生態建築可以怎麼做？── 預測設計，一個人造與自然共存的願景

CH3尋找生態設計
1973年的石油危機為我的建築研究注入動力。在搜集生態建築的想法時，問題逐漸清晰：我們現有的設計和規畫方法需要加入自然環境重新審思，把自然環境看成永續建築的核心。
我們需要改變觀點，不只是對建築的看法，還有社會怎麼製造產品的整體世界觀。我選修了比蒙特（J.W.L. Beement）在環境生物學系開設的生態學講座。這些研究成果改變了我的世界觀，改變我對人類社會和自然之間關係的看法，並促成我加入英國生態學會。
基於這些研究成果，我循線找到賓州大學景觀建築學系的伊恩．麥克哈格（Ian McHarg）對於生態學土地利用規畫的研究，以及其他進階生態景觀建築課程。
我獲得一筆海外研究補助，得以前往賓州大學上麥克哈格的課程。我發現麥克哈格的研究正是我踏破鐵鞋尋覓的東西，這也成為我博士研究的起點和跳板。
麥克哈格的土地利用規畫方法，是根據一個地點或一個區域的生態特徵來做圖譜測繪，這套技術以層狀堆疊（layer-cake）和篩網式測繪法（sieve-mapping technique）導出土地分區利用的方式和布局配置。
我發現這套方法基本上是在做總體規畫（masterplanning），而顯然地，麥克哈格的生態規畫就算做到最好，也仍停留在基地規畫的層次。我認為有必要將它提升到建築設計的層次，這個想法當時還不存在。我相信麥克哈格的確想把他的生態學土地利用規畫提升到另一個階段──把這個方法應用到建築設計領域，讓建築師藉此設計出生態建築。但我覺得麥克哈格做不到，也許因為他自己不是建築師。
我認為最關鍵的問題，是如何將這套複雜、基於生態學的總體規畫方法應用於生態建築的設計？我發現跨越這個鴻溝的方式，就是借用麥克哈格的生態學土地利用與景觀規畫的想法來連結具有景觀元素的建築，透過創造更有機的建築而聯繫起來。
我從實地觀察場域模式開始，嘗試將景觀元素放入原本非有機的建築環境裡。從研究E.P. Odum和C.S. Hollings等人的系統生態學就可以很明顯發現，我們既有建築環境裡的生態結構是不完整的。
我得出的結論是，建築已變得徹底去自然化了──它本質上是無機的──反之，自然界的生態結構本身就包含了生物性和非生物性的元素，兩者共同運作，形成一個整體。很顯然，生態系統中至關重要的生物成分，在我們目前的建築環境裡遺失了，不然就屬點綴性質或少得可憐。建築系統裡的這種生物結構缺失，必須加以修正。我認為人類在全球廣泛興建的建築物，包括混凝土結構，硬景觀，龐大的公路系統，不透水的表層，種種行徑都是在清除自然，然後用呆板的無機物質大規模取代它──事實上是將我們的地球變成一個非有機的、去自然化的環境。我從尋找各種場域模式為起點，在建築形式裡加入生物元素──基本上，讓建築環境變回牠們的棲地。這樣的出發點，對我而言已構成物理性的實質生物整合，朝生態建築設計邁出了一大步。事後我便把這一綠化建築物的動作稱為創造綠基礎建設。

CH4生態學與系統生物整合
我發覺生態學家看待世界的方式跟一般人不同，他們對環境的思考具有一種切中要害又全面的眼光。他們不會只考慮人類，而會合併思考自然界與人為世界（也包括人類的行為和活動），他們檢視兩者的關係──一方如何影響另一方，雙方如何產生交互作用。很顯然，當前的環境傷害是因為人類社會的設計僅考量人類自身，不在意建築環境如何與自然達成和諧共存。我的作品所致力解決的關鍵問題，就是在建築裡實現共生式的生物整合，基本上要在設計中整合我們的人工環境與生態自然。
我歸納出結論，目前一般的設計方法遠遠不夠，譬如光是針對建築功能性，美學，或其他面向（諸如方位、調節性等）設計出一個調節良好、對環境友善的封閉區域（R. Banham），是不夠的。
既然要把自然納入，就不該再把建築設計成一個跟自然環境隔隔不入的人工構造，我們必須把自然看成設計裡的重要元素，把生態條件納入建築景觀裡。設計師應致力讓建築跟自然生態系與生物圈運作達成無縫接軌，建立一種良性關係。
我們所有的建築構造和加工方式都會和環境產生交互作用，也都會在環境體系裡留下後果，體認到這一點至關重要。其實我們還要知道，這個過程打從我們從地球上開採原料就開始，接著進行加工，製造出建築材料，搬運材料，興建，進入使用期，一直到最終的拆除，再利用，回收，再徹底回歸自然，不留痕跡地重新整合到自然環境裡，這才結束它們的生命週期。
無處不在的人類活動，使我們自認為是萬物之靈，有別於自然界其他物種。當這些行為麻木不仁地以犧牲環境為代價時，我們的建築體系與自然環境就產生了紊亂，後果則是影響深遠的傷害。
當然，不是我們所有的活動都會產生負面影響。建築也可以設計和建造成具有正向效益，能夠修復、保育、再生過去被蹂躪得支離破碎的自然景觀，從而讓生態系統受益。我們的確可朝著這個方向邁進，方法是創造新的生態交會點，將生產能源燃燒化石燃料所產生的溫室氣體捕集封存，將原生物種帶回被蹂躪的土地，強化當地的生物多樣性，對於不可再生資源要加以保護和不再利用，透過植栽創造健康的局部微氣候，創造一個珍愛生命效應（biophilic effects）的環境，讓人們熱愛大自然，增進萬物的福祉。生態設計不僅可以做到對環境產生最小負面影響或零影響，甚至還能進一步提供正面的回饋。
生態學家一視同仁地將智人看作自然界成千上萬物種中的一種，即使人類因為對自然施展龐大的影響力而顯得多麼與眾不同。
比起其他物種，人類能夠大幅改變地球的物理環境和生物環境，使景觀發生大規模變化，改變水路，污染空氣，導致全球氣候變化。
我們有能力把大量材料和物品運往遠方，進行工業生產，大規模量產材料和食品，建造大型的人類聚落，發展城市，興建大型、巨型結構和摩天大樓，然後又能製造極微小的奈米結構製品和機械。人類製造出的東西比任何物種都要多，而我們製造得越多，就有越多用過的、不要的、未被使用的東西和材料充斥在地球各個角落。這個過程還產生了廢棄的固體、液體、氣體，排放到生物圈中。
人類既然擁有龐大的駕馭自然力量，就要負責任地運用這種力量，而且必須十分小心謹慎。生態學家把我們的地球看成一個「封閉系統」，而地球也是我們所知唯一得以讓人類生存的星球。我們對自然擁有龐大的力量，不應該只忙著開採資源，而是要肩負起大自然保護者的角色，和作為仁慈的守護者。

