綠色建築景觀生態設計原理與案例(1)
關鍵詞:生態設計，景觀設計，城市設計，生態城市可持續景觀
20世紀60-70年代，雷切爾·卡森的《寂靜的春天》將人們從工業時代的富足夢想中喚醒。林恩·懷特揭示了環境危機的根源來自於西方文化的根基，即“創世紀”本身，而加勒特·哈丁的《公共資源的悲劇》則揭示了資源枯竭來自於人類的本性和資本主義經濟的本性。多內拉·梅多斯計算了地球資源的極限，警告了人類生存的危機。這些都導致設計師從對美和形式以及優越文化的陶醉中關註自然，轉而關註其他文化中人與自然的關系。設計者開始明白，用植物代替人工築壩可以更有效地防治水土流失，用微生物代替化學物質可以更持久地保持水體清潔；太陽能比核裂變更安全；淤泥護坡比水泥護坡更經濟耐用；自然風比人工空調更健康。這是對自然和文化的新認識。在這樣的背景下，在麥克哈格的《與自然的設計》(1969)中應運而生，也產生了更廣泛意義上的生態設計，包括建築的生態設計、景觀與城市的生態設計、工業與技術的生態設計等等。本文將集中探討景觀與城市生態設計。
景觀和城市的生態設計反映了人類的壹個新夢想，這壹夢想隨著工業化的進程和後工業時代的到來而日益清晰，從社會主義運動先驅歐文的新和諧工業村，到霍華德的田園城市和生態城(eco-city，eco-community)和可持續社區(Walter，Arkin，et。阿伯利，1994；註冊，1994；玫瑰園，1997；王如松，1988；黃，楊東遠，2001；宋永長等人，1999；黃光裕，陳勇，1997；沈清基，2000；李團生史鐵茂，1998；王軍等待，1999；歐陽王誌雲如松，1995；宗，1999)。這個夢想是自然與文化、設計環境與生活環境、美的形式與生態功能的真正而全面的融合。它將使公園不再是壹個孤立城市的特定土地，而是融進千家萬戶。它應該讓自然參與設計；讓自然的過程伴隨每個人的日常生活；讓人們重新感知、體驗和關心自然過程和自然設計。
1，關於生態設計
“設計”是有意識地塑造物質、能量和過程，以滿足預期的需求或欲望。設計是通過物質能量流動和土地利用將自然和文化聯系起來。根據Sim Van der Ryn和Stuart Cown(1996，p18)的定義，任何與生態過程相協調，並使其對環境的破壞最小化的設計形式都稱為生態設計。這種協調意味著設計尊重物種多樣性，最少剝奪資源，保持營養和水循環，保持植物棲息地和動物棲息地的質量，從而有助於改善人類和生態系統的健康。
生態設計不是某個專業或學科所獨有的，而是壹種與自然互動協調的方式，它的範圍很廣，包括建築師對其設計和材料選擇的考慮；水利工程師對防洪方法的再認識:工業產品設計師節約使用有害物質:工業過程設計師對節能減排的思考。生態設計為我們提供了壹個統壹的框架，幫助我們重新審視景觀、城市和建築的設計，以及人們的日常生活方式和行為。簡單地說，生態設計是對自然過程的有效適應和組合，它需要全面衡量設計方法對環境的影響。對於每壹個設計，我們都需要問:是改善還是恢復生活世界有利還是破壞生活世界有利？是為了保護相關的生態結構和過程？還是對他們有害？
如果我們把景觀設計理解為對任何與人類利用戶外空間和土地有關的問題進行分析，提出解決問題的方案，並監督這個方案的實施過程(牛頓，1971)，那麽景觀設計師的職責就是幫助人類使人、建築、社區、城市和人類生活與地球和諧相處(西蒙斯，2000)。那麽，景觀設計本質上應該是土地和室外空間的生態設計，生態原則是景觀建築學的核心。從更深的意義上來說，景觀設計是對人類生態系統的設計(Lyle，1985)。是自然力有限幫助下的最小化設計，是基於自然系統自我有機更新能力的再生性設計(Lyle，1994，p10)，即改變現有的線性物流和能量流的輸入和輸出模式，建立源頭、消費中心和匯點之間的循環過程。它創造的景觀是壹種可持續的景觀(Thayer，1989，1993)。但就目前中國的景觀設計現狀而言，無論是五壹、十壹的花壇，還是景觀大道、城市廣場，無論是鄉村“自然公園”，還是城市新水系的改造；從普通的居住區綠地設計到所謂的“花園城市”和“山水城市的建設”，人們看到的是非生態化的設計導致不可持續的景觀創造(於，紀清平，2000；於，2001)。因此，有必要了解生態設計的原則，以指導正確的景觀設計。
