鋼筋水泥組成了城市的具體形態(tài)，是城市發(fā)展的重要組成部分。在倡導(dǎo)綠色低碳發(fā)展的今天，作為城市骨架的建筑應(yīng)該如何改變？建筑設(shè)計(jì)中是否有新技術(shù)可以改善城市生態(tài)環(huán)境？

2019年11月4日，上海交通大學(xué)-弗勞恩霍夫“城市生態(tài)發(fā)展”項(xiàng)目中心啟動(dòng)儀式暨學(xué)術(shù)論壇在上海設(shè)計(jì)中心召開(kāi)。中德兩方專(zhuān)家圍繞“智慧城市、綠色建筑、城市治理”展開(kāi)了討論。專(zhuān)家認(rèn)為，當(dāng)前的建筑技術(shù)開(kāi)發(fā)必須與氣候變化相結(jié)合，依托上海乃至長(zhǎng)三角地區(qū)建筑創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)的優(yōu)質(zhì)資源，國(guó)際合作有望推動(dòng)建筑設(shè)計(jì)理念在市場(chǎng)上的轉(zhuǎn)化與應(yīng)用，讓城市更加宜居。

上海交通大學(xué)-弗勞恩霍夫“城市生態(tài)發(fā)展”項(xiàng)目中心啟動(dòng)儀式暨學(xué)術(shù)論壇在上海設(shè)計(jì)中心召開(kāi)。

建筑理念與技術(shù)的市場(chǎng)化推廣能有效改善城市生態(tài)

德國(guó)弗勞恩霍夫（Fraunhofer）研究機(jī)構(gòu)是歐洲領(lǐng)先的應(yīng)用科學(xué)研究機(jī)構(gòu)，旗下有72家研究所、超過(guò)26600名科研人員，始終致力于新技術(shù)的開(kāi)發(fā)與技術(shù)的市場(chǎng)化推廣工作，成功打通了新技術(shù)進(jìn)入市場(chǎng)的多重障礙。世界工業(yè)領(lǐng)域甚至出現(xiàn)了“弗勞恩霍夫”模式，旨在將科學(xué)理論研究與理論應(yīng)用結(jié)合起來(lái)。

創(chuàng)新技術(shù)與理念的市場(chǎng)化對(duì)于城市生態(tài)的改善會(huì)起到怎樣的作用？弗勞恩霍夫建筑物理研究所的專(zhuān)家在學(xué)術(shù)論壇上給予了解答。Jonathan Keats是一名來(lái)自紐約的藝術(shù)家，在主題演講中，他介紹了在氣候變化的前提下用科技服務(wù)城市生態(tài)的邏輯。

“我們總是在利用其他物種的優(yōu)勢(shì)服務(wù)于我們的人類(lèi)社會(huì)，這種邏輯是否可以反過(guò)來(lái)，讓人類(lèi)社會(huì)的優(yōu)勢(shì)為其他物種提供便利，促進(jìn)人類(lèi)與自然的和諧共處？”Keats表示。日本的新干線(xiàn)列車(chē)曾因速度過(guò)快而在經(jīng)過(guò)隧道時(shí)發(fā)出巨大噪音，給周邊居民區(qū)造成了嚴(yán)重困擾。后來(lái)研究團(tuán)隊(duì)就應(yīng)用了仿生設(shè)計(jì)的理念，從翠鳥(niǎo)的嘴型找到靈感，對(duì)新干線(xiàn)的車(chē)頭進(jìn)行了改造，不僅改善了噪音情況，還在車(chē)速和電力消耗方面有了進(jìn)步。

Keats認(rèn)為，日本的新干線(xiàn)就是一個(gè)從設(shè)計(jì)理念到市場(chǎng)應(yīng)用的優(yōu)秀案例。秉持這一理念，Keats所在的團(tuán)隊(duì)正在著手研發(fā)幾種建筑模型，在建筑外殼中使用藻類(lèi)，希望以建筑物為單位在城市中制造冷卻系統(tǒng)，緩解氣候變暖對(duì)城市生活體驗(yàn)的負(fù)面影響。

