文档介绍：第四讲乡村类型和城市类型倾向的注重生态的建筑设计(二)
纲要

(一)
关注生态和生物多样性的整合设计概念
Integral Design
所谓“整合设计”,是指在建筑设计中充分考虑“和谐地利用其它形式的能量,并且将这种利用体现在建筑环境的形式设计中”。
ZHUSHI1: Sim Van der Ryn. Integral design. In : Crump R W , Harms M J, eds. The Design Connection: energy and technology in architecture. New York: Van Nostrand pany, 1981.
西姆·范·德莱恩
由于不可再生能源的紧缺,以及由于利用这些能源造成的环境问题,建筑师适应未来需求的机会是“在有限资源”的条件下进行设计。
在设计过程中,建筑师应该研究能量和物质材料使用方面的很多问题,例如建筑生成的各种废弃物如何处置,建筑建造过程中耗费了多少能量,以及在维持建筑运作的过程中所消耗的能量。
因为“如果我们所作出的决定是不恰当的,那么这种破坏所带来的后果将会由后来的人偿付。我们的孩子没有从我们这里继承整个世界,正相反,我们是从我们的孩子那儿借来了本应属于他们的东西。”
ZHUSHI2:请注意,西姆针对建筑师提出的论点已经蕴含了朴素的“可持续发展思想”。
如何符合“整合设计”要求?
首先,建筑师需要用一种整体的方式观察构成生命支持系统的每一种事物—不只是建筑和各种建筑环境,而且包括食物、能量、废弃物以及其它所有构成这一系统一部分的事物,西姆认为建筑师应该重视研究自然系统是如何工作的。
ZHUSHI3: Sim Van der Ryn. Integral design. In : Crump R W , Harms M J, eds. The Design Connection: energy and technology in architecture. New York: Van Nostrand pany, 1981, 29~38. 第30页。
其次,整合设计的目的是“创造有生命的场所或聚居地”,因此需要“类比于健康的自然系统的各种特征”。而注重效率和简单正是任何自然系统本身所固有的特征之一,同时自然系统的众多特征是在整合—相互关联或缺一不可的条件下,才可以正常运作的。
第三,整合设计看重设计过程。
同样类比于自然系统,与简单的形式或材料相比,整合设计看重的是设计过程的类比。
“尽管与利用各种工业化生产的材料—例如玻璃、钢材或混凝土等—建造的建筑相比,我们倾向于将利用自然材料—例如土坯、石块或者没有经过加工的木材—建造的建筑看成是更为接近于自然的建筑,但是更为重要的是设计过程的类比。”
整合设计的过程采纳自然系统中生物学和生态学的经验,将其应用于为人们设计建筑环境中。
建筑师在设计城市、城镇、建筑时,从对自然系统的类比中借鉴什么内容呢?
西姆认为答案就是一个最为基本的事实:“地球上所有的能量都来源于太阳,而地球之所以可以居住完全归功于绿色植物的光合作用。从最低级的藻类植物到矗立的红杉树林,所有植物只是捕捉到太阳能量1%左右,并将其转化成有用的能量形式供给所有的生命利用。如果没有这些复杂的自然系统来固定合转换能量形式,所有的太阳能将会作为废热消失掉,而地球上的生命就难以再维持。”
正是出于对自然系统的“感激”,促使西姆重视建筑与生物学和生态学的结合,并借助于“熵”的概念进行分析。
依据热力学第二定律,熵可以作为系统稳定性的描述:熵值越高系统越混乱,此时系统自身蕴含的能量越低,系统状态趋向于稳定。
负熵的过程增加系统的有序性,对于自然系统而言,是指“所有生命将捕捉和转换能量变为有用形式能量的总和”,例如生态系统的自然光合作用是一个负熵的过程:吸收太阳能量,使得系统有序。
进化过程同样可以看成是负熵的结果:通过增加自然系统的多样性、复杂性和差异性,来获得稳定性,以此消减不可避免的所有能量分解为不可利用废热的趋势。
人类对自然资源和生态系统的需求,导致了很多生物圈中自然过程的短路。
以生物圈中的碳循环为例,由于目前的能量来源以化石燃料为主,这样人类就将生物圈中的一项重要的生物地质化学过程大大加快了,超出了生物圈的再生产能力。
ZHUSHI4:生物圈中的碳循环(资料来源: )
岩石圈
动植物
水圈
大气层
光合作用
有机腐烂
呼吸作用
吸收CO2
有机腐烂
石油形成
岩石风化
火山气体
石油燃烧
岩