副刊

筑一个永续发展的建筑

常听闻建筑设计界不断地在提倡永续发展设计概念,

这当然不是什么新词,



但仍然有不少人觉得这个词很抽象,

理不出一个头绪来。

若要真正理解永续发展设计的涵义,

没有任何解释比透过例子来了解更简单;

简而言之,



就是为人类、为社区、为环境、

为未来而策划的建筑设计概念。

永续未来的建筑设计

一个建筑物的外观固然重要,但若少了对社会的贡献,那只是虚有其表。这里指的贡献并不是建筑物的用途,而是针对科技、环境、社会经济和文化问题作出的回应,这才是现今和未来世界面对的长期挑战;所以,建造业也需要一个真正能解决问题的永续发展计划。

今年迈入第5届的“LafargeHolcim”奖,早前公布了亚太区的得奖者名单。作为一个全球性的永续发展设计竞赛,从创办至今已有超过200个建筑设计项目获奖,且有超过一半的得奖项目已经竣工、即将完成或正在建造中。

今年亚太区的三甲得主将在2018年角逐全球“LafargeHolcim”奖项,届时又一个全球最佳的永续发展设计项目将由此诞生!

金奖:

白色兔子(White Rabbit)——被边缘化儿童之家

建筑师:艾佛奈斯提瓦里(Avneesh Tiwari)和奈哈菈内(Neha Rane)

所属建筑设计公司:印度孟买atArchitecture

预计建设期:2017年12月

菈内(右)和提瓦里夺得2017“LafargeHolcim亚太区域奖”金奖。

儿童之家
解决缺陷营造舒适

这一所儿童之家之所以取名为“白色兔子”,除了符合孩子爱蹦蹦跳跳的形象外,也是因为建筑外观真的就像一只兔子的轮廓。在这个以儿童为主的建设中,建筑师将其对俏皮设计的敏锐度,体现在整体建筑规模以及儿童感知上。

这座建筑可容纳30名儿童,所采用的永续发展设计可解决他们现有的建筑缺陷,如容易引发水灾和通风不良。该建设项目让受限制的地点获得重生,通过在建筑所在的后方空出通风空隙,让空气向上移动,并提供间接照明,可为孩子提供一个端庄和舒适的生活环境。

这是一栋3层楼建筑,整体空间的紧凑感及奇形怪状的建筑形式,通过一个中央垂直空隙发挥循环、光线和通风作用,实现了空间宽大的感觉。此外,该建筑项目涵括的被动式建筑技术、创新设计措施及可行的经济模式,皆已超出了社区永续性的基本准则。

正视图。该设计提出了一个新的趣味高度,透过不同的比例来顺应不同的人体测量需求。

自然光线减少能源负荷

建筑底层的中央供老年人进行社区活动、同时也充当托儿所、女性发展培训中心等。这个空间计划设计成向位于北边的中央庭院开放的阳台,部分空间则向另外3个方向的毗邻小路延伸,并以一楼隔层作为遮阴保护。

儿童起居室设于2楼,比起底层的空间开放,这个部分显得较为封闭,主要是为了提供孩子一个安全的个人环境。在南部的正面,将会安装一个可操作的垂直苗圃红陶百叶窗,东西两侧设为休闲范围,北侧则通向下方的中央庭院。中央庭院具有降温和提供自然光线的功用,有助于减少操作能源的负荷。

顶楼是一个储物空间、学习区和管理员寝室。它也可以避免孩子的起居室受到阳光的直接照射。

底层的社区中心。

东南西北精心设计

艾佛奈斯指出:“在建筑物外壳方面,不论是东南西北都经过精心设计。建筑物的北侧外墙是一道与相邻房屋共用的死墙,所以所有的设计都针对那道墙进行,尽可能利用剩余的外壳维持通风。设在南侧的苗圃具有为起居室缓解炎热的作用,而且种植在红陶百叶窗上的植物也容易生长,并可以维持良好状态。

“红陶百叶窗被设想为绿化的脚手架,不仅可以冷却室内温度,也可以借由绿物收成进展成一个小规模的商业模式。”

