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张祖刚:城市与建筑的发展一定要符合大自然法则

2015-12-15

        当前,有些青年建筑师仍感觉建筑创作方向不明确,很苦恼;一些建筑师提出建筑节能的重点应在哪些方面,是否要追求建筑零排放;有些建筑师认为现代建筑就是要用现代建筑材料,忽视地方建筑材料的应用;不少建筑师存在着如何认识城市与建筑的艺术、美观问题,有些地方的业主追求庸俗的建筑外包装形式;还有,如何考虑城市、建筑、园林三者的关系问题,节能减排、可持续发展从何做起,为什么不能忽视城市园林绿地的建设,什么是先进的建筑等问题。这些问题,部分是由某些城市资本和权力拥有者的错误思想造成的。现根据当前存在的这些问题和模糊认识,谈一个“自然”理念及其体现在城市与建筑中三个方面的看法,诚望有关报刊注意组织这些方面研究与探讨文章进行报道,以促进城市与建筑的可持续发展。这里所指的“自然”,就是中国2500年前老子提出“道法自然”的自然哲学宇宙观,它是老子“道德经”中的基本观点,即一切都需要走向自然,遵循大自然的法则,这个法则否定了“以人类为中心主义的观点”。通过实践,它确是我们中华文化的核心观念;由此可以看出重视自然生态环境,不是由国外引进的,而是源于中国。人类及其生活所在的城市与建筑是大自然中的一部分,自然也要符合大自然的法则,但反映在城市与建筑方面的大自然法则是人们通过不断地实践逐步认识的。下面分述这三个方面。
 
        第一、建筑“适用高效、经济低耗、艺术美观”的建筑设计创作原则,是建筑的本质特征,符合大自然的法则

        我们许多前辈建筑师对此有较深的理解,其中莫伯治先生从上一世纪50年代至本世纪初所设计的几十项建筑作品体现的最为完整。他创作的这些建筑,根据不同类型、不同地段地形,因地制宜地进行合理布局,采用不同体量的建筑群体组合,有庭园、水庭、庭院,自然采光,自然通风,重点突出各自的性格特性,与自然环境协调,适用高效;加上结构合理,所用材料大都是当地建筑材料、当地花木品种,只是依建筑需要重点采用一些高档建筑材料,节地、节能、节水、节材,经济低耗;这些建筑与庭园结合的序列群体,空间流畅,品质高雅,富有意境,艺术美观;所以我认为莫伯治先生的建筑作品是按照建筑本质特点进行创作的典范,完全符合大自然的法则。今年6月中国建筑工业出版社出版了“莫伯治大师建筑创作实践与理念”一书,我在此书的序言中,着重概括了莫伯治大师的这一理念。最近,我在建筑刊物上看到,有些青年建筑师仍感觉建筑的创作方向不明确,很苦恼;其实,反映建筑本质特征的“适用高效、经济低耗、艺术美观”,就是建筑设计的方向,它亦符合党和政府提出的“适用、经济、美观”的建筑方针。
        对此方面再谈三点看法。
        1、建筑节能要以遮阳、自然通风、自然采光、维护外墙保温隔热为主。人们称其为“被动式节能技术”。
        前面所提的“高效、低耗”是地球上所有生物能够存在、进化的自然规律,建筑亦然,这种“被动式节能技术”是使建筑“高效、低耗”的重要内容,不仅能大量地节省能源,还让人身心舒适健康。它的具体做法:①建筑遮阳,屋面大挑檐,层层出檐、柱廊、遮阳板、百叶卷帘等;②自然通风,利用风压、利用热压、通风塔、可控制的百叶窗、按主导风向布局等;③自然采光,墙面开窗、中庭顶窗、屋面采光带、进深大利用结构单元体系中间开天窗、高侧面窗、这些窗间加百叶帘等;④维护外墙保温隔热,院落外墙多为实墙、北墙与西墙做成较厚墙体,并少开窗等。随后,举几个建筑实例。