绿色建筑景观生态设计原理与案例(1)
关键词:生态设计，景观设计，城市设计，生态城市可持续景观
20世纪60-70年代，雷切尔·卡森的《寂静的春天》将人们从工业时代的富足梦想中唤醒。林恩·怀特揭示了环境危机的根源来自于西方文化的根基，即“创世纪”本身，而加勒特·哈丁的《公共资源的悲剧》则揭示了资源枯竭来自于人类的本性和资本主义经济的本性。多内拉·梅多斯计算了地球资源的极限，警告了人类生存的危机。这些都导致设计师从对美和形式以及优越文化的陶醉中关注自然，转而关注其他文化中人与自然的关系。设计者开始明白，用植物代替人工筑坝可以更有效地防治水土流失，用微生物代替化学物质可以更持久地保持水体清洁；太阳能比核裂变更安全；淤泥护坡比水泥护坡更经济耐用；自然风比人工空调更健康。这是对自然和文化的新认识。在这样的背景下，在麦克哈格的《与自然的设计》(1969)中应运而生，也产生了更广泛意义上的生态设计，包括建筑的生态设计、景观与城市的生态设计、工业与技术的生态设计等等。本文将集中探讨景观与城市生态设计。
景观和城市的生态设计反映了人类的一个新梦想，这一梦想随着工业化的进程和后工业时代的到来而日益清晰，从社会主义运动先驱欧文的新和谐工业村，到霍华德的田园城市和生态城(eco-city，eco-community)和可持续社区(Walter，Arkin，et。阿伯利，1994；注册，1994；玫瑰园，1997；王如松，1988；黄，杨东远，2001；宋永长等人，1999；黄光裕，陈勇，1997；沈清基，2000；李团生史铁茂，1998；王军等待，1999；欧阳王志云如松，1995；宗，1999)。这个梦想是自然与文化、设计环境与生活环境、美的形式与生态功能的真正而全面的融合。它将使公园不再是一个孤立城市的特定土地，而是融进千家万户。它应该让自然参与设计；让自然的过程伴随每个人的日常生活；让人们重新感知、体验和关心自然过程和自然设计。
1，关于生态设计
“设计”是有意识地塑造物质、能量和过程，以满足预期的需求或欲望。设计是通过物质能量流动和土地利用将自然和文化联系起来。根据Sim Van der Ryn和Stuart Cown(1996，p18)的定义，任何与生态过程相协调，并使其对环境的破坏最小化的设计形式都称为生态设计。这种协调意味着设计尊重物种多样性，最少剥夺资源，保持营养和水循环，保持植物栖息地和动物栖息地的质量，从而有助于改善人类和生态系统的健康。
生态设计不是某个专业或学科所独有的，而是一种与自然互动协调的方式，它的范围很广，包括建筑师对其设计和材料选择的考虑；水利工程师对防洪方法的再认识:工业产品设计师节约使用有害物质:工业过程设计师对节能减排的思考。生态设计为我们提供了一个统一的框架，帮助我们重新审视景观、城市和建筑的设计，以及人们的日常生活方式和行为。简单地说，生态设计是对自然过程的有效适应和组合，它需要全面衡量设计方法对环境的影响。对于每一个设计，我们都需要问:是改善还是恢复生活世界有利还是破坏生活世界有利？是为了保护相关的生态结构和过程？还是对他们有害？
如果我们把景观设计理解为对任何与人类利用户外空间和土地有关的问题进行分析，提出解决问题的方案，并监督这个方案的实施过程(牛顿，1971)，那么景观设计师的职责就是帮助人类使人、建筑、社区、城市和人类生活与地球和谐相处(西蒙斯，2000)。那么，景观设计本质上应该是土地和室外空间的生态设计，生态原则是景观建筑学的核心。从更深的意义上来说，景观设计是对人类生态系统的设计(Lyle，1985)。是自然力有限帮助下的最小化设计，是基于自然系统自我有机更新能力的再生性设计(Lyle，1994，p10)，即改变现有的线性物流和能量流的输入和输出模式，建立源头、消费中心和汇点之间的循环过程。它创造的景观是一种可持续的景观(Thayer，1989，1993)。但就目前中国的景观设计现状而言，无论是五一、十一的花坛，还是景观大道、城市广场，无论是乡村“自然公园”，还是城市新水系的改造；从普通的居住区绿地设计到所谓的“花园城市”和“山水城市的建设”，人们看到的是非生态化的设计导致不可持续的景观创造(于，纪清平，2000；于，2001)。因此，有必要了解生态设计的原则，以指导正确的景观设计。
