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蝴蝶效应:建筑应如何应对全球性问题?四个原则的思考

在一个由城市主宰的世界里,我们需要持续应对复杂的问题,如废物的产生、水资源的短缺、自然灾害、空气污染,甚至包括疾病的传播,因此不可能忽视人类活动对于环境的影响。气候变化是当代面临最严峻的挑战之一,同时它也非常紧急,需要我们至少能找到办法减缓它的进程。为此,我们的生产、消费和施工建设习惯必须改变,否则,气候变化和环境恶化将会继续降低我们和子孙后代的生活质量,减少我们的寿命。

尽管看起来无形又遥远,但各种能源效率低下和浪费问题其实比我们想象的要近得多,它们就存在于我们每天使用的建筑物中。对于建筑师来说,这个问题又被进一步放大,因为我们每天都要进行设计决策和材料选取。换句话说,我们的决定真的对全球都有影响。那么,该怎样通过设计为我们的世界创造一个更加健康的未来呢?

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Green Hill / TJAD Original Design Studio. Image © ZY Architectural Photography

在工业化国家里,40%的能耗由建筑产生,这些建筑大多需要供暖或供冷。很多能量之所以被浪费掉,是因为建设项目的效率低下,没有很好地适应环境、气候或当地状况。人口预测显示,到2050年,世界上70%的人口都会住在城市里。特大城市将主要在非洲、亚洲进一步发展、增多,带来巨大的土地变化和新的建造形式,改变人们对于城市和居住的设想。与此同时,已经高度城市化的地区则应聚焦于规划的改革和活化

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Come into the Light / INSPIRATION GROUP. Image © Wenyao Fan

我们要面临的最大挑战,是要保证新建和翻新的建筑,小到住屋,大到公共设施和基础设施,都要给环境带来更小的影响,消耗更少的能量和资源,产生更少的污染和废物,并能保持原有的安全和舒适。因此,建筑师们必须确保居住者的健康,要满足热量、视觉、声音和室内空气的要求。正如我们都听过和读过的,“行动应对当地,但思考应对全球”,这一思想对于每一个为缓和气候变化贡献自己力量的人来说,变得越来越重要。作为建筑师,什么才是我们应对人类面临的这些重要问题的主要行动准则呢?

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Superlofts / Marc Koehler Architects. Image © Marcel van der Burg

原则1:为使用者带来舒适和健康

我们的生活大部分时间都是在室内度过的,当舒适性达不到要求时,它们就会大大影响我们的健康和情绪。我们都没办法在闪烁的灯光下专注,或在整晚嘈杂的噪音中入睡。多元舒适性概念是由圣戈班(Saint-Gobain)提出的,一项涵盖方方面面的综合大纲,有助于提高住宅和第三产业建筑的生活舒适度。正如看上去那样基本,空间必须能让居住者正常地感觉、看、听、呼吸,而不会遇到什么太大的问题。因此,我们很有必要保证这些舒适条件,并把相关的设计决策和材料选取作为重要的考虑因素。

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The Heart in Ikast / C.F. Møller Architects. Image © Adam Mørk

  • 感觉:不能太热也不能太冷。对于我们来说,想要舒适地生活并进行日常活动,所处的环境必须保持热舒适,且不受外界温度影响。这种舒适度取决于温度、湿度和通风状况等因素。了解周围环境的气候行为是十分重要的,只有这样我们才能确定(通过玻璃和敞开口)接受阳光的平衡,封闭与通风的平衡,还有热绝缘和热惯性的平衡。同时,想要确定建筑是否需要避免散热或减少吸热,来让供冷或供暖系统达到足够的能源利用效率,了解气候环境也是必不可少的。

  • 看:视觉舒适这一概念指我们是否有能力控制周围的亮度级。人类的眼睛总是在不断地适应周围的亮度,因此,太弱或太强的光照都会造成视觉不适,就好像突然的光线变化或高对比度的环境会给我们带来压力,使我们疲倦。相较于人工光,自然光对于人眼来说更好适应,这也是为什么自然光总是让我们感觉更加舒适。已有一些文章指出,模仿自然光亮度级和色温的人工光,或多或少有益于我们的健康。从墙壁的颜色,到各种日用品的技术,种种事物都可以为空间带来积极的影响。

  • 听:研究指出,经过良好声学设计的办公或学校环境能提升人们的专注度,让人更好地交谈。听觉舒适意味着减少内部和外部的噪音,并让每个空间都满足合适的声学条件。想要达到这一效果,我们可以使用隔绝外部噪音的材料,并通过计算达到内表面吸收和反射声音的平衡,以减少内部混响。

  • 呼吸:室内空间质量是指与空间占有率及活动类型相匹配的新鲜空气供给量。在以前,好的空气质量指没有影响人们健康的污染物,但在今天,有更多评估室内空气质量的参数出现了,如:不能有恶臭气味,不能有感官刺激,不能造成充血(头痛和疲惫感)。指定合适的产品来创造良好的室内空气质量,是指考虑使用不会释放甲醛等挥发性化合物 (VOCs) 的材料,指定高性能的膜、床、门以达到更好的密闭性,使用有助于提高通风系统性能的产品来使空气良好地循环。

