建筑与自然环境的共生性研究

刘诗琦　束鸿鸣

摘 要：工业革命让经济快速发展，同时也加快了城市建设的步伐，导致了自然生态环境的恶化。为探究现代城市建筑与自然环境共生的方法，通过分析现代建筑活动对环境造成危害的原因，以及研究中国传统地域性建筑——福建土楼群当中的圆楼，对其选址布局、建筑材料、结构、内部空间进行分析，尝试归纳建筑与自然环境共生的方法，为现代城市建筑的可持续性发展提供参考和借鉴。

关键词：共生性；建筑；可持续性；福建土楼

一、引言

随着中国改革开放，城市规模逐渐扩大，建筑活动严重影响了自然生态环境和人类自身的发展，如何使建筑与自然环境和谐相处，使现代城市建筑能可持续发展是一个亟待解决的重要问题。在中国传统文化中，体现着“天人合一”的思想理念，这一理念也深深地影响着中国传统地域性建筑。由于当时技术条件的限制和“天人合一”理念的双重作用，中国传统地域性建筑的材料因地适宜，讲究与周边生态环境的和谐统一，使建筑既满足了人类活动需求的利益，也符合当地生态环境发展的要求。本文基于共生理论去研究古村落建筑特点，探究中国传统地域性建筑——福建土楼，通过对其选址布局、建筑材料、结构和内部空间四方面进行分析，尝试总结建筑与自然生态环境共生的方法，并将其应用到现代建筑的设计中，为现代城市建筑走向环境共生建筑的可持续发展之路提供借鉴和参考。

二、现代建筑对环境的影响

自工业革命以来，建筑活动伴随着社会经济的高速发展，对自然生态环境产生了严重的影响和破坏，加剧了城市空气污染。建筑对环境的影响主要表现在以下几个方面：

（一）在建筑建造过程中，对自然资源的大量消耗

据统计，我国在1986至1996年，每年平均有750万亩耕地被用为建筑用地，，造成我国土地资源锐减；同时，建筑材料的生产需要消耗大量矿产资源、森林资源和水资源。这些不可再生资源的过度开采又造成了水土流失、土地沙漠化等生态环境问题。其次，在建造的过程中又产生了各种粉尘和废弃物，不仅造成周边环境的污染，而且也影响了空气质量。

（二）在建筑运行过程中，对能源的大量消耗

随着社会经济的发展，人们对生活质量的要求也越来越高。空调、供暖系统、照明、家用电器等各种高科技电子产品及设备的使用，使建筑在使用过程中，对能源的消耗量不断提高。由于我国在建筑使用过程中关于节能方面起步较晚，在建筑物的保温隔热性能和气密性等方面做得比较欠缺，导致暖通、空调系统的运行效率不高，能源的消耗量高于其他发达国家。

（三）在建筑拆迁过程中，对周边环境的污染

近年来，我国城市建筑拆迁频繁。由于我国现有的垃圾回收及处理技术较为落后，导致在建筑拆除后，大量的建筑垃圾无法被回收利用。 又因为垃圾回收处理所花费的资金较多，大部分建筑垃圾被简单掩埋在城市郊区，很难被自然降解，容易造成土地无法耕种或难以再利用。

三、福建土楼与自然环境共生的建筑特点

中国现存并继续使用的与共生理念相关的建筑大部分分布于乡村小镇，其中最具有民族代表性的为福建客家土楼。通过对其选址布局、建筑材料、结构、内部空间进行分析，探究土楼建筑与周边环境的共生性。

（一）选址布局

福建土楼的选址和布局极其讲究，追求人与自然的和谐统一，将土楼融入到山水之中，而不像一些现代建筑仅仅为了追求形式风格，例如，苏州的东方之门因为与周边环境极不融合而被调侃为“秋裤”。土楼选址注重建筑、人与环境协调的“风水术”，希望好的选址布局能够聚集天地靈气兴旺子孙后代，为了使土楼建筑与山水环境有机融合，常把楼建高一点或者离山较远一点，往往选择坐高向地、向阳避风、临水近路的地方，为便于居民生产生活，避风防潮，既注重功能性的需求，又能融入自然环境之中。

（二）建筑材料

福建土楼建筑材料因地适宜，就地取材，材料均使用当地自然资源，例如石料、竹子、青砖、瓦片、杉木，还有特制的三合土。三合土以黄土、石灰、河沙三种成分搅拌而成，做工考究，加工程序严格。三合土进过层层夯实，用于筑造外墙，土墙较厚，使土楼具有隔热保温、冬暖夏凉的功能。石料常选用整块巨石用于建筑土楼的墙体基脚，瓦片用于房顶的建造，青砖主要用于防火、防潮和隔音，杉木用于顶板、楼板、隔扇、楼梯和门窗。相比现代建筑材料含有某些放射性元素，或者含有散发出甲醛、苯、醚类等污染空气和有害人体健康的气体，土楼建筑材料因源于周边的自然环境，利于居民健康。

