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建築設計要以人為本,不過度迷戀機械技術創造的環境,應注重設計追隨能量的目標。

文|秦明
編輯|石亞瓊

封面來源|採訪供圖

若要參透當下建築業轉型,必須對建築師的角色轉變予以矚目。

長期以來,多數建築師所在的大型設計院,由於建築、結構、MEP設計等專業大都以單技術工種的形式存在,擁有較高的人員調度和工種協調優勢。在此背景下,建築師與工程師只要掌握相應的規範、標準,運用基本的專業知識,便可建造並成功交付建築產品。

如今,建築類型的多樣化,包括技術發展、時代需求演進等因素,正打破各工種的職責邊界,多專業交叉與協同成為一種常態。如何集約整合各類建築要素,滿足低碳經濟發展,成為當前建築設計領域的重要議題之一。

建築設計過程已然成為一種社會合力,是多方博弈、協作、認可與平衡的結果。

其中,建築師負責制的推進,也在改變傳統「規劃設計」與「施工總承包」兩架並行馬車的主導作用,開始轉向為設計單位或建築師牽頭,綜合統籌結構、水暖電、景觀、室內、材料等各專業的工作,落地品質更優秀的建築作品。

然而,這裡面,建築師仍面臨着較多的窘境,包括技術與藝術的平衡、話語權的爭取與多專業人員的協調,尤其是雙碳背景下對新時代建築設計的理解。那麼建築師群體具體面臨着哪些變化,又增添了哪些社會責任,未來十年又有哪些可期的發展空間呢?

近期,36氪數字時氪與同濟大學建築與城市規劃學院教授、博士生導師李麟學老師進行了深度訪談,聊到了新經濟時代下的建築設計方法;建築師的角色轉變、未來路徑;什麼是熱力學建築、建造文化、氣候城市;建築師如何理解數字化與雙碳……

李麟學教授團隊

核心觀點:

1、建築師就像樂隊指揮,需要通曉各個環節,關鍵在於整合不同的要素,考慮如何把純技術的內容轉化成系統化的集合,並賦予其文化與詩意。

2、建築師的話語權也是需要不斷去爭取的,不是說一開始就賦予我們整個資源協調的特權,而是在這個博弈的過程中,行業多方慢慢達成共識並互相認可的結果。

3、建築師在實現以人為本的建築設計的同時,數字化應該是圍繞創造力而產生的重要方法與工具。另外,碳排放分析並不是一個回溯性的驗算概念,而是一個協同工作的全過程概念,這是促進設計變革的一個重要因素。

4、做低碳設計未必要以犧牲人的舒適為代價,應該最大化地去使用自然資源,警惕過度迷戀機械技術創造的環境。同時,建造技術不只是單純技術的概念,它也可以轉化成為一種文化的手段,將連貫的技術要素與設計邏輯融為一體,我們稱之為「建造文化」。

5、熱力學建築注重設計追隨能量的目標,主要是通過設計、捕獲、引導、攔截、儲存、促進以及調節建築系統的整體能量流動與耗散,實現環境熱力學與美學的轉化融合。

6、對整個行業而言,特別需要不同維度或視角的推動,比如科技媒體對技術本身以及行業推動會非常大,這是純技術人員很難有辦法產生的。

7、如今中國的快速城市化階段基本完成,接下來屬於「高品質城市化與再城市化」的時代。未來10年,建築師也需要考慮如何來修正快速城市化過程中造成的大量城市缺陷和空白,如何來提升空間的可感知性,以及建築設計怎樣與人的需求更接近等。

8、建築師要回答所在時代的一些需求,嘗試進行不同學科的交叉、不同技術領域的交叉、甚至是與生理學、醫學觀念的融合,過程中既要守住學科與專業的核心,也要不斷開拓我們的知識邊疆。

杭州市民中心(李麟學教授主持項目)

新時代建築師:技術要素前置,協調資源並系統化創造

36氪:在低碳、數字化背景下,談談您對建築設計的理解?

