生态建筑学:硅酸盐涂料与健康问题

设计师和建筑师头脑中萦绕的美往往比表面的美学更深刻。他们的出发点也许有区别，例如按照4个或5个基本元素进行设计，它们是火、水、气、土，而第五个要素经常是象征生命力的树。我们的味觉、嗅觉、视觉、听觉和触觉功能也可能成为出发点。往事提供了很多能激发灵感的例子。或许乍看之下，生态建筑并不能通过特定的建筑设计语言来识别。生态建筑不停留于表面。正如许多环境问题不那么显而易见，我们可能无法直接看出生态建筑适应环境的一面。然而，生态建筑有以下诸方面的特征，例如绿化、天然材料、太阳能收集、适宜性等等。

1）感觉

美学一词来源于希腊语“aisthtikos”，意思是“对感观的感受”。例如我们用感观感受到的东西。克拉斯 塔姆（Klas Tham）在“Boendet och våra omätbara behov”中说：“美学与刺激性的环境的产生需要体量、规模、材料等方面变化的可能性。一个直白而枯燥的环境不足以刺激我们的大脑，无疑对心理健康有害。”

图4-222　哥本哈根腾博伍珀街（Tubberupvænge）社区的共享空间

在哥本哈根腾博伍珀街（Tubberupvænge）社区，4所公寓共享一个大的玻璃空间。这个围合的空间成为人们会面并喝杯咖啡的门廊、花房和阳台。不仅如此，公共的洗衣房也在其中

图4-223　桑拿浴室

分享桑拿浴室是让桑拿浴变得更加经济合理的方法。公共桑拿浴之夜能够成为让住区和谐的社会因素

（1）视觉。视觉是我们最发达的感觉，通过它我们可以记录大约80%的感官印象。视野的运用是伟大的——光年以外就能看到遥远星辰的闪烁，而我们若想看到他人，距离则需保持在100 m以内。70—100 m之内有可能看出人的年龄、性别、走路方式和他们大概在做的事情。在大约30 m的距离内可以看到人的面部表情和发型，并且有可能认出我们不常见到的人。而在20—25 m内我们能察觉另一个人的心情和感受。“在这个距离内，人们可能坠入爱河”——日常交谈发生在1—3 m的距离内。在这个距离，有可能察觉出细致入微的差别。

（2）颜色。人们可以迅速感知颜色，甚至经常会在形状被确认之前。毋庸置疑，颜色具有重要的象征意义，并且从心理和生理上影响人们（例如强烈的红光会加快心跳）。然而，色彩间细微的差别比实际色彩种类的选择更为重要。巴勃罗 毕加索（Pablo Picasso）这样说道：“如果没有红色，我就用绿色。”明白颜色类型、细微差别、色块面积、光泽、形状、表面质感和光线条件的相互关系如何影响着颜色给人的印象相当重要。某个微妙的颜色能够在一种文脉中起完全支配作用，而在另一种文脉中变得无关紧要（图4-224）。

（3）光线、光影和黑暗。阳光在创造美的体验的过程中是最重要的因素之一。光决定颜色的光泽并随时间改变创造光影变化，光线可以是直射的、间接射入的或者漫射的。光线的颜色会影响人的感受，并且随地点、季节、天气和时间而变化。窗户在让日光进入房间以及提供对周围区域的观景两方面扮演着重要的角色。当以有趣的观景面创造美丽、明亮的房间时，窗户的位置、倾角和窗户退后的设计是非常重要的。在热工绝缘性能良好的建筑中应尽可能地使用厚墙和带倾角的窗（图4-225）。当然，昏暗的空间亦有其品质。光线从不同方向进入建筑，建筑因此显得不同。对于一些房间，向南的朝向并不令人满意，例如对于工作室和厨房，南向的阳光显得太强烈。相比开灯，黄昏的环境更适合思考，然后黑暗逐渐笼罩，星光逐渐升起。或者在黄昏中绕城市漫步，看城市的轮廓慢慢变暗。不过，出于对人们安全感的考虑，街市和人行步道在傍晚和夜里应该灯火长明。

