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刘加平院士:新地域绿色建筑

时间:2023-03-22     作者:seven     来源:当代建筑     阅读:154555

大咖观点: 在学习西方国家先进技术的同时,我们应保持充分的文化自信,中国建筑的发展仍充满机遇,应走出自己的新地域绿色建筑之路。

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刘加平

中国工程院院士

西安建筑科技大学建筑学院名誉院长

西安建筑科技大学设计研究总院有限公司院长

西部绿色建筑国家重点实验室主任

编者按:

绿色、地域等先进理念融入建筑是全球建筑行业发展共同面临的问题。刘加平院士认为在学习西方国家先进技术的同时,我们应保持充分的文化自信,中国建筑的发展仍充满机遇,应走出自己的新地域绿色建筑之路,并为我们描绘了未来建筑行业的现代技术与地域人文高度融合、绿色理念全社会普及的场景。

CA:您曾经说“所有建筑走向绿色是历史的必然”,那么在相对落后的西部地区,我们对于绿色建筑的态度应该是什么样的?是自由发展,还是向先进地区学习? 

刘加平谈到绿色建筑,一定要了解人类社会从传统农耕文明向工业文明、技术发展过渡的阶段。在农耕时代,人类通过手工劳动改造自然,对资源消耗的总量不断增加,固体污染物、污气、污水等随意排放,都在自然界容量的范围内,很快就能被消解。但进入工业文明以后,工业对煤、天然气、石油等不可再生资源的消耗巨大,本来人类应在工业文明的发展下创造自己美好的生活空间,结果排放的这些废气、废水、固体垃圾、废热,噪声、电磁污染物等对地域环境造成了巨大压力。这就需要所有的建筑物回归农耕文明时期的状态,所有资源的消耗,以及排放的固态、气态、液态,甚至电磁形态的污染物都要尽可能减少。所以,绿色建筑的根本属性,用现在放大的概念来看,就是宜居、健康、低排放。不论是东部地区,还是西部地区,不论是高等级建筑,还是低等级建筑,都得是绿色的,这也是历史发展的必然。

如果说推行绿色建筑就是推行绿色建筑技术,那么经济发达的地方就容易实现,欠发达地方就不容易实现,中国西部地区就要更困难一些。但是如果我们向农耕时代的传统建筑学习,建筑师在做绿色建筑方案的时候减少绿色建筑技术的用量,成本自然而然就会降下来。所以,我认为西部地区应该走自己的路。当设计师在一个地区设计的一个建筑,能够与这个地区的气候、太阳辐射、当地材料,甚至当地人的生活方式及需求都融合在一起,那么该绿色建筑一定是地域性的,它的风貌不同,甚至当地人的成本也不会很高,我们把它叫“新地域绿色建筑”。

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1 建筑属性与需求层级理论

我们现在面临的问题就是现代建筑教育都是城镇建筑设计教育,尽管绿色建筑的研究和成功案例很多,但其还没有融入规范中,当然也没有融入教材之中,毕业生不太会做绿色建筑设计。可以设想一个场景,当我们的每一部教材都融入建筑的地域性——地域的气候、辐射、材料、经济水平、文化、人们的传统习惯等培养的建筑师将来设计出来的就是地域性建筑,而且一定是绿色的。

CA:我们经常将地域建筑与绿色建筑相提并论,也有地域绿色建筑的提法。您认为地域、文化与绿色在建筑上是如何关联到一起的?他们之间存在必然的联系吗?

刘加平这两个概念是两个维度的问题。现在我们谈到绿色建筑概念的扩张,涉及两个问题——第一是住户健康、宜居的问题,第二是资源的消耗和污染物排放问题,这些都是可定量的技术指标问题。当然,地域的气候、太阳辐射等也反映为建筑的技术性能指标。所以,建筑的绿色和地域性有关联,但不是一回事情。

地域性除了包括自然的这些要素,还有人文要素,如民族、宗教,甚至人们长期以来形成的生活方式。这里涉及一个概念——建筑文化,是指人们对建筑的需求和人们行为方式的组合,喜欢什么样的建筑就会产生这样的建筑,我把这种现象叫作建筑文化现象。所以地域建筑,还包含人文社会要素和文化要素,比绿色建筑概念更宽泛。绿色建筑最早强调的是建筑与自然的关系,后来扩展到建筑与住户的关系,强调健康、宜居,但尚未涉及文化要素。

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2 银川草砖房实景 

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3 银川草砖房效果图

CA:2021年,您在《开讲啦》节目中展示了三个极具代表性的房子,与如今媒体乐于宣传的“网红”“漂亮”的房子显然是不一样的,“绿色”是您想强调传达的主要观点吗?

