现“绿色现代化”,将会是中国园林营建蓬勃发展的最终归宿[2]。
传统园林在中国园林发展历史上占据着重要的地位,其师法自然、因地制宜、筑山理水等设计手法对现代园林景观设计具有重要的指导和借鉴作用。传统园林中的设计手法也具有多重碳增汇和碳减排的作用,与当前“双碳”目标的实现相吻合。苏州古典园林是江南人文历史传统的一种象征和浓缩,作为世界文化遗产中的代表性园林,其蕴含着丰富的生态学思想和生态管理措施,在降低热岛效应、改善小气候、增加城市碳汇,提高碳减排等方面有重要作用。拙政园(Humble Administrator’s Garden)是江南古典园林的杰出代表作品,其位于江苏省苏州市姑苏区,始建于明正德四年(公元1509年),占地面积78亩(1亩=666.67平方米),全园分东、中、西三部分。全园具有较低的建筑密度和充满浓郁的自然野趣,植物景观和水石景观丰富,属于典型的江南私家园林[3]。1997年,拙政园被联合国教科文组织批准列入《世界遗产名录》[4]。
本文以苏州拙政园内为例,通过文献查阅和实地调研相结合,对拙政园的建筑、水系、道路、植物等园林要素进行调研,主要对其生态设计手法、生态材料和生态管理等方面进行探索,了解传统园林中适应“双碳”目标的设计方法和理念,为更好地理解传统园林对现代园林景观设计中的指导作用。
拙政园中的建筑形式具有典型的传统园林建筑特征,其建筑形式包括厅、堂、轩、馆、亭、榭、舫以及连接不同空间的廊。为适应江南地区夏季炎热湿润、冬季寒冷的气候特征,拙政园内的诸多厅、堂或楼前都配置了窄而高深的天井,以利于院落的集水、纳阳、通风和采光,来平衡房屋内的热量循环,营造一个冬暖夏凉的舒适小气候环境。建筑空间也充分考虑了自然的风、阳光和水流等要素,由建筑围合的庭院空间,通常在南侧开敞,夏季通过遮阴和引导东南季风来降低环境中的气温,冬季则通过遮挡西北的寒风和吸收太阳辐射来防寒。此外,拙政园内水边设计了众多的临水建筑,这可以利用来自水面的清凉湿润的风来降低夏季高温,而冬季由于水的热惰性,水温下降较空气降温慢,间接起到增温的效应。这些设计方式可以有效地减少能源消耗,进而提高拙政园内建筑的舒适度。
作为以居住为主的传统园林,拙政园内除了建筑占据重要地位之外,建筑周边的植物影响了居住环境。通常来说,居住区域夏季宜遮阴,冬季则需要充分利用太阳光照。因此,植物与建筑之间的关系也注重当地的气候特征,进行合理搭配。拙政园内的玲珑馆北侧为假山,假山南侧种植了与建筑高度接近的常绿小乔木枇杷和较为高大的糙叶树、朴树等落叶乔木,常绿的枇杷可以在冬季遮挡北边的寒风,而高大的落叶乔木可以在夏季为建筑遮阴,且冬季也不影响建筑采光。这种合理的常绿与落叶树种组合,可以提高园林景观的固碳能力和土壤养分,实现更高的碳汇和更少的能源消耗。在地形的利用方面,拙政园内也根据地形地势条件、光照和水分条件等,充分结合建筑朝向与植物的适应性,来选配植物。如没有建筑遮挡的光照充足处种植梅花,而背阴略有光照处栽种山茶;近水低洼处种植垂柳等;这些种植方式因符合植物生长的生态规律,形成具有较好碳汇效果的植物群落。此外,在拙政园内的垂直墙面、假山、花架、树干等构筑物旁边,也通过种植爬山虎、凌霄、络石等藤本植物,进行垂直绿化,实现对景观绿化空间的全方位延伸,促进绿化面积的进一步扩大,植物固碳效果也随着植物立面层次的增加而增加[5]。
园林构筑物是重要的园林景观要素。在园林构筑物使用的材料、施工建造和构筑物使用的整个生命周期内,应尽量减少能源的使用,降低CO2排放量,以尽快实现“双碳”目标。拙政园传统的构筑物体量大小适宜,其使用的建筑材料也以易生产、成本低、能耗低的材料为主。园中到处可见的木制藤架或花篱(图1)。各类构筑物设计了各种形式的漏窗,如方形、圆形、八角形、菱形等,这不仅是装饰和透景作用,也是利于风的引入,加速了园内空气流通;有些建筑临水或建在水面上,充分利用水体和水面与建筑之间空气的流动,以带走热量。这些构筑物的使用也有效地减少了能源消耗和碳排放。
图1 竹制藤架与篱笆
