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自然与城市共生

自然与城市共生

对于建筑师们来说,大自然一直都是缪斯般的存在。我们可以在各种的人造建筑物当中看到来自自然界的形与色。建筑的塑造也离不开风和太阳、地形和植被的影响介入。虽说建筑源于大自然,但在这个万物更新的世界中,建筑楼宇却被看作是一成不变的无生命体。以人类为中心的混凝土 "丛林 "里缺乏生命,人类与自然环境被隔离开来,如此造成的生态失衡更是以流行瘟疫为典型体现。如果人类和生态系统之间没有界限,城市会是什么样子的呢?

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建筑物作为独立存在体,似乎和大自然只有一种寄生关系。可持续发展的建筑设计往往停留于一个单有观赏性的 "绿化 "城市。一个名为 "生物设计 (bio-design)"的新兴研究领域开始探索 "可生长 "城市的有效方法。设计师们能够利用不同的工具和技术,不仅仅从自然界里汲取审美上的灵感,而是更进一步的从其具有复原力的功能和过程中获得启迪。从这个新兴领域的探索研究中,人们可以转换思路,展望建筑与自然之间存在共生关系的可能性。

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© Shivani Rastogi, Sitthitouch Surabotsopon, Zheyang Yao

大自然是智慧的,它与生俱来具有可以进化、适应和生存的生物系统。如今生物计算的科技进步为将自然智能在建筑上的应用奠定了基础,从而引导建筑成为自然的一种衍生。城市的未来前景可能集中于如何将建成环境作为一个有机体,与大自然相互依存。曾经阻隔人与环境的建筑物将会和谐地融入自然景观。后人类主义的聚落将会是人类与非人类共同生活的光景。

有机体在不同范畴内进行新陈代谢——小到细胞和器官,大到身体乃至整个生态。城市同样是在多层次的架构下发展,城市景观在材料构成上收到的影响将不亚于交通网络对其的影响。建成环境能引导生态环境的演变,因为它们需要不断地适应人类,而不是让人类去适应环境。生物一体化的城市必须包罗其他生物体的存在,并或多或少地与它们呼应,与自然界共同创造一个可持续的生态环境。

生物材料

即使在城市的最小范围内,建筑的材料都极大地影响了其结构如何对周围的环境做出反应。研究人员不断测试了一系列的生物材料,每一种都有它主要的性能和用途。“活体”建筑材料——即生物材料的一个子范畴——利用活体物质及其化学反应来创造能生长、反应和适应环境的材料。

在隶属于科罗拉多大学博尔德分校的活体材料研究所,它是由 Wil Sruber 博士所带领的钻研实验和计算材料的科学研究实验室。该团队已研究设计出了一种"生物水泥",它由生物矿化的微型藻类制成,这些藻类利用阳光、海水和二氧化碳而生长。与珊瑚和牡蛎筑造外壳的方式相似,这些微藻类能够将材料坚固地结合在一起。藻类还能够吸收碳,相比传统的混泥土砖,它们所制造的砌块内含的碳浓度下降了90%

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Bio-cement made with micro-algae. Image © Brooks Freehill

活体材料也能够由真菌制成,来自 The Living 设计事务所的 David Benjamin纽约现代艺术博物馆(MoMA)便展出了如此的作品。该作品名为 “Hy-Fi”,它是一座由菌丝砖砌成的可生物降解的塔楼,高达 12 米。利用了最先进的计算和生物技术,这些砖块自然地从蘑菇菌丝和切碎的玉米秸秆中生长而成。菌丝砖比混凝土要更坚固,它们还轻量、防火、并且是隔绝热量与声音的优良材料。

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Hy-Fi / The Living . Image © Andrew Nunes

生物建筑

建筑楼宇不单塑造了城市,还塑造了人们对建筑的看法。传统的设计和施工方法使用了巨量的能源和资源,却无补于事。为了一个可持续发展的未来,我们的建筑应该能够灵活地适应并实现资源再生。能够生长、愈合、呼吸和进行新陈代谢的建筑应当成为生态系统中积极的一分子。当建筑师们将生物学纳入设计过程,他们会将建筑看作为一个动态的系统,使资源在不同地点之间流动。