2、生態設計的原則
以下以Sim Van der Ryn和Stusrt Cowan(1996)提出的生態設計原則為基礎，結合John Lyle提出的人類生態系統設計和再生設計原則、Robert Thayer提出的可持續景觀和視覺生態原則、生態城市原則，並進壹步結合當前國際景觀和城市設計趨勢，系統闡述了景觀和城市生態設計的幾個基本原則。
原則之壹:局部性
換句話說，設計應該植根於它的位置。對於任何設計問題，設計師首先要考慮的問題是，我們在哪裏？大自然允許我們做什麽？大自然能幫助我們做什麽？我們常常驚嘆中國的農村布局和桃花源壹樣漂亮的房子。其實大部分都不是設計師的創作，而是當地人在對場所的長期體驗和對自然的深刻理解的基礎上，與自然過程相和諧的創意設計。這個原理可以從以下幾個方面來理解:
第壹，尊重傳統文化和當地知識:當地人的經驗，他們依靠自己的生活環境獲得日常生活的所有需求，包括水、食物、住所、能源、藥物和精神寄托。他生活空間裏的壹草壹木壹水壹石都是有意義的，都被賦予了神靈。他們對環境的認識和理解是場所經驗的有機衍生和積累。所以，壹個適合壹個地方的生態設計，首先要考慮當地人或傳統文化給予的啟發，這是壹個關於天地人神關系的設計。比如在雲南哀牢山，時代生活在這裏的哈尼族選擇居住在海拔1500-2000米左右的山坡上，這裏冬無嚴寒，夏無酷暑，最適合居住；村子上方是神聖的龍山，叢林密布，雲霧繚繞。村子下面是梯田。叢林中保存的水源漫長而流動，供村民日常生活使用。水流過村莊，攜帶大連牲畜糞便自行灌溉梯田。山區豐富多樣的動植物具有獨特的醫療功能。所以山林是整個棲息地生態系統的生命之源，所以被視為神聖。哈尼梯田文化之美，正是因為它是基於場地體驗的生態設計之美。皖南的村落，如宏村，也可以看到同樣的生態設計體驗(余，1992)。
第二，適應場所的自然過程:現代人的需求可能和歷場所的人不壹樣。因此，為場所而設計並不意味著模仿和拘泥於傳統的形式。生態設計告訴我們，新的設計形式還是應該以場所的自然過程為基礎，以場所中的陽光、地形、水、風、土壤、植被、能量為能量。設計的過程就是將這些具有場地特征的自然因素融入到設計中，從而維持場地的健康和設計本身的健康。
第三，當地材料的使用:本地植物和建築材料是生態設計的壹個重要方面。鄉土物種不僅最適合當地生長，而且管理維護成本最低。由於本土物種的消失，它已成為當代最重要的環境問題。因此，保護和利用鄉土物種也是時代對景觀設計師的倫理要求。
原則2:保護和節約自然資本。
地球上的自然資源可分為可再生資源(如水、森林和動物)和不可再生資源(如石油和煤炭)。為了實現人類生存環境的可持續性，必須保護和節約使用不可再生資源。即使是可再生資源，其再生能力也是有限的，所以需要以保本和回收利息的方式使用，而不是殺雞取卵。因此，對於自然生態系統的物流和能量流動，生態設計強調四種解決方案:
第壹，保護。保護不可再生資源，作為自然遺產，除非絕對必要，否則不應使用。在東西方文化中，都有保護資源的優秀傳統值得學習。他們經常以宗教戒律和圖騰的形式保護特殊資源(余1992)。在大規模的城市發展過程中，保護特殊的自然景觀要素或生態系統尤為重要，如保護城市和郊區的濕地，保護自然水系和森林。
第二，減少。盡量減少能源、土地、水和生物資源的使用，提高效率。如果在設計中合理利用光線、風水等自然過程，可以大大減少能源的使用。新技術的采用往往可以將能源和資源的消耗降低許多倍。甚至有學者基於現有的技術，認為人類可以用兩倍的能源和資源消耗獲得比現在高壹倍的生活水平，即所謂的因子四(Von Weizsacker et al .，1997)。就有可能實現地球的可持續發展目標。為此，壹批有影響的學者和社會活動家在1994(見馮·魏茨澤克等人，1997)成立了世界“十倍俱樂部”。即使在城市綠化中以不同的方式種植物種和植物，如林地取代草坪，鄉土樹種取代外來園藝品種，也可以大大節省能源和資源消耗，包括減少灌溉用水，少用或不用化肥和除草劑，並能夠自我繁殖。不考慮維護問題的城市綠化，再漂亮也可以是非生態工程。