2、生态设计的原则
以下以Sim Van der Ryn和Stusrt Cowan(1996)提出的生态设计原则为基础，结合John Lyle提出的人类生态系统设计和再生设计原则、Robert Thayer提出的可持续景观和视觉生态原则、生态城市原则，并进一步结合当前国际景观和城市设计趋势，系统阐述了景观和城市生态设计的几个基本原则。
原则之一:局部性
换句话说，设计应该植根于它的位置。对于任何设计问题，设计师首先要考虑的问题是，我们在哪里？大自然允许我们做什么？大自然能帮助我们做什么？我们常常惊叹中国的农村布局和桃花源一样漂亮的房子。其实大部分都不是设计师的创作，而是当地人在对场所的长期体验和对自然的深刻理解的基础上，与自然过程相和谐的创意设计。这个原理可以从以下几个方面来理解:
第一，尊重传统文化和当地知识:当地人的经验，他们依靠自己的生活环境获得日常生活的所有需求，包括水、食物、住所、能源、药物和精神寄托。他生活空间里的一草一木一水一石都是有意义的，都被赋予了神灵。他们对环境的认识和理解是场所经验的有机衍生和积累。所以，一个适合一个地方的生态设计，首先要考虑当地人或传统文化给予的启发，这是一个关于天地人神关系的设计。比如在云南哀牢山，时代生活在这里的哈尼族选择居住在海拔1500-2000米左右的山坡上，这里冬无严寒，夏无酷暑，最适合居住；村子上方是神圣的龙山，丛林密布，云雾缭绕。村子下面是梯田。丛林中保存的水源漫长而流动，供村民日常生活使用。水流过村庄，携带大连牲畜粪便自行灌溉梯田。山区丰富多样的动植物具有独特的医疗功能。所以山林是整个栖息地生态系统的生命之源，所以被视为神圣。哈尼梯田文化之美，正是因为它是基于场地体验的生态设计之美。皖南的村落，如宏村，也可以看到同样的生态设计体验(余，1992)。
第二，适应场所的自然过程:现代人的需求可能和历场所的人不一样。因此，为场所而设计并不意味着模仿和拘泥于传统的形式。生态设计告诉我们，新的设计形式还是应该以场所的自然过程为基础，以场所中的阳光、地形、水、风、土壤、植被、能量为能量。设计的过程就是将这些具有场地特征的自然因素融入到设计中，从而维持场地的健康和设计本身的健康。
第三，当地材料的使用:本地植物和建筑材料是生态设计的一个重要方面。乡土物种不仅最适合当地生长，而且管理维护成本最低。由于本土物种的消失，它已成为当代最重要的环境问题。因此，保护和利用乡土物种也是时代对景观设计师的伦理要求。
原则2:保护和节约自然资本。
地球上的自然资源可分为可再生资源(如水、森林和动物)和不可再生资源(如石油和煤炭)。为了实现人类生存环境的可持续性，必须保护和节约使用不可再生资源。即使是可再生资源，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，而不是杀鸡取卵。因此，对于自然生态系统的物流和能量流动，生态设计强调四种解决方案:
第一，保护。保护不可再生资源，作为自然遗产，除非绝对必要，否则不应使用。在东西方文化中，都有保护资源的优秀传统值得学习。他们经常以宗教戒律和图腾的形式保护特殊资源(余1992)。在大规模的城市发展过程中，保护特殊的自然景观要素或生态系统尤为重要，如保护城市和郊区的湿地，保护自然水系和森林。
第二，减少。尽量减少能源、土地、水和生物资源的使用，提高效率。如果在设计中合理利用光线、风水等自然过程，可以大大减少能源的使用。新技术的采用往往可以将能源和资源的消耗降低许多倍。甚至有学者基于现有的技术，认为人类可以用两倍的能源和资源消耗获得比现在高一倍的生活水平，即所谓的因子四(Von Weizsacker et al .，1997)。就有可能实现地球的可持续发展目标。为此，一批有影响的学者和社会活动家在1994(见冯·魏茨泽克等人，1997)成立了世界“十倍俱乐部”。即使在城市绿化中以不同的方式种植物种和植物，如林地取代草坪，乡土树种取代外来园艺品种，也可以大大节省能源和资源消耗，包括减少灌溉用水，少用或不用化肥和除草剂，并能够自我繁殖。不考虑维护问题的城市绿化，再漂亮也可以是非生态工程。