图4-224　柏林鹦鹉镇（Onkel Toms Hütte）的一所多户住宅

该房子使用了明亮的硅酸盐涂料。德国建筑师布鲁诺 陶特（Bruno Taut）在20世纪20 30年代有意大胆地在建筑中使用色彩

图4-225　窗户的细部设计比较

窗户的细部设计十分重要。玻璃的凹入在明暗之间创造了灰空间和更自然的过渡，减少了眩光

（4）听觉。在大约7 m内，人类的听觉十分强大。在这个距离内的交谈不会有任何困难。当距离拉至35 m，人耳仍有可能听到，例如，讲座、有问答内容的会议。但在这个距离内一般不能进行常规意义的交谈。距离大于35 m时，或许能听到呼喊声，但很难区分出每个单词。声音对我们的影响超乎了我们的想象，它影响心脏、胃、呼吸、肌肉反应、血管、荷尔蒙、睡眠和工作节奏。安静对当今社会而言是一件奢侈品。还有什么比通风设备、电冰箱和电脑发出的嗡嗡声更让人烦躁？声音也被认为是一个影响心情的因素。最安宁的声音是火焰噼啪、水流潺潺、风声过耳、雨落窗台以及鸟鸣啾啾。最好的声音体验能够如画，例如倾听在一栋美丽建筑里的弦乐四重奏，伴随着扑扑的火焰和滴滴雨声，古典乐流入房间。当人们行走在日本寺庙中，木地板上发出的声音如鸟儿歌唱。日本的园林艺术中，经常出现被称作“丝竹”的竹制容器，它缓缓地蓄水，随后翻倒发出响声，然后再慢慢盛满，周而复始。在泰国和中国，有竹子或者木头做成的楼梯，人们走过时会奏出某种音乐或声调。

（5）嗅觉。嗅觉是一种强大的感觉。人们对香味和臭味总是记忆深刻。微小的感觉能够迅速唤起时隔很久的记忆。恶心的气味能迅速使房间变得令人不快。积极的气味体验包括花草的香味、新烤的面包香和愉快的香水味。在室内，有特有香味的木头、新涂上焦油的屋顶和墙面，以及刚清洗过的地板散发出的气味都是清晰可辨的（图4-226）。芬兰式的桑拿浴也有着独特的气味。与此同时，不能忽略过敏症和健康方面的问题。

（6）触觉。材料的手感很重要，例如表面结构和温度。想一想，当你沿着木质扶手走下楼梯时，手的感觉如何？当只穿着袜子，走在硬砖地上时，脚是否感觉冰凉？以及当双脚踩在会议桌底的软毯上时，是否油然而生一种奢侈感？

2）基本元素

事实证明，四个基本元素——气、水、火、土——是有助于建筑设计的。许多文化中还包括第五个元素，是在上述四种元素中发展起来的。它通常由树象征，代表着成长和生命。与其他四大元素不同，它遵守熵变原理和热力学定律。它用于创造而非毁灭，用于凝聚而不是分散。随着时间的推移，它更具多样性。

（1）气。在空间设计时，思考空气的运动能使设计更三维、立体化。不同的通风方案如何影响建筑设计，又如何在建筑中体现他们的价值？如果选择自然通风，那么建筑就会以高烟囱或其他特殊的方式来增加或减少空气流通（图4-227）。在其内部，有些房间就可能出现较高的吊顶、阁楼、天窗。

图4-226　挪威某教堂

新涂了焦油的教堂的气味是与众不同的

（2）水。水能以多种方式用于外部环境或引入建筑，例如喷泉、池塘、瀑布、河流、雕塑（图4-228）。水是美丽的，水声是温柔的。水使空气潮湿，并且能蒸发吸热从而降温。人工瀑布常用于公共建筑（酒店等）的入口处。

（3）火。没有东西像火一样温暖。壁炉的重要性深深根植于人类生活。我们的祖先用火取温、准备膳食。火能吓走野兽，带来了光明和安全感。此外，它还被认为是邪恶的精神。坐在火前看着火焰利于引发沉思。壁炉在很多生态建筑中都得以应用。为了让能源高效燃烧，火炉必须是封闭式的。然而为了让人依旧能看到火焰，可以用一个折中的方法，例如给壁炉安上门或者使用钢化玻璃（图4-229）。

（4）土。对许多人来说土地意味着居住地，意味着家。在生态建筑里，场地是设计的出发点，建筑师试图把握场地的灵魂，这在拉丁语被称为Genius loci。土壤代表着肥沃，生命得以生长；但土壤也代表着腐烂，生命循环在此走向终点。土是世界上最常见的建筑材料之一，有着许多优点。它耐火、隔声、贮热、抗潮，可以建构一个舒适的室内环境。