德國(guó)弗勞恩霍夫建筑研究所執(zhí)行副所長(zhǎng)Gunnar Grün補(bǔ)充，海平面上升也是當(dāng)前建筑設(shè)計(jì)需要考慮的情況之一。“下一步我們可以大膽設(shè)想，是否有可能把城市中洪水或者短時(shí)強(qiáng)降雨等自然災(zāi)害與城市冷卻系統(tǒng)的建設(shè)結(jié)合起來(lái)？”Grün表示。上海本身也在做類(lèi)似的實(shí)驗(yàn)，建立洪災(zāi)與海平面上升的應(yīng)急預(yù)案是城市治理的第一步，建筑理念的創(chuàng)新也許可以直接“利用”災(zāi)害，為城市街區(qū)的設(shè)計(jì)提供新思路。

因?yàn)楣I(yè)化開(kāi)始的時(shí)間較早，歐洲早已開(kāi)始了城市建筑更新的進(jìn)程，將更多的技術(shù)融入建筑的外觀設(shè)計(jì)，從而提高建筑物的使用效率。Grün表示，中德均有龐大的建筑群，一味的拆除與重建在某種程度上是對(duì)資源的浪費(fèi)，因此兩國(guó)在這方面有很大的技術(shù)合作空間。

城市防災(zāi)空間應(yīng)在日常生活中也具備服務(wù)功能

防災(zāi)空間的設(shè)計(jì)一直是近年來(lái)城市規(guī)劃的主題之一，上海作為全國(guó)“海綿城市”計(jì)劃的32個(gè)示范城市之一，在過(guò)去的五年中已經(jīng)有了一些技術(shù)創(chuàng)新。上海交通大學(xué)設(shè)計(jì)學(xué)院副院長(zhǎng)車(chē)生泉表示，海平面的上升會(huì)對(duì)上海的城市形態(tài)與城市生活造成巨大影響，“海綿城市”能夠做到的是弱化氣候變化對(duì)城市的沖擊。

首先，如果海平面上升，上海的生態(tài)環(huán)境就會(huì)受到影響。“濕地會(huì)往里面退，大量臨海的濕地可能會(huì)變成海洋，崇明島將近三分之一可能都會(huì)消失，也許也會(huì)發(fā)生南面物種對(duì)北面的侵襲，造成大量的病蟲(chóng)害。”

其次，海平面上升會(huì)影響城市的建筑與城市基礎(chǔ)設(shè)施。當(dāng)前大量的基礎(chǔ)設(shè)施都是按照現(xiàn)有海拔設(shè)計(jì)的，地鐵就是一個(gè)關(guān)鍵的例子，海平面的上升勢(shì)必會(huì)影響地鐵的功能。而且，海平面的上升還會(huì)對(duì)城市安全產(chǎn)生影響，這既包括了對(duì)防災(zāi)防震救助系統(tǒng)設(shè)計(jì)的影響，也包括了對(duì)人群生活的影響，老年人、小孩等對(duì)氣候比較敏感的人群可能會(huì)受到健康威脅。

車(chē)生泉認(rèn)為，“海綿城市”在應(yīng)對(duì)大規(guī)模氣候變遷時(shí)作用十分有限，因此防災(zāi)應(yīng)急預(yù)案很有必要。對(duì)比國(guó)際上的其他城市，比如紐約和阿姆斯特丹均有關(guān)于氣候變化的應(yīng)急緊急預(yù)案，上海在這方面還需要多做工作。

德國(guó)也受到了近年來(lái)氣候變遷的影響，發(fā)生了多次強(qiáng)降水，在這方面德國(guó)已經(jīng)有了一些應(yīng)對(duì)方案。德國(guó)巴伐利亞州建筑師協(xié)會(huì)主席Christine Degenhart表示，巴伐利亞有很多城市均制定了洪水應(yīng)急預(yù)案，并且邀請(qǐng)德國(guó)市民與城市景觀設(shè)計(jì)師參與到防災(zāi)空間的設(shè)計(jì)過(guò)程中，優(yōu)化防災(zāi)空間的功能。

