作者 | Author：賴鴻展 LAI Hongzhan/ 澳門科技大學(xué)人文藝術(shù)學(xué)院 博士研究生，梁黃顧建筑師(香港)事務(wù)所有限公司 研發(fā)部副主任

1 背景

自2020年開始，應(yīng)對氣候環(huán)境挑戰(zhàn)，遏止及放緩溫室氣體排放，中國努力實現(xiàn)“碳達(dá)峰2030、碳中和2060”目標(biāo)已是國家和城市之社會、環(huán)境、經(jīng)濟發(fā)展的主要趨勢。國務(wù)院《2030年前碳達(dá)峰行動方案》也于2021年10月發(fā)布，對“推進(jìn)城鄉(xiāng)建設(shè)綠色低碳轉(zhuǎn)型”及“加快提升建筑能效水平”提出了要求和指導(dǎo)。根據(jù)聯(lián)合國環(huán)境署及中國建筑節(jié)能協(xié)會能耗統(tǒng)計委員2020年建筑狀況研究報告可知[1,2]，建筑業(yè)依然是城市發(fā)展中主要能源消耗者之一。低碳設(shè)計（Low Carbon Design）貫穿建筑的全生命周期，是建筑業(yè)實現(xiàn)中國碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，表現(xiàn)為超低能耗建筑、近零能耗建筑、零能耗建筑和正能量建筑等設(shè)計類型，低碳設(shè)計成為“碳目標(biāo)”的重要建筑手段和未來市場趨勢。

但與此同時，2020年初，全球新冠肺炎疫情大范圍爆發(fā)給城市和建筑健康環(huán)境敲響警鐘，強烈體現(xiàn)了建設(shè)“韌性”的必要性和緊迫性，繼而楊保軍提出城市應(yīng)對衛(wèi)生突發(fā)事件的思考，描畫疫情防控的基本空間單元[3]。如今后疫情時代，疫情擴散及防控形勢嚴(yán)峻，突發(fā)社區(qū)管理及疫情常態(tài)化逐漸成為城市居民日常生活的一部分。有人將此次威脅稱為“通向未來的時光穿梭機”，后疫情不斷挑戰(zhàn)傳統(tǒng)生活和工作習(xí)慣，不斷革新設(shè)計思維，改變著城市和建筑的運營和設(shè)計模式。除此之外，隨著城市建設(shè)和發(fā)展面臨的各種新不確定性，例如極端氣候影響、科技革命和新型冠狀病毒等，國務(wù)院參事、中國城市科學(xué)研究會理事長、國家住建部原副部長仇保興先生提出了邁向“韌性城市（Resilient City）”的十個步驟[4]。這十個步驟指導(dǎo)和激發(fā)城市決策者、城鄉(xiāng)規(guī)劃師、建筑設(shè)計師和市政工程師的工作思維。

不過目前來看，大部分學(xué)者都以城市作為韌性設(shè)計的尺度，鮮有從建筑尺度進(jìn)行韌性設(shè)計的研究和思考。從綠色建筑的發(fā)展歷程來看，經(jīng)歷了“生態(tài)（Ecology）““綠色(Green)”“高性能(High performance)”“可持續(xù)(Sustainable)”“低碳(Low-carbon-neutrality)”等，韌性設(shè)計（Resilient Design）作為保持或恢復(fù)城市及建筑的動態(tài)活力，筆者認(rèn)為是面對不確定性及通往碳中和的另一解決方案及設(shè)計提升手段；建筑師及有關(guān)設(shè)計人員是可在“韌性行動”和“碳行動”中通過各種有關(guān)技術(shù)和建筑設(shè)計的整合發(fā)揮重要作用，創(chuàng)造更以人為本的更宜居更綠色生態(tài)的建成環(huán)境。