中国传统园林对水的应用非常重视,叠山理水也是传统园林造园中常见的设计手法。水可以使园林具有灵气和活力。水文连通设计可以促进水体流通,提高水质,并能够营造良好的小气候,缓解热岛效应。江南古典园林因其私密性,园内水面易成封闭体系,因此如何保持人工水池中水质的清净是一大难题。拙政园建园之初因地势较为低平,中央低处又有积水,就因势开挖成池塘[6];又因其特有的地理位置,每年会形成丰富的降水,便在造园时将河流与墙外河道相互贯穿,形成活水,这不仅保持了园中的水质,也便于雨水的排放[7]。园内还设计了动水形式,利用高差,水流从高处流下,营造假山跌水景观,流水增加了空气湿度和空气中的富氧离子含量,水体在流动过程中,也带走热量,带来凉风,降低周边环境和建筑物的温度,减少能量消耗。此外,在水面处理上,拙政园设计了较大的水面面积,中部约有3/5为水面,并种植丰富的水生植物,这有助于提高水体的自净功能。利用植物来净化水质,既可以增加碳增汇,也可以减少水体维护过程中产生的碳排放。
道路也是园林中的一个重要景观要素,道路材料通常是常见的建筑材料,如水泥、沥青、石板等,这些材料的生产是一个耗能非常大的过程,与“双碳”目标的实现都是极不相符的。拙政园内的道路系统在生态材料的使用上也具有一定的前瞻性。碎拼是园路铺装中经常用到的形式,主要利用建筑垃圾中的各种废弃石块材料,成本低廉且低碳环保,在拙政园里被广泛使用(图2)。此外,其他的一些废弃竹材、木材、瓦片等废弃材料也用于园内小径的铺设。这种可循环利用材料的使用减少了资源浪费,还有利于城市生态环境的改善,并间接达到降低碳排放量的目的。
图2 利用建筑废弃物铺垫和道路
丰富的植被对碳减排具有重要作用。通过植物种植,可以降低一定范围的环境气温。拙政园种植了众多的适应当地气候条件的乡土植物,改善空气质量,增加碳固定。园内种植了樟树、榉树、朴树、垂柳、枇杷等乔木和山茶、鸡爪槭、牡丹、紫藤、杜鹃、蜡梅等灌木,水中也种植了荷花、睡莲等水生植物。然而,植物种类并不是越多越好。为追求多样性而去大量引入外来植物,未充分考虑外来植物对当地环境的不适应因素,这可能会导致其生长不好,需要更大的代价来进行养护,这既无法达到预期园林观赏效果,也导致固碳成本提高,增加城市的碳排放。拙政园中栽培大量的乡土植物,不仅节约植物引种的成本,同时也降低后续植被养护的成本,达到碳减排的目的。
合理的建筑设计和布局可以运用太阳、风、植物等自然元素,利用自然能源来创造舒适性的建筑,来有效地减少能源消耗。在建筑设计和布局方面,拙政园为现代景观提供了较好的参考模式,一方面,可以利用合理的建筑布局,并通过安排建筑的疏密来促进空气流动,来实现建筑群相互降温;另一方面,通过利用建筑与自然相融合,使建筑与山、水、植物有机的组合在一起,营造生态建筑模式,形成具有良好生态效益的景观格局。
微观上,关注植物多样性的选择,增加植物种类和数量,增大绿地面积;充分利用乡土植物,减少外来植物的使用,增强碳汇功能。中观上,要通过构建复层植物群落结构,优化立体绿化和滨水绿化;使用可持续发展的设计方式,合理处理道路和水岸线,有效发挥其生态功能;建设雨水花园和雨水回收系统,发挥水体自净功能和的固碳减排功能。宏观上关注如何从规划角度考虑园林绿地和周边的联系,增强水体连通性和城市通风廊道,推广低碳理念,提升人们的环保观念,促进城市生态建设,推动“双碳”目标。
低碳园林的建设,需要充分考量建筑材料的选择和利用,一方面应考虑使用废弃物的回收利用,除了建筑废弃材料以外,园林废弃物也是值得重复利用的重要资源。园林废弃有机物的回收加工之后,可以用道路铺设、肥料生产、地面覆盖等用途;另一方面,要考虑可再生资源,如利用太阳能路灯、节能灯、可发光路面等,减少能源的消耗和碳排放。
拙政园内的建筑设计方式与布局、建筑与植物和水文的关系、建筑材料的选择等方面反映了传统园林适应气候的设计手法,既增强了居住的舒适性,又减少了能源消耗,其环境保护效应与“双碳”目标充分吻合,为现代园林景观设计减少碳排放和增强碳中和提供了参考。