泰山学术论坛绿色建筑主题系列报告——袁镔《关于材料、技术与绿色建筑艺术创新的讨论》

　　清华大学建筑学院袁镔教授在作演讲

　　大众网济南10月13日讯（记者 满德利）9月27日-28日，“泰山学术论坛—绿色建筑设计与理论专题”在山东建筑大学举行。该论坛由山东省教育厅主办，山东建筑大学承办，旨在鼓励学术创新，促进国内外学术交流，推动中国绿色建筑领域的理论研究与设计探索。论坛邀请到中国工程院院士刘加平教授、国际著名绿色建筑大师布兰达·威尔和罗伯·特威尔教授夫妇等围绕绿色建筑设计理论、绿色建筑设计评价、绿色建筑设计技术、绿色建筑设计教育模式与方法以及生态城市规划与城市设计等多个主题做主题演讲。

　　本网将全文刊发演讲嘉宾讲座内容，以飨读者。以下为第八篇：

　　《关于材料、技术与绿色建筑艺术创新的讨论 》 

　　主讲人：袁镔 

　　袁镔：很高兴有这个机会参加泰山学术论坛，能和大家进行一次学术交流和讨论。

　　昨天国内外的几位专家都做了精彩的发言，他们讲的都是目前绿色建筑发展中的重要的问题。今天我想跟大家讨论一下关于材料、技术和绿色建筑艺术创新的问题。

　　我们国家对绿色建筑有一个界定,认为绿色建筑是在建筑全寿命周期内最大限度地节约资源(节能、节地、节水、节材)保护环境和减少污染,为人们提供健康适用和高效的使用空间、与自然和谐共生的建筑。这个界定，决定了我们国家绿色建筑主要关注的内容是建筑物在节约资源、能源、减少污染和保护环境方面的综合性能。现行的国家绿色建筑评价标准，是一个比较积极适用的标准，它不评价建筑功能实用性，也不评价建筑的艺术性。现行的绿色评价标准有83项，只有一项和建筑艺术有关，这一项要求建筑艺术造型要简约。这项标准是从节约材料的角度制定的。

　　绿色建筑标准不评价建筑的艺术性，这是很明智的。为什么？因为建筑艺术问题，在某种意义上是一个仁者见仁、智者见智的问题。比如著名的国际建筑大师扎哈·哈迪德，她的建筑艺术非常有特点，在视觉上有很强的冲击力,但往往与周边建筑都不太协调，她认为周边建筑都是垃圾，为什么要和它协调。国际上很多知名的建筑大师，每个人设计的建筑艺术风格都不一样。要对建筑艺术作出评价是一件很复杂的工作。所以绿色建筑不评价建筑艺术问题，是合理的。

　　但是作为一个建筑来讲，不管它是不是绿色的，都有建筑艺术问题。对于普通的建筑我们在物质层面要评价建筑功能上的适用性，一幢建筑建成后首先在功能上要满足人们的使用

　　要求。在精神文化层面上要评价建筑的艺术性,一幢建筑建成后还要满足人们在艺术审美上的要求。这是对普通建筑的要求。绿色建筑主要评价建筑物在建造、运行使用等过程中在资源能源消耗、保护环境、减少污染等方面的性能，不评价建筑的适用性和艺术性。但是只要作为建筑，它也必须在功能适用和艺术审美上满足人们在物质和精神层面的要求。所以绿色建筑的建筑艺术问题，特别是建筑艺术创新问题，也是绿色建筑发展中必须要解决的一个重要课题。

　　建筑艺术不是纯粹的艺术，和绘画、雕塑、戏曲、文学不一样，它是集物质和精神、材料技术和艺术、实用和审美于一体的实用艺术。它必须要用大量的物质材料，通过一定的技术手段施工建造后才能得到实现。所以建筑艺术本身对物质材料和工程技术具有依赖性，这是建筑艺术的一个基本属性。

　　绿色建筑要节约资源能源、保护环境，减少污染，必须通过建筑材料和工程技术的进步来实现。所以绿色建筑在设计和建设中如果能把材料、工程技术与建筑艺术融合在一起，实现建筑艺术与材料和技术的完美结合,将会创造出优秀的富有个性而又形式多样的建筑艺术作品。国内外有很多这样的优秀案例。我下面想通过一些建筑实例和大家讨论这个问题。