由中国中南建筑设计院股份有限公司设计的太原南站站房工程,于2013年建成投入使用,采用依结构单元悬挑布局方式,形成自然的建筑自遮阳,夏季炎热时遮阳,冬季阳光可照进室内;设计自然采光,还在屋顶结合结构单元布局,设置半透明采光天窗,将柔和光线伸入室内;在候车大厅结构单元上部设置可控制的“通风塔”,通过开启门窗与屋顶窗,利用风压和热压,形成自然通风体系;并在外墙局部设置集热蓄热的双层幕墙,冬季将热能传导至室内。又如2012年6月建成的昆明长水国际机场航站楼,是北京市建筑设计研究院有限公司设计的,同样采用以自然通风、自然采光为主的建筑节能技术,在航站楼中心区及东西两翼集中设置自然通风体系,这里是航站楼最重要的人流集散区域,经过景观区净化的空气通过幕墙下侧通风口进入室内,在热压作用下循环,通过屋顶天窗排出到室外;航站楼的自然采光,是通过建筑幕墙和天窗形成的,部分地区避免太阳直射,采用遮阳板等设施,其效果不仅节能、舒适,还将室外自然景观引入室内,使旅客感到贴近自然,心情愉悦。英国福斯特及合伙人事务所设计、2013年建成的约旦安曼阿利娅皇后机场,采用网格状的屋顶,由一系列混凝土浅穹顶构成,一直延伸到建筑立面之外,创造出周边通透的空间,于屋内各个单元穹顶间布置天窗,形成良好的自然通风与自然采光,并适合当地伊斯兰传统的家庭团聚迎送的需要和建筑的未来发展,以及伊斯兰传统的建筑风格特点。要想更多地了解以上三项工程,可查阅2014年2期《城市建筑》杂志。第四个实例是纽约联合国办公大厦,在上一世纪40年代讨论该大厦建筑方案时,梁思成先生提出要自然通风、自然采光,当时在美国建筑采用空调已很普遍,他强调这样做,不仅能节能,更重要的是有益于人们的健康,这项建议材料鲜为人知,但它已存放在联合国大厦的档案室,受到一些知名人士的称赞。关于维护外墙保温隔热做得好的实例,我选择北京西苑饭店主楼,该楼北面墙体为大片实体墙面,开窗扭转方向朝东,以抵御北京冬季寒冷的西北风,节能效果好;但在此楼南边东西向的大道上,如首体南路的中国船舶大厦、西二环车公庄以东的一些大楼,直至东二环东四十条大桥前后的许多大厦,其四面都是玻璃幕墙,冬季耗能量之大,可想而知。目前国外国内提出这样那样的绿色建筑标准,还推出什么建筑零排放,以太阳能光电板来平衡达到零排放的标准,这些标准使人思想模糊,一些耗能、造价极高的建筑却获得美国LEED的顶级绿色建筑认证。我认为我们不要追求零排放,也不可能普遍选用太阳能光电板,因它的成本高、价格贵,我们要切实执行好我国现行的节能标准和节地、节水、节材原则。据前一时期的调查,我国现有400多亿平方米建筑,如果全部建筑达到节能标准,每年可节约3.35亿吨标准煤,相当减少电力投资1万亿元,但现有建筑中80%达不到节能标准,国家节能标准公布后,实施的时间不短,但效果不如人意,我们应建立与完善统一的全国与地方建筑节能检测实施与管理机构。
        2、要重视选用地方建筑材料。
        地方建筑材料品种很多,包括砖、空心砖、土、木材、竹材、石、片石、红砂岩以及海草等等,这些材料是天然的,木、竹、海草等是可再生的,采用这些地方建筑材料,既经济、方便,又适合人体卫生安全,还可具有地方的传统建筑风格,完全符合大自然的法则。这里,也举几个建筑实例。本世纪以来,学建筑物理专业的刘加平院士在陕西、甘肃、宁夏、新疆、云南、西藏的乡村都有他的建筑设计作品和方案,大都主要利用地方建筑材料,根据现代生活的需求,使新建筑设计既现代化又富有地域特点。如2001年云南楚雄州永红县的彝族人从山上 搬下来,以利保护长江上游的生态环境,他在设计中使用百叶窗通风、遮阳,以适应当地气候条件,在这几十万平方米的建筑中80~90%是用土坯做的,个别富裕者采用红砖,也有的用红砖加生土,多数是木构架加生土建造而成;在乡村建设中难处理是污水问题,他用沼气池污水回收,选用鹅卵石做一水过滤池,解决了水的问题,符合建设部规定的“节能、节地、节水、节材”的要求。