技术具有改变物质对象的能力。聚焦到作为城市景观生成土壤的城市大环境,技术实践的首要目标就是保持城市的生态平衡、保持城市绿地系统在生态和空间两方面的积极作用。从城市整体角度看,依托城市绿地系统的生态性和空间性,结合城市公共空间的开放性,很自然地会将水体、河湖、湿地以及人工的道路、交通空间纳入整体的视野之中。基于此,在景观实践的技术领域中,就涉及大尺度的关于城市整体空间秩序的生态技术及基础设施技术,以及小尺度的关于城市空间对象的构造技术,包括空间界面与介质的构造技术,以及基于空间体验的环境营造技术。
1)整体空间秩序的技术方向
风景园林学科内对城市整体空间秩序的影响主要在城市绿地系统。城市绿地系统的认知是从风景园林学的角度看到了地形地貌构成的地理格局对城市的生态意义,更进一步的相关概念是生态基础设施和绿色基础设施。
生态基础设施(Ecological Infrastructure,简称EI)的概念最早见于联合国教科文组织的“人与生物圈计划”(MAB,1984)的研究,表示自然景观和腹地对城市的持久支持能力。
绿色基础设施(Green Infrastructure,简称GI)是美国保护基金会(Conservation Fund)和农业部森林管理局(USDA Forest Service)联合政府机构及相关专家提出的定义(1999):是国家自然生命支持系统(Nation's Natural Life Support System)——一个由水道、湿地、森林、野生动物栖息地和其他自然区域,绿道、公园和其他保护区域,农场、牧场和森林,荒野和其他维持原生物种、自然生态过程和保护空气和水资源以及提高美国社区和人民生活质量的荒野和开敞空间所组成的相互连接的网络[23]。
这两个概念在本质上都是对城市生态环境的关注,由于定义来自不同的组织,因而在表述的角度和倾向上略有不同,相对而言,后者表述更加具体,有针对性。两者都以基础设施为立足点,是看到了基础设施的城市尺度,以及本身具有的整体连续的空间体系。
基础设施在城市建设中提供了技术保障与经济推动力。通常意义上的城市基础设施包含能源系统、给排水系统、交通系统、通信系统、环境系统、防灾系统等工程设施。这些设施是基于为城市建筑群服务的。而绿色基础设施的实质是在城市河道、开放空间、公园甚至建筑群等城市与自然环境的交汇处,融入更多的景观元素,在自然资源层面,将资源利用的有效性扩大化;在生态技术层面,将环境生态的修复、连接等与功能高效整合;更重要的是在基础设施层面,融入更多的绿色生态元素,从构建技术到表现形式、从基础功能到生态体系全方位地整合。
正是在这种背景下,城市、建筑与景观之间的协调性问题显现出来。城市基础设施因其本身的技术特点与功能成为三者之间的切入点。城市中各种类型的基础设施在尺度、功能与形象上与景观结合构成的综合体,成为城市景观实践的首要目标。城市中的建筑群因作为空间的边界而具有的景观化趋势,以及近年来建筑设计领域的建筑与景观一体化的趋势,间接地参与了人工干涉下的自然生态的修复过程,使得建筑本身也成为城市景观的重要组成部分。
城市中各种规模的绿色地块,在绿色基础设施概念的引导下,作为生态调节的关键环节被审慎地纳入了城市基础设施范畴,其本身具有的保养水土、净化空气、调节气候、维护生物多样性等功能,在维护城市环境平衡中的作用日益明显。毫无疑问,绿色基础设施成为引领城市整体空间秩序的重要概念,其本身具有的整体性和空间秩序性,在整个城市范围内具有重要的作用和意义。
绿色基础设施概念与交通系统结合,不仅能够将城市的各种功能性用地纳入自然资源系统内,而且在空间体系上构成更加完整的绿色空间秩序。例如温哥华的陆地桥(图3.36),经过原苹果树公园连接哥伦比亚河文艺复兴海滨步道,采用绿色流线的设计手法,既解决了被14号高速公路和铁轨阻断的空间流线,又满足了人们与滨水空间的艺术情怀。
图3.36 温哥华的陆地桥
绿色基础设施概念与给排水系统结合,传统的泄洪渠道就成为城市公共开放的绿色空间,甚至成为城市规划中的基础构成理念。例如,1972年,在美国运用生态原则规划的第一个新城“伍德兰兹新城”(图3.37),麦克哈格以排水设施问题为突破口,采取了满足地表水饱和度与延迟排水的技术手段,规划布局以土壤的渗透性为标准,路面铺砌材料也是以渗透性技术手段为标准,排水线路参与到地块的功能划分中。新城中的开敞空间在原有自然环境的基础上,形成了涵盖全城的自然生态排水系统。在整个规划中,针对水文环境的一系列技术手段构成了该规划的核心技术。