刘加平:我认为这些建筑都是一种存在。社会发展到今天,“网红”建筑也是一种建筑,代表一种社会思潮,当今社会允许我们这种设计老派的、绿色的、尊重自然的建筑的一类人存在,也允许这些设计“网红”风格建筑的人存在,这样社会才更具有多元性和现代意义,这也是一种文化的多元性表达,它们都有存在的道理。但是绿色建筑是永恒的,因为一个资源消耗少、排放污染少且耐久的建筑,会越来越受到人们的喜欢。

我展示的这三种房子代表气候完全不一样的三个地域。窑洞这种房子,先天环境就是年温差、日温差大,所以需要厚重的材料。岛礁上的房子特别有意思,前些天有专家提问,这个南沙群岛的建筑,与同属热带气候区的菲律宾、海南岛有什么区别?我说最大的区别就是所有陆地建筑都在一个大能源系统下运行,而这个地方是孤立的一个岛礁,建筑没有这些系统,都要靠自给。通常建筑的运行方式是燃烧能源,如果我们用绿色技术调节建筑,把温度调低一点,湿度除去一点,那么这种建筑热环境调节用能量就很小,且一年四季都可用。如果用太阳能光伏系统驱动它,它就成为一个自身零能耗运行的建筑,这跟窑洞是完全不一样的。采用同一种设计方法设计不同地域的建筑,从运行角度来看是不合适的。

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4 新型窑洞建筑设计原理图 

CA:您那些为农民建设的房子,与我们常见的、获得国际认证的都市豪华办公楼,都叫“绿色建筑”,它们在性能和指标上的差异应该是存在的,怎么理解这种现象?

刘加平这里涉及一个问题,为什么这些高等级的绿色建筑都是豪华建筑?西方国家再发达,再先进,也是帝国主义心态,文化侵略是他们的本能。在中国推行绿色建筑的过程中,我们引进的一些国外绿色技术,如地源热泵、空气热泵等,在中国发展得很好。同时,有一批西方理念进入中国,它没有任何实质性的技术进步,如LEED标准,被动房、主动房标准等,但要贴这些标签是很昂贵的,像LEED的高级别的标签,没有百万人民币评级费用是不给的,所以只有这些豪华的建筑才有机会得到国际认证。特别奇怪的是,我们越觉得这个建筑能耗高,它的星级反而越高。例如:上海中心大厦这类摩天楼,仅物资运输、垃圾排放的消耗成本就要高于其他建筑,怎么可能得到最高的绿色建筑铂金级认证呢?因为交费了,这是帝国主义的文化侵略,交钱贴人家的符号。我们在四川省给灾区农民建设一个房子,每平方米两三百元,LEED是不会认证的,因为他们不会做不赚取利润的事情。实际上无论以单位面积还是人均计算,这些房子的资源消耗、能源消耗、污染物排放量远要比那些豪华建筑低得多。

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6 四川轻钢竹木房

这恰好是一个悖论,绿色建筑是公益事业,如果没有这些有钱的企业家来推行就没有人推行,贫困的低收入工薪阶层也没有经济实力推广。但这些资本、企业集团以盈利为目的,对资源的消耗成本、污染物排放治理成本根本不在乎,所以就会出现这种现象,明明单位面积的资源消耗、污染物排放量都很高,但它整体是绿色建筑。我相信,这样的现象很快会过去,绿色建筑发展到今天,我一直认为还处于一个中间阶段。随着经济的持续发展,绿色建筑将全面普及,未来全社会都会认为建筑应该绿色的,所有技术法规都是绿色标准。

CA:您觉得未来建筑师应该具备哪些素质?您所在的西安建筑科技大学建筑学院是如何培养未来建筑人才的?