2 韌性—建筑設(shè)計新基因

“韌性”（resilience）對于設(shè)計來說，是一個相對抽象的概念，其源自拉丁文”resilio”，意為“彈回”[5]。學(xué)術(shù)界大多認(rèn)為，韌性最早被物理學(xué)家用來描述材料在外力作用下形變之后的復(fù)原能力。1973年“韌性”在《生態(tài)系統(tǒng)的韌性和穩(wěn)定性（Resilience and stability of ecological systems）》一文中首次被引入到生態(tài)系統(tǒng)研究之中[6]；2002年地區(qū)可持續(xù)發(fā)展國際理事會（ICLEI）在聯(lián)合國可持續(xù)發(fā)展全球峰會上也提出“韌性”概念，將此概念引入到城市與防災(zāi)領(lǐng)域。2012年政府間氣候變化專門委員會（IPCC:Intergovernmental Panel on Climate Change）認(rèn)為，韌性是用來描述系統(tǒng)能夠及時、有效、公平地預(yù)測、減少、適應(yīng)和從中斷中恢復(fù)的能力。2017年根據(jù)英國水務(wù)監(jiān)管局（Water Services Regulation Authority）的解釋，韌性是指應(yīng)對毀壞和從中恢復(fù)的能力，以及為現(xiàn)在和將來所具備的自適應(yīng)的預(yù)期改變以維持功能的運轉(zhuǎn)，保護(hù)自然環(huán)境。在新冠疫情背景下，楊保軍認(rèn)為“韌性”是更加網(wǎng)絡(luò)化、多中心化，社區(qū)治理建設(shè)可拓展為15分鐘生活圈模式[3]。方雪麗討論了韌性理念與城市公共空間設(shè)計要素的有機結(jié)合，對開放空間、交通網(wǎng)絡(luò)、防災(zāi)空間、公共政策和公眾參與等五個方面進(jìn)行韌性設(shè)計[7]。卡特琳娜強調(diào)了韌性與動態(tài)變化的積極關(guān)系，提出了景觀韌性設(shè)計的基本原則，包括連通性、生物多樣性、自組織能力、模塊性、臨時性、多尺度協(xié)同性等[8]。上述從韌性的含義、引入及發(fā)展路線來看，設(shè)計思維及設(shè)計要求于不同尺度和領(lǐng)域都有不同，且都在轉(zhuǎn)變之中。筆者認(rèn)為在面對極端事件（如特發(fā)的地震、洪水）或面對持續(xù)壓力（如老齡化和疫情常態(tài)化）等情況下，韌性是抵抗極端事件或慢性壓力并從中持續(xù)發(fā)揮功能和恢復(fù)的能力[9]，韌性建筑設(shè)計就是對建筑可能或無法預(yù)估產(chǎn)生的新不確定性的考慮，是面對和抵抗不確定未來的反應(yīng)能夠穩(wěn)定及動態(tài)恢復(fù)的能力；換言之，設(shè)計韌性是建筑的一種設(shè)計基因，是設(shè)計未來的建筑及環(huán)境。

3 韌性設(shè)計——走向碳中和的設(shè)計手段

韌性與低碳（碳中和）的關(guān)系，De Jong M、仇保興等人認(rèn)為韌性和分布式基礎(chǔ)設(shè)施是走向城市碳中和的必然步驟[4,10]。鄭艷等人認(rèn)為“韌性城市”和“低碳城市”雖然在具體實踐中具有不同層面的考慮，但共性都是作為實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的治理手段[11]。周培從韌性視角對低碳城市的建設(shè)提出建議，認(rèn)為低碳建設(shè)內(nèi)容是提升城市韌性的重要手段[12]。廖茂林等人直接對“低碳韌性城市”此概念進(jìn)行分析，討論經(jīng)濟、制度、生態(tài)、社會和文化等五個方面，目的同樣是促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展[13]。如上所述，韌性設(shè)計目前大部分主要集中在城市尺度及景觀方面，且仍停留在“預(yù)測”“”適應(yīng)”和“管理減退”階段[14]，盡管“韌性”概念最早引入城市建設(shè)是為了應(yīng)對自然災(zāi)害，但從諸多實踐中可知，韌性設(shè)計不僅是防災(zāi)減災(zāi)，也同樣關(guān)注于低碳、健康、社會人口老齡化等層面提高居民和使用者的建筑環(huán)境質(zhì)量。