李麟學:建築設計行業不止於造房子的藝術,它以物質實體為導向的,非常依賴於每個時代的新技術,屬於典型的技術驅動型行業。時代不同,需求不一,如今建築師的角色更加多元化,承載了協調建築產業資源的重任,尤其在全球氣候環境議題背景下,面臨着如社會責任、環境責任等的設計需求與職業挑戰。

一直以來,建築師充當着調動技術與藝術的角色。建築設計不單純於技術集成的概念,一方面它具有很強的技術集成的任務,另一方面為了產生綜合效能,又需要加入新的要素或角色,這裡面不僅要考慮低碳設計、可持續理念,還有新的建築體系與建造方式的選擇,以及如何定義當代建築的特點,如何汲取歷史建築的營養等等,均需要建築師去思考。

36氪:新時代建築師的身份會有哪些細微的變化?

李麟學:形象來說,建築師就像樂隊指揮一樣,需要通曉各個環節,關鍵在於整合不同的要素,需要考慮如何把純技術的內容轉化成系統化的集合,並賦予其文化與詩意。當然技術很重要,不過單純技術很難成為系統的主導,設計才具有系統化引領的作用。

實際項目中,建築師也要配合工程師,包括工廠的團隊,大家彼此是完全協同化的,並非單一技術效率的絕對概念。差異之處在於,建築師需要把技術效率與設計美學,包括空間效能等綜合起來,通過設計達到一個不斷尋優的整體,才能促成一個系統性的創造,完成一件好的建築作品。

如今,各類技術層出不窮,我們會發現從過去中國古代竹木建築,到近現代混凝土建築、鋼結構建築,在這些體系轉變的過程中,也貫穿着各種數字化的技術以及創新的手段。對於建築師而言,需要考慮將技術要素前置,促成整個系統的根本性轉變。技術要素確實給建築師提出了很多的挑戰,但也帶來了更多創造新形式的機會。

36氪:很多人評價建築專業是「天坑」,您如何看待建築師群體未來的發展呢?

李麟學:首先建築專業絕沒有轉向沒落,即使在歐美也是受矚目的專業之一,是一個古老但特別有挑戰性和成就感的領域。當然大家應該都能感受到整個行業或學科在轉型,實際上未來建築行業會更加多元化發展。

對於職業建築師來講,現在確實是一個非常大的痛苦期。從自己的團隊角度看,我們做了非常多的超值服務,不是說業主要求你做,而是基於專業與職業素養,建築師很多應是當仁不讓的、不會妥協的要去做的。其次,建築師的話語權也是需要自己去爭取的,不是說一開始就賦予我們整個資源協調的特權,而是在這個博弈的過程中,行業多方慢慢達成共識並互相認可的結果。

最近我們在做河南省科技館新館,建築形態非常複雜,涉及建築一體化設計,從建築、結構、MEP各方面到建築景觀、室內空間等全流程、全產業鏈、全方位的把握。這也是我們去建造更多高品質建築特別需要的,我認為這是建築師修煉的必經之路。

還有一點需要提到的是,對整個行業而言,也特別需要不同維度或視角的推動。典型的比如技術媒體對技術本身以及行業推動會非常大,我們稱之為科技傳播,這是純技術人員很難推動的。

熱力學建築:低碳能效、數字化與建造文化的整合

36氪:您一直在研究熱力學建築或能量建築,可以介紹它的研究內涵嗎?

李麟學:熱力學建築或能量建築是我們團隊研究的主要方向之一,其主要通過設計、捕獲、引導、攔截、儲存、促進以及調節建築系統的整體能量流動與耗散。

專業角度看,一方面建築形體追隨環境效能,計算與實驗藉助基於建築空間、結構、材料,以及聲、光、熱等物理效能等設計參數,生成熱力學建築形體;另一方面設計者則通過環境感知、協同設計、人工智能等數字方法提升設計過程,進而實現環境熱力學與美學的轉化融合。

36氪:在建築設計過程中對於新技術的使用,咱們會有哪些考量點?

李麟學:拿團隊在建的一個公共建築項目舉例,在設計過程中主要考慮三部分:一是建造系統的選擇,比如是否採用裝配式體系;二是如何響應環境的議題,進行低碳環保與節能設計;三是從本體的角度出發,如何設計一個讓人群能積極參與的場所,激活周邊城市環境。

從設計角度看,如同濟嘉定校區大學生活動中心項目由底部扁平的體量和12層高的豎向體量組成。由於考慮要集約化利用校園土地,便採用「垂直校園」的概念,即學生可以從底樓進去,接着如登山一樣一級一級走到建築最頂部的花園中。同濟大活項目作為一種公共建築,採用裝配式混凝土建築結構本身是有相當難度,不過此類體系比較省材料,少工人,滿足低碳建造模式。

