基于綠色建筑的城市生態(tài)客廳設(shè)計(jì)的發(fā)展啟示

宋佳清

(武漢大學(xué),湖北 武漢 430000)

1 研究背景——城市與自然之間的矛盾

1)生活方式的變化。中國(guó)現(xiàn)代化城市的快速發(fā)展讓農(nóng)事活動(dòng)遠(yuǎn)離了城市人的生活視野，人們?cè)僖矝](méi)有“采菊東籬下，悠然見(jiàn)南山”的生活意境。同時(shí)因?yàn)榛ヂ?lián)網(wǎng)的出現(xiàn)，越來(lái)越多的城市居民出門社交、購(gòu)物、鍛煉等戶外活動(dòng)的時(shí)間呈下降趨勢(shì)。這些都潛移默化地影響著人們的生活方式，從前友好的社區(qū)鄰里關(guān)系也逐漸消失。城市化率示意圖見(jiàn)圖1，中國(guó)中小學(xué)生日均戶外時(shí)間統(tǒng)計(jì)見(jiàn)圖2。

2)環(huán)境問(wèn)題和可持續(xù)發(fā)展。隨著工業(yè)化的超高速發(fā)展，氣候變暖導(dǎo)致海平面上升和極端天氣的增加，傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)近年來(lái)受不穩(wěn)定大自然氣候和自然災(zāi)害影響嚴(yán)重。退耕還林，大氣治理，垃圾分類，可再生能源的利用，資源再回收利用是人類可持續(xù)發(fā)展的重大議題(見(jiàn)圖3)。

3)生態(tài)教育的缺乏。綠色建筑，循環(huán)生態(tài)，低碳及可持續(xù)發(fā)展等概念往往被認(rèn)為是政府和專業(yè)人員的空談，雖然在建筑師看來(lái)已經(jīng)是老生常談，但是民眾參與不夠，或者不了解如何參與，或者缺乏參與的渠道和對(duì)象。書本知識(shí)與實(shí)踐的脫節(jié)讓普通人無(wú)法理解其重要性和具體實(shí)施手段。城市中應(yīng)提供這樣的設(shè)施場(chǎng)所和渠道，實(shí)現(xiàn)以上大家共同的利益(見(jiàn)圖4)。

4)人口的增長(zhǎng)和土地的稀缺。在未來(lái)50年，絕大多數(shù)人將從農(nóng)村到城市居住，生活方式的改變和人口的聚集，已經(jīng)衍生出各種環(huán)境問(wèn)題，生態(tài)平衡遭到了巨大的毀壞(見(jiàn)圖5)。

5)食品安全問(wèn)題。隨著工業(yè)發(fā)展對(duì)環(huán)境的污染，未經(jīng)處理的食物可能從空氣、土壤中被重金屬等廢物或病毒等疾病污染。同時(shí)經(jīng)歷過(guò)2020年—2021年的新冠疫情，人類對(duì)食品安全問(wèn)題越來(lái)越重視，越來(lái)越多的人追求有機(jī)食物，但大部分人由于沒(méi)有合理的購(gòu)買渠道，只能是無(wú)奈和被動(dòng)接受。

2 研究目的——城市與自然如何共生

基于以上的現(xiàn)實(shí)背景及政策背景，我們不禁思考兒時(shí)記憶中的美好自然如何跟高速發(fā)展的現(xiàn)代化城市建設(shè)協(xié)調(diào)共生，如何在水泥林立的城市中尋找一方可以親近自然的凈土。作為建筑師，筆者提出綠色建筑與生態(tài)農(nóng)業(yè)共生的概念(見(jiàn)圖6)，通過(guò)將近零能耗建筑作為載體，把綠色建筑技術(shù)和循環(huán)生態(tài)農(nóng)業(yè)結(jié)合起來(lái)，提出“城市生態(tài)客廳”的理念，創(chuàng)造一個(gè)讓各個(gè)年齡層次的市民在其中進(jìn)行參觀教育、種植體驗(yàn)、購(gòu)買食物、交往娛樂(lè)的建筑空間。

3 研究范圍與對(duì)象

3.1 研究范圍——綠色建筑

綠色建筑的概念為“在全壽命周期內(nèi)，節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境、減少污染、為人們提供健康、適用、高效的使用空間，最大限度地實(shí)現(xiàn)人與自然和諧共生的高質(zhì)量建筑[1]。”綠色建筑概念的誕生最早可追溯到1970年，在美國(guó)石油危機(jī)后，社會(huì)意識(shí)到過(guò)度依賴石油這個(gè)單一能源，而當(dāng)時(shí)的建筑能耗占整個(gè)社會(huì)總能耗的40%以上，一些建筑學(xué)家意識(shí)到可以從建筑節(jié)能的角度尋求節(jié)約資源的方法，早期的綠色建筑概念便由此誕生。

