科创院士谈|吴硕贤:建筑与规划设计中的减碳之道

日期:11-12
设计留白空间

原标题:科创院士谈|吴硕贤:建筑与规划设计中的减碳之道

建筑及其运行使用是碳排放的重要来源,城乡建设规划与环境景观设计则跟固碳息息相关

在中国,什么产品的生产和使用带来了最多的碳排放?不是电力,不是石化产品,而是建筑。

根据中国建筑节能协会发布的《中国建筑能耗研究报告(2020)》,2018年全国建筑全过程碳排放总量为49.3亿吨,占全国碳排放比重的51.3%。其中,建材生产阶段占比28.3%;建筑运行阶段占比21.9%。

为此,国家把发展节能低碳建筑、优化建筑用能结构,作为实现绿色低碳发展与“双碳”目标的重要一环。作为一种建筑环境性能的衡量标准,绿色建筑以其节能、环保、健康、适用、美观等特性,受到社会广泛关注。11月11日,在由深圳创新发展研究院等主办的科技创新院士报告厅活动上,中国科学院院士、建筑技术科学专家吴硕贤教授以“绿色建筑规划设计中的声与光”为题做了分享。

吴硕贤院士在科技创新院士报告厅发表演讲

吴硕贤院士在科技创新院士报告厅发表演讲

减碳离不开绿色建筑、绿色城市

“建筑是碳排放大户,要达到双碳目标,一定要重视绿色建筑。”吴硕贤说,一方面,建筑上的一砖一瓦、一铁一石都是能源的固化物,其生产制造过程要排放大量的二氧化碳――每生产1公斤水泥要排放0.8公斤二氧化碳,1公斤钢铁排放2.23公斤二氧化碳,1平方米瓷砖排放7.38公斤二氧化碳……总和起来,每平方米中等住宅楼所使用建材的二氧化碳排放量就达到约300公斤。此外,建成之后的运行使用,及至拆除,还要用到大量的能源,产生大量的碳排放。

而在另一方面,城乡建设规划与环境景观设计,则跟固碳息息相关。据测算,森林中每立方米的木材量每年可以固定0.95吨二氧化碳,所以绿化也是最经济有效的减碳办法。其中以生态复层,即大小乔木、灌木跟花草密植而成的绿化区的固碳量最高,可达1200公斤/平方米;阔叶大乔木次之,约为900公斤/平方米;其他乔木再次之,约为600公斤/平方米。而以草坪、花圃固碳量最低,仅为约20公斤/平方米。“所以,我们做城市绿化的时候,要注意多栽种乔木和生态复层,少搞一些草坪、花圃。”吴硕贤说。

由此可见,我们不仅要推行绿色建筑,还要推行绿色社区、绿色城市。在城市规划建设中,把它们结合起来,才能在保证建筑实用价值的基础上,最大化地实现减碳效果。

城乡规划应做到“大音希声,大象无形”

“大音希声,大象无形”语出《道德经》,是老子推崇的一种美学观念,近似于化繁为简、顺其自然的意思。吴硕贤用它来阐释建筑设计和城市规划的哲理,提出了“城市留白”的概念。

所谓在城市中“留白”,即要注意留出足够的户外空间以及未开发、建设的土地和空间,并合理地加以分布。“建筑是凝固的音乐”,因此不难从音乐这种流动的艺术中“希声”的重要性,直接推及在建筑学与规划学这种空间设计规划的艺术中“无形”与“留白”的重要性。

吴硕贤认为,“大音希声、大象无形”应成为指导建筑设计尤其是城乡规划的重要哲理,“我们在设计规划中,无论从微观、中观乃至宏观角度出发,都要注重留白。”

他进一步解释,从微观而言,要注重建筑的虚实关系、图底关系(建筑平面图通常用黑或蓝色标记地基、墙体等实体,称为“图”,用留白来表现空间,称为“底”),以及在各栋建筑物之间留足必要的户外空间,以满足采光、空气流通及照顾私密度的需要,同时构成建筑群的空间节奏、韵律与美感;从中观而言,应在各居住区等建成区之间留足绿地、园林、水体等空地;从宏观而言,应在各城镇之间留足必要的自然山川、湿地、农田等生态绿地或绿廊。上述这些空地、绿地宜相互连通,以形成生态廊道,有利于维护生物多样性,而不是摊大饼,无限扩张,连成一片混凝土海洋。这是创建生态、宜居城乡的题中应有之意和必要前提。如此,方能形成空间的节奏、韵律与美感,改善人居环境,建成美丽城乡。