延伸另一个空间

菈内说,建于东西侧、由混凝土薄板制成的遮阳墙区域,将通过转换成游戏站、添置家具等用作私人休闲区,这为该中心增添了额外25平方米的可用面积。

“墙内建构材料是由定制的红陶空心砖块组成,有一部分墙则是用架子取代。这些红陶材料是由邻近贫民窟的红陶工厂制造,所以这个新的建筑系统有助于为当地工匠增加工作机会。这个建筑所采用的承重构件(如柱子、石板、楼梯等)皆是由混凝土面板制成,与其他建筑材料相比,这种材料可以免维护,并有助于消耗最少的建筑面积。”

他们以筏取代地基,创造额外的地下容积,以保留周边墙;该地下空间将用作容纳5万5000升的雨水收集池。通往一楼的庭院和楼梯融合在一起,形成一个具趣味性的台阶区,并作为社区空间的另一延伸。

银奖:

微型图书馆(Micro Library):学习中心

建筑师:弗洛利安(Florian Heinzelmann)和达丽娅娜(Daliana Suryawinata)

所属建筑设计公司:印尼万隆SHAU

预计建设期:2017年12月

轻质混凝土结构、绿色屋顶、苔藓天花板和人造草坪的结合,本身就呈现出一个“新自然”概念。公园的绿色表面延续到图书馆的所有水平表面,因此到访者可以在一系列开放式和半开放式的绿色空间进行阅读和社交活动。

微型图书馆
提升学习魅力

微型图书馆可让大众真正体验何谓小而大又多,吸引力不输于大型图书馆。

在2012年,弗洛利安和达丽娅娜发起了微型图书馆建设项目,其最大使命是为印尼和其他地区提供更具吸引力和可及性高的学习管道,以提升读写能力。

弗洛利安表示:“虽然印尼的经济预测颇为乐观,但目前的基础设施却不足以能够改善人类发展指数。比如,渴望学习的学生因缺乏设施而受阻、图书馆不受欢迎等。我们相信,拥有漂亮设计的图书馆可以提升图书馆的魅力和吸引力!”

着重工艺制造

与其将图书馆的地理位置设于市中心,何不让图书馆离家更近?在2016年,2间微型图书馆在万隆成立,目前还有4间正在计划中,其中一间是斐波那契微型图书馆(Fibonacci Micro library)。每间微型图书馆都拥有独特的设计,以适应每个社区和地点潜力的程序化需求。

在建造的初期,先要解决一个问题,即如何在一个简单、手工劳动的建筑环境中进行设计和建造?几经波折,他们找到了一个解决方案,与其注重“工厂制造”,倒不如强调“工艺制造”。

斐波那契微型图书馆在绿景公园之中作为一个城市废墟,其参数化设计及螺旋排列结构的同时融入,非常引人注目。很多人在第一眼无法相信这座雕塑是一间图书馆,直到他们走进去开始拿起一本书、选一个好地方来阅读时,图书馆才真正发挥其功用。

创造无缝绿色空间

这个建筑物的结构依赖于四列螺旋柱,其中央部分较小的封闭空间可用作储物室、洗手间和祈祷室;其余被覆盖的空间则完全向公园开放。

达丽娅娜指出,他们以标准化的建筑元素(肋骨结构),根据肋骨的数量、数目、螺旋空间的方向和布局,让建筑物高度、肋骨尺寸等产生设计变化。

重生城市废墟

在建材方面,他们采用的是喷射混凝土结构绝缘板。混凝土被喷射到包覆在金属网上的模芯里,形成一个轻量级建筑,可减少地基上的负荷,进而减少材料的使用。此外,现浇方式也解决了运送预制肋骨到建筑地点的后勤问题。

在此建设项目中,他们构想出一个新自然概念——绿色景观中建立一座现代城市废墟,以回归自然。在公园内建立一个可以从任何方向进出的全方位开放式建筑,等同向公众表示“无任欢迎”参观和探索,并增加室内空间的自然采光。