同濟大學嘉定校區學生活動中心

在實施過程中,若按照傳統現澆設計方式,預製構件尺寸會比較大,裝配式綜合優勢發揮不出來。因此,在結構工程師的協作下,項目採用了減隔震技術,用以降低構件的截面、用材等;同時使用熱力學煙囪技術,它的設計能夠部分替代空調製冷系統,在過渡季節,實現有效被動式製冷,有利於降低運營碳排放。

在我看來,建造技術不只是單純技術的概念,它也可以轉化成為一種文化的手段,我們稱之為「建造文化」。比如,在結構安全穩定的前提下,改變結構柱網,對柱子靈活布置,使其不止於結構承重,還可以和遮陽設施聯繫起來,包括與夏季的主導風向適應起來,實現光線與通風的調節,由此便形成了連貫的技術與設計邏輯。

36氪:您提到的熱力學煙囪、減隔震技術、裝配式技術在碳減排這塊的效能如何,會有數據支撐嗎?

李麟學:可以先聊聊這塊的思路。首先熱力學煙囪設計是利用熱空氣上升的原理,在建築上部設排風口可將污濁熱空氣從室內排出,並將室外新鮮冷空氣從建築底部吸入。此設計措施的碳減排效果一般需要獲取運營實測值後再進行評估,將在後續進一步分析。

減隔震技術可以這樣形象化解釋,它就像我們用一隻手拖着托盤,托盤上放雞蛋一樣的。由於手的作用類似於彈簧,可以緩解托盤與雞蛋之間的振動,從而保證了整體穩定性。對於建築而言,減隔震技術通過在地下底部結構或層間變形較大的位置設置耗能裝置,如阻尼器、減震層等耗散地震能量,當滿足規範特定條件後,可實現上部結構的降度設計,從而顯著降低鋼材、水泥的用量。

關於碳排放數據披露工作,我們與上海續翼建築科技發展有限公司已有過數次合作,他們深耕在建築碳中和領域,具備數據云計算高維算法自主研發能力。此次特邀續翼對本項目的建築全生命周期溫室氣體排放量與碳減排量進行了細顆粒度的數字化碳排放模擬與量化分析工作,橫跨了四大階段數據邊界,覆蓋了隱含碳與運營碳、綜合設計值與實測值等方面。

從目前初步的碳量化結果看來,本項目對比基準情況至少可以降低7.1% ,該結果尚未將建築交付運營後每年因熱力學設計產生的減碳疊加效應納入考量,大約相當於種植25萬棵樹增加的碳匯。

從絕對值角度看,該項目近萬噸的減排量在目前的碳交易市場上約等於近百萬元的實際收益,隨着碳市場的飛速發展、碳價的穩步上升,該項目的逐年疊加減排量或可為項目帶來每年度約數十萬元的額外收入,從可持續發展的角度來說,是十分可觀的。

36氪:從建築師角度,您是如何理解建築碳排放以及數字化這件事情呢?

李麟學:在建築全生命周期中,建材與運營階段碳排放比例占據95%以上。一方面材料的變革會很重要,其次在運營層面,也需要專業的團隊做後期運營的評估,尤其是按照低碳理念設計的建築,在真正投入使用後有沒有起到效果,是我們的關注點。

當然,我們認為碳排放分析並不是一個回溯性的驗算概念,而是一個協同工作的全過程概念,這是促進設計變革的一個重要因素。我們一直在研究熱力學建築或能量建築,注重設計追隨能量的目標,並從環境、社會、人等要素綜合考慮怎樣去節能和創造舒適性。

低碳建築設計是一種定製的,可以根據活動的場景、不同的季節來智能動態響應的,其中結合數字化要素是關注的重要方面。建築師在實現以人為本的建築設計的同時,數字化應該是圍繞創造力而產生的重要方法與工具。

36氪:您能舉個例子,便於解釋低碳設計與數字化結合會產生一定的效能?