　　案例1 印尼巴厘岛用竹子建造的绿色学校，这个学校的创办者是约翰·哈迪和辛西娅·哈迪。这个学校建在巴厘岛热带丛林深处，总占地面积10.3公顷，这个学校拥有教学楼、体育馆、宿舍、办公楼、礼堂等20多栋竹子建筑。约翰·哈迪和辛西娅·哈迪是环保主义者也是设计師,他们非常关地球资源的枯竭问题。他们希望通过竹材代替木材，来减少热带雨林中木材的的损耗。他们通过建造这个学校希望以创新和试验性的方式来证明竹材在建筑上使用的可能性。

　　巴厘岛传统建筑的屋顶是用椰子树叶、阿郎阿郎草或稻桔杆做成的茅草屋顶。传统建筑为梁板式结构,由竹子或木材建造。绿色学校充分尊重巴厘岛的乡土建筑特色主要建筑材料也采用了竹材和茅草而且进行了创新设计做的很有特色。在学校设计之初首先组建了以著名竹结构专家伊·莫里斯科教授为首的设计团队，这个设计团队中有建筑师、工程师和当地的工匠。设计团队从丹麦引进技术，对竹子密度进行测试，测试以后发现，生长三年的竹子是强度最高的。这为优化选材提供了科学的依据。

　　虽然当地传统建筑也是用竹子的，但是它很容易腐蚀，被虫蛀，寿命很短，一般只有一到三年。为了解决这个问题，设计团队和澳大利亚的力拓矿业公司合作，引进了硼砂处理技术，对竹子进行了硼砂溶液浸泡处理后，可以防腐蚀、防虫蛀，使竹材经久耐用,使用寿命可以延长到25年以上。设计中他们通过计算机模拟得到了建筑的轴向荷载、风荷载和地震荷载。通过3D模型,竹结构细节模型制作寻一系列先进方法进行精心设计。每幢建筑的构件都是定制的,建筑物室内外的细节都是按设计师和业主要求建造的。绿色学校的主要建筑如“校园之心”、体育馆、礼堂等都是大型竹结构建筑,这些建筑类型都是创新型的没有先例可以借鉴。设计团队在这些建筑设计中对竹结构进行了大胆的创造,在建筑艺术上进行了有特色的创新。如“校园之心”把多根16~18m高的竹子捆成一组,组成通高园柱支撑整个建筑。柱子与屋顶交界处形成园形天窗,使自然光照射到室内来,螺旋形屋顶从垂直组合支柱向外扩展,三个巨大的螺旋屋顶有机地连结在一起为建筑提供遮蔽。体育馆宋用了无柱的跨距达18米高达14米的竹拱结构。这些竹结构建筑为了解决隔音、保温等问题也把玻璃、石材、銅材、泥土等材料整合到建筑中。

　　从建筑艺术上来看，绿色学校的建筑非常尊重巴厘岛的乡土建筑特色,采用了当地的竹材、茅草等传统材料进行建造。但是在建筑艺术上它并没有被传统束缚,而是大胆地进行了创新设计。例如尽管屋顶采用传统的茅草顶，但是在屋顶形式它突破了传统的斜坡顶形式创造了圆坡形、波浪形、曲面形、螺旋形等。远远超越了过去传统的茅草屋顶形式。丰富的屋顶艺术形式成了绿色学校的重要的建筑艺术特色,传统而又现代。绿色学校公共建筑的竹拱结构也突破了原有的结构形式,这种无柱大跨度的竹拱结构是现代结构科学的成果。这种竹拱结构成了建筑艺术的重要组成部分,使绿色学校的竹结构建筑表现出一种现代的结构美。在“校园之心”等竹结构建筑中，它用把多根竹子捆绑成组合柱的办法来解决承重问题。由于多数建筑都是敞开的,暴露出来的组合的的竹柱子呈现出一种乡野的、原始的、粗犷的气息。带有乡土建筑的朴素、自然的美。绿色学校各类建筑的螺旋形、曲面形、波浪形等各种屋顶非常浪漫、非常自然活泼。既有传统的元素又在艺术上完全摆脱了原来的民居色彩。而且从空间上来看，有些建筑物高度已达十几米，实际上是三层楼的竹结构建筑。为了满足使用上的不同功能，这些建筑的内部空间也是高低错落有致。从内部空间到外部建筑形态，它与传乡的乡土建筑已经完全不一样了，绿色学校的竹结构建筑尽管使用了传统的材料和技术,但在使用过程中对材料、技术进行了创造性的改造,并且把材料和结构技术与绿色建筑的艺术创作有机地融合为一体。在建筑艺术上进行了重大的创新。在2010年绿色学校获得“2010年亚洲最具影响力设计大奖”以及“可持续发展特别奖”。