Degenhart舉例說(shuō)明，巴伐利亞州的一些城市不僅會(huì)模擬洪水發(fā)生的情況，也會(huì)考慮短時(shí)強(qiáng)降水對(duì)城市功能性空間的影響。因此，建筑的一樓不會(huì)過(guò)多進(jìn)行功能性空間的設(shè)計(jì)，以防在災(zāi)情發(fā)生時(shí)受到影響。而且，Degenhart認(rèn)為城市公共空間的應(yīng)急設(shè)計(jì)不應(yīng)只考慮防災(zāi)，因?yàn)檫@些公共空間可能在大多數(shù)情況下不會(huì)經(jīng)歷極端天氣，如果只關(guān)注防災(zāi)，空間的利用效率就會(huì)偏低。

因此，她建議公共空間可以更多考慮排水與貯水的設(shè)施，防災(zāi)設(shè)計(jì)也不一定必須要放在街道的路面上，屋頂空間也是一個(gè)很好的排水與貯水場(chǎng)地。巴伐利亞州的一個(gè)城市就成功把足球場(chǎng)從地面移到了屋頂上，充分利用了降水，也釋放了更多的道路空間。

中國(guó)為建筑理念與技術(shù)創(chuàng)新提供豐富的技術(shù)應(yīng)用場(chǎng)景

中國(guó)氣候與地形多變，為更多的創(chuàng)新理念與技術(shù)提供了試驗(yàn)的空間。項(xiàng)目中心執(zhí)行主任李宏在論壇上表示，對(duì)于任何好的技術(shù)來(lái)說(shuō)，豐富的應(yīng)用場(chǎng)景十分重要，缺乏應(yīng)用場(chǎng)景可能就會(huì)導(dǎo)致這個(gè)技術(shù)的意義受限。

結(jié)合中國(guó)的實(shí)際，目前項(xiàng)目中心經(jīng)研究認(rèn)為，可以對(duì)兩個(gè)核心技術(shù)在中國(guó)建筑環(huán)境中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與推廣。

第一個(gè)方面是混凝土回收技術(shù)。“全世界廢舊混凝土有接近一半都產(chǎn)自中國(guó)，世界上普遍使用的混凝土回收技術(shù)是靠機(jī)械破壞。”李宏在接受采訪(fǎng)時(shí)提到。但機(jī)械力破壞會(huì)造成裂紋，混凝土無(wú)法被當(dāng)作全新的石頭再次使用，建筑材料黃沙的表面化學(xué)性質(zhì)也會(huì)在使用后發(fā)生改變，不能再作為全新的黃沙去用于混凝土合成。目前弗勞恩霍夫有一項(xiàng)技術(shù)可以在不用機(jī)械力破壞的前提下，將骨料、黃沙、石子等還原。中國(guó)存在需求市場(chǎng)，如果這一技術(shù)可以在中國(guó)實(shí)現(xiàn)應(yīng)用與市場(chǎng)化，就能產(chǎn)生很好的經(jīng)濟(jì)效益。

第二個(gè)方面是生態(tài)建筑材料的處理技術(shù)。李宏介紹，當(dāng)前中國(guó)在建筑材料中使用的秸稈、玉米稈等，因?yàn)榧夹g(shù)水平限制，無(wú)法做到對(duì)其中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行完全的祛除。營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在建筑材料中的殘留可能會(huì)讓墻壁在受潮后發(fā)生霉變，最終導(dǎo)致建筑材料的整體性質(zhì)發(fā)生變化。弗勞恩霍夫的一項(xiàng)技術(shù)可以完全祛除植物中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，使混合后的建筑材料無(wú)需壓縮也有很好的受力性能。這項(xiàng)技術(shù)也恰好回應(yīng)了中國(guó)市場(chǎng)的需要，很有可能在未來(lái)逐漸商業(yè)化，在為企業(yè)帶來(lái)盈利的同時(shí)也為建筑更新服務(wù)。

近年來(lái)，中國(guó)開(kāi)始進(jìn)入圍繞環(huán)保理念進(jìn)行建筑更新的領(lǐng)域，未來(lái)依然存在許多可以發(fā)揮的空間。Grün表示，任何環(huán)境友好型的建筑更新技術(shù)都是有益的，當(dāng)公眾知道某個(gè)建筑會(huì)為他們所生存的環(huán)境帶來(lái)優(yōu)化和改善時(shí)，也會(huì)主動(dòng)支持這些技術(shù)在他們?nèi)粘Ｉ钪械耐茝V與應(yīng)用。