第三，重用。利用废弃的土地和原始材料，包括植被、土壤和砖石，来服务于新的功能，可以大大节省资源和能源的消耗。比如在城市更新过程中，关闭废弃的工厂经过生态修复后可以成为市民的休闲场所，这已经成为发达国家城市景观设计的大趋势。早在1971，景观设计师理查德·哈格就提出利用西雅图的煤气厂遗址建造市民休闲公园，并于1975开放(见弗兰克尔和约翰逊)类似的例子还有德国景观设计师彼得·拉茨设计的埃姆舍尔景观公园(见布朗B.J .，2001)，该公园于1991设计，于65438+开放公园占地230公顷，位于德国钢铁重镇Ruhgebiet。该设计充分利用原有工厂设施，进行生态修复，讲述了一个在绿色包围中的辉煌工业帝国的故事。中国广东省中山市也在这方面进行了大胆探索。粤东的一个造船厂，建于上世纪五六十年代，并没有为了房地产开发而完全拆除平整，而是利用现有的榕树、厂房和机器，设计成一个开放的市民休闲场所。在这里，古树诉说着这片遗址的历史，工厂和机器深深地印下了这座城市的记忆。
第四，回收。在自然系统中，物质和能量的流动是由“源-消耗中心-汇”组成的闭环循环流动，所以自然界不存在浪费。在现代城市生态系统中，这种一等是单向的，不是封闭的。所以，人们在消费和生产的同时，产生了垃圾和废物，于是就有了水、大气、土壤的污染。
土地资源是不可再生的，但是土地的利用方式和性质是可以再生的。从原野、农村、高密度城市，到花园郊区、边缘城市、高科技园区，随着城市景观的演替，地球上一寸土地的属性都在发生着深刻的变化(余，2000，2001)。曾经高密度中心城区的大面积铺装，迟早要重新建立。
工业的生态设计要求工业生产过程的封闭性，一条封闭的生产工艺线可以实现两个生态目标。一是变废为宝，替代对原始自然材料的需求；第二，避免将废物变成污染物。
基于这一理念，Lyle等人(1994，p10)提出了再生设计理论，即将当前的线性流动替换为“源-消费中心-汇”的循环系统，形成再生系统，使上一个过程中的汇成为下一个过程中的源。根据Lyle的经验，设计中有十二种策略来实现再生系统:
1.让自然做功；
2.师法自然，以自然为背景；
3.融合而不是孤立；
4.满足或更好地满足多功能需求，而不是单一功能或最低要求；
5.适当追求技术为目的，不过度追求高科技；
6.用信息代替物料和产能消耗；
7.提供多种解决方案；
8.寻求用同样的方法解决许多不同的问题，而不是专注于事情本身；
9.将存储(包括资源、能源和废物)的管理作为关键因素；
10.创造环境形态，引导功能流程；
11.创建环境的形状以识别过程；
12.可持续性优先。
正如不考虑经济预算就没有可实施的设计一样，不考虑生态成本，包括资源的消耗、污染的产生和栖息地的丧失，就没有可实施的生态设计。
生态核算方法主要包括:
一种是生命周期分析法。
城市空地里的一件户外家具，可能是东北长白山的红松做的。运到广东某地加工后，再运到北京，放置在场馆内。磨损后会变成垃圾，进入处理场。这整个过程包含了材料、水、能源和土地的消耗，也就是说，在设计中应该考虑这种家具的生态成本。一把简单的花园椅，其实关系到河流的水质，森林的状态，山脉的水土流失程度。通过对整个产品生命周期的环境影响的调查，我们可以对设计和使用的产品进行生态评价。我们需要了解产品的生产过程，以决定它们是否经济、浪费、有毒或对物质和能量无害。生态设计要求我们探索所有我们使用的东西。牺牲去生产它们意味着什么？他们的创造会给人、动物、自然带来什么危害？
第二，能量流和物流跟踪。
通过维持我们生活和工作环境所必须的能量流和物流，包括自然水、污水流、电流、食物流、垃圾处理和玻璃等旧东西的再利用，我们会更加敏感和关注维持我们生命的系统。