（三）建筑结构

福建土楼建筑结构设计巧妙，以福建永定客家土楼群当中的圆楼（圆寨）为典型研究对象，通过研究其建造过程来分析其建筑结构。一般建造流程分为六步（图1）。第一步为选址、设计、开地基，先确定楼的规模、层数和间数等，量出外墙位置，借用原始的折纸定线法画施工图；第二步为打石脚，运用松木打桩，再用山石干砌墙基；第三步行墙，用支架模板夯筑土墙，墙体下宽上窄；第四步献架，当土墙夯到一层楼高时，在墙顶挖凹槽放楼板梁，然后竖木柱、架木梁；第五步出水，屋顶木构架使用穿斗式和抬梁式，瓦铺在望板上，檀、椽和望板搁置在架梁之上；最后一步装饰土楼内外。土楼的这种建造结构整体性强，抗震效果好。土楼整体内部为木构架多层环型房间，外挑环廊的垂直型建筑，特有楼正中的天井来增强采光和通风。土楼在屋顶使用“剪瓦”的手法，非常利于排水。

（四）内部空间

土楼建筑内部空间包括门庭、大厅、卧室以及环形走廊、内院和天井，其中，廊道具有良好的通风系统，天井给内院提供了充足的自然光线，居民也喜欢聚集于此进行各种活动。此外，圆楼由于其圆形结构，内部各个空间均光线照明良好，通风流动性好。土楼一般分为四层：一层为厨房，但其内部空间的功能不仅仅是厨房，还为二楼粮仓及整栋楼提供干燥保湿；二楼设有粮仓，避免与地面之间接触导致食物发霉；三楼以上均为卧室，采光和通风性更好。因此，圆楼建筑的外部形式和内部功能空间结合得十分完美。

四、环境共生建筑的设计要点

“共生”最先出现于生物学，主要是指不同种生物在一起共同生活。后来这一概念延伸至其他领域，在建筑学领域，特别是日本对共生建筑的研究，更是体现了日本文化特征，例如，日本建筑大师黑川纪章的共生思想。通过对共生相关理论的整理，建筑共生理论主要是指部分与整体的共生、内部与外部的共生、建筑与环境的共生、不同文化的共生，以及历史与现实的共生。现代城市建筑基本上与自然生态环境呈对立关系，通过钢筋混凝土把建筑内空间与外部自然生态空间隔离开。总结福建土楼群当中圆楼的建筑特点，提出以下关于环境共生建筑的设计要点：

（一）选址和布局符合生态原则

建筑选址布局应考虑周边环境的现状，不破坏原有生态系统和动物的活动路线，保护建设用地范围内具有生态建筑的古树和动植物，同时注重建筑、人与环境协调，使建筑能较好地融入当地环境中而不是独树一帜，从而才能不破坏当地原有的风景视野。例如，我国建筑大师王澍设计的中国美术学院象山校区，其选址和布局将建筑融入到象山的山耸水环之中，又与校园整体环境相和谐。

（二）建筑材料因地适宜，生态自然

建筑材料应多利用当地的土石、木材、竹等自然生态材料，借鉴土楼对本地材料的使用方法，探究使用本地普通自然生态材料建成小中层建筑的方法。因为天热材料的透气性好，利于人体健康，又不污染环境，同时也利于回收再利用，容易被大自然降解循环。例如北京长城脚下的“竹屋”， 其竹材料的使用增强了建筑的表现力，其疏密有致、间隔分明的竹墙使建筑巧妙地隐于自然的山水之中，传达出浓郁的东方神韵。

（三）建筑结构和内部空间设计“天人合一”，减少使用过程中的能源消耗

建筑结构和内部空间应根据周边环境和当地的生活方式进行设计，而非为了某一种风格。要注重舒适性、实用性和亲切感，借鉴土楼的设计理念，讲究空气、阳光、山水、天、地与人的和谐统一。在结构和内部空间的设计中，将建筑外部的自然环境通过窗户或其他方式，通过设计的手法引入室内，使内部空间与外部环境和谐统一。其次，通过结构和内部空间的设计，提高自然能源的使用率，达到节约能源的效果。例如，提高房间内的采光，减少白天照明，同时，借鉴土楼廊道通风系统的设计方法，利用自然通风以减少空调的使用。

五、结语

隨着我国城市的发展，建筑物不断增多，对生态环境造成的压力迫使人们思考如何建造可持续生态建筑。随着全球对环境生态问题的重视，人们对城市建筑发展的思考及对高科技生态材料的研发，可持续生态建筑在未来是具有可能性的。同时，借鉴中国传统地域性建筑的设计理念和手法，将会为环境共生性建筑的探究打开新的视角。以福建土楼群当中的圆楼为研究对象，对其选址布局、建筑材料、结构、内部空间进行分析，归纳建筑与自然环境共生的方法，希望对关于环境共生建筑的研究提供参考。

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作者单位：

江南大学设计学院