又如获2012年《建筑实录》“好设计创造好效益”中国奖的四川德阳孝泉镇小学建筑,由TAO迹·建筑事务所设计,为了使学生熟悉原有生活环境,设计考虑尽量应用当地建筑材料和建筑风格,使用了竹、柚木和地震后回收的砖,其布局有一条由竹制顶棚的长廊将各个教学空间连接起来,此长廊既能避雨遮阳,又似当地的街巷空间,使学生们感到十分亲切。海草房建筑形式采用的是山东胶东地区特有的海草建筑材料,传统的海草房屋顶,冬暖夏凉、百年不腐,早在上一世纪戴复东院士就利用当地海草设计建成了一批优秀的海草房,受到人们称赞;现海草材料人工养殖生产已成熟,主要是大叶藻的海草,此材料的发展,还促进农民就业,并具有环保价值。获2014年普利兹克建筑奖的日本建筑师坂茂,他的设计尽量使用当地生产的建筑材料和可再生材料,如竹子、木材、纸筒、纸板、纸箱、织物等等,在土耳其、印度、中国、意大利、海地、日本等地灾后重建活动中,都有他的实践作品,对于当地材料和建筑结构方面他都有创新。在一些建筑师中认为现代建筑的特征,就是要用现代新材料,传统的地方建筑材料已过时,不愿使用。我感到这种看法是片面的,新材料要用,地方建筑材料也要用,但传统的地方材料要有发展,提高其性能和质量。
        3、城市与建筑的艺术美观是客观存在的。
关于城市与建筑的艺术美观问题,梁思成先生在1954年《建筑学报》发刊辞中明确提出“社会主义工业化的城市与建设不只是经济建设,同时也是祖国文化建设的一部分”,所说文化建设,就包含着艺术的内容;此发刊辞中还提出“建筑学报是一个关于城市建设、建筑艺术和技术的学术性刊物”,这更直接指出建筑存在艺术问题。这个观点是正确的,不容置疑,城市与建筑客观存在着艺术美观内容,它符合大自然的法则。在建筑美观里我为什么加个“艺术”,这是因为有些建筑,其空间氛围可创造出让人有不同的思想感受,有些反应不是愉悦而是神秘尊重、或忧伤、愤慨,如中国传统的一些寺庙,或“南京大屠杀纪念馆”、沈阳“918纪念馆”等,这些建筑不是给人美的感觉,而它具有很高的思想艺术性。还有些中外古今建筑,很讲究体现意境,做得好的,它就具有较高的艺术性和美的印象。做到建筑艺术美观,需要建筑师有较成熟的艺术素质、修养;我国第一、二代建筑师之所以艺术修养高,是因为他们有较深的文化底蕴;因而,我希望中国青年建筑师们,不要急于求成,多读一些有关文化的古今中外书籍和多参观一些经典的城市与建筑案例。我的中心观点是,城市与建筑的艺术美观,不是可有可无的内容,是客观存在的,它符合大自然的法则,我们应灵活掌握和运用这一法则。当前,在建筑艺术美观方面存在有片面强调建筑外包装的不正确做法,业主喜欢多赚钱,就让设计人将建筑外包装成发财的形象,其装饰繁琐,浪费资源,品位低俗,这是一位广州朋友告诉我的实例,这种脱离建筑自然本质特征、强调外包装的片面做法不要广为流行。
        
        第二、建筑、城市、园林三位一体

        城市中的建筑与园林和城市是一个相互联系的整体,你中有我,我中有你,三者不可缺一,这一综合性的认识在中国建筑学会成立之时就明确提出了。当时各国建立的都是建筑师学会,其国际联合组织亦称为“国际建筑师协会”(即UIA),我国领导人有自己的看法,建筑事业是要靠多个专业共同合作完成,故给我会起名为“中国建筑学会”,类似名称在世界上只有日本创建的“日本建筑学会”。中国建筑学会,包括有城市规划和园林风景专业,其理事成员中就反映了这一特点,如1957年第二届理事会理事、1980年第五届理事会副理事长任震英城市规划专家,1961年第三届理事会、1966年第四届理事会理事程世抚城市规划与园林风景专家,1966年第四届理事会理事余森文园林风景专家,1980年第五届理事会理事李嘉乐风景园林专家,还有王文克、郑孝燮、易锋、朱畅中、王作锟、程绪柯等等城市规划或园林风景专家都担任过中国建筑学会的理事。