李麟學:比如同樣在同濟大活項目中團隊綜合考慮了所在地區的季風、環境與空間,可以使得每年大概有三、四個月的時間,在將底樓大廳窗戶、門打開後,這時大廳不需要空調,實現自然通風節能。然而具體門窗位置、洞口的尺寸細節設計的確定,需要提前用數字化技術進行模擬,來滿足此理念下的設計效能。

我們與環境學院的老師們配合,採用數字技術來模擬氣流的方向,比如在空氣難以通過建築內部空間的時候,我們又通過空間設計,增加了兩個熱力學煙囪來加強空氣的流動,使得建築的呼吸性變得更強。在這個過程中,使用數字化技術便成功解決了一系列設計難題。

36氪:您認為在建築碳中和實現過程中,有哪些關鍵問題需要解決?

李麟學:隱含碳排放是很關鍵的一環。不同於木頭與竹子本身的負碳性,工程中使用的玻璃、鋼材等的生產過程是要付出很高的植入能量。一般而言,越是高精確加工的材料,它的隱含碳排放是越高的。從整個社會與環境的角度來說,我覺得要充分考量未來材料的選擇與革新。

其次,人的要素是很難測算的。做低碳未必要以犧牲人的舒適為代價。建築設計應該最大化地去使用自然資源,其實,疫情期間很大的一個經驗就是讓我們更加認識到自然是何等重要!需要警惕過度迷戀機械技術創造的環境。

未來設計空間:從建築、街區到城市尺度的拓展

36氪:當前國內建築設計領域的環境,以及可能的發展空間在何處?

李麟學:如今很多優秀的建築師都在高校做老師,尤其在西班牙,通過學術研究同時擁有自己的事務所,既可以保持一份學術理想,又能在市場中保持一份獨特性。美國的建築事務所則更多傾向於體系化,它會在某些專業領域非常強,具有較強的技術支撐與專長。國內市場比較大,這兩種形態同時存在,一方面設計集團類似於專業類型的集中、有非常強的技術支撐,另一方面也需要非常個性化的研究性或實驗性的小型機構。

從未來的發展空間看,如今中國的快速城市化階段基本完成,接下來屬於「高品質城市化與再城市化」的時代。未來10年,我們需要考慮如何來修正快速城市化過程中造成的大量城市缺陷和空白,如何來提升空間的可感知性,以及建築設計怎樣與人的需求更接近等,這時會有很多新的議題冒出來,需要我們建築師要有一個積極主動的姿態去尋找自己的空間與新機遇。

36氪:我們注意到您建立了自己的建築工作室,未來想要解決哪些問題呢?

李麟學:可以大致概括為三塊。第一塊是對重要公共建築的探索。我們團隊的優勢在於對複雜大型城市綜合系統的處理,包括系統建築技術與藝術的整合,同時又有同濟平台提供很多的技術支撐與研發。

第二塊是建築原型的創新設計。在此層面我們不會去關注建築項目的大小,更關注在該項目中的創新,並嘗試啟發未來新的實驗與技術,進而推廣到大型建築中,形成一種良性的原型互動。

舉個例子,我們最近在進行楊浦濱江一個小型水質站的改造與轉化項目,目標是要將水站底部廢棄的儲水池改造成水文化博物館。在這個過程中,首先我們會考慮怎樣計算原有的工業設施與新加元素的碳排放,如何進行碳排放值的核定;第二個我們考慮如何通過一些新的技術手段實現零碳建築,比如在周邊給它加了一圈圍廊,也在頂部通過太陽能來發電,還在內部加很多空腔,形成一種熱力學煙囪式的能量建築,使得地下室博物館空間實現自然通風與採光。

第三塊是進行城市層面的開拓。我們會從城市的尺度去考慮怎樣運用氣候、環境、能量要素。比如在城市的尺度上去考慮風廊的問題、熱島的問題、霧霾的問題、城市街區的問題;在北方怎麼來保溫?在南方怎麼來促進通風?這些問題是單純的從建築尺度上是無法實現的,是「氣候城市」的建構。

36氪:您對於青年建築設計從業者有哪些寄語呢?

李麟學:庫哈斯曾說過,建築設計是一隻腳踩在上個世紀,另一隻腳邁向未來。我們一邊要從過去汲取豐富的營養,與歷史對話,另一邊我們要回答所在時代的一些需求,嘗試進行不同學科的交叉、不同技術領域的交叉、甚至是與生理學、醫學觀念的融合,這是未來建築師特別需要的一種特質。我們需要守住我們學科與專業的核心,也要不斷開拓我們的知識邊疆。

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