蝴蝶效應:建築應如何應對全球性問題?四個原則的思考

Saint-Gobain Weber Hong-Kong

(與ArchDaily合作撰寫的文章)

在一個由城市主宰的世界裡,我們需要持續應對複雜的問題,如廢物的產生、水資源的短缺、自然災害、空氣污染,甚至包括疾病的傳播,因此不可能忽視人類活動對於環境的影響。氣候變化是當代面臨最嚴峻的挑戰之一,同時它也非常緊急,需要我們至少能找到辦法減緩它的進程。為此,我們的生產、消費和施工建設習慣必須改變,否則,氣候變化和環境惡化將會繼續降低我們和子孫後代的生活質量,減少我們的壽命。儘管看起來無形又遙遠,但各種能源效率低下和浪費問題其實比我們想像的要近得多,它們就存在於我們每天使用的建築物中。對於建築師來說,這個問題又被進一步放大,因為我們每天都要進行設計決策和材料選取。換句話說,我們的決定真的對全球都有影響。那麼,該怎樣通過設計為我們的世界創造一個更加健康的未來呢?

在工業化國家裡,40%的能耗由建築產生,這些建築大多需要供暖或供冷。很多能量之所以被浪費掉,是因為建設項目的效率低下,沒有很好地適應環境、氣候或當地狀況。人口預測顯示,到2050年,世界上70%的人口都會住在城市裡。特大城市將主要在非洲、亞洲進一步發展、增多,帶來巨大的土地變化和新的建造形式,改變人們對於城市和居住的設想。與此同時,已經高度城市化的地區則應聚焦於規劃的改革和活化

我們要面臨的最大挑戰,是要保證新建和翻新的建築,小到住屋,大到公共設施和基礎設施,都要給環境帶來更小的影響,消耗更少的能量和資源,產生更少的污染和廢物,並能保持原有的安全和舒適。因此,建築師們必須確保居住者的健康,要滿足熱量、視覺、聲音和室內空氣的要求。正如我們都聽過和讀過的,“行動應對當地,但思考應對全球”,這一思想對於每一個為緩和氣候變化貢獻自己力量的人來說,變得越來越重要。作為建築師,什麼才是我們應對人類面臨的這些重要問題的主要行動準則呢?

原則1:為使用者带来舒適和健康

我們的生活大部分時間都是在室內度過的,當舒適性達不到要求時,它們就會大大影響我們的健康和情緒。我們都沒辦法在閃爍的燈光下專注,或在整晚嘈雜的噪音中入睡。多元舒適性概念是由聖戈班(Saint-Gobain)提出的,一項涵蓋方方面面的綜合大綱,有助於提高住宅和第三產業建築的生活舒適度。正如看上去那樣基本,空間必須能讓居住者正常地感覺、看、聽、呼吸,而不會遇到什麼太大的問題。因此,我們很有必要保證這些舒適條件,並把相關的設計決策和材料選取作為重要的考慮因素。

 

  • 感覺:不能太熱也不能太冷。對於我們來說,想要舒適地生活並進行日常活動,所處的環境必須保持熱舒適,且不受外界溫度影響。這種舒適度取決於溫度、濕度和通風狀況等因素。瞭解周圍環境的氣候行為是十分重要的,只有這樣我們才能確定(通過玻璃和敞開口)接受陽光的平衡,封閉與通風的平衡,還有熱絕緣和熱慣性的平衡。同時,想要確定建築是否需要避免散熱或減少吸熱,來讓供冷或供暖系統達到足夠的能源利用效率,瞭解氣候環境也是必不可少的。
  • 看:視覺舒適這一概念指我們是否有能力控制周圍的亮度級。人類的眼睛總是在不斷地適應周圍的亮度,因此,太弱或太強的光照都會造成視覺不適,就好像突然的光線變化或高對比度的環境會給我們帶來壓力,使我們疲倦。相較於人工光,自然光對於人眼來說更好適應,這也是為什麼自然光總是讓我們感覺更加舒適。已有一些文章指出,模仿自然光亮度級和色溫的人工光,或多或少有益於我們的健康。從牆壁的顏色,到各種日用品的技術,種種事物都可以為空間帶來積極的影響
  • 聽:研究指出,經過良好聲學設計的辦公或學校環境能提升人們的專注度,讓人更好地交談。聽覺舒適意味著減少內部和外部的噪音,並讓每個空間都滿足合適的聲學條件。想要達到這一效果,我們可以使用隔絕外部噪音的材料,並通過計算達到內表面吸收和反射聲音的平衡,以減少內部混響。
  •    呼吸:室內空間質量是指與空間佔有率及活動類型相匹配的新鮮空氣供給量。在以前,好的空氣質量指沒有影響人們健康的污染物,但在今天,有更多評估室內空氣質量的參數出現了,如:不能有惡臭氣味,不能有感官刺激,不能造成充血(頭痛和疲憊感)。指定合適的產品來創造良好的室內空氣質量,是指考慮使用不會釋放甲醛等揮發性化合物 (VOCs) 的材料,指定高性能的膜、床、門以達到更好的密閉性,使用有助於提高通風系統性能的產品來使空氣良好地循環。