波特兰雨园(图3.38)是另一个值得借鉴的例子,是处理城市雨水排放与净化方面的典范。波特兰是一个雨水充沛的港口城市,由于城市地面大多被街道、停车场和建筑物所覆盖,所以每年流经市区的大量雨水很难渗透到地下。雨园巧妙地在解决雨水排放和过滤的过程中,创造了优美的景观环境空间。雨园中的水渠和池塘让当地居民直观地感受雨水收集和净化的过程。建筑屋面汇水的过程中,采用的玄武岩堆砌的乱石点缀,连续跌落的七个蓄水池也被景观化处理,形成了连续跳跃的整体区域。鹅卵石和水生植物过滤水中杂质,植物的根系和土壤中的微生物能吸收水中的污染物,起到进一步净化雨水的作用[24]。
图3.37 伍德兰兹新城
图3.38 波特兰雨园
绿色基础设施概念与能源系统的结合,从根本上推动了对低碳城市的思考。城市绿地是城市中自然碳汇根源,不需要消耗能量。而城市绿地系统的合理布局可能比自身的碳汇作用还要高,因为城市生态秩序的潜在效果在于微气候的改变和调整。而整体的生态秩序,对城市气候低碳化起到了潜在的积极作用。城市绿地系统对于低碳城市的作用主要体现在7个方面:固碳释氧、降低园林自身的碳排放、降低城市热岛效应、减少建筑能耗、引导绿色交通、城市农业基地、碳减排宣传和教育基地[25]。此外,构建更加完善的慢性空间系统和在城市中重视自行车道的设置,也将大幅度减少能源的消耗。
绿色基础设施概念与环境系统结合,关注点就在于保证城市环境的生态平衡,并在此基础上将环境系统景观化。城市中可能破坏生态平衡的因素包括工业污染、交通运输污染和生活污染等。目前,针对工业遗存、棕色地块的设计理念就是在技术处理污染的基础上融入景观,特别是技术与景观化的处理手段和时间联系在一起,突出了城市环境景观化的过程与变化。
其中,土壤与水资源是最重要的环节。土壤是生物、空气和水源之间的接触及过渡地带。土壤能为植物、微生物等提供栖息场所,同时又能消化、降解和平衡外来的污染物,从而成为城市中自然的净化系统。乔治•哈格瑞夫斯(George Hargreaves)在1991年建成的加州帕罗奥图市的拜斯比公园(Byxbee Park),将原基地18米高的垃圾填埋场,用30厘米厚的表土覆盖。考虑到保护表层土壤的要求,没有种植乔木,只使用当地的草种通过一系列地手法构成全新的景观,北部成片的电线杆也成为景观构成的重要部分(图3.39)。甚至公园利用下层的沼气形成经久不息的火焰景观。
图3.39 北部成片的电线杆
相对于自然环境,城市中存在大量的非透水性地面,从而改变了水的自然循环体系。城市硬质路面技术中,混凝土和沥青材料的路面技术是最成熟的,并发展出更加抗裂抗高温的改性沥青混凝土路面、抗车辙沥青混合料等,在路面材料及施工技术日益稳定的前提下,城市地面的透水性能就必须完全依靠其他手段作出生态性补偿。自然土壤在城市中的比例下降,使得土壤所具有的蓄水排水的功能不能达到自然平衡,这是造成城市区域河流干涸、洪水泛滥的原因之一,进而又会影响地表植被的生存状态。这些问题暴露了城市基础设施在技术保障与设计策略上都存在问题。
2)城市空间构造的技术方向
城市公共空间的营造目标是生态化的绿色环境,以及面向人们空间行为的体验环境。这是两大基本方向,注重生物的生长环境和生物多样性、特殊的空间体验和氛围的塑造,才能让公共空间更加充实,更加富有感染力,让公共生活更加丰富多彩。但就物质形态构成的空间界面的外在表现来说,构成空间的各种材质以及材质带来的活力,或者说承载隐性空间介质的物质形态构成技术才是整个技术平台的发展方向。
(1)空间界面的物质形态构造
从物质形态构成角度解析,地面与垂直界面是两个重要组成部分。地面的材质是空间承载最重要的部分。城市中的垂直界面除了构筑物以外,大多由建筑立面来界定,前文已有表述,此处不再展开。事实上,景观实践的技术主要是围绕城市地表展开,包括城市硬质铺装技术、城市土壤的生态技术以及雨水利用技术等。目前的技术手段有以下几个方向:
①雨水收集与利用