3）建筑质量

建筑师奥拉 尼兰德（Ola Nylander）在他的《住宅建筑》一书中强调这些问题：“家的无价之处是什么”和“是什么赋予住宅建筑这样的特点”“如何让人们感到舒适，营造出家的感觉”？他的研究确定了七组他认为对如何营造一个家十分重要的属性。它称这些组为“属域”，定义为“可辨别的细节、质量和特点的归类组合”（图4-230、图4-231）。他试图用个案研究和他的鉴定方法去描述它们。奥拉 尼兰德（Ola Nylander）定义的七组属性：① 材料和细节——材料和细节的设计对居民关于家的体验有核心的重要性。② 轴线——廊道和活动能够联系彼此的房间。轴对称的体验意味着跟住宅建筑的体验有一个直接的物理联系（图4-232）。③ 围护——一个封闭的房子具有多个各自的开口是种非常重要的体验。当一个人从被围护包裹着的家中看向外面时，舒适和亲切感更为强烈。④ 运动——能够通过不同的方式穿越房间，增加了体验的丰富性。如果建筑平面图可以形成环路，就可以不受阻碍的自由运动。除了最私密的房间，一个有两扇门的房间比死胡同的房间更具魅力。⑤ 空间的轮廓——处理房间的形态和比例。在人智唯灵论的幼儿园始终尝试设置一个包括较高天花和楼梯的大尺度空间，以及一个可供孩子自由玩耍的小尺度空间（图4-233）。⑥ 日光——光线是一个重要因素。日光应该能够照入房间深处而不产生眩光。如果日光从两个方向进入房间，对光线的控制和室内陈设的调整会更加复杂。⑦ 房间的组织——避免人们从外部进入时轻易误闯卧室是很重要的。布置入口、门厅、公共空间（厨房和起居室），而卧室应处于较私密的位置。

图4-227　瑞典西曼兰省（Västmanland）马灵斯布（Malingsbo）的谷仓

如今在瑞典乡村仍能见到这类壮观的建筑。墙上的洞作为自然通风系统的进气孔，旨在风干谷物

图4-228　水雕塑

其被称为“流动的形式”，构成美丽的室内景观，发出悦耳的声音并能增加空气湿度

图4-229　壁炉

火在传统建筑中扮演着重要的角色。当寒冷的冬天到来时，火辐射出的热带来了舒适温暖的体验

图4-230　由艺术家巴尔布鲁 亨尼鲁斯（Barbro Hennius）诠释的天堂

建筑师本特 沃恩（Bengt Warne）尝试在他的建筑中重建天堂

图4-231　建筑与树木等植物的组合

如果细节被仔细地处理，那么简单的设计也可以很美丽。例如，建筑与树木和植物的组合就能够带来愉悦的体验。插图为海因里希 特森诺（Heinrich Tessenow）绘制

图4-232　瑞典哥德堡林登霍尔曼（Lindholmen）的一个单户住宅

该住宅由怀特建筑事务所1992年设计。建筑平面有一些特点，在其他元素按主轴线和次要轴线环形排列。资料源于Ola Nylander《住宅建筑》 2002 （“Bostaden som arkitektur”， 1999）

图4-233　封闭与开放的区域

4）灵感的源泉

生态建筑从包括传统建筑和其他文化建筑在内的许多不同来源得到灵感。如“草根建筑”（例如那些有想象力的自建住宅）、嬉皮时代（20世纪60 70年代）的穹顶（充分使用材料和巨柱）、美国的被动式太阳能住宅、地下建筑、与绿化结合紧密的建筑（特别是在丹麦和德国）、使用废弃材料建造的建筑、低技和高技建筑、宗教建筑、仿生有机建筑（如不同动物如何筑窝）和花园城市建筑。

（1）传统建筑。传统建筑作为一种由地方环境发展而来的建筑类型，有许多值得生态建筑借鉴的地方（图4-234至图4-237）。传统建筑被当地气候、地方材料和工艺等因素限制，因此对于资源通常能够充分利用，比如将对温度需求高的房间放置在烟囱周围。

（2）其他文化建筑。正如在贝尔纳 鲁多夫斯基（Bernard Rudofsky）《没有建筑师的建筑》一书中记载的，在其他的文化环境中建造，世界各地的建筑都有着巨大的区别和财富差距。在这些各种各类的条件中，当然可以从具有相似的气候环境和相似的地方材料的文化中找到令人兴奋的创意。① 泥土建筑。泥土是世界上最常见的建筑材料之一。现存的一些最古老的建筑就是用泥土建造的。以泥土建造的各种建筑形式出现在许多文明中，同时在世界的许多地方生土建筑构造正在经历一场复兴（图4-238、图4-239）。