原則2:做一个環保行動者

要記住,一個項目裡的所有決定,不論是否涉及安裝、尺寸、朝向、設施或材料,它們合在一起都會對一個建築的生態足跡產生影響,不只在建設過程中,而且在建築的整個使用過程中都有影響。對於不同種類的建築、氣候、功能或預算,這些要求會不大相同。除此之外,它們還包括物料運輸的環境成本。將有關於此的清晰可信的信息傳遞給空間的最終使用者十分重要,他們在未來大大小小的項目決策中有更多發言權。其實並沒有什麼萬能魔法或材料配比能直接實現可持續性——只有對應特定地區、時刻和實際狀況而言的較好解決辦法。

原則3:提升專業上和建設上的生產力

土木工程曾被認為是低技術的,總是傾向于生產大量廢料。但是逐漸地,技術的運用開始提供更好的控制、更高的精確性、重複工序的自動化,旨在提升建設工地的生產率。

模塊化和預製化方案的發展逐漸讓建造過程更快、更智能。這也意味著整個建築生命週期的合理性和可適應性提升了。比如,在使用標準化和模塊化建設系統的條件下,一個房子能很容易地擴展,以在它的使用週期內適應居住者的需求。同時,建設工地上的工作也變得更像是裝配而不是建造了。在發達國家裡,這些方案顯得尤為重要,因為預製和異地生產能夠解決勞動力短缺的問題。規劃管控,對模塊化或預製化方案的認知,以及向開發人員明確指出它們的好處(儘管投標時收益不一定能體現在錢上),這些都是需要克服的挑戰。唯有克服了我們才能讓那些新方法滲入建造過程中,提升生產率。此外,將新技術集成到建築物中,例如家庭自動化,也是我們需要考慮的事情。

3D打印也正在建築生產領域得到廣泛認同,而且以後會變得越來越重要,尤其在用低環境成本建造複雜的或有創意的項目時。BIM(建築信息模型)已經成為建築領域耳熟能詳的縮寫詞了。通過不同的BIM軟件,我們能建出一個或多個精准的數字化虛擬模型用於建造,還能更好地控制總成本和材料的能源效率。這一技術體現出對項目整個使用週期的支持,甚至包括建成後或拆除階段。

 

原則4:欣然接受設计和建造的自動化

將虛擬的建築方案與現實的建造場地相聯繫,提升效率和準確性,減少誤差,節約時間、資金和資源,這些都是將更多技術帶入如此難以變革的領域的主要目標。

例如,虛擬現實創造了獨立于現實世界之外的全新環境,而增強現實則擁有能和現有元素交互的虛擬元素。大數據、機器人和無人機、家庭自動化和重複性設計流程等術語和技術將很快融入我們的日常生活中,進一步改善建築工作流程,提升整個項目及建造的質量。所謂的工業4.0遠不止技術的融合。通信傳感器、工業物聯網(IIoT)和智能數據都會使生產過程變得更加智能和靈活,因為它們能通過機器不斷地實時交流和交換信息,並在這一過程中學習。

這一即將到來的變革迫使我們重新思考工作和組織工作的方式:轉向BIM方法的學習可能是首選的第一步。這麼做的好處包括,能節約資源,降低成本,並提升產品質量。更好的是,製造商現在可以利用其數據來滿足客戶的期望,並實時適應以滿足他們的需求

在決策和行動中保持平衡,保有常識,大概是應對世界帶來的巨大挑戰和變化的最好方法了。此外,就像騎單車一樣,向前走才更容易保持平衡。這意味著,我們要保持警惕,要明白這個專業、這個產業以及所有相關技術,是怎樣時刻變化著的。辨別種種要素,並把它們完美地結合起來,達到整體的舒適(“感覺,看,聽,呼吸”),這些理念已經把我們帶上正確的路,好讓我們應對接下來幾十年的巨大挑戰。如果所有建築師都能看到這一機會,並欣然接受新技術帶來的新工具,那麼我們個體的努力加起來,就會給整個世界帶來實質上的影響。