雨水属于天然水源,雨水的收集与再利用目前成为住宅与公共建筑环境中的重要部分。通常雨水被收集来用于清洁用水和种植用水。前文所述波特兰雨园是一个例子,柏林的戴姆勒克莱斯勒广场(Daimler Chrysler)是另一个很好的例子。位于柏林波兹坦广场中的戴姆勒克莱斯勒广场(2001年),其周边建筑的环境形成了水流与池塘的网络体系,汇集了17 000平方米的屋顶雨水,用于清洁用水、种植用水,以及和生态与美学结合的水环境。Alelier Dreiseitl通过构建湿地结构的模式,在收集雨水的基础上进一步建立净化生境。通过混合的高渗性沙矿混合物(90%沙、5%矿物添加剂和5%火山岩)过滤雨水,形成良好的植物生境,其中快速的水循环减少了水藻的产生以及赋予营养物高效的新陈代谢(图3.40)[26]。
图3.40 戴姆勒克莱斯勒广场
城市中硬质铺装通常都有渗水排水的技术,但城市中大面积的不透水道路造成地下水位下降,从而造成地面塌陷、影响植物生长的问题。比如苏黎世园林管理部门已经开始研究如何通过可调的金属件来满足城市树池的透水问题(图3.41)。
图3.41 苏黎世可调节透水面积的树池
城市在成为人造沙漠的同时,降水形成的地表径流,一方面被迅速排走,一方面水分蒸发造成空气湿度加大。雨水的收集与利用是通过技术手段有组织利用雨水的局部策略。面向城市整体性的策略是通过材料技术改变路面的透水性。
彩色透水混凝土路面技术和透水沥青路面技术是目前重要的技术手段,也代表了路面技术发展的重要方向。它能够改变破坏城市生态的地面肌理,从根本上改变城市中的雨水循环问题。两者都是在传统材料中,掺入透水性大骨料来达到透水的目的。透水混凝土是一种多孔轻质混凝土,由粗骨料表面包覆一薄层水泥浆相互黏结而形成孔穴均匀分布的蜂窝状结构,达到透水的目的。透水沥青路面是采用多孔沥青混合料(Porous Asphalt Concrete,PAC),构成了骨架—空隙结构。
目前由于透水性路面的色彩可调性与透水保养性,在园林景观实践中已经得到广泛的运用。
③土壤修复与改造技术
随着城市的高速发展,城市中的很多工业遗存用地、垃圾填埋用地、矿场等的土壤面临如何修复的技术问题,而有些不宜种植的土壤如盐碱地等也面临改造的问题。通常处理的办法就是通过挖掘污染土并置换新的种植土,如在中国盐城,由于历史原因,沿海地块都是盐碱地,技术人员采用的办法是部分置换的办法,在新土和盐碱土之间还需要通过技术手段隔离,防止泛碱。如果不更换土壤,那么就需要通过生物治理技术净化用于种植的表层土壤。在澳大利亚的前英国石油公园中(图3.42),技术人员采用有机物以及有效微观有机质(EM)混合,并每隔三个月翻转土壤的办法治理土壤[27]。
图3.42a 前英国石油公园(www.daowen.com)
图3.42b 土壤治理技术
在荷兰阿姆斯特丹的韦斯特盖斯布里克文化公园中,采取的是将场地土壤分离、控制和检测(ICM)的策略,进行研究后针对性地处理(图3.43)。在美国洛杉矶河的治理中,采用类似的办法,只是更加注重时间作为一个特殊的手段来参与治理,认为“我们的城市景观99%是时间创造的”,设计师大卫•弗莱切也因此获得了2007年区域和城市设计的AIA奖。
图3.43 韦斯特盖斯布里克文化公园
图3.44 巴黎卡地亚基金会入口
(2)空间介质的物质形态构造
空间中的物质形态对象,是空间介质的重要组成部分。城市空间在尺度上有很大幅度的变化,在空间界定上也存在空间过渡的层次性和空间套叠的可能性,但从技术发展的角度看,主要有两大部分形态构造技术,分别是针对植物形态的种植技术和针对景观小品的建构技术。
①植构形态
通过种植技术产生不同的种植形态构成的景观对象,称为植构形态。
传统的植构形态是通过修剪直接赋予植物一个几何形态,如柱状和球状的灌木造型都是常用的手法。通过引导植物生长的方向,尤其是通过技术手段改变生长环境的高度,即垂直绿化技术,是现在常用的技术手段。
这项技术探索是从法国植物学家帕特里克•布朗克(Patrick Blanc)开始的,他从1970年代开始“无土花园”的实验,研究植物在各种条件下的生长情况。1988年,布朗克发明的“垂直花园”系统获得了国际专利,并在巴黎的拉维莱特公园里实现了他的第一面植物墙。1998年,布朗克与建筑师让•努维尔(Jean Nouvel)合作设计了巴黎卡地亚基金会的入口植物墙(图3.44),使他的垂直景观系统开始与建筑结合。在巴黎原始美洲博物馆中,他在约800平方米的外立面上种植了150多种约1.5万株的植物。