刘加平西方建筑都有过这么一个过程:过去富人住好建筑,老百姓没有建筑可用,现在人人有住房,全社会普及建筑。美国在一百年前就经历过,日本大概在七八十年前经历这一阶段。中国在过去的四十年建设了650亿平方米的房子,比美国与日本两国建设的总量还多。当前,城镇化进程放缓,我们面临两个新问题:其一是新建建筑体量变小,市场萎缩;其二是之前快速建设的房子品质与性能需要提升,绿色建筑、城市更新等需求加大。这两个问题给现有大量的建筑师和建筑从业者带来激烈变革,也倒逼建筑教育改革。

首先,我们要认清专业与学科的区别,从本科阶段基础教学开始,明确专业型与学术型两类人才的培养目标。专业型人才培养着重培养学生的建筑设计能力,设置 4 年工学学士学位或者“4+1”建筑学学士学位,学生再经过2~3年的职业教育,获得建筑学专业硕士学位。学术型人才培养包括建筑理论和建筑技术科学方向的培养,将绿色、地域等先进理论、方法、技术,以及优秀传统文化,融入现代建筑设计和建筑教育,形成新地域建筑理论。这就要求学校在本科阶段夯实学生的设计方法和工程应用基础,在研究生阶段区分职业应用和学术研究两类人才培养路径,既要有专业硕士、博士学位,也要有学术硕士、博士学位。

现在已经到了建筑教育必须改变的时刻,西安建筑科技大学在这方面起到了引领作用。西方建筑教育虽然关注发展中国家不同地区的特殊性,但在绿色、地域等理念融入设计原理与方法方面仍不完善,这为中国建筑教育发展,以及走出自己的特色道路提供了机遇。 

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7 西安建筑科技大学绿色建筑示范中心

CA:您从事建筑研究40余年,相比较国外,您认为我国建筑行业当前发展阶段存在哪些问题?建筑学人需要从哪些方面做好应对? 

刘加平从各个行业的科学技术水平来看,西方国家都领先我们,但在建筑设计与建造上,西方国家并没有高于我们,总体上仍然以手工业为主,还处于从近现代建筑向现代建筑发展的阶段。当然,西方国家有不少先进的个体,他们文化、空间认知的修养都很高,设计出来的房子很好。我认为公共建筑里设计好的是大兴国际机场,其基于最短步行距离实现的高效运行,并能综合考虑建筑空间、建筑形式、服务功能等方面,机场内的使用者和工作人员体验舒服,但它仍缺少革命性的突破。我认为,如果建筑能发展到每个地方的房子都有自己的特色,而且与地域高度契合,同时还是工业化的、现代化的,属于这个时代的,才算实现革命性的突破。 

中国还有几亿农民,农村建筑显然不能采用城镇建筑建设的方法。哪一家的民房会让建筑师去做?如果建筑师去做,标准是什么?乡村建设不是个人创作,创作最重要的是约束。我夸赞大兴国际机场正是因为它功能极其复杂,且约束条件极多。中国建筑还面临一个问题,就是需要细分不同地域自然条件下的建筑设计标准,而非通用标准。例如:日照两小时指标,直接决定了城市规划形态和容积率;南方地区的建筑防热标准,如果对屋顶、门、窗以外的外墙也能提出遮阳指标,建筑立面将发生巨大的变化。这些都可以让整个城市风貌焕然一新。所以说,所有建筑都应该有地域风貌,而且这种风貌能跟历史性、气候适应性和自然环境适应性相对应,这也是我的建筑观。 

西方并没有做到这一点,这个机会将留给中国,留给中国的建筑学人和建筑师。建筑行业学无止境,我们要多在建筑中关注人的舒适性、便利性、健康情况,以及社会关系,提升设计的内涵。建筑行业永无止境。尽管建筑市场萎缩,但中国的新型城镇化建设、乡村振兴才刚刚开始,遍地美丽房子的中国虽遥远,但可预见。特别是青年一辈,要把握住这个机遇,建筑行业不仅是谋生的职业,也是实现抱负和人生价值的理想行业。

后记 :

刘加平院士为代表的西安建筑科技大学五代学人深耕西部,关注极端气候、脆弱生态与弱势群体的需求,发展形成了西部绿色建筑、建筑文化遗产保护、地域建筑创作、福祉建筑等特色方向,并从丰厚的研究、实践与教学成果中积本求原,推动建筑教育革新。相信刘院士所描绘的可预见的未来,将通过全行业当下的努力而早日到来。

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