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图4-234　蒙古包内景

资料源于《庇护所》封面，劳埃德 康（Lloyd Kahn），1973

图4-235　蒙古包外观

蒙古包是一种有着悠久历史的有趣的居住形式。由于它被游牧民族所使用，所以它是可以拆分的。它的墙由可折叠的格状构架组成，同时覆盖几层毛毡来保温隔热。顶部的通风孔起到了日晷和日历的作用，并赋予空间一个特别的意义。资料源于《庇护所》，劳埃德 康（Lloyd Kahn），1973

图4-236　震教派（The Shakers）的家具陈设

震教派是一个从18世纪到19世纪的美国的宗教团体。他们努力使他们所创造的物体简单、美观且具有功能性。尤其是他们具有实用性的家具陈设已经成为室内设计师和建筑师的一种参考模式——他们在当时就已经开始寻求环保、可持续和资源节约型替代品。资料源于《常识建筑》，约翰 S 泰勒（John S. Taylor），1983

图4-237　《为穷人设计的房屋》一书封面

哈桑 法塞（Hassan Fathy）是一位优秀的埃及建筑师，他捍卫了古老的努比亚拱门，全心为穷人设计他们需要的好建筑。他将传统建筑视为一种即使是穷人也负担得起的建筑方式。资料源于《为穷人设计的房屋》，封面插图，哈桑 法塞（Hassan Fathy），1973

图4-238　《回归土地——生土建筑：旧的方式，崭新未来》一书封面

在1981年于巴黎蓬皮杜中心举行的以“生土建筑”（Des Architecture de Terre）为主题的大型展览之后，人们对生土建筑的兴趣蓬勃发展起来。资料源于《回归土地——生土建筑：旧的方式，崭新未来》，蓬皮杜文化中心，1981

图4-239　尼伯（Nibble）学校

该学校位于瑞典耶纳市（Järna）的郊外索尔维克（Solvik）。它的建筑使用了几种不同的生土建造技术。这个建筑是以砌筑方式将湿的黏土堆积起来的材料建造而成，不掺杂灰泥浆，上面覆以黏土石膏

② 手工制造的房屋或“草根建筑”。手工制造的房屋或“草根建筑”在美国20世纪60 70年代尤为流行。这种富有想象力的自建建筑在靠近瑞典的丹麦首都哥本哈根的克里斯蒂安区也能看到。这种建筑类型被不少书记录在案，包括《手工制造的房屋》和《伍德斯托克手工之屋》。许多人都被这种非传统却极具诗意的“自己动手”的建造方式所激发。这种建筑不会很贵，因为它使用最简单和最易获得的材料建造，如木头、石头和玻璃（图4-240）。

③ 嬉皮时代的穹顶。嬉皮时代（20世纪60年代）的穹顶是被美国建筑师、机械师巴克敏斯特 富勒（Buckminster Fuller）所设计的穹顶所带动起来的。他发明了网格穹顶并坚信它将会成为最有效的覆盖大面积屋顶的材料建造方式。穹顶是一个以三角形为单元的球状建构物（图4-241）。他在1954年获得了这种建构方式的专利权。世界上的第一个网格穹顶建筑于1922年建造在德国的耶拿。

④ 被动式太阳能建筑。被动式太阳能建筑在20世纪60到70年代的美国最为流行。这些建筑都朝南以玻璃围合并以重型材料建造。在此期间，美国召开了许多太阳能使用会议，并对此类建筑作了特别的强调。北欧许多国家参与了会议，并对此赋予很高的热情。然而，人们最终认识到，相对于美国其他地区，北欧的气候更接近阿拉斯加，具有良好的隔热性能的建筑比大规模使用玻璃的建筑更适合北欧的气候（图4-242、图4-243）。

⑤ 地下建筑。地下建筑在19世纪70年代中期十分流行（图4-244）。那时美国建筑师马尔科姆威尔斯以生态保护为由宣传此类建筑，他宣称除了建筑的屋顶，他将不占用地面的1 m2来建造建筑。他出版了一本题为《地下建筑》的书，这本书开创了地下建筑在美国流行的趋势。