首两间微型图书馆已在万隆建成,其余4间正在计划中。每间都有独特的设计。

杜绝文盲新方案

“我们希望把这个建筑看作是一个完全一体化的结构,就像一座几乎被人遗忘的废墟被大自然回收一样。建筑的肋骨柱子被设计成更大的半径长度,以容纳多个规划空间。肋骨柱子将作为图书馆的综合书架。”

“从这个意义上来说,就是螺旋排列的肋骨是结构、功能要求和固定家具的混合体。建筑物的绿色屋顶、苔藓天花板和绿色地毯(人造草坪),主要是让公园的绿景得以延伸至图书馆,创造一个无缝绿色空间的体验。”

透过创造一个小型兼开放式阅读空间,且不重复每一个设计模式,该建设项目构建了一个杜绝文盲和定义社区的新方案。

弗洛利安(左)和达丽娅娜希望皆由设计漂亮的图书馆提升当地人的读写能力。
公园是BRAC大学的公共界面和心脏。坐落于城市湖泊位置,该大学的愿景是成为一个创新和永续发展的城市校园,并针对炎热、潮湿、季风气候作设计,同时也展现自然与建筑的完美结合。

铜奖:

漂浮大学(Floating university):建立跨社区的资源(BRAC)大学校园

建筑师:黄文森(译音)

所属建筑设计公司:新加坡WOHA

建设期:2016年7月

该建设的主要策略是通过让建筑漂浮在湖泊之上,创造两个不同的空间层次。

漂浮建筑物
与自然结合

位于孟加拉达卡的BRAC大学的使命是通过创造适应社会需求的高等教育,以促进国家的发展。有鉴于此,黄文森针对有关环境所做的设计可有利于学习发展和人际交往。

该项建筑设计达到了超高的境界,因为它为城市增加了建设和开放的空间。建筑地点是位于达卡的一个受污染沼泽地。在与该所非盈利大学合作下,建筑设计团队提出了在池塘上建立一个漂浮建筑物的想法。

整个大学校园就是一个社交互动空间,而不同规模和类型的社交空间可迎合不同团体的大小,提供最大的舒适度。建筑的某些部分专为引来习习凉风而设计,让清凉微风可以在团体聚集的空间轻轻吹佛,同时避免日晒雨淋。

首先,池塘先被修复成一个生物保留池。该建筑的整个地面层是向公众开放,而其上的建构也融入永续设计构思,并致力于提高校园的绿植覆盖面。

其建设策略包括:

●自然光与通风,对用户的课室环境直接进行控制;

●全民普及;

●从室内到室外:在没有密封和冷气机之下,仍能提供各种活动空间;

●拥有振奋人心、感官刺激以及与自然环境有着强大联系的景观;

●周遭全是社交互动空间,并与周围邻里融为一体。

把生物带回城市

达卡的快速城市化导致城市的水体、植被、野生动物和公共空间的迁移,造成了尘土飞扬的恶劣环境。新的校园旨在通过以下途径将失去的生物多样性带回城市:

●垂直花园(从地面至第3楼的大型台柱上,覆盖着植物)以及东西侧边缘堆积的花盆(形成内在的遮阳设备),借以吸引昆虫和其他动物,以改善空气质量。

●栽种能够吸引授粉蜜蜂的果树,形成鸟类栖息地,并生产水果供食用。

●善用流水为植物重建生态系统,形成支持生物多样性的栖息地。

●绿地面积占总面积127%。

黄文森设计了一座在湖泊上漂浮的大学建筑,其整体设计有着降低湖泊污染的作用。

冷却通风模式

黄文森指出:“校园内所有的有机垃圾都会做堆肥处理,以保持美好景观。该建筑根据舒适理论,采用7种冷却/通风模式以对建筑物的温度进行微调,并适应当地的气候,包括增强风体、升高空气速度、混合温度、机械通风及优化新鲜空气。”

不仅如此,该建筑外壳的遮阳板、种植表面和屋顶盖的精细热分区等优化系统可减少40%的冷却需求。拥有6900平方米的1600千瓦光伏屋顶遮阳棚贡献了18.5%的所需能源,与一般建筑物相比减少了58.5%。用于景观和洗手间的水体循环加上雨水收集,水的使用量可减少46.5%。

一楼平面图。

反应

 

优生活

洪水龙卷风高温频发 气候变化危及大马建筑

【大马建筑的灾难?】下篇

原文/图片提供|官友维(建筑病理学家)、Azlan Adnan教授(地震结构工程师)

报道整理/翻译|叶诗妮   

还记得2021年12月,热带低气压29W(注1)登陆东海岸,给整个西马半岛带来3天的倾盆大雨,造成的祸害?从此,马来西亚就与“水灾”脱离不了关系……!面对着极端气候变化、极热高温、极大风灾的情况,我国建筑物的承受力会有多强?