由此可見，周邊環(huán)境的不確定性、威脅和挑戰(zhàn)同樣成為建筑未來發(fā)展面臨的風(fēng)險因素，包含了氣候變化和溫室氣體的干預(yù)，另一方面也促使產(chǎn)生新的建筑設(shè)計思維、轉(zhuǎn)型、需求和運營模式。具體而言，建筑韌性設(shè)計可從建筑材料、裝配化、微循環(huán)、感知化、健康設(shè)計等五個方面入手（表1）。

3.1 建筑材料-氣候適應(yīng)性

我們先從碳、木材和藝術(shù)等要素綜合出發(fā)。在眾多主要建筑材料中，木材是唯一的可再生建筑材料，單從材料產(chǎn)品在能耗、溫室氣體、空氣和水環(huán)境以及生態(tài)資源開采方面，都優(yōu)于其他大部分建筑材料。對于木材工藝，燒杉板（Shou-Sugi-Ban) 是一種傳統(tǒng)保存木材的方法，經(jīng)炭化后可持續(xù)80至100年而無需必要維護(hù)。此工藝通過燃燒木板條表面的木質(zhì)板條，再進(jìn)行刷滑、清洗、晾干、涂桐油等過程，達(dá)到最佳防護(hù)作用，具有防潮、防腐、防蛀、耐磨、耐高溫、抗酸堿性等優(yōu)點，也具有吸收空氣中雜質(zhì)，擁有過濾空氣改善呼吸環(huán)境的作用，表面木紋更具立體感，且獨有焦炭香氣等。這些便是韌性設(shè)計的元素，能讓建筑外表皮減少不必要的維護(hù)，且能達(dá)到并具有氣候適應(yīng)性。

例如2021年開始使用的“木陰云”項目，位于日本東京千代田區(qū)九段北，是石上純也建筑事務(wù)所的作品。雖然它是新建裝置，但東京2020奧運會期間來此參觀的游客，卻仿如進(jìn)入城市另一情景，從繁華東京的現(xiàn)代建筑穿越至歷史濃厚的遺跡之中?！澳娟幵啤苯?jīng)碳化處理的木材具備了防蟲防潮等氣候韌性，在降低碳排放中與整體環(huán)境的氣候適應(yīng)性、被動式設(shè)計相輔相成，包含在木結(jié)構(gòu)材料、頂棚遮陽、場地綠化、低影響開發(fā)及自然通風(fēng)之中。項目在施工過程中，燒杉工藝熊熊烈火的確可見碳排放的增加，但如果以中國國標(biāo)《建筑碳排放計算標(biāo)準(zhǔn)GB/T 51366—2019》規(guī)定，“木陰云”在運行階段是低碳甚至是負(fù)碳的，已抵消了建造期間產(chǎn)生溫室氣體排放的總和。相比在中國，總體建筑運營的碳排放占建筑生命周期的80%～90%，使得“木陰云”的使用成為可能。例如位于中國吉林市松花湖風(fēng)景區(qū)的“森之舞臺”，外立面經(jīng)過燒杉和黑松焦油處理的木板瓦，使得木材能夠防潮耐寒，表層紋路具有立體親和自然質(zhì)感，且隨著環(huán)境光線的變化，搭建出人與自然之間的啟發(fā)性媒介[15,16]。當(dāng)今，木材及其工藝能提供一種新的實驗和新的模式，相信有助于城市和建筑在韌性及整體碳減排量上做出突破界限的改變。

