基于生态提升的自然解决方案可实施性研究

摘 要：城市化进程的快速推进，导致生态环境压力迅速增大，为了缓解日渐增大的环境压力，很多学者提出了引导性的理论，国家也出台了建筑设计指南和相关评估标准，在此基础上设计师开始运用自然解决方案，目的是进一步提升生态系统的稳定性。基于此，通过分析公共空间设计常用技术手段和其产生的效果，并将自然解决方案与现代常用的提高空间能效的技术手段进行对比，总结自然解决方案的特点，探索自然解决方案在城市公共空间生态恢复中的可实施性。

关键词：公共空间；自然解决方案；生态空间

基金项目：本文系2022年度普通高校特色创新项目“广东地区城市公共空间生态恢复手段综合运用研究”（2022WTSCX276）研究成果。

城市化进程的加快，导致人们对城市住房及配套建筑、配套设施的需求量大增，为了在短时间内满足人们的生活需求，利用混凝土打造的城市空间，大大压缩了植被的占地面积，导致空间生态系统的稳定性减弱，生态调节能力下降，环境压力逐渐增大。生态用地的性质发生变化，造成了大气污染、水污染等多种生态环境污染，再加上土地的侵占，造成了动物的栖息地被破坏、迁徙路线受阻等问题，使得生态环境日益脆弱。

一、全国土地生态环境现状

1990年至2020年全国森林和农田覆盖面积有所增加，湿地覆盖面积略有减少。不透水地表覆盖面积自1980年以来急剧增加，不透水地侵占了大量的草地和灌丛，导致草地和灌丛的占地面积急速减少，草地调节气候、净化空气和涵养水源的功能明显降低，气温升高、空气质量下降、水资源合理利用难度增大等生态问题逐渐显现。

二、公共空间设计常用技术手段及效果

（一）增加公共空间的植物覆盖面积

为了提升公共空间调节气候、净化空气的效果，很多公共建筑在建筑的顶面、立面增加了植物的覆盖面积。虽然增加公共空间的植物覆盖面积能够起到一定的调节温度、优化空气质量、降低碳排放量的作用，但是由于植物通常种植于建筑的外立面和顶面，楼体的内部会出现距离植物覆盖区域较近的区域调节气候、净化空气的效果越好，反之距离植物覆盖区域越远的区域气候调节效果相对较弱的情况。通过增加植物种植面积的方式所取得的调节气候、净化空气的效果呈现出递减的趋势。

（二）运用新型建筑材料降低公共空间碳排放量

为了降低公共空间的碳排放量，缓解生态压力，近年来国家高度重视新型建筑材料的研发和运用。新型建筑材料的运用起到了保温隔热的作用，降低了室内空间中调节室温、空气质量的电器的使用率，从而降低公共空间的碳排放量，发挥缓解生态压力的作用。但是，随着很多老建筑拆除，废弃的建筑材料对环境造成一定程度的污染这一问题逐渐显现，国家对于建筑材料的回收利用也更加重视，建筑材料的回收和利用率逐渐提高。

（三）通过技术手段降低公共空间能耗

通过技术手段对可回收资源进行重新利用，达到降低公共空间能耗的效果。例如，对水资源进行回收利用，并在重复利用的过程中通过运输管道达到调节室温的作用。这些技术都在很大程度上起到降低公共空间能耗的作用。这些技术手段也因为不同地区的气候特点不同，在运用的过程中取得的效果差距较大。

三、自然解决方案的特点

（一）通过建筑结构的设计和建造达到调节温度的目的

广东地区是亚热带季风气候，年平均温度高、湿度大，建筑设计过程中注重利用建筑结构，通过建设通风的通道、拔风的冷巷、遮阴的棚板，以及流水降温等方式调节公共空间的温度、湿度，提升空气质量，打造适宜人们活动的空间和环境。利用建筑结构调节温湿度，有建造成本低、维护成本低、运营成本低等优势，能够节约人力成本、资金成本，方便建筑在使用过程中持续发挥调节温度、湿度的作用，在降低能耗上也有一定的优势。

公共空间也可以根据自身的需要，在空间中的不同区域设计能够调节温湿度的结构，达到调节气候、净化空气的目的，最大限度保障公共空间中的各个区域都能有良好的调节温湿度和改善空气质量的作用。