　　这个学校现在有200多个学生，来自40多个国家，在绿色理念主导下它要求学生习惯于没有用空调的房间，没有用冲水的厕所，它还要求学生参加一定的劳动,耕种农地,种植竹子。所以它不光是一个绿色建筑的学校，也是一种低碳的生活方式。这两位创建人很希望用这种绿色、低碳的生活方式，来对现行的生活方式进行一些改造和改变。

　　案例2 胡志明市的竹子绿色建筑 设计人是越南新锐建筑师武仲义。越南也是一个资源紧缺的国家，但是他们有大片的竹林。他设计的风水酒吧和风水咖啡厅也采用了传统的竹子，为了解决竹子耐腐蚀性问题，它用了越南的传统办法把竹子在泥浆泡几个月，然后再用烟熏，竹子经过这样的处理以后，可以耐虫蛀耐腐蚀经久耐用。在设计上他采用新型竹结构、组合式竹柱和现代装配式结构体系。它将竹材组合成结构单元,既消除了竹材尺寸不均匀的缺点又有利于材料和结构运输。，它把现代外部景观设计和内部的空间使用结合起来，内外空间是穿插流动的。虽然是竹子结构建筑，但是它完全表达出现代结构的气息,从造型上到内部空间上，到结构节点上、处理上，它给人耳目一新的感觉。所以虽然材料、技术都是传统的，但是在建筑艺术上完全是创新性设计。武仲义的竹结构建筑，有很强的现代性和建筑艺术上的形式美感。

　　案例3 四川彭州磁峰镇社区活动中心 这是2008年5.12大地震以后，中国儿童基金会和毕马威中国中心合作为灾区建立一个社区活动中心。他们希望这个社区中心有一个活动的场地和一个永久性活动中心。总建筑面积在450平米,可容纳150人活动。并要求社区中心的造型要活泼生动、温暖人心,能够表达一种对当地灾民的关心和给居民送温暖的心情，将来可以成为儿童在这里受教育的地方，对地震灾民进行心理辅导、心理咨询的活动场地。

　　在这样要求之下，设计者希望通过乡土型设计和创意材料设计建造出一个属于当地的建筑。在材料选择上设计人选择了新型的竹子集成材料,用这种新型竹材作为梁柱结构用材。梁柱采用榫接形式。屋顶采用拱形坡屋顶。在建筑形态上这种斜坡式拱顶强调了被动式的生态调节系统强调自然采光、自然通风。在材料选择上除竹子集成材外还选用了竹材外围护板、农业桔杆材料保温墙板、竹地板等。这幢建筑还采用了光导管、LED节能灯,砼幅射采暖地板、双玻节能密封玻璃窗等现代技术。这幢建筑建成时村民们极为惊讶和震憾。这幢建筑在形象和林料上与当地瓷砖饰面粗糙模仿城市的建筑极为不同。那些瓷砖饰面的建筑与传统的乡土建筑没有什么传承关系。而这个社区中心建造简约、质朴、用自然竹材、桔杆板建造的建筑本身就渗透着传统的乡土精神和朴素的自然观念。社区中心在建筑艺术处理上用深长的挑檐、坡屋顶,小龙瓦、竹材梁柱结构都微妙地表达了传统乡村的美感意识。乡村社区中心在中国农村社会生活中还是一个新慨念,无论在功能上体量上与传统的乡土建筑都有很大的差异。但是这个社区中心不光在建筑的材料、技术上选择了一系列的绿色材料和技术,在建筑艺术处理上深入地把握住乡土建筑的特点,把乡土建筑的许多元素作了新的表达。使这幢建筑在艺术上成为一幢具有乡土建筑美感的优雅的新建筑。表达出一种新的乡村建筑风貌。

　　案例4 中国浙江安吉生态屋 它的建造者任卫中光生是一个来自农村的机关工作人员，他在上世纪90年代开始关心家乡的环境保护问题，特别对现在农村建造的房子非常不满意。江浙一带农村富裕起来人家建的新农房，基本上是瓷砖、砖石结构、玻璃幕墙的房子，完全是城市建筑的简陋的复制和翻版。任卫中经过反复思考,希望用最常见的乡土材料一一夯土来建造经济又适用的农村新房。他希望盖出的房子不仅是为自己居住,更是面向社会的一个环保宣言。他在二个方面对农房建造进行了创新,一是改进乡土材料,二是对施工方式进行创新。由此建造出一种新的乡土建筑。他先后建了五幢不同的农房,进行了很多的试验。我们国家过去用土坯砖盖的房，或者用夯土盖的房，冬暖夏凉，但是它有一个很大的缺点就是土墙容易开裂。所以他在夯土材料的配比上进行了很多尝试，通过调整黏土、沙子、石灰三种材料的比例进行实验，分析它的开裂的原因，做了很多革新性的工作。如墙高低差别大时夯土墙由于基础不均匀下沉,在高低墙交接处往往会造成开裂，为介决这个问题,施工时在基础部位增加一道钢筋砼圈梁。对添加入砂子、石灰的夯土施工前要拌合均匀,控制湿度。在窗洞如何留取、屋面如何作好保温隔热、室内如何增加自然采光和通风上都在技术上作了许多改进。任卫中负责施工的第5幢夯土建筑是在法国工作的中国籍建筑师张沁为帮助设计的。这5号建筑虽然是中国乡村的夯土建筑但在建筑艺术上却给人面貌一新的感觉。

