后疫情時代的反思
——以人為本的低碳韌性設計

作者 | Author：賴鴻展 LAI Hongzhan/ 澳門科技大學人文藝術學院 博士研究生，梁黃顧建筑師(香港)事務所有限公司 研發部副主任

1 背景

自2020年開始，應對氣候環境挑戰，遏止及放緩溫室氣體排放，中國努力實現“碳達峰2030、碳中和2060”目標已是國家和城市之社會、環境、經濟發展的主要趨勢。國務院《2030年前碳達峰行動方案》也于2021年10月發布，對“推進城鄉建設綠色低碳轉型”及“加快提升建筑能效水平”提出了要求和指導。根據聯合國環境署及中國建筑節能協會能耗統計委員2020年建筑狀況研究報告可知[1,2]，建筑業依然是城市發展中主要能源消耗者之一。低碳設計（Low Carbon Design）貫穿建筑的全生命周期，是建筑業實現中國碳達峰、碳中和目標的關鍵環節，表現為超低能耗建筑、近零能耗建筑、零能耗建筑和正能量建筑等設計類型，低碳設計成為“碳目標”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給城市和建筑健康環境敲響警鐘，強烈體現了建設“韌性”的必要性和緊迫性，繼而楊保軍提出城市應對衛生突發事件的思考，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峻，突發社區管理及疫情常態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”，后疫情不斷挑戰傳統生活和工作習慣，不斷革新設計思維，改變著城市和建筑的運營和設計模式。除此之外，隨著城市建設和發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，國務院參事、中國城市科學研究會理事長、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]。這十個步驟指導和激發城市決策者、城鄉規劃師、建筑設計師和市政工程師的工作思維。

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

2 韌性—建筑設計新基因

“韌性”（resilience）對于設計來說，是一個相對抽象的概念，其源自拉丁文”resilio”，意為“彈回”[5]。學術界大多認為，韌性最早被物理學家用來描述材料在外力作用下形變之后的復原能力。1973年“韌性”在《生態系統的韌性和穩定性（Resilience and stability of ecological systems）》一文中首次被引入到生態系統研究之中[6]；2002年地區可持續發展國際理事會（ICLEI）在聯合國可持續發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領域。2012年政府間氣候變化專門委員會（IPCC:Intergovernmental Panel on Climate Change）認為，韌性是用來描述系統能夠及時、有效、公平地預測、減少、適應和從中斷中恢復的能力。2017年根據英國水務監管局（Water Services Regulation Authority）的解釋，韌性是指應對毀壞和從中恢復的能力，以及為現在和將來所具備的自適應的預期改變以維持功能的運轉，保護自然環境。在新冠疫情背景下，楊保軍認為“韌性”是更加網絡化、多中心化，社區治理建設可拓展為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計要素的有機結合，對開放空間、交通網絡、防災空間、公共政策和公眾參與等五個方面進行韌性設計[7]。卡特琳娜強調了韌性與動態變化的積極關系，提出了景觀韌性設計的基本原則，包括連通性、生物多樣性、自組織能力、模塊性、臨時性、多尺度協同性等[8]。上述從韌性的含義、引入及發展路線來看，設計思維及設計要求于不同尺度和領域都有不同，且都在轉變之中。筆者認為在面對極端事件（如特發的地震、洪水）或面對持續壓力（如老齡化和疫情常態化）等情況下，韌性是抵抗極端事件或慢性壓力并從中持續發揮功能和恢復的能力[9]，韌性建筑設計就是對建筑可能或無法預估產生的新不確定性的考慮，是面對和抵抗不確定未來的反應能夠穩定及動態恢復的能力；換言之，設計韌性是建筑的一種設計基因，是設計未來的建筑及環境。

3 韌性設計——走向碳中和的設計手段

韌性與低碳（碳中和）的關系，De Jong M、仇保興等人認為韌性和分布式基礎設施是走向城市碳中和的必然步驟[4,10]。鄭艷等人認為“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可持續發展的治理手段[11]。周培從韌性視角對低碳城市的建設提出建議，認為低碳建設內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”此概念進行分析，討論經濟、制度、生態、社會和文化等五個方面，目的同樣是促進可持續發展[13]。如上所述，韌性設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“預測”“”適應”和“管理減退”階段[14]，盡管“韌性”概念最早引入城市建設是為了應對自然災害，但從諸多實踐中可知，韌性設計不僅是防災減災，也同樣關注于低碳、健康、社會人口老齡化等層面提高居民和使用者的建筑環境質量。

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

3.1 建筑材料-氣候適應性

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

例如2021年開始使用的“木陰云”項目，位于日本東京千代田區九段北，是石上純也建筑事務所的作品。雖然它是新建裝置，但東京2020奧運會期間來此參觀的游客，卻仿如進入城市另一情景，從繁華東京的現代建筑穿越至歷史濃厚的遺跡之中。“木陰云”經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境的氣候適應性、被動式設計相輔相成，包含在木結構材料、頂棚遮陽、場地綠化、低影響開發及自然通風之中。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《建筑碳排放計算標準GB/T 51366—2019》規定，“木陰云”在運行階段是低碳甚至是負碳的，已抵消了建造期間產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景區的“森之舞臺”，外立面經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感，且隨著環境光線的變化，搭建出人與自然之間的啟發性媒介[15,16]。當今，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60年代，部分建筑（例如醫院）已在探索裝配式和模塊化的設計方法。這些模塊具有標準化、可分解、可拼裝、可定制、可變化等韌性優勢，表現為建設速度快、保證質量、生產效率高、定制多樣化及功能靈活復合等特點，在建設以人為本的空間、應急建筑、增強抗災防災等方面具備韌性能力[17]，在重大衛生事件發生時能保證足夠的醫療空間，保障使用者的生命健康，協助城市和社會回歸正常運轉。因此，在此基礎上發展出的木結構裝配式建筑更引人思考，其所呈現出的氣候適用性和生長性，將建筑與城市的關系轉化為“人與自然”的關系，增加整個建筑的韌性能力。例如木結構的“多倫多摩天樹塔”采用預制CLT（交叉復合木材）模塊化施工，塔樓高度達到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.營造循環社區-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 社區循環流程圖（source: https://www.metabolic.nl/projects/de-ceuvel/）

