可持续发展下的湿地景观建筑设计

2016-07-25耿雪黄雨萌钱铮张艾如张娜合肥工业大学建筑与艺术学院安徽合肥230601

中国房地产业 2016年10期

文/ 耿雪、黄雨萌、钱铮、张艾如、张娜　合肥工业大学建筑与艺术学院　安徽合肥　230601

可持续发展下的湿地景观建筑设计

文/ 耿雪、黄雨萌、钱铮、张艾如、张娜合肥工业大学建筑与艺术学院安徽合肥230601

【摘要】随着城市化进程的加快，城市的生态环境问题日益严重，严重影响到我们城市居民的生活环境和身心健康。城市生态环境的保护与完善成为重要的研究课题。本文以城市湿地开发建设中景观建筑的设计为切入点，讨论了湿地景观建筑可持续的设计原则、方法、思路和意义，并提出了合肥玉带河湿地公园建设中的可持续性景观建筑设计方案，加以论证。

【关键词】可持续；景观建筑；湿地

改革开放后中国的城市化水平经过了快速发展的阶段，城镇化水平和人口的不断增长加剧了城市的环境压力，城市的生态系统遭到严重破坏。湿地作为重要的城市绿色空间，对城市生态环境的构建起到至关重要的作用。近年来，湿地资源破坏非常严重。因为湿地环境的特殊性和复杂性，它的开发和建设更应依循可持续发展观来进行，其中的建筑建设活动更应遵循生态可持续的原则。

1、相关概念界定

1.1可持续发展

可持续发展是指既满足当代人的需求，又不损害后代人满足需要的能力的发展。经济、社会、资源和环境保护协调发展，既要达到发展经济的目的，又要保护好人类赖以生存的大气、淡水、海洋、土地和森林等自然资源和环境，使子孙后代能够永续发展和安居乐业。

1.2可持续建筑

可持续建筑的核心在于降低建筑的环境负荷，与环境相结合，且有利于使用者健康。其目的在于减少能耗、节约用水、减少污染、保护环境、保护生态、保护健康、实现环境和谐。

1.3湿地

湿地是地球上水陆相互作用形成的独特生态系统，是自然界中最具有丰富生物多样性的生态景观和人类最重要的生存环境之一，具有蓄洪防旱、调节气候、控制土壤侵蚀、促淤造陆、降解环境污染等功能，被人们称为“地球之肾”。

1.4景观建筑

景观建筑是以户外空间和土地为对象，以寻求人类需要与客观环境想协调关系为目标，集艺术、科学和工程技术于一体的设计实践活动。

2、湿地景观建筑可持续设计的理念与方法

景观可持续设计这一概念被定义为是一种基于自然系统自我更新能力的再生设计，是建立在可持续发展概念基础上的设计理念，是现代社会发展的重要命题之一。目前，可持续景观这一课题已经愈发受到设计界及社会各界环保人士的重视，理论和设计实践都在逐步探索和完善。其中，湿地景观可持续设计是重要的子课题之一，以适宜性分析为指导，通过“保护为主、辅以创造”的设计方式来增加湿地景观的环境效益与社会效益。

2.1湿地景观建筑可持续设计的原则

2.1.1尊重自然原则

尊重自然、生态优先是可持续景观设计要遵循的最基本的原则。景观的设计与改造的最终目的是体现对自然环境的理解和运用，在人造环境与自然生境之间求得平衡。湿地生态极其脆弱，在此之上进行的开发与建设必须在保证自然生态与循环的基础上开展，坚持生态设计原则。

2.1.2弹性发展原则

可持续的概念即是“满足当代人需要又不损害后代人需要”的发展模式，在湿地景观可持续设计中，应注意把控开发的力度与强度一方面绝对不能逾越生态保护的红线，另一方面又要为后续的长久发展留有弹性空间与余地。