2021年是继2014至2015年之后最严重的一次洪灾,造成至少46人死亡5人失踪,超过7万人流离失所,全国人民记忆犹新,甚至还有政治人物称之为百年一遇的水灾。

根据气象局的观察,当时短短3天的时间里就达到了一个月的降雨量。暴雨成灾,让一直以来安逸的马来西亚人民和政府都措手不及,国内外批评政府面对灾情应对迟缓,救灾不力导致严重伤亡。

除了洪水灾害,马来西亚过去10年也发生了不少陆龙卷和水龙卷事件,最近的例子就在去年的10月,龙卷风突然席卷吉打茫郭邦谷(Manggol Bongor),导致村落10户家庭的屋顶被卷走。同年11月,吉打古邦巴素9天内两度刮起陆龙卷。

实际上,重大天灾并不仅仅是近几年才发生的,但是人们总是容易好了伤口忘了疼,将这些事件都整理成列表才能意识到严重性。

有史以来最热年份

根据世界气象组织和联合国减少灾害风险办公室最新发布的《2023年气候变迁报告》,海洋热量、海平面上升以及南极冰川消融的速度都已经打破记录,2023年也是有史以来最热的年份。

热浪、洪水、干旱、野火和迅速增强的热带气旋让数百万人的生活陷入困境,经济损失高达数十亿美元。

其实这些问题可以说是预料之中,因为两年前的同一份报告就已指出,比起过去5年,天灾的几率已经增加了5倍。

马来西亚显然已经不再是以往不受天灾影响的世外桃源,马来西亚人也应该开始有居安思危的观念。

缺乏政策逢雨成灾

天然灾害频发自然与全球暖化导致的极端天气脱不关系,但需要思考的是,马来西亚为什么始终没有从过去一次又一次惨痛的经验中吸取教训?直到2021年西马半岛影响8个州属和联邦直辖区发生大规模严重水灾的时候,政府都还在被国内外训斥应对的手法缓慢且拙略。

其实东海岸沿岸地区逢雨成灾的情况冰冻三尺,非一日之寒,政府都是等到灾害发生之后才来进行分发救援物资,而我们相信,为了避免悲剧一再重演,预防胜于治疗是千古不变的真理,制定完整的防洪计划刻不容缓。

国家永续发展研究学者伍玥莹认为,马来西亚逢雨成灾的其中一个原因是国内的发展项目都缺乏全面的政策指导和防灾规划,进而让我国多年来不断蒙受惨重的人命伤亡及财务损失。

她指出,许多大型的发展项目在设计排水系统时都只关注到自身范围的排水需求,忽略了对周边小河及小沟渠的影响,导致小流域的水文负荷过重。观察马来西亚现在的情况,除了精明隧道(Smart Tunnel)之外,许多防洪政策和基础设施项目都没有达到预期的效果。

过度砍伐土壤下沉

过去联合国为了解决全球性的气候灾难,在《巴黎协定》中要求世界各国合作将全球暖化的幅度控制在不可超过1.5摄氏度,并且在2050年实现碳排放清零。马来西亚作为其中一员自然也难辞其咎,随即发布了一份详细的国家能源转型路线图。

无可否认,这是非常重要的举措,但是在地化的预防和准备措施也非常重要,有鉴于马来西亚过去频频发生的洪灾和龙卷风灾害事件,我国应该认真考虑即将防洪投资作为促进经济成长、提升竞争力的催化剂。

