科创院士谈｜吴硕贤：建筑与规划设计中的减碳之道

在中国，什么产品的生产和使用带来了最多的碳排放？不是电力，不是石化产品，而是建筑。

根据中国建筑节能协会发布的《中国建筑能耗研究报告（2020）》，2018年全国建筑全过程碳排放总量为49.3亿吨，占全国碳排放比重的51.3%。其中，建材生产阶段占比28.3%；建筑运行阶段占比21.9%。

为此，国家把发展节能低碳建筑、优化建筑用能结构，作为实现绿色低碳发展与“双碳”目标的重要一环。作为一种建筑环境性能的衡量标准，绿色建筑以其节能、环保、健康、适用、美观等特性，受到社会广泛关注。11月11日，在由深圳创新发展研究院等主办的科技创新院士报告厅活动上，中国科学院院士、建筑技术科学专家吴硕贤教授以“绿色建筑规划设计中的声与光”为题做了分享。

吴硕贤院士在科技创新院士报告厅发表演讲

减碳离不开绿色建筑、绿色城市

“建筑是碳排放大户，要达到双碳目标，一定要重视绿色建筑。”吴硕贤说，一方面，建筑上的一砖一瓦、一铁一石都是能源的固化物，其生产制造过程要排放大量的二氧化碳――每生产1公斤水泥要排放0.8公斤二氧化碳，1公斤钢铁排放2.23公斤二氧化碳，1平方米瓷砖排放7.38公斤二氧化碳……总和起来，每平方米中等住宅楼所使用建材的二氧化碳排放量就达到约300公斤。此外，建成之后的运行使用，及至拆除，还要用到大量的能源，产生大量的碳排放。

而在另一方面，城乡建设规划与环境景观设计，则跟固碳息息相关。据测算，森林中每立方米的木材量每年可以固定0.95吨二氧化碳，所以绿化也是最经济有效的减碳办法。其中以生态复层，即大小乔木、灌木跟花草密植而成的绿化区的固碳量最高，可达1200公斤/平方米；阔叶大乔木次之，约为900公斤/平方米；其他乔木再次之，约为600公斤/平方米。而以草坪、花圃固碳量最低，仅为约20公斤/平方米。“所以，我们做城市绿化的时候，要注意多栽种乔木和生态复层，少搞一些草坪、花圃。”吴硕贤说。

由此可见，我们不仅要推行绿色建筑，还要推行绿色社区、绿色城市。在城市规划建设中，把它们结合起来，才能在保证建筑实用价值的基础上，最大化地实现减碳效果。

城乡规划应做到“大音希声，大象无形”

“大音希声，大象无形”语出《道德经》，是老子推崇的一种美学观念，近似于化繁为简、顺其自然的意思。吴硕贤用它来阐释建筑设计和城市规划的哲理，提出了“城市留白”的概念。

所谓在城市中“留白”，即要注意留出足够的户外空间以及未开发、建设的土地和空间，并合理地加以分布。“建筑是凝固的音乐”，因此不难从音乐这种流动的艺术中“希声”的重要性，直接推及在建筑学与规划学这种空间设计规划的艺术中“无形”与“留白”的重要性。

吴硕贤认为，“大音希声、大象无形”应成为指导建筑设计尤其是城乡规划的重要哲理，“我们在设计规划中，无论从微观、中观乃至宏观角度出发，都要注重留白。”

他进一步解释，从微观而言，要注重建筑的虚实关系、图底关系（建筑平面图通常用黑或蓝色标记地基、墙体等实体，称为“图”，用留白来表现空间，称为“底”），以及在各栋建筑物之间留足必要的户外空间，以满足采光、空气流通及照顾私密度的需要，同时构成建筑群的空间节奏、韵律与美感；从中观而言，应在各居住区等建成区之间留足绿地、园林、水体等空地；从宏观而言，应在各城镇之间留足必要的自然山川、湿地、农田等生态绿地或绿廊。上述这些空地、绿地宜相互连通，以形成生态廊道，有利于维护生物多样性，而不是摊大饼，无限扩张，连成一片混凝土海洋。这是创建生态、宜居城乡的题中应有之意和必要前提。如此，方能形成空间的节奏、韵律与美感，改善人居环境，建成美丽城乡。