3.2 研究范圍——城市立體農(nóng)場(chǎng)

城市立體農(nóng)場(chǎng)被認(rèn)為是城市農(nóng)產(chǎn)品的供給站。垂直農(nóng)場(chǎng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)單元，通過(guò)人工補(bǔ)充光照、調(diào)節(jié)溫度等手段，使農(nóng)場(chǎng)內(nèi)的環(huán)境始終適宜農(nóng)作物種植，保障農(nóng)場(chǎng)內(nèi)全年不間斷生產(chǎn)[2]。1999年，城市立體農(nóng)場(chǎng)(Vertical Farm)概念作為都市農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展下的必然產(chǎn)物被美國(guó)哥倫比亞大學(xué)的迪克森得斯泊米爾教授(Dickson Despommier)首次提出。

3.3 研究對(duì)象——城市生態(tài)客廳

本文研究對(duì)象為城市生態(tài)客廳，城市生態(tài)客廳是由筆者創(chuàng)新性提出的一種全新建筑類型。城市生態(tài)客廳從本質(zhì)上來(lái)講是公益的，開(kāi)放的，是人們夢(mèng)想創(chuàng)造綠色，低碳的良好人居環(huán)境的產(chǎn)物。城市生態(tài)客廳作為將綠色建筑技術(shù)和循環(huán)生態(tài)農(nóng)業(yè)結(jié)合起來(lái)的最好方式之一，將近零能耗建筑作為載體，并且將綠建技術(shù)和循環(huán)生態(tài)農(nóng)業(yè)顯性表達(dá)，提供一個(gè)讓各個(gè)年齡層次的市民在其中進(jìn)行參觀教育、種植體驗(yàn)、購(gòu)買食物、交往娛樂(lè)的建筑場(chǎng)所。

4 研究意義

隨著全球經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展，現(xiàn)代化城市已經(jīng)進(jìn)入高速發(fā)展階段。人口、土地、環(huán)境之間的矛盾日益凸顯，中國(guó)正經(jīng)歷著比以往任何歷史時(shí)期都迅猛的城市化過(guò)渡。城市生態(tài)客廳作為將綠色建筑技術(shù)和循環(huán)生態(tài)農(nóng)業(yè)結(jié)合起來(lái)的最好方式之一，將近零能耗建筑作為載體，并且將綠建技術(shù)和循環(huán)生態(tài)農(nóng)業(yè)顯性表達(dá)，提供一個(gè)讓各個(gè)年齡層次的市民在其中進(jìn)行參觀教育、種植體驗(yàn)、購(gòu)買食物、交往娛樂(lè)的建筑場(chǎng)所。因此，在城市中我們需要這樣一個(gè)設(shè)施、建筑或環(huán)境，它能實(shí)現(xiàn)以下愿景。

4.1 增進(jìn)城市人的交往，倡導(dǎo)健康、低碳的生活方式

綠色建筑—循環(huán)生態(tài)教育示范基地位于城市生活圈，理想的位置是位于周邊社區(qū)半小時(shí)步行范圍內(nèi)(2 000 m～3 000 m)，改善現(xiàn)代人的生活方式，增強(qiáng)城市居民的人際交往和鄰里關(guān)系。在這個(gè)空間內(nèi)，不同種族，不同身份，不同年齡的人群，為了一個(gè)更加積極、健康、低碳的生活方式聚集于此，融入自然，貢獻(xiàn)勞動(dòng)和智慧，增強(qiáng)社區(qū)、城市的參與感與幸福感。建筑場(chǎng)地情景見(jiàn)圖7。

4.2 安全生產(chǎn)有機(jī)食物，節(jié)約土地，美化城市環(huán)境

隨著人口增長(zhǎng)，人們對(duì)物質(zhì)生活水平的要求日益提高，而土地資源有限，單位面積糧食產(chǎn)量必須提高。不同于傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的按節(jié)令種植，設(shè)施農(nóng)業(yè)可以全年生產(chǎn)農(nóng)作物，全年產(chǎn)量將是原農(nóng)作物產(chǎn)量的4倍～6倍，某些農(nóng)作物如草莓還可以高達(dá)30倍。設(shè)施農(nóng)業(yè)已經(jīng)成為城市食品供應(yīng)的主要解決方案之一。同時(shí)，“城市生態(tài)客廳”建設(shè)在城市中，作物將在它們生長(zhǎng)的同一個(gè)基礎(chǔ)設(shè)施中銷售，城市居民可以直接吃到新鮮、安全、有機(jī)的食品。因此，將傳統(tǒng)的水平種植生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)變成垂直種植成為必然趨勢(shì)。大幅度地增加農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，提高城市本身糧食產(chǎn)量。同時(shí)將釋放大量的耕地，退耕還林，有助于自然生態(tài)地改善和保護(hù)。城市生態(tài)客廳是解決糧食量不足、緩解交通運(yùn)輸壓力、提高能源利用率的一個(gè)潛在方案。傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)與城市生態(tài)農(nóng)業(yè)對(duì)比見(jiàn)圖8。