非政府组织全球环境中心一直以来都不断敦促政府停止砍伐和改造计划,好让森林和泥炭地能够吸收降雨,减少洪峰,发挥保护马来西亚城市和村庄的作用。尤其过量的洪水会导致土壤沉降,降低土壤的承载能力,造成水土流失和图崩,影响建筑物的安全。

制定综合防洪都市计划

想要将整个国家的排水系统打掉重建,可想而之需要很长的一段时间,期间我们能够做到的就是让新的建筑具备抵御天灾的韧性,在我国建立起更多的“韧性建筑”。

对心理学家来说,“韧性”(Resilience)指的是人在面对逆境、创伤、悲剧、威胁或重大压力源后进行适应的过程。但对于建筑师和城市规划者来说,韧性建筑,指的是能够使城市在经历自然灾害中恢复,能够吸收、适应破坏的建筑。

虽然《1984年统一建筑附例》(UBBL)第84条明确规定,应该采取适当的措施来防止潮气和湿气渗入建筑物,但对于气候变迁相关的的规范却不是强制性的。

韧性建筑概念

实际上建筑设计师在学习的过程中的其中一项培训就是为建筑设计纳入长达50年内的气候变迁考量。

但这一点没有确实体现在马来西亚的建筑设计上,是法案跟不上时代,束缚力不足,也是建筑设计师缺乏主动也缺乏前瞻性。两者都难辞其咎。

想要在马来西亚实践韧性建筑的概念,还必须要考虑到马来西亚赤道国家而且近年来越来越热的天气,冷却屋顶、控制缝、雨水收集、隔热和高性能的防水系统都必须整合到建筑设计中。

以生活中的实际例子打个比方,在上文灾害事件中被掀翻的屋顶通常都是使用锌板,但是研究发现,现有的低层建筑屋顶只要风速超过89.1m/s,锌板就会隆起;中层建筑的屋(注:2)顶就需要额外的加固机制来帮助屋顶提高抵御强风的能力。

对于带有瓦片的倾斜式屋顶,瓦片则必须按按照BS5534的标准来铺设,才能确保屋顶能够防风挡雨。在一些洪水泛滥的黑区,像传统马来房屋那样的高架地板是最合适的选择,甚至可以考虑设计可移动的防洪闸门来避免洪水淹入家中。

高温气候有害建筑

当建筑吸收过多的热容量,建筑物外墙就容易出现裂缝。外墙和屋顶都应该优先选择具有较高反射率的浅色,不仅能够更好的散热,还有助于避免裂纹。此外,也应该使用能够防风挡雨的门窗,才能够保护开放的露台和走道。

除了采用浅色单层膜的屋顶,我们还可以考虑使用植被屋顶(部分或完全被植被覆盖的屋顶),以最大限度的防治建筑吸收储存多余的热能。与此同时,也应该避免使用双层比例,因为双层玻璃间隙中的热容量非常高。

相较之下,反射玻璃才是最适合马来西亚建筑的建材。

使用抵御变化建筑材料

其实早在疫情之后,马来西亚的建筑行业就面临严重的成本上涨问题,再加上气候因素,包括热浪、酸雨、强风、热到效应的影响,建筑结构出现更多裂痕导致渗漏,也加速退化。所以建筑行业迫切寻求更坚固、更能够抵御气候变迁的建筑材料。

而结构轻骨料混凝土(注2)同时具有成本的优势以及弹性建筑的特性,或有望成为建筑行业的救星。

注1:热带低气压29W:Tropical Depression,指动力和热力共同作用的产物,热带气旋吸收热带海洋储存的热量,并将其转化为狂风暴雨和滔天巨浪。29W是2021年太平洋台风季发生的其中一个热带气旋。12月13日形成,12月17日正式被联合台风警报中心评级为“中级”。

注2:结构轻骨料混凝土(SLWAC):这款建筑材料因为成本优势,自1930年代开始在北美洲、1960年代开始在欧洲、南非和澳洲的高层建筑中被广泛使用。除了成本优势,它也能够解决建筑物的重量和耐久性问题,因为它的强度与混凝土相当好,但是重量通常轻25-35%,还具有更好的隔热性能。

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