　　这幢建筑通过石砌的勒脚,石块铺砌的散水,原土颜色的夯土墙创造出一种朴素自然的乡土建筑气息。厚实的夯土墙面和横向大窗户造成的虚实对比，散落在墙面上的或大或小的不规则窗洞所造成的不确定性，二层用旧材料作的长短不同的挑檐,使这幢夯土建筑呈现出非常浓重的现代美感，虽然有许多传统的乡土建筑元素,但与传统的农村建筑和现在农村所建的瓷砖玻璃幕墙新农房完全不一样。尽管用的是大致相同的技术和材料但我们看到的是一种既有传统乡土元素又有现代建筑美感的新乡土建筑。

　　案例5 英国威尔士替代技术研究中心可持续教育研究所 这个建设项目位于英国威尔士马汉莱斯波依斯郡,建筑面积为2060平米,总造价450万英磅。在设计之初业主方要求建筑设计必须满足低碳环保的要求。建筑要使用低蕴能建筑材料、外围护结构要具有良好的保温性能和气密性,要利用良好的自然采光减少电力照明,要使用热四收的通风系统,节水的卫浴设施,以及可再生能源系统,色括太阳能热水太阳能光伏板、新的热电联供役施等。按照这个要求建筑师在材料上选择了夯土、麻石灰、木构架、高性能的门窗等。夯土墙和大麻石灰混合的砌块是很好的低蕴能的绿色建材,它们具有良好的保温隔热性能,又是很好的蓄热材料。木材制作的构架也是公认的低蕴能绿色建材。这幢建筑中直径14.4米高7·2米的阶梯教室外墙采用5oomm厚的素夯土墙,夯土墙用机械式冲击夯实,使夯土墙成为“软岩石“具有良好的强度和热容量。阶梯教室屋顶中央设有园形天窗,房间可以通过天窗的烟囱效应进行自然通风,也可以在冬天利用热四收系统通风。建筑物所有的外墙均采用了麻石砌体,其U值仅为0.17W/M K。建筑楼面采用当地生产的FSC橡木,并采用地板幅射供暖系统。建筑外窗采用高气密性的落地玻璃窗及可调节的遮阳百叶。此外按照要求这幢建筑安装了70平米的太阳能集热板和生物质能热电联供系统等。这个采用古老夯土技术的建筑,采用了现代的施工工艺,容纳了大量的现代绿色材料、部件和技术。整个建筑结合高低错落的地形布置 了一系列的庭院,精心设计的日照和自然采光不仅保证了室内的日照和冬季的阳光,而且使每个房间都有良好的室外景观。

　　从建筑艺术上看，这幢建筑的土黄色调的外墙，灰兰色的圆柱和檐口，铺着橡木色地板的走廊都呈现出简约、纯朴的自然素材感。建筑形体自由活泼而又富有变化。建筑物上没有任何多余的装饰,而为建筑提供遮阳的木质百叶窗、挑檐、迥廊等技术措施却都有机地融入到建筑的立面处理中,使这些材料和技术成为建筑艺术处理中的重要元素。

　　虽然这幢建筑采用了古老的夯土技术，但在材料、技术与建筑艺术的结合上作得非常出色。它十分自然地整合了许多不同的绿色建材、部件和现代技术,使这幢建筑在性能品质上是一幢优秀的绿色建筑, 在建筑艺术上，也是一个极具现代主义美感的成功的建筑。

　　当然并不是所有的绿色建筑都能把材料、技术和建筑艺术成功的融合一体,在建筑艺术上也取得成功。

　　案例6 澳大利亚墨尔本市政府的绿色办公 楼 这幢建筑位于墨尔本市中心小柯林斯街。总建筑面积1.25万平米,地下一层地上十层。一层是商场,二层以上是政府办公用房。2001年墨尔本市政府在决定建这座新办公楼时公开声明:政府新大楼是一座全新时建筑,它可能改变澳大利亚甚至整个世界好生态可持续设计方法。并将这幢建筑作为到2020年前实现零碳排放战略的一部分。墨尔本市政府对这个办公楼给予了很高的要求和希望。