面對香港新冠病毒疫情反復且越發嚴峻，LWK+PARTNERS（梁黃顧建筑師(香港)事務所有限公司）與有關機構合作，協助香港政府解決及應對疫情壓力，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施”，為香港本土業界創舉。此檢疫設施一方面于建造現場而言提高了施工效率和質量管控，減少碳排放，另一方面單邊走廊設計、陽臺通道、衛生通風口的設置都在降低病毒傳播風險，以此增加建造韌性，促進可持續發展。

3.3 微循環

對于社區及其建筑而言，微循環是一種物質和能量的綜合循環轉換，從而產生更好的韌性、生態和碳中和效應，微循環的循環鏈越短，碳排放就會越低[4]。微循環是打造韌性城市、綠色低碳轉型、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[18]，包括微降解、微中水、微凈化、微能源、微滲透、微更新、微交通、微創業、微綠地、微醫療、微農場、微調控，啟示著決策者、管理者和設計師。

例如阿姆斯特丹“De Ceuvel”項目的用地曾經是一大片船廠工業區，在當地政府以“永續、創新、低成本”為發展目標的背景下，“更新”為社區和建筑補充微循環，把廢棄的工業污染之地變成宜居之地，提高其韌性，恢復生物多樣性，完善各個建筑組成的獨立運行能力。社區從糧食自主、零污染、零廢物、再生能源、水循環等五個方面入手，將這些方面設置及設計于建筑之中，促進了生物循環、工業循環和能源循環。韌性設計通過置入微循環，對象建筑可以綜合利用新能源，設置太陽能光伏板，實踐能源自給自足，低碳環保發展，不僅提升消耗廢料的回收、分解、再利用，而且進一步促進了組團結構的多元化，有效控制未來的不確定性風險，與此同時提高建筑的可持續性。這樣不僅能夠加強韌性，而且達到降低溫室氣體二氧化碳、生態化及生物多樣性的目標。

3.4 感知化（信息化和網格化）

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

韌性設計的感知化（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、分析和學習大量數據，并進行自我成長。建筑室內空間的設備聯動能為居住者提供更為靈活、舒適、便捷、安全、高效的生活環境。在建筑物聯網技術的結合應用下，居家、辦公、商業、醫療、教育等不同類型的室內環境均可實現智能化感知和調控。例如新加坡國立大學零能耗教學大樓（SDE4）的教育室內空間，充分利用采光傳感器調節日光利用率，基于傳感器反饋的VAV盒進行調節和控制溫度和空氣質量，進行座位空缺檢測和高效率的物聯網智能吊扇布局；這種設計一方面節約能耗，另一方面與教師和學生互動，提高室內舒適度，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。健康領域涉及許多交叉學科，例如公共衛生學、心理學、營養學、人文與社會科學、運動生理學等等，長期以來，城市和建筑的空間設計對使用者具有生理和心理上的影響已被證實[19]。韌性的健康設計與綠色設計應當緊密結合，提升建筑的健康要素，提升急性的防災風險管理能力和慢性康復恢復能力，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計及國際WELL 標準理論融入韌性設計。相對于綠色建筑關注建筑性能，健康建筑設計和WELL 理論更加關注建造物理環境,更能探索建筑與使用者的健康和福祉之間的關系。對韌性的健康設計的關注，同樣可提高建筑空間活力，建筑空間中的良好的通風可以加快空氣污染向外擴散，減少細菌停留，對使用者來說是一種以人為本的關懷。例如新加坡福南項目（Funan Mall）的設計除了共享空間外[20]，也為韌性的健康設計提供了思路。福南項目在商場入口地面層設計了一條特殊的單車通道，鼓勵自行車運動，社區居民和游客可以通過騎自行車通往商場內部的所有商業空間。中庭空間的改造也促進了居民和游客的運動體驗和舒適感，設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場（Urban Farm），展示著新加坡花園城市的特點，還專門設立蔬果種植區、菌菇培育室和水產養殖區作為展示和教育平臺，向來訪者普及植物和水產生長的過程，農場的收成都將直接供應商場餐廳，自種自用。另外，屋頂還有兒童游樂設施，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公共空間活動，鼓勵運動和吸引步行，都在為打造優質的韌性健康空間做出嘗試。

4 結語

建筑學科的發展時刻受到科學、技術和不穩定因素的深刻影響。反思設計，從過去的美學、文化、歷史、符號學、類型學等，轉變為以科學角度應對能源短缺、健康等新問題的建筑模式。韌性設計是一種面對未來情景所表達出的新設計模式，也是邁向碳中和的另一建筑設計手段，并在低碳壓力下積極適應和轉變為可持續發展。低碳設計與韌性設計是相互關聯的，設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。以人為本的低碳韌性設計可從建材出發，改進建造模式，改善環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行設計和布置，利用大數據和使用評估進行管理。作為建筑師及有關設計人員，也需轉換革新思維，面對未來不確定性情景，保持或恢復建筑動態活力，以適應“后疫情時代”“碳中和目標”“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場 (Source: https://www.vsszan.com)

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