（二）重视植物之间的联系

在植物种植区设计和建造的过程中，不仅要重视植物的覆盖面积，还要重视植物的关联性，保障植物元素的连贯性。植物的种植不再是单纯在平面或是立面种植，还可以进行平面、立面穿插，增加植物的覆盖面积，提升区域内温度、湿度的稳定性。植物的联系性增强，有助于植物的生长，便于形成生物圈；植物元素的连贯性增强，便于生态圈稳定性的提升，有助于植物发挥净化空气的功能。

（三）建筑外形模拟自然环境进行设计

在建筑设计过程中，要重视模拟自然环境，不再是单纯建造方形建筑，而是以下面集中但上面分散的形式，增加建筑的通风、光照面积，从而提升人们空间使用的舒适性，使人们在不同的时段都能找到令自己舒适的区域。建筑外形模拟自然环境进行设计，也缓解了建筑对空间环境的压迫感。

（四）增加自然元素

在公共空间设计和建造的过程中，增加自然元素或与自然元素有共同特性的元素，在一定程度上能够缓解生态压力。例如，在公共空间中引入水元素，可以达到调节温湿度、灌溉植物的效果，也能成为公共空间的一道风景线。

种植高大的植物可发挥植物天然的遮阳功能，为人们的休憩、娱乐提供舒适的空间环境。

种植可净化水质的植物，可以在水的流动过程中达到净化水质的效果，便于水资源的循环和利用。

在公共空间中运用木材、石材等自然元素作为建筑材料，有利于材料的维护、维修和重复利用，缓解建筑材料对环境的压力。我国地大物博，不同区域气候不同，很多利用当地特色的泥土、植物等材料打造的公共空间更适宜当地的气候环境，而且这些材料的使用在节约建造成本的同时能够节约运输成本，便于空间的维护，还能凸显当地特色，提高空间的辨识度，提升空间与周边环境的融合度。在公共空间中使用反射率低、折射率低的材料，减少了公共空间所造成的光污染对周围环境的影响，一定程度上提升了周邊环境的舒适度，也易于降低公共空间室内的温度，从而达到提高空间能效的效果。

（五）在生态修复方面有独特的优势

空间环境中存在的生态问题不尽相同。面对不同的问题，自然解决方案可以根据不同的自然元素的特性，运用不同的自然元素进行调节和解决。自然元素根据其特性不同，有一定的发展性。随着自然元素的稳定性增强，其生态修复的功能逐渐稳定甚至会增强。以公共空间中种植的树木为例，移植到公共空间的树木会随着时间的推移不断生长，而高大的植物在空间中发挥的遮阳作用也会增强。自然解决方案有助于丰富空间要素，从而更好地修复生态。

近年来，人们基于海绵城市建设理念，利用植物的特性，在不同的区域种植不同的植物，从而发挥植物的吸水、蓄水、渗水、净水的作用。自然解决方案无论是在美化环境方面，还是在对水资源的收集、利用，以及净化水资源方面，都能够发挥良好的作用。

（六）合理的规划有助于提升自然解决方案的效能

合理的公共空间结构规划具备空间生态连贯性好、绿色植物分布均匀等特点。通过对公共空间进行合理规划，能够更加均衡、稳定地发挥自然解决方案修复生态的功能。

（七）以尊重自然为根本

自然解决方案能够最大限度地保留空间的地质结构，有利于地质结构的稳定，降低人为因素导致地质灾害的概率。自然解决方案通过利用栈桥、架空通廊等方式最大限度保留原来公共空间的生态圈，在平衡空间的社会功能和生态功能的过程中，保护了空间生态的稳定性，有利于公共空间尽快发挥修复生态的功能。

四、缓解生态压力技术手段与自然解决方案的对比

缓解生态压力技术手段以人为干预的方式为主，优势在于建设公共空间的建筑材料用料和名称以及用途明确，建筑材料在施工过程中，技术手段使用方法可根据规范操作，此类技术手段易于推广。缓解生态压力技术手段评估体系较为成熟，缓解生态压力的效果明显，易于评估公共空间能效是否达标。