2.1.3其他原则

以人为本的原则。人的本质为生存与繁衍，这都离不开自然的承载力与包容力。这一理念运用于设计中即是以长远的发展眼光来衡量环境效益与经济效益，建立开发与保护的平衡。

适应时代发展的原则。当代建筑与设计的发展趋势与世界发展的大趋势相一致，提倡集约节约式开发，减少资源消耗，保护环境。绿色建筑等概念的兴起与景观建筑可持续理念即一脉相承于此。

2.2湿地景观建筑可持续设计的思路

在湿地景观设计中要坚持总体景观规划的理念，统一考虑各种资源的开发及利用，加强对各类湿地景观建设及维护过程中的废弃物的净化处理和综合利用，采用合理措施修复已被污染破坏的生态湿地景观环境。

湿地景观可分为自然湿地景观和人工湿地景观，二者的设计思路有所不同。前者自然形成，在设计中需综合考虑景观设计场所的特殊性、硬质景观设计的局限性、动植物种类的确定性、景观设计场所的延展性和景观设计的连贯性。人工湿地景观则是在非自然条件下人为形成，如水田、运河和鱼塘等。在现状自然湿地不足以满足各种需求的情况下，整合有限的自然资源，并加以强化设计，可以得到具有较高生态价值和实用价值的湿地区域。

2.3湿地景观建筑的可持续设计方法

在对湿地景观建筑进行可持续设计时，应综合考虑各方面因素，以湿地环境和谐为宗旨，遵循“尊重自然，爱护自然，与自然和谐相处”的原则。以下提出若干具体措施可供参考：

(1)控制建筑体量，选择合适结构，与环境相融合

一般景观建筑的体量应加以更严格的控制，不宜过大，减少建造与使用过程对整体环境的影响。在湿地环境下，针对大面积的水面与滨水地面，可考虑使用钢结构或木结构进行架空处理，同时便于拆卸移动。

(2)合理挑选与运用建筑材料

建筑材料在保证构造安全性的情况下多采用可降解、可重复利用、回收的材料，优选天然型建材、利废环保型建材、原产建材、净化建材和生命周期长、耐久性强的材料，既要节约景观建设的造价也要体现出景观的自然美感。景观建筑属于硬质景观，未开发的自然风貌属于软质景观。在软质景观的保护设计上，尽量选择保护和应用当地物种。

(3)低技术的景观设计

低技术运用在景观设计上的意义在于以节约集约的方式使用土地和景观资源，并充分利用自然光照、主导风向等，展现有别于城市人造景观的自然特色。

(4)高技术的景观建筑绿色设计手法

为了最大程度上减少建筑对湿地生态的索取和破坏，采用先进的节能、减排技术，如利用太阳能作为能源主要供给方式；南向开窗以使用天然光源；基于主导风向设计通风；采用净化技术处理雨污水，并加以利用等。

3、案例分析：布鲁克林植物园游客中心

布鲁克林植物园位游客中心位于纽约市内植物园东北角。游客中心是一个蜿蜒的玻璃结构，建筑体块向内陷进背后的山坡，成为植物园山坡的延伸。场地原有的小路和银杏林被保留下来，建筑物的墙壁和景观依它们而建，蜿蜒的建筑成为了一个城市与自然过渡的门槛。

项目进行了土壤改良，覆盖住一些受污染的土壤，并设计了具体的改良土壤方法来恢复有活力的土壤生物，以满足种植要求。有的土壤被设计成生物渗透盆地，来吸收和过滤污染物。将结构性土壤填在步道下和广场的铺贴材料中，支撑附近的雨水花园，扩大雨水收集和植物的根系生长。

项目的弹性场地和景观设计中全面应用了基于生物的雨水管理策略。树林、平原和湿地植物中雨水的径流渗透都体现了雨水收集策略，对于吸收和保持雨水有很大的意义。

游客中心有1000平方英尺的树叶状绿色屋顶，种植了40000株植物。绿色屋顶与景观设计的雨水渠每年能采集约190000加仑雨水。

4、合肥玉带河可持续性景观建筑设计

4.1基地概况

基地位于巢湖西北畔的长临河镇玉带河入湖口的交界处。河道上游水质一般，污染来源为上游村民生活废水排放、农药残留物等。初期雨水本身含有的酸性物质、粉尘，因此水源中含有大量总氮、总磷、氨氮、高锰酸钾以及可沉降物。