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Curra Community Hall / Bark Design Architects. Image © Christopher Frederick Jones

原则2:做一个环保行动者

要记住,一个项目里的所有决定,不论是否涉及安装、尺寸、朝向、设施或材料,它们合在一起都会对一个建筑的生态足迹产生影响,不只在建设过程中,而且在建筑的整个使用过程中都有影响。对于不同种类的建筑、气候、功能或预算,这些要求会不大相同。除此之外,它们还包括物料运输的环境成本。将有关于此的清晰可信的信息传递给空间的最终使用者十分重要,他们在未来大大小小的项目决策中有更多发言权。其实并没有什么万能魔法或材料配比能直接实现可持续性——只有对应特定地区、时刻和实际状况而言的较好解决办法。

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Gresham Street House / Jackson Teece. Image © Christopher Frederick Jones

原则3:提升专业上和建设上的生产力

土木工程曾被认为是低技术的,总是倾向于生产大量废料。但是逐渐地,技术的运用开始提供更好的控制、更高的精确性、重复工序的自动化,旨在提升建设工地的生产率。

模块化和预制化方案的发展逐渐让建造过程更快、更智能。这也意味着整个建筑生命周期的合理性和可适应性提升了。比如,在使用标准化和模块化建设系统的条件下,一个房子能很容易地扩展,以在它的使用周期内适应居住者的需求。同时,建设工地上的工作也变得更像是装配而不是建造了。在发达国家里,这些方案显得尤为重要,因为预制和异地生产能够解决劳动力短缺的问题。规划管控,对模块化或预制化方案的认知,以及向开发人员明确指出它们的好处(尽管投标时收益不一定能体现在钱上),这些都是需要克服的挑战。唯有克服了我们才能让那些新方法渗入建造过程中,提升生产率。此外,将新技术集成到建筑物中,例如家庭自动化,也是我们需要考虑的事情。

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Tallwood House, Canada. Image Cortesia de naturallywood.com

3D打印也正在建筑生产领域得到广泛认同,而且以后会变得越来越重要,尤其在用低环境成本建造复杂的或有创意的项目时。BIM(建筑信息模型)已经成为建筑领域耳熟能详的缩写词了。通过不同的BIM软件,我们能建出一个或多个精准的数字化虚拟模型用于建造,还能更好地控制总成本和材料的能源效率。这一技术体现出对项目整个使用周期的支持,甚至包括建成后或拆除阶段。

原则4:欣然接受设计和建造的自动化

将虚拟的建筑方案与现实的建造场地相联系,提升效率和准确性,减少误差,节约时间、资金和资源,这些都是将更多技术带入如此难以变革的领域的主要目标。

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Urban Cabin / DUS Architects. Image © Sophia van den Hoek

例如,虚拟现实创造了独立于现实世界之外的全新环境,而增强现实则拥有能和现有元素交互的虚拟元素。大数据、机器人和无人机、家庭自动化和重复性设计流程等术语和技术将很快融入我们的日常生活中,进一步改善建筑工作流程,提升整个项目及建造的质量。所谓的工业4.0远不止技术的融合。通信传感器、工业物联网(IIoT)和智能数据都会使生产过程变得更加智能和灵活,因为它们能通过机器不断地实时交流和交换信息,并在这一过程中学习。

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Co-Working Office / APPAREIL. Image © José Hevia

这一即将到来的变革迫使我们重新思考工作和组织工作的方式:转向BIM方法的学习可能是首选的第一步。这么做的好处包括,能节约资源,降低成本,并提升产品质量。更好的是,制造商现在可以利用其数据来满足客户的期望,并实时适应以满足他们的需求。

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IKC Zeven Zeeën / Moke Architecten. Image © Thijs Wolzak

在决策和行动中保持平衡,保有常识,大概是应对世界带来的巨大挑战和变化的最好方法了。此外,就像骑单车一样,向前走才更容易保持平衡。这意味着,我们要保持警惕,要明白这个专业、这个产业以及所有相关技术,是怎样时刻变化着的。辨别种种要素,并把它们完美地结合起来,达到整体的舒适(“感觉,看,听,呼吸”),这些理念已经把我们带上正确的路,好让我们应对接下来几十年的巨大挑战。如果所有建筑师都能看到这一机会,并欣然接受新技术带来的新工具,那么我们个体的努力加起来,就会给整个世界带来实质上的影响。
译者:汤浩恒

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引用: Souza, Eduardo. "蝴蝶效应:建筑应如何应对全球性问题?四个原则的思考" [Efeito Borboleta: 4 dicas que permitem que o projeto arquitetônico ajude a combater problemas globais] 16 5月 2020. ArchDaily. (Trans. Milly Mo) Accesed . <https://www.archdaily.cn/cn/939323/hu-die-xiao-ying-yi-jian-zhu-ying-dui-quan-qiu-xing-wen-ti-de-4xiang-yuan-ze>

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