出自ARUP建筑事务所的设计项目,太阳绿叶(Solar Leaf),是首座拥有具生物反应性的外墙的建筑,它能够通过海藻生物质和太阳热能产生可再生能源。生物反应器板将这座碳中和的建筑包围起来,它们能够产生维持结构运作的能源。通过它冒着泡泡的外墙、发出的滋滋声响还有肉眼可见流动的水与水藻,这座建筑看起来栩栩欲活。经过生命系统与先进的生物技术的运用,这个被动式建筑在能源上能够自给自足。

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SolarLeaf / ARUP. Image via GOOD

伦敦巴特利特建筑学院生物集成设计专业的学生的一个学术项目,探索了垂直建筑如何作为生物感知的实体。该设计提出了一种与自然相结合的垂直生态,作为解决全球变暖、空气质量下降和生物多样性丧失的方案。他们设计出的这座摩天大楼通过净化当地空气以达到与环境联动的目的。其生物活体表皮、材料和设计策划组合在一起,形成了由吸收污染物的植物构成的生物多样性。学生们还与福斯特建筑事务所(Foster+ Partners)合作,共同发表了一场名为 "属于我们的城市之肺(TheLungs of our Cities) "的国际演讲活动。

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Vertical Ecologies – Bio Receptivity in High-Rise Buildings. Image © Shivani Rastogi, Sitthitouch Surabotsopon, Zheyang Yao

生物城市

城市是由层层相互关联的系统组建而成的,这些系统有助于城市的新陈代谢,例如食物和水的路径、能源路线、污染排放和废料产出。当人体系统与自然系统杂乱无章地生活在一起,生态环境的失衡和自然灾害是在所难免的。"生物城市 "这个概念从而被提出了,它是人们设想的一个以自然智慧为契机,为所有生物设计空间和系统的城市设计。

作为生物城市设计的创新先锋,ecoLogicStudio工作室开展了一项名为DeepGreen的项目,旨在研究人工智能在城市规划中的应用。该团队通过开发一个生物计算设计架构以分析城市景观的数据,并为可持续城市发展提供了不同的模拟方案。该数据模拟受到生物模型研究的制约,使自然和人工智能相融合。这个人工智能已被训练得拥有一个标准生物体该有的所有行为模式,以预测城市未来可能的扩展形式或绘制城市中的资源流动图解。该架构可用于任何城市,并已在联合国开发计划署(UnitedNations Development Programme)的合作城市,如弗拉涅(Vranje,位于塞尔维亚)、危地马拉城(Guatemala,位于危地马拉)以及摩加迪沙(Mogadishu,位于索马里),都进行了相关实验。

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Slime Mold Networks / Biocoenosis Nest: A City Woven By Collective Intelligences. Image © Oscar Villarreal
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AI generated plan / Biocoenosis Nest: A City Woven By Collective Intelligences. Image © Oscar Villarreal

通过对该设计架构的探究,OscarVillarreal Viera 的设计项目预测了于伦敦东区可能因全球变暖而引起的洪灾情景。这个项目名为“生物群落巢(\*BiocoenosisNest)”*,它通过沼泽地的形成过程,将结构与水融合。所创造出的沼泽地不仅是一个过渡区,还是组成生物多样性的一个节点,并为生态系统提供养分。人工智能经过训练能够模仿作黏菌的自然智能体,用于从沼泽地中衍变出一个以非人类为中心的分布式系统。这些“建筑物”以仿效纤维巢穴的形式,在内部容纳人类,同时在外表面安置其他生物体。

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Biocoenosis Nest: A City Woven By Collective Intelligences. Image © Oscar Villarreal

通过研究并整合城市中的生物系统,一种新形式的绿色城市设计出现了。未来的发展将要求人们重新审视人类、人类活动足迹、以及自然环境之间的关系。我们需要反思以前陈旧的建筑模式,重组我们城市的形成结构。跳脱人本主义的建成环境,将未来的人类居住区参与进所有生物共享的生态系统中。通过与自然一起建设,而不是与之对抗,城市与自然可以共同进化成为一个智能的超有机体。

本文源自 ArchDaily 七月主题城市与生活趋势。每个月,我们会以文章、访谈、新闻与项目的形式来深度探索一个主题。您可以在此阅读过往月度主题内容。ArchDaily一如既往地欢迎读者的贡献;如果你希望提交一篇文章或项目,请联系我们

译者:Joyce C Liang

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引用: Gattupalli, Ankitha. "自然与城市共生" [The City as an Organism ] 05 8月 2022. ArchDaily. (Trans. JojoJi) Accesed . <https://www.archdaily.cn/cn/985892/dang-cheng-shi-cheng-wei-zi-ran-you-ji-ti>

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