3.2 裝配化

早在20世紀(jì)60年代，部分建筑（例如醫(yī)院）已在探索裝配式和模塊化的設(shè)計方法。這些模塊具有標(biāo)準(zhǔn)化、可分解、可拼裝、可定制、可變化等韌性優(yōu)勢，表現(xiàn)為建設(shè)速度快、保證質(zhì)量、生產(chǎn)效率高、定制多樣化及功能靈活復(fù)合等特點，在建設(shè)以人為本的空間、應(yīng)急建筑、增強抗災(zāi)防災(zāi)等方面具備韌性能力[17]，在重大衛(wèi)生事件發(fā)生時能保證足夠的醫(yī)療空間，保障使用者的生命健康，協(xié)助城市和社會回歸正常運轉(zhuǎn)。因此，在此基礎(chǔ)上發(fā)展出的木結(jié)構(gòu)裝配式建筑更引人思考，其所呈現(xiàn)出的氣候適用性和生長性，將建筑與城市的關(guān)系轉(zhuǎn)化為“人與自然”的關(guān)系，增加整個建筑的韌性能力。例如木結(jié)構(gòu)的“多倫多摩天樹塔”采用預(yù)制CLT（交叉復(fù)合木材）模塊化施工，塔樓高度達(dá)到62米共18層，建筑面積超過5000平方米，建筑功能大部分是居住單元及公共空間。樹塔之中溫暖的木材、自然的外觀、立面上生長的植物讓這座建筑栩栩如生，在整個建筑物的生命周期中，更韌性、更靈活、更安靜、更少浪費、更以人為本。

表1：以人為本的韌性建筑設(shè)計（資料來源：作者自制）

圖3.中國香港西貢戶外康樂中心臨時檢疫設(shè)施（Source: LWK+PARTNERS）

圖4.多倫多摩天樹塔（Source: https://www.archdaily.com/877049/）

圖5.營造循環(huán)社區(qū)-荷蘭De Ceuvel 示范基地（source: https://www.metabolic.nl/projects/de-ceuvel/）

圖6.屋頂太陽能板及De Ceuvel 社區(qū)循環(huán)流程圖（source: https://www.metabolic.nl/projects/de-ceuvel/）

面對香港新冠病毒疫情反復(fù)且越發(fā)嚴(yán)峻，LWK+PARTNERS（梁黃顧建筑師(香港)事務(wù)所有限公司）與有關(guān)機構(gòu)合作，協(xié)助香港政府解決及應(yīng)對疫情壓力，通過裝配式的“組裝合成”(Modular Integrated Construction，MiC）縮短工期，只用77天完成了“中國香港西貢戶外康樂中心臨時檢疫設(shè)施”，為香港本土業(yè)界創(chuàng)舉。此檢疫設(shè)施一方面于建造現(xiàn)場而言提高了施工效率和質(zhì)量管控，減少碳排放，另一方面單邊走廊設(shè)計、陽臺通道、衛(wèi)生通風(fēng)口的設(shè)置都在降低病毒傳播風(fēng)險，以此增加建造韌性，促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展。

3.3 微循環(huán)

對于社區(qū)及其建筑而言，微循環(huán)是一種物質(zhì)和能量的綜合循環(huán)轉(zhuǎn)換，從而產(chǎn)生更好的韌性、生態(tài)和碳中和效應(yīng)，微循環(huán)的循環(huán)鏈越短，碳排放就會越低[4]。微循環(huán)是打造韌性城市、綠色低碳轉(zhuǎn)型、提高宜居活力的突出手段。仇保興近年提出北京提高韌性的十二種微循環(huán)[18]，包括微降解、微中水、微凈化、微能源、微滲透、微更新、微交通、微創(chuàng)業(yè)、微綠地、微醫(yī)療、微農(nóng)場、微調(diào)控，啟示著決策者、管理者和設(shè)計師。