第三，重用。利用廢棄的土地和原始材料，包括植被、土壤和磚石，來服務於新的功能，可以大大節省資源和能源的消耗。比如在城市更新過程中，關閉廢棄的工廠經過生態修復後可以成為市民的休閑場所，這已經成為發達國家城市景觀設計的大趨勢。早在1971，景觀設計師理查德·哈格就提出利用西雅圖的煤氣廠遺址建造市民休閑公園，並於1975開放(見弗蘭克爾和約翰遜)類似的例子還有德國景觀設計師彼得·拉茨設計的埃姆舍爾景觀公園(見布朗B.J .，2001)，該公園於1991設計，於65438+開放公園占地230公頃，位於德國鋼鐵重鎮Ruhgebiet。該設計充分利用原有工廠設施，進行生態修復，講述了壹個在綠色包圍中的輝煌工業帝國的故事。中國廣東省中山市也在這方面進行了大膽探索。粵東的壹個造船廠，建於上世紀五六十年代，並沒有為了房地產開發而完全拆除平整，而是利用現有的榕樹、廠房和機器，設計成壹個開放的市民休閑場所。在這裏，古樹訴說著這片遺址的歷史，工廠和機器深深地印下了這座城市的記憶。
第四，回收。在自然系統中，物質和能量的流動是由“源-消耗中心-匯”組成的閉環循環流動，所以自然界不存在浪費。在現代城市生態系統中，這種壹等是單向的，不是封閉的。所以，人們在消費和生產的同時，產生了垃圾和廢物，於是就有了水、大氣、土壤的汙染。
土地資源是不可再生的，但是土地的利用方式和性質是可以再生的。從原野、農村、高密度城市，到花園郊區、邊緣城市、高科技園區，隨著城市景觀的演替，地球上壹寸土地的屬性都在發生著深刻的變化(余，2000，2001)。曾經高密度中心城區的大面積鋪裝，遲早要重新建立。
工業的生態設計要求工業生產過程的封閉性，壹條封閉的生產工藝線可以實現兩個生態目標。壹是變廢為寶，替代對原始自然材料的需求；第二，避免將廢物變成汙染物。
基於這壹理念，Lyle等人(1994，p10)提出了再生設計理論，即將當前的線性流動替換為“源-消費中心-匯”的循環系統，形成再生系統，使上壹個過程中的匯成為下壹個過程中的源。根據Lyle的經驗，設計中有十二種策略來實現再生系統:
1.讓自然做功；
2.師法自然，以自然為背景；
3.融合而不是孤立；
4.滿足或更好地滿足多功能需求，而不是單壹功能或最低要求；
5.適當追求技術為目的，不過度追求高科技；
6.用信息代替物料和產能消耗；
7.提供多種解決方案；
8.尋求用同樣的方法解決許多不同的問題，而不是專註於事情本身；
9.將存儲(包括資源、能源和廢物)的管理作為關鍵因素；
10.創造環境形態，引導功能流程；
11.創建環境的形狀以識別過程；
12.可持續性優先。
正如不考慮經濟預算就沒有可實施的設計壹樣，不考慮生態成本，包括資源的消耗、汙染的產生和棲息地的喪失，就沒有可實施的生態設計。
生態核算方法主要包括:
壹種是生命周期分析法。
城市空地裏的壹件戶外家具，可能是東北長白山的紅松做的。運到廣東某地加工後，再運到北京，放置在場館內。磨損後會變成垃圾，進入處理場。這整個過程包含了材料、水、能源和土地的消耗，也就是說，在設計中應該考慮這種家具的生態成本。壹把簡單的花園椅，其實關系到河流的水質，森林的狀態，山脈的水土流失程度。通過對整個產品生命周期的環境影響的調查，我們可以對設計和使用的產品進行生態評價。我們需要了解產品的生產過程，以決定它們是否經濟、浪費、有毒或對物質和能量無害。生態設計要求我們探索所有我們使用的東西。犧牲去生產它們意味著什麽？他們的創造會給人、動物、自然帶來什麽危害？
第二，能量流和物流跟蹤。
通過維持我們生活和工作環境所必須的能量流和物流，包括自然水、汙水流、電流、食物流、垃圾處理和玻璃等舊東西的再利用，我們會更加敏感和關註維持我們生命的系統。