吴硕贤说，未开发的空间无论是山峦、河川和池塘，还是森林、公园或田地，都可以作为城市泄洪储水的区域，可以补充涵养城市的地下水，也可以作为灾害发生时的避难地，以及人们休闲锻炼、接触大自然的处所。这样的城市才更低碳、环保、宜居，更具备可持续发展的潜力。“为什么有些城市一下暴雨就洪涝，这跟城市留白不够有很大关系。这也是我们提倡建设‘海绵城市’的缘由。”吴硕贤补充道。

景观环境设计应追求“渐入佳境、流连忘返”

现实中我们看到，不少城市、社区的广场空间环境景观设计，往往以喷泉、大型雕塑为视觉中心，采取规则的几何图案划分空间，使得视觉穿透性极强，私密性几无可言。这样的设计，一览无余，缺乏悬念，既费土地，也不留客，殊为可惜。

吴硕贤认为，用于举办群众性集会或营造庄严气氛的纪念性场所，可以采取宏大、通透的环境景观设计，一般的户外活动空间，尤其是园林景区的设计，则应多从使用者的角度出发，以能让人“渐入佳境”“流连忘返”作为设计目标。这方面，不妨多借鉴吸取中国古典园林设计的“空间性”“时间性”理念，譬如苏州“拙政园”的“凡入门处必小委屈，忌讳太直”，明代造园家计成所言园林要“纳千顷之汪洋，收四时之浪漫”，北宋文学家李格非描述“湖园”的“虽四时不同，而景物皆好”。

吴硕贤院士演讲现场

吴硕贤还提出，应将“人”列入景观及景观设计之要素。中国传统诗词、绘画中存在大量观赏“人”及其活动的元素。在吴硕贤看来，“人”作为社会的人，具有喜欢观看他人，有时也乐于被他人所观看、欣赏的意愿。在景观设计中，忽略了将人及其活动作为景观要素之一，将会使风景园林景观失去某些重要的方面。反之，若有意识地把“人”列入景观设计，则可能提升景观设计的水准，使得景观场所与空间更加人性化，更能体现“以人为本”的理念。

同时，将人及其活动作为景观设计的要素，将促使设计师更加关注当地文化与民俗，更加注意从中发掘出值得保留与发扬光大的与人有关的景观模式。“这将有助于使景观更具地方、民族和传统特色，避免千篇一律、千园一面。”吴硕贤说。

综合考虑“声景”“香景”“光景”

绿色建筑属于人居环境科学，吴硕贤提出，我们要美化人居环境，视觉和声音景观都很重要。良好的人居环境要有听觉和视觉的人文关怀，既需要建筑本身的声景、光景设计，也需要做好城市、社区等环境声光设计。

吴硕贤结合国际上当前对声景学的研究与实践分析，“最安静的声环境并非最佳，精心策划的附加声音却可以形成最佳的环境。”他举了英国谢菲尔德市中央火车站站前广场的例子：设计者用一道不锈钢雕“锋刃”，作为阻隔交通噪声的屏障，同时其面向广场一侧顺表皮流下清水，提供人们喜爱的流水声。广场上还建造一处喷泉，各种水景在此提供了一场声景“音乐会”，悦耳的水声有效地掩盖了交通噪声。

在中国传统园林中，花木香气作为重要的“虚景”，营造了园林的“象外之境”，增强了园林空间的感染力。吴硕贤以“拙政园”中的香景为例进行了分析，并指出可以通过“气味漫步”来有效地记录感知、分析气味景观与人的关系。

吴硕贤是光景学的提出者，在他看来，光景可分为自然光景与人工光景两大类，也包括兼有二者的光景。古今中外，建筑设计中对自然光景的运用佳作不胜枚举。而在近现代，随着科学技术的发展，以LED灯和激光、三维全息投影、激光水幕电影、音乐灯光喷泉以及焰火等为代表的各种新手段、新方法、新技术层出不穷，为创造各种新的光景提供了无限可能，光景作品也在艺术领域大放异彩。吴硕贤表示，我们应当在注意继承、保护传统光景模式的基础上，利用新的技术来推陈出新，创造更加美好的人居环境与景观。