这些专家在《建筑学报》上都发表过各自专业的学术文章,如1957年12期刊登了任震英先生题为“区域规划和城市规划工作”的文章,同期上还有程世抚先生写的“关于绿地系统的三个问题”文章,1986年12期刊载了郑孝燮先生撰写的“论首都规划建设的文化风貌问题”的论文,还刊登过余森文先生提供的题为“园林植物配置艺术的探讨”稿件等等。从学会组织方面来看,园林风景学会较早地成立为一级学会加入中国科协;城市规划专业委员会,于1994年12月1日在北京召开的建筑学会第八届第四次常务理事会上通过,脱离中国建筑学会自己独立成为一级城市规划学会,同时建筑学会成立“城市设计专业委员会”。从学会《建筑学报》报导内容来看,几十年来都刊登有城市规划、乡村规划和园林风景区以及历史文化名城保护与旧城改造的专题文章,每年多则几十篇,少则十几篇,以体现建筑科学综合性的特点,我希望学会、学报更加重视和不断发展建筑科学的综合特点。
从高等建筑教育发展来看,各建筑院校大都增设了城市规划系,明确提出在建筑系范围内增加城市规划系的第一人是上海同济大学的冯纪忠教授,于上一世纪50年代被批准在同济大学开办了全国第一个城市规划系;现各地的建筑与城规学院,除建筑系、城规系外,最好再增加一个园林系。我们认为,现建筑系的学生一定要学习城市规划的课程和园林绿化的知识,以适应建筑科学综合性的需要,使学生建立起“建筑科学”新概念。“建筑科学”包括城市、建筑、园林三个学科,而且三者“三位一体”,是一个大学科,1996年6月大专家钱学森老前辈提出了“建筑科学”新概念,其内容即“城市、建筑、园林三位一体”,钱老将其列为11个大学科门类之一,这11个大学科门类是:自然科学、社会科学、数学科学、系统科学、军事科学、人类科学、思维科学、行为科学、地理科学、建筑科学、文艺理论;这个新概念是科学理论的发展,符合其本身的特点,符合大自然的法则,特别是符合城市、建筑、园林三位一体综合发展的需要,这门大学科“建筑科学”理论将对世界人类建设事业的发展起着指导的作用,我们应重视这一理论成果,尽早宣传并落实到实践中。后面再简要补充两点看法。
        1、节能减排、可持续发展要从城市做起。
        城市耗能量最大、排放碳和其他有害气体最多的是第二产业工业企业,其次是交通和建筑,所以节能减排,要从这三方面考虑,首先是工业企业。从世界三个特大城市伦敦、东京、纽约来看,这三座城市的服务业经济所占比例已近90%,已进入到知识社会阶段,工业产生的温室气体排放量伦敦占总排放量约为7%,东京最少占总排放量的2.5%,纽约占总排放量的9%,其温室气体排放量较低。我们同这些发达国家相比,差距较大。因此,目前我国正在将工业企业转型,特大城市、大城市把一些工业迁出、改造或取消,其他城市同样改造现有工业企业,减少能耗和碳的排放量;减少碳排放量只是达到可持续发展目标的一部分;故工业减排还要包括其他有害气体和污水以及垃圾废料的排放,在排放前都要经过处理,达到国家规定的标准才能排放,当前这一方面存在着很多问题。
在交通方面,大城市、特大城市要积极发展轨道交通,恢复原有的自行车交通系统,并控制小汽车进入城市中心地区的数量。伦敦中心区居民出行依靠轨道交通占70%,东京占60%,纽约中心区居民使用轨道交通其所占比例更高,这是因为此三座城市轨道交通与其他公共交通已形成通畅的系统。我国北京、上海、广州的轨道交通数量发展快、数量不少,但并未与其他公共交通组成完善的系统;其他城市轨道交通很少,需要重视对它的发展,因为轨道交通最有利于节能减排和可持续发展。现在我国城市还存在着道路交通面积不够的问题,特别是汽车停车场严重缺少,自行车道路和社区内道路停满了汽车,有的连消防通道都被汽车占有,极待改善。中小城市要积极发展公共汽车、电车和自行车交通系统。在建筑方面,于前面已做阐述,就是要以采用被动式节能技术为主,重视遮阳、自然通风、自然采光、维护外墙保温隔热,辅以使用机电设备的主动式降能技术,并降低冬季采暖、夏季空调的能耗。其他方面,城市给水系统需要改造、完善,排水系统需要扩大、完善,垃圾需要分类、落实无害化处理等,这些城市基础设施的完善需要花大量的资金和时间,是发展中国家的薄弱面,我们只有大力解决这一方面的难题,才能真正保护环境、使城市可持续发展,符合大自然的法则。