垂直绿化需要考虑植物生长环境特征,在下部多为阳光照不到的阴暗面,因此在植物选择上考虑耐阴植物,而上部为阳光强烈的地方选择喜阳且生命力较强的植物。此外,垂直绿化需要作为结构部分的金属支架,以及其中的灌溉管道,可均匀对植物进行灌溉。如与建筑外墙结合,还需要有与外墙结构连接的构造以及对建筑外墙面防水处理的构造技术。
目前垂直绿化有多种种植方式和技术手段,如下表3.1:
表3.1 垂直绿化方式
图 3.45 绿窗形态
Casanova和Hernanhdez设计的绿窗形态是将植构技术与人的情感文化结合的实例(图3.45)[28],位于瑞士洛桑Belvedere广场地铁口顶部,这个绿窗的形象很好地将自然、城市和工业产品在美学上结合起来,形成了特殊的城市景观形象,这个有窗的绿墙构成的城市景观完成了市民与公共空间的互动,引动了空间中的潜在介质。
植物种植除了能够带来生态化的绿色景观环境外,还能通过植物的生存适应性修饰我们的城市环境。如巴黎伊夫里城门附近的城市轻轨(图3.46)[29],在非常浅的种植深度条件下,需要寻找适应性的植物构筑绿色植毯,如蔓生百里香、马蹄莲、常春藤等,生物的多样性和生存能力极大地丰富了城市轻轨地面,这也是欧洲轻轨地块的常用技巧。
图3.46 巴黎伊夫里城门附近的城市轻轨绿化
②技构形态
通过材料和电子科技的建构技术产生的景观形态,称为技构形态。
人们不断地在尝试通过相关领域的技术手段与景观形态结合,从而达到改变空间品质的目的。目前技构形态的技术领域包括能源技术,如太阳能、风能、热能等;包括新的建材技术,如新型环保材料、反光材料等;包括电子的数控技术,如前文所述数字控制LED灯管产生的沙暴画面、数控传感等。
马德里的生态大道是一个构筑物景观化的技构产物。马德里近郊的巴斯卡耶区是一个自然环境较差的地区,政府致力于该地区环境的复兴并通过组织竞赛选中了贝琳达•达多和何塞•路易斯•瓦耶霍合作设计的“空气树”方案。设计需满足两个要求:一是为这片新兴住宅区创造公共空间;二是这一空间必须实现气候宜人的效果。设计师经过实地考察认为最好的办法就是种大量的树,但要达到绿树成荫至少需要15—20年时间,因此他们设计了“空气树”这一植物替代物的方案,可以在短时间内达到长期种植的效果。巴斯卡耶生态大道设置了三棵“空气树”,为了创造新奇的公共空间的目标,三棵“树”除了调节气候这一共同特征之外功能各异,有用于举办小型演唱会、播放视频的“媒介树”;有供儿童活动的“快乐树”;最后是通过干预城市环境湿度和温度来调节微气候的“气候树”。“空气树”由轻质构件组成,表层都有植被覆盖,顶部设太阳能板产生电能供“空气树”运作。“空气树”拥有开放的结构,在天然植被生长成熟之前,“空气树”会起到天然植被的作用,等天然植被成熟时“空气树”就会搬到其他需要的地方(图3.47)。
美国俄亥俄州克利夫兰的青翠步道(The Verdant Walk,图3.48)是一个装置艺术与太阳能灯管相结合的产物。该设计是为了让人追忆城市的钢铁产业,装置采用了具有透明度的材质,五个静止的绿色装置白天可以收集太阳能,晚上发光。这个装置和条形草坪构成了非常特殊的气氛。
图3.47a 马德里的空气树
图3.47b 马德里的空气树
图3.48 青翠步道
图3.49 菲特烈堡Solbjerg广场上的环形研磨槽
属于技构的景观形态由于技术手段的不断发展,呈现出多种多样的巧妙构思。如菲特烈堡(Frederiksberg)改变雨水收集与排放方式的环形研磨槽(图3.49),是从城市公共设施的角度出发的构思;在哥本哈根的哥伦比亚园中,公园的灯柱能够在白天吸收炽热的阳光,在夜晚将白天储存的光能释放,这是公共设施低碳环保的想法;在东京国家艺术中心前,由日本艺术家Shigeko Hirakawa创造的光合之树,由光色色素构成的人工树叶,在阳光下产生独特的色彩变化,警示人们由于污染,叶绿素正渐渐消失,我们的氧气来源和空气质量都正受到威胁,这是利用人工形态与自然形态结合产生的警示效果。
总之,技构形态的介入,使得传统的城市空间更加具有表现力和吸引力,无论是在启发公共思考,还是在提供公众城市生活质量方面都具有重要意义。
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