例如阿姆斯特丹“De Ceuvel”項目的用地曾經(jīng)是一大片船廠工業(yè)區(qū)，在當(dāng)?shù)卣浴坝览m(xù)、創(chuàng)新、低成本”為發(fā)展目標(biāo)的背景下，“更新”為社區(qū)和建筑補充微循環(huán)，把廢棄的工業(yè)污染之地變成宜居之地，提高其韌性，恢復(fù)生物多樣性，完善各個建筑組成的獨立運行能力。社區(qū)從糧食自主、零污染、零廢物、再生能源、水循環(huán)等五個方面入手，將這些方面設(shè)置及設(shè)計于建筑之中，促進(jìn)了生物循環(huán)、工業(yè)循環(huán)和能源循環(huán)。韌性設(shè)計通過置入微循環(huán)，對象建筑可以綜合利用新能源，設(shè)置太陽能光伏板，實踐能源自給自足，低碳環(huán)保發(fā)展，不僅提升消耗廢料的回收、分解、再利用，而且進(jìn)一步促進(jìn)了組團結(jié)構(gòu)的多元化，有效控制未來的不確定性風(fēng)險，與此同時提高建筑的可持續(xù)性。這樣不僅能夠加強韌性，而且達(dá)到降低溫室氣體二氧化碳、生態(tài)化及生物多樣性的目標(biāo)。

3.4 感知化（信息化和網(wǎng)格化）

顛覆性科技創(chuàng)新來臨，大數(shù)據(jù)、云技術(shù)、5G、物聯(lián)網(wǎng)、新一代信息技術(shù)對建筑設(shè)計的沖擊不可忽略。數(shù)字化重新定義城市和建筑，也涵蓋了韌性。韌性設(shè)計的信息化，不僅是建筑利用信息技術(shù)促成各系統(tǒng)和建筑基本組成單元的智能化協(xié)調(diào)，而且隨著用戶使用時間增加而變得更加精準(zhǔn)，為使用者的日常生活服務(wù)解決更多需求，提供更多現(xiàn)代功能，促進(jìn)建筑走向智慧，面對未來和諧發(fā)展，讓建筑更加人性化、可持續(xù)化和開放化。也就是說，數(shù)字技術(shù)在此強調(diào)及關(guān)注的不單單是建筑性能的數(shù)據(jù)，還包含著建筑使用者，即人的數(shù)據(jù)。韌性設(shè)計的網(wǎng)格化，是對建筑功能和建筑語言的重新劃分，是把建筑中動態(tài)的、不確定的空間模式變成靜態(tài)的、穩(wěn)定的模式，提高信息獲取的時空準(zhǔn)確度，使建筑設(shè)計更有針對性和以人為本。

韌性設(shè)計的感知化（SENSING）將建筑演化成為一個具有感知能力的、能思考的“生命體”，能夠儲備、分析和學(xué)習(xí)大量數(shù)據(jù)，并進(jìn)行自我成長。建筑室內(nèi)空間的設(shè)備聯(lián)動能為居住者提供更為靈活、舒適、便捷、安全、高效的生活環(huán)境。在建筑物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用下，居家、辦公、商業(yè)、醫(yī)療、教育等不同類型的室內(nèi)環(huán)境均可實現(xiàn)智能化感知和調(diào)控。例如新加坡國立大學(xué)零能耗教學(xué)大樓（SDE4）的教育室內(nèi)空間，充分利用采光傳感器調(diào)節(jié)日光利用率，基于傳感器反饋的VAV盒進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制溫度和空氣質(zhì)量，進(jìn)行座位空缺檢測和高效率的物聯(lián)網(wǎng)智能吊扇布局；這種設(shè)計一方面節(jié)約能耗，另一方面與教師和學(xué)生互動，提高室內(nèi)舒適度，營造共享空間。

3.5 健康-以人為本

“健康”是馬斯洛需求層級理論中人的最基本需求。健康領(lǐng)域涉及許多交叉學(xué)科，例如公共衛(wèi)生學(xué)、心理學(xué)、營養(yǎng)學(xué)、人文與社會科學(xué)、運動生理學(xué)等等，長期以來，城市和建筑的空間設(shè)計對使用者具有生理和心理上的影響已被證實[19]。韌性的健康設(shè)計與綠色設(shè)計應(yīng)當(dāng)緊密結(jié)合，提升建筑的健康要素，提升急性的防災(zāi)風(fēng)險管理能力和慢性康復(fù)恢復(fù)能力，營造出舒適、健康、宜居、宜游的韌性空間。