        2、发展城市绿地园林是节能减排、可持续发展的重要内容。
        发展城市绿地园林,就是要在城市的外围广植林地并有农田,在城市中按区建立大大小小的公园绿地,在街道、河道旁建成绿化带,这些带状绿地把大小公园绿地连接成一个绿地系统,从目前至2020年,每个城市人均绿地面积应该做到10~15平方米,有条件的还可多些。除此之外,城市居住区要有绿地,公共建筑要有绿地,道路广场也有绿地,绿地遍布城市各处,使“城市在园林中、园林在城市中、建筑在园林中、园林在建筑中”,进一步提高对园林绿地重要性的认识。这些绿地的功能作用是多方面的,除为城市居民提供休闲游览和提高文化素质的场所和美化城市外,它对改善城市自然生态环境起着重要作用,它能改变温室效应,净化空气,卫生防护,防灾隔离,蓄水防涝,其中净化空气就是可吸收二氧化碳和许多有害气体与尘埃,并可产出新鲜氧气,它是耗能排放的负值,用它来平衡和提高城市的环境质量。因此,它是城市节能减排、可持续发展绝对不能缺少的重点内容。现在的问题是,许多城市绿地园林面积少,发展绿化林地不够(林地比草地净化空气强),重视发展湿地绿化不够,有1/3的湿地尚未开发,这些不足都有待改善,以促进城市可持续发展,更加符合大自然的法则。
 
        三、符合建筑本质特征、向公民开放、为广大公民服务的建筑是先进的建筑

        这里所提符合建筑本质特征是指要有建筑技术与艺术的先进水平;向公民开放、为广大公民服务是从社会层面讲,体现着建筑先进的水平。建筑的范围,除住宅与军事用房外,城市公共建筑皆要向公民开放,并为广大公民服务使用。本世纪初,建在阿姆斯特丹的荷兰Ing集团总部大楼,环境优美,交通方便,除办公用房外,内有可供广大市民使用的大礼堂、餐厅、阅览室,还有8个室内花园,此私人团体的建筑,可供城市居民、观光者、路人使用,体现着向公民开放并为其服务的社会职责;这是个新事物,值得肯定、宣传和推广。前时,在征集中国革命和中国历史博物馆扩建方案中,有的方案就考虑向公民开放、为公民服务的内容,其做法是,你可购票参观两个博物馆的珍贵展品,如你不是到此参观,也可免费进入,登上顶部公共活动的空间,俯览壮观的天安门广场,另外可通过此建筑的遮阳通廊去前门外大街游玩;这种设计构思是先进的。上一世纪90年代,我们参观了芝加哥伊利诺伊州政府大厦,大厦中心部分是一个宽敞高大的中庭,政府办公用房设在上部四周,中庭下部设有餐厅和商店等,市民随便出入,可向州政府提出建议或解决问题,也可在此活动,用餐、购物,此大厦现已成为旅游者必到之处;在参观波士顿市政府大楼时,我们看到一群儿童正在里边活动,市长办公室突出在大楼的二层,人人皆知,市民同样可自由进出;费城市政府大楼是利用一座老的古典式大楼,市民可随时到访。我认为,我国的政府机构一定会发展到这一步。2010年8月,温家宝总理在深圳庆祝中国特区成立30周年之际讲话中,重提邓小平提出的“我们所有的改革最终能不能成功,还是决定于政治体制的改革”,深圳作为试点之地,领导人的产生,实行政治民主,让人民选出社会责任感强、大家信任的干部。我想,此时我国各地的政府机构就会完全开放,更加贴近市民,成为先进的为广大公民服务的场所。我分析,上述的这类建筑就是冯纪忠教授提出的“公民建筑”,它体现着社会的进步,为广大公民服务,符合社会发展的大自然法则,因而是先进的建筑,我们应格外重视这种新的发展趋势。