缓解生态压力技术手段更偏向于标准式可操作性强的技术手段，其劣势在于由于不同地域的气候特点不同，在不同地域实施的过程中，需要对地势、环境等复杂因素进行考量，很难有针对性地提升公共空间的能效。

自然解决方案主要是采用因地制宜的方式，多采用物理调节温度、湿度、照度的方式，其优势如下：对环境影响小，空间能耗低；建造材料回收利用率高，环境污染压力相对较小；空间结构根据不同地形、地貌、地势、地域的区别进行灵活设计，能够根据当地的气候、温度、风向等自然因素进行设计，降低公共空间对周边环境的不良影响。正因为空间结构的设计较为灵活，自然解决方案能够不再仅仅针对顶面、墙面、地面等较为单一的空间维度进行设计，而是可以进行更多维度的设计，有效对整个空间的温度、湿度、照度等多项指标进行调节，提升人们在空间中不同区域的舒适度。由于这些结构更多的是暴露在空间的外部，相对而言维护较为容易，维修难度较低，同时因为空间的建筑结构相对使用寿命较长，所以利用物理建筑结构达到调节温湿度、照度的效果持续时间也较长，且调节效果的衰减率低。

自然解决方案在建设过程中增加了更多的自然元素，增加了空间温湿度、照明度调节的弹性，由于人们的亲水、亲近自然的特性，在公共空间中融入自然元素易于让人们在空间活动的过程中放松心情，让身心压力都得到缓解，减少人们的负面情绪，对人们的身体健康有一定的益处。而且，自然元素更容易被回收利用，或是在自然界中降解，这样建设的公共空间对环境造成的污染更少。

自然解决方案在实施的过程中的劣势主要在于，不同的設计师对当地气候、地势等自然因素的信息掌握情况不同，或是设计师本身对自然解决方案所能取得的效果不了解。这些因素都可能导致依据不同设计师设计的方案建成的公共空间对于气候、空气质量等的调节效果差异较大。自然解决方案中很多手段运用后取得的效果较难量化和评估，施工流程和施工办法没有具体的标准，比较难以大面积推广、实行。

五、展望

自然解决方案既能满足人们生活、生产需求，又能够实现环境可持续发展，将其应用在城市公共空间设计中，所能产生的修复生态的效果是毋庸置疑的。但是，在完成设计方案之前，必须对空间的生态服务功能做详细的分析、总结，只有明确了空间的生态服务功能，再结合空间的社会服务功能，才能设计和建造出既能满足人们生活需求，又能发挥生态修复作用的公共空间。

自然解决方案有很多的优势，如果将其推广使用在不同的地域，需要根据当地环境、地势、气候、温湿度、空气质量等自然因素的特点，制定具有一定地域适应性的、普遍可实施的操作准则，并针对相应的技术手段取得的生态恢复效果和公共空间在建设完成后缓解生态压力的效果制定相应评估标准。评估需要动态评估和静态评估相结合，才能持续了解自然解决方案对于修复生态的效果。

运用自然解决方案理念建设的公共空间，还可以融入生物滞留设施，这能在一定程度上模糊公共空间和自然环境的界限，最大限度地发挥自然解决方案的优势，提升自然解决方案修复生态的作用。

在公共空间的建设和环境压力增大的矛盾中，为了更好地发挥自然解决方案修复生态、降低生态压力的作用，需要进行合理的规划。

自然解决方案很有可能成为未来公共空间、居住空间设计的重要方向，如何丰富自然解决方案的技术手段，如何让更多的设计师运用自然解决方案设计建设空间，如何完善自然解决方案的操作准则和评估标准，将是建筑设计师需要重点思考的问题。通过数据的收集，进一步调整并完善自然解决方案，不断优化自然解决方案的实施路径、实施方法等。相信通过相关规定的完善，自然解决方案一定可以在公共空间设计中得到更好的推广和运用。

参考文献：

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[4]夏春华.基于生态价值的公园城市适应性植物资源系统构建和应用[D].长沙：中南林业科技大学，2020.

作者简介：

李德心，硕士，惠州城市职业学院副教授。研究方向：建筑室内设计。

通讯作者：

马艳娟，惠州城市职业学院讲师。研究方向：建筑室内设计。