4.3 達(dá)到綠色建筑—循環(huán)生態(tài)教育的目的

教育基地位于城市生活圈內(nèi)，人們不一定要去自然博物館和郊外，就可以通過(guò)展示參觀、動(dòng)手體驗(yàn)等方式進(jìn)行生態(tài)系統(tǒng)循環(huán)教育、現(xiàn)代高效農(nóng)業(yè)技術(shù)教育、垃圾分類及資源再利用教育、綠色建筑技術(shù)教育(節(jié)能、節(jié)水、節(jié)材、節(jié)地、及室內(nèi)環(huán)境健康)等等。循環(huán)生態(tài)系統(tǒng)關(guān)系圖見(jiàn)圖9。

4.4 意義小結(jié)

基于以上背景，城市生態(tài)客廳作為將綠色建筑技術(shù)和循環(huán)生態(tài)農(nóng)業(yè)結(jié)合起來(lái)的最好方式之一，將近零能耗建筑作為載體，并且將綠建技術(shù)和循環(huán)生態(tài)農(nóng)業(yè)顯性表達(dá)，提供一個(gè)讓各個(gè)年齡層次的市民在其中進(jìn)行參觀教育、種植體驗(yàn)、購(gòu)買食物、交往娛樂(lè)的建筑場(chǎng)所(見(jiàn)圖10)。

早在20世紀(jì)就有綠色建筑和城市立體農(nóng)場(chǎng)等相關(guān)概念，但是把綠色建筑與城市生態(tài)農(nóng)業(yè)相結(jié)合是一個(gè)全新的設(shè)計(jì)策略，誕生于城市和自然共生模式下?；诰G色建筑技術(shù)的城市立體農(nóng)場(chǎng)與傳統(tǒng)的都市農(nóng)業(yè)的本質(zhì)區(qū)別是以建筑為載體，種植功能改變了建筑空間的使用方式，導(dǎo)致了建筑內(nèi)新的人際關(guān)系和生活方式的出現(xiàn)[3]。循環(huán)生態(tài)農(nóng)業(yè)加強(qiáng)了綠色建筑技術(shù)的系統(tǒng)完整性，實(shí)現(xiàn)了建筑內(nèi)的物質(zhì)和能量循環(huán)代謝。綠色建筑為城市設(shè)施農(nóng)業(yè)提供了一個(gè)完美容器，通過(guò)一系列的節(jié)能技術(shù)高效、集約地實(shí)現(xiàn)小范圍建筑內(nèi)的生態(tài)循環(huán)和能量平衡。綠色建筑技術(shù)與循環(huán)生態(tài)農(nóng)業(yè)結(jié)合的這一共生模式兼顧了城市居民的生活、生產(chǎn)、生態(tài)三個(gè)維度，是未來(lái)都市農(nóng)業(yè)和綠色建筑發(fā)展的必然趨勢(shì)之一。

如何基于現(xiàn)有理論和技術(shù)構(gòu)建適用性的建筑設(shè)計(jì)策略和技術(shù)系統(tǒng)，是一個(gè)重大挑戰(zhàn)。

5 結(jié)語(yǔ)

城市生態(tài)客廳是一個(gè)全新的建筑類型，是一個(gè)將多種先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)融為一體的綜合系統(tǒng)。建筑的落地建成，它需要多學(xué)科、多領(lǐng)域、多層面相互協(xié)作，需要城市規(guī)劃師、建筑設(shè)計(jì)師、生態(tài)學(xué)家、社會(huì)學(xué)家、能源專家的共同參與，使得城市、建筑、農(nóng)業(yè)、能源等方面最大限度地結(jié)合應(yīng)用。

例如如何調(diào)控建筑室內(nèi)環(huán)境來(lái)滿足農(nóng)作物生長(zhǎng)所需要地溫度、濕度、光照及人的熱舒適要求，同時(shí)又要降低建筑整體的能耗；如何最大程度地發(fā)揮城市生態(tài)客廳的生態(tài)效益和社會(huì)效益，實(shí)現(xiàn)公益性；如何最大化地利用城市中水系統(tǒng)及垃圾分類體系來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)能，節(jié)水，節(jié)材，等等。

如果解決了這些問(wèn)題，這個(gè)以建筑作為載體，把綠色建筑技術(shù)和循環(huán)生態(tài)農(nóng)業(yè)結(jié)合到一起的綜合系統(tǒng)將對(duì)人類的可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生巨大的積極意義。