⑥ 自然植物和动物的巢穴。自然植物和动物的巢穴可以作为一个有趣的灵感的来源。白蚁窝的形状保证其中可以保持一个非常稳定的温度和相对湿度（图4-245）。它们利用自然通风和地下通道来调节冷热。白天，它们可以从利用蚁窝内壁和朝南墙壁的导热来实现自然循环加热，夜间则从地面和蚁窝通道之间通过自然循环获取热量。不论外界气候如何善变，白蚁窝的温度始终保持在28℃，相对湿度则为90%。

5）比例、韵律和平衡

不论建筑物怎样设计，我们都会希望它们是有吸引力的。建筑常被称为凝固的音乐。结构、顺序、韵律、形式和变化都是十分重要的特征（图4-246）。这意味着，在不同文化的不同的历史时期，人们对和谐和平衡始终保持着不懈的追求。比如说，黄金分割的出现实现了建筑形体的和谐比例。这是一种十分流行的设计手法，即将一条线分成两段（a+b），并使其中较长线段（a）的长度与整条线段长度的比值等于较短线段（b）的长度与较长线段（a）的长度的比值，即（a+b）:a=a:b。不仅如此，一个边长满足黄金分割比例的长方形可以被分成一个正方形和一个较小的长方形，而这个长方形的边长也满足黄金分隔比例……这也是一种画螺线的方法，得出的螺线与在蜗牛壳中找到的一样。用一张纸带通过逐步打结的方式可以得到一个正五角星，并且五角星的每个边都是符合黄金分割比例的（图4-247）。这种行为有时被称为黄金或神圣几何学。对于毕达哥拉斯学派来说，五角星是一个良好的象征，他们喜欢挂一个五角星在自己家的入口处。在传统意义上，我们用圆形描述天空，用方形描述大地。相同面积或周长的圆形和方形叠合在一起时被称为“正交圆”，也意味着天和地、精神和物质是象征统一的（图4-248）。另一个例子是从地球上看到的金星运动的轨迹是一个非常美丽的图案（图4-249）。这就是为什么美的女神被称为维纳斯，即金星。这种图案常被使用，例如教堂的窗户。

图4-240　私用花园别墅

在哥本哈根谢德哈文（Sydhavnen）的弗里德里克街（Fredrikshøj）社区，居民可以自己建造一个100 m2以内的私用花园别墅，并可常年居住在其中

图4-241　网架穹顶住宅

该住宅建于20世纪90年代，位于丹麦的一个生态村中

图4-242　福斯托姆（Fjällström）住宅

温室激发了不少建筑师对于生态效应方面的探索。将温室效应融合于建造过程中为彼此提供了不少优势。本特 沃恩（Bengt Warne）在他的几个项目中都使用了温室。在福斯托姆（Fjällström）住宅中，有三处温室，分别创造了不同的气候带：可以进行土豆和西红柿播种、种植的瑞典的夏季，可以种植葡萄的地中海气候，以及可以种植香蕉的热带气候

图4-243　被动式太阳房

该太阳房由史蒂夫 贝尔（Steve Baer）设计，位于美国的亚利桑那州，其朝南玻璃立面的隔热百叶窗可以开启或关闭。窗户背后的充水煤气管可以储存太阳热

图4-244　地下建筑

该建筑位于圣达非（Santa Fe）新墨西哥的菲茨杰拉德（Fitzgerald）。资料源于建筑师戴维 赖特（David Wright），美国

图4-245　白蚁窝的截面

左侧的图显示白天的状况，右侧显示夜间的状况。资料源于《仿生建筑》，芬兰建筑博物馆，1995

图4-246　非对称的建筑形体

通过以不同的方式连接建筑物，可以产生韵律和非对称的形式。因此，用相对简单的建筑形体亦能创造出有趣且各异的环境

图4-247　黄金分割与五边形的几何关系

资料源于“Duurzaam en Gezond Bouwen en Wonen-volgens de bio-ecologische principes”，雨果 文德斯塔特（Hugo Vanderstadt），1996

图4-248　正交圆，天地合一

插图为列奥纳多 达 芬奇（Leonardo da Vinci）绘制

图4-249　从地球上看到的金星划过天空的运动轨迹

资料源于《太阳系——随机或隐藏的结构》，约翰 马蒂诺（John Martineau），2001

【注释】

[1]德国哲学家斯坦纳创立的把人类作为研究一切知觉中心的“精神科学”学说。