吴硕贤说,未开发的空间无论是山峦、河川和池塘,还是森林、公园或田地,都可以作为城市泄洪储水的区域,可以补充涵养城市的地下水,也可以作为灾害发生时的避难地,以及人们休闲锻炼、接触大自然的处所。这样的城市才更低碳、环保、宜居,更具备可持续发展的潜力。“为什么有些城市一下暴雨就洪涝,这跟城市留白不够有很大关系。这也是我们提倡建设‘海绵城市’的缘由。”吴硕贤补充道。

景观环境设计应追求“渐入佳境、留连忘返”

现实中我们看到,不少城市、社区的广场空间环境景观设计,往往以喷泉、大型雕塑为视觉中心,采取规则的几何图案划分空间,使得视觉穿透性极强,私密性几无可言。这样的设计,一览无余,缺乏悬念,既费土地,也不留客,殊为可惜。

吴硕贤认为,用于举办群众性集会或营造庄严气氛的纪念性场所,可以采取宏大、通透的环境景观设计,一般的户外活动空间,尤其是园林景区的设计,则应多从使用者的角度出发,以能让人“渐入佳境”“流连忘返”作为设计目标。这方面,不妨多借鉴吸取中国古典园林设计的“空间性”“时间性”理念,譬如苏州“拙政园”的“凡入门处必小委屈,忌讳太直”,明代造园家计成所言园林要“纳千顷之汪洋,收四时只浪漫”,北宋文学家李格非描述“湖园”的“虽四时不同,而景物皆好”。

科创院士谈|吴硕贤:建筑与规划设计中的减碳之道

吴硕贤院士演讲现场

吴硕贤还提出,应将“人”列入景观及景观设计之要素。中国传统诗词、绘画中存在大量观赏“人”及其活动的元素。在吴硕贤看来,“人”作为社会的人,具有喜欢观看他人,有时也乐于被他人所观看、欣赏的意愿。在景观设计中,忽略了将人及其活动作为景观要素之一,将会使风景园林景观失去某些重要的方面。反之,若有意识地把“人”列入景观设计,则可能提升景观设计的水准,使得景观场所与空间更加人性化,更能体现“以人为本”的理念。

同时,将人及其活动作为景观设计的要素,将促使设计师更加关注当地文化与民俗,更加注意从中发掘出值得保留与发扬光大的与人有关的景观模式。“这将有助于使景观更具地方、民族和传统特色,避免千篇一律、千园一面。”吴硕贤说。

综合考虑“声景”“香景”“光景”

绿色建筑属于人居环境科学,吴硕贤提出,我们要美化人居环境,视觉和声音景观都很重要。良好的人居环境要有听觉和视觉的人文关怀,既需要建筑本身的声景、光景设计,也需要做好城市、社区等环境声光设计。

吴硕贤结合国际上当前对声景学的研究与实践分析,“最安静的声环境并非最佳,精心策划的附加声音却可以形成最佳的环境。”他举了英国谢菲尔德市中央火车站站前广场的例子:设计者用一道不锈钢雕“锋刃”,作为阻隔交通噪声的屏障,同时其面向广场一侧顺表皮流下清水,提供人们喜爱的流水声。广场上还建造一处喷泉,各种水景在此提供了一场声景“音乐会”,悦耳的水声有效地掩盖了交通噪声。

在中国传统园林中,花木香气作为重要的“虚景”,营造了园林的“象外之境”,增强了园林空间的感染力。吴硕贤以“拙政园”中的香景为例进行了分析,并指出可以通过“气味漫步”来有效地记录感知、分析气味景观与人的关系。

吴硕贤是光景学的提出者,在他看来,光景可分为自然光景与人工光景两大类,也包括兼有二者的光景。古今中外,建筑设计中对自然光景的运用佳作不胜枚举。而在近现代,随着科学技术的发展,以LED灯和激光、三维全息投影、激光水幕电影、音乐灯光喷泉以及焰火等为代表的各种新手段、新方法、新技术层出不穷,为创造各种新的光景提供了无限可能,光景作品也在艺术领域大放异彩。吴硕贤表示,我们应当在注意继承、保护传统光景模式的基础上,利用新的技术来推陈出新,创造更加美好的人居环境与景观。

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