　　办公楼由富有生态建筑设计经验的Designlnc建筑设计事务所主持。这个设计团队所采用的技术策略、选用的材料，是很有效的。他们结合在墨尔本气候条件对建筑物作了不同的处理。对于西立面为了解决当地下午三点以后西晒问题，在整个两立面采用了可转动开启的再生木质百叶窗，早晨全部打开，等太阳过来的时候，可以慢慢封闭，等太阳直射的时候全部封闭。这个技术、材料应该说是很对的。墨尔本处在南半球，它的北立面朝阳。设计师在南北外墙上各做了十条管道，管道上大下小。北立面上的管道涂上深色，南立面上的管道涂上浅色。在管道顶部设还有一个涡轮机。北立面的深色管道夏季能吸收热量，增大烟囱效应可以加快排出管中的热空气，东立面采用穿孔金属板,这些穿孔板使卫生间可以自然通风,同时具有遮阳的作用。南北立面上大下小的雏形管道,圹大了外墙底层窗户的面积,墨尔本规定建筑高度不能超过40米，建筑物低楼层部位容易受前面建筑遮挡而造成采光不足。扩大底层窗户面积弥补了底层房间采光的不足。这幢建筑为室内通风降温采用了预制的波浪状砼吊顶冷幅射系统,节能照明系统,污水回收利用系统,燃气热电联产装置,太阳能热水系统,太阳能光伏发电系统等。北立面顶部还安装有风力发电机。这些设计策略和技术措施非常有效，其中还有不少技术创新。建成后经过实测它比普通的办公建筑

　　实现了节电85%，节气87%,节水72%，的优异成绩。同时二氧化碳排放减少了87%，污水排放减少了80%。这个建筑获得澳大利亚六星级的认证，而且建成以后获得国际上18项奖项，在社会上得到广泛好评。这个建筑作为一个实现了节徒节水,减碳排放,减少环境污染的绿色建筑是成功的,可以称为优秀的緑色建筑。

　　但是这个建筑，在建筑艺术上却是平庸的。这四个立面，完全互不相干，西立面上的再生木质遮阳百叶和南北立面上的各十个锥形管道,东立面上的穿孔金属板,相互格格不入,缺乏整体艺术处理。建筑形式上完全没有统一感整体感，从色彩、用料、节点与细部处理上完全不相干。南北立面上大下小的錐形管道艺术形式处理非常粗糙,没有形式美感。特别是它采用的很多材料和技术，包括上面的风力发电机等等，没有作为重要的元素在建筑艺术上进行细致的处理。材料和技术没有综合融进建筑艺术。这幢建筑尽管是一幢优秀的绿色建筑,但是在建筑艺术上没有什么特色。随着绿色建筑的普及和大量建设,一个缺乏建筑艺术的绿色建筑将可能被淹没淘汰,而无声无息。假如这个建筑在艺术上再做出创新，有很多特点，我想它不光在节能环保上影响更大，而且会成为城市景观中的亮点。甚至成为这个时代的优秀建筑文化遗产而被长久保存。

　　绿色建筑在建筑艺术上有很大的包容性和灵活性。它可以与被动式技术结合，以被动式技术中所用的材料、构件作为主要的建筑艺术元素在国内外创作出一批优秀的绿色建筑。

　　例如山东交通学院图书馆，法国电子公司办公楼，新几内亚迪巴欧文化中心,智利圣地亚哥市康斯休办公楼等都属于这种类型的绿色建筑作品。

　　绿色建筑在建筑艺术上和新的材料新的技术结合同样可以产生形式新颖极有个性的建筑艺术作品。如2000年世博会的日本馆。英国建筑风磨体研究。英国未来系统Z计划的办公楼设计，美国的碳纤维摩天大楼研究等，都是这类建筑艺术作品。

　　绿色建筑在艺术上和新的建筑艺术形态结合对绿色建筑的发展将起到积极的促进作用。。如已建成的意大利新阿雷佐法院大楼，阿布扎比国际会展中心等作品,作为绿色建筑它实现了节能节水减碳环保,但这些作品,建筑形态奇特极富动态和雕塑感。是建筑艺术中的新发展。绿色建筑的发展，不仅预示着建筑材料、技术将会产生重要的改变和发展，也预示着人类的建筑价值观、审美观也将逐渐改变。新的绿色建材和新的技术将使绿色建筑艺术风格变得更加丰富多彩和多元。可以予见,绿色建筑在人类建筑文化的发展中将会留下浓重多彩的一页。

　　谢谢大家！