筆者提倡將中國健康建筑設(shè)計及國際WELL 標(biāo)準(zhǔn)理論融入韌性設(shè)計。相對于綠色建筑關(guān)注建筑性能，健康建筑設(shè)計和WELL 理論更加關(guān)注建造物理環(huán)境,更能探索建筑與使用者的健康和福祉之間的關(guān)系。對韌性的健康設(shè)計的關(guān)注，同樣可提高建筑空間活力，建筑空間中的良好的通風(fēng)可以加快空氣污染向外擴散，減少細(xì)菌停留，對使用者來說是一種以人為本的關(guān)懷。例如新加坡福南項目（Funan Mall）的設(shè)計除了共享空間外[20]，也為韌性的健康設(shè)計提供了思路。福南項目在商場入口地面層設(shè)計了一條特殊的單車通道，鼓勵自行車運動，社區(qū)居民和游客可以通過騎自行車通往商場內(nèi)部的所有商業(yè)空間。中庭空間的改造也促進(jìn)了居民和游客的運動體驗和舒適感，設(shè)置了七層樓高的攀巖墻，給攀巖運動愛好者們提供了運動空間。福南商場的屋頂花園是新加坡最大的城市農(nóng)場（Urban Farm），展示著新加坡花園城市的特點，還專門設(shè)立蔬果種植區(qū)、菌菇培育室和水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)作為展示和教育平臺，向來訪者普及植物和水產(chǎn)生長的過程，農(nóng)場的收成都將直接供應(yīng)商場餐廳，自種自用。另外，屋頂還有兒童游樂設(shè)施，母嬰室以及五人制足球場供居民和游客使用。新加坡福南項目不斷地鼓勵居民和游客參與社區(qū)公共空間活動，鼓勵運動和吸引步行，都在為打造優(yōu)質(zhì)的韌性健康空間做出嘗試。

4 結(jié)語

建筑學(xué)科的發(fā)展時刻受到科學(xué)、技術(shù)和不穩(wěn)定因素的深刻影響。反思設(shè)計，從過去的美學(xué)、文化、歷史、符號學(xué)、類型學(xué)等，轉(zhuǎn)變?yōu)橐钥茖W(xué)角度應(yīng)對能源短缺、健康等新問題的建筑模式。韌性設(shè)計是一種面對未來情景所表達(dá)出的新設(shè)計模式，也是邁向碳中和的另一建筑設(shè)計手段，并在低碳壓力下積極適應(yīng)和轉(zhuǎn)變?yōu)榭沙掷m(xù)發(fā)展。低碳設(shè)計與韌性設(shè)計是相互關(guān)聯(lián)的，設(shè)計依歸都是以人為本，即基于福祉（well-being）從人的本身需求出發(fā)。以人為本的低碳韌性設(shè)計可從建材出發(fā)，改進(jìn)建造模式，改善環(huán)境空間及影響用戶的空間行為，針對使用建筑空間的特定人群進(jìn)行設(shè)計和布置，利用大數(shù)據(jù)和使用評估進(jìn)行管理。作為建筑師及有關(guān)設(shè)計人員，也需轉(zhuǎn)換革新思維，面對未來不確定性情景，保持或恢復(fù)建筑動態(tài)活力，以適應(yīng)“后疫情時代”“碳中和目標(biāo)”“未來建筑”的真正需求。

圖7.SDE4 Sensors（Source：NUS;Photo by Rory Gardiner）

圖8.新加坡福南項目屋頂農(nóng)場 (Source: https://www.vsszan.com)

圖8.新加坡福南項目室內(nèi)單車道路 (Source: https://www.indesignlive.sg/)