4.2环境生态修复措施

4.2.1湿地分级净化系统

从玉带河上游生活区开始采用湿地水体净化系统，首先利用由芦苇湿地、水葱湿地和香蒲湿地建成三梯级处理的表流湿地，以微生物生物膜的形式浸入植物表面，高效去除有机物。潜流湿地是在原基地上铺以砾石，填充介质层、厚表土，以除磷脱氮。最后是水草湿地以沉水植物为特征，植株浸没于水中，茎叶从水中吸收营养元素，实现净化功能。

图1：湿地分级净化系统图片来源：作者自制

4.2.2花园雨水汇集系统

公园铺设了一系列雨水收集装置。由于整个基地标高呈现西低东高，南北向上呈现出近水低远水高。公园以某景观建筑为节点，至距离其最近的建筑之间约500米长，150米宽，即7.5公顷的地表初期雨水可实现最大化收集，且汇聚到下一处建筑的蓄水池中。

此外，为了防止受污染的径流流入附近水域，通过粗砂石、土壤和植被根系过滤完成水体除磷脱氮。

4.2.3浮岛生态补偿系统

水陆交界处是生态敏感地带，在水域规划设计中应划定生态敏感带，保护及改善植被的生长状态。因此在书吧甲板外布置浮岛，以补偿人类活动侵占的驳岸生态环境。

4.3建筑细部水循环措施

4.3.1书吧建筑结构

书吧设计成不需市政水源供给，完全依靠雨水河水，并通过自身净化过程形成自循环系统的景观建筑。在暴雨时节还可通过建筑内部处理后，将洁净的水排入玉带河，最终汇入巢湖。书吧主体为咖啡厅和阅览室。在阅览室东侧设有廊道，直通水面，在下方安装了取水装置。

4.3.2自动净化装置

阅览室屋顶被设计成“M”型,其上种植草坪，初期雨水落在屋顶上，被植物根系的生物膜吸附分解有机物，并沿着坡屋顶汇集到水箱中。通过中间水箱，水回收进入循环系统。边缘的水箱的水可通过虹吸管供给外墙上生长的植物。书吧外立面的墙体由砖石的墙面、金属结构、纤维毛布以及附着的植物构成，净化过的水通过虹吸管进入纤维毛布，逐步扩撒到墙面各处，使墙面保持适宜的湿度，墙体绿化则隔绝了室外的热空气，降低整栋建筑的碳排放量。暴雨季节剩余的水会通过墙体下端的水槽再次进入内部循环系统。

咖啡厅屋顶被设计成台阶，在雨季，台阶起到雨水收集的作用，雨水延台阶汇聚到咖啡厅与阅览室相接的一条集水地漏，通过地漏汇入地下蓄水箱中集中处理。在设计时用玻璃体保护原址上的三颗老杨树。通透的玻璃体可为咖啡厅采光，下雨时则是雨水收集装置。

4.3.3人工净化处理

从建筑周边雨水花园、坡屋顶、草坪屋顶收集来的雨水以及干旱季节从玉带河抽取的河水一起汇聚于建筑地下的蓄水池中，这些水经过初步的生物净化，对建筑物内部设备以及热源本身进行热量交换，降低建筑的碳排放量。之后经过物理处理，去除水体中的胶体物质和悬浮物质，保证水体无泥沙，无异味，水质清澈，无接触性有害元素，用于清洁、冲洗马桶、浇灌等。在此基础之上，一部分水利用二氧化氯的氧化还原反应处理，水质达到可饮用的标准，主要用于书吧内部日常饮用用水。