CH10 物用零浪費
人類從環境中開採原物料和自然資源，應用於大規模的工業製造。這些原料和零組件可提供社會作為建築材料，作為協助生產的工具，提高生活享受，或供應家計使用；或作為休閒娛樂用途，製造玩具，照相機，電子產品；或生產汽車，公共汽車，卡車，火車，飛機等交通工具；或製造生活用品，例如爐具，熨斗，食品；以及通訊產品和手機等等。
除了一小部分有機產品是以天然材料製成，大部分製成品都是不可生物降解的材料。有些物體佔據了固定位置，例如建築物，其他產品像是車輛、電子用品等則沒有固定地點。自然界中沒有任何物種會像人類這樣，製造大量不可生物降解的東西。
人類製造出來的東西數量驚人，如何處理這些棄置於自然環境裡的東西，更是令人頭疼的問題。這些東西在使用完後大部分被掩埋，或乾脆棄置於自然環境之下，包括海洋和水路，也影響了水域生態系和海洋生物的安危。
我們需要改變對物的使用態度。首先，物的使用是一種線性、單向流動的體系，人們使用某件物品，用完後即將之丟棄，進入回收系統──這是一個單向式的流動。然而，生態的現實卻是：沒有所謂丟棄這回事，因為地球是一個封閉系統，這些用過的人工產品變成廢棄物，最終仍滯留在地球某處：或變成陸地上的垃圾，或被填入掩埋場，堆積在廢料場，甚至傾倒入河流與海洋裡。
我們需要把建築使用的材料當成自然體系整體循環過程的一部分。天然補充期漫長的不可再生材料和資源，一定要減少它們的消耗使用，也就是保育重於開發，而且要盡量延長它們的使用壽命，在建築裡做好回收和再利用。此外，我們還要想辦法讓材料在使用壽命結束後順利整合回自然環境裡不留下任何痕跡，幫助資源重新復育。要做到這一點的確是個難題，因為人類所使用的建築材料大多不可生物降解。至於金屬，重新熔鑄會是個可能的選項（相較於丟入垃圾掩埋場），但絕大多數情況都還需要進一步消耗能源。最理想的狀況是所有能源都能取自再生能源。
在生態模擬法中，我們讓建築（人造的生態系）模仿自然生態系的屬性，因此我們也需要模仿大自然如何在生態系裡處理產出物。
一個生物體所產生的廢物，被另一個生物體當成食物而被循環利用。生態系裡的物質被生物降解，因而可循環利用。
要實現垃圾零製造，必須從使用可生物降解的材料做起，經過降解期後順勢回歸到自然環境裡。即使是有機材料、可生物降解的物質，可能都還需要一些助力，才能不留痕跡地回歸自然環境重新整合。
舉凡我們自己製造的東西都需要反覆利用，或進行回收。即使物品已損壞不敷使用，也應復原成原本的材料以進行再製造。對於不易生物降解或無法再利用、回收的材料和人造製品，我們要想出最好的辦法來處理它們，非不得以才採用消耗大量能源的方式將它們二次分解成原物料。至於不可生物降解的材料，我們需要將它們拆解，盡可能在建築物中重複使用，直到它們不再具有任何建材應用性為止。

CH3尋找生態設計
1973年的石油危機為我的建築研究注入動力。在搜集生態建築的想法時，問題逐漸清晰：我們現有的設計和規畫方法需要加入自然環境重新審思，把自然環境看成永續建築的核心。
我們需要改變觀點，不只是對建築的看法，還有社會怎麼製造產品的整體世界觀。我選修了比蒙特（J.W.L. Beement）在環境生物學系開設的生態學講座。這些研究成果改變了我的世界觀，改變我對人類社會和自然之間關係的看法，並促成我加入英國生態學會。
基於這些研究成果，我循線找到賓州大學景觀建築學系的伊恩．麥克哈格（Ian McHarg）對於生態學土地...

前言／為什麼需要綠設計？

我們的人類社會，已經把地球塞滿了東西。
社會用生產來剌激景氣，製造業以工業規模生產出商品（包括像汽車、卡車等大型物品，以及電子產品，大型家電，食品等等），數量龐大。
人類比自然界中的任何物種，製造出更大量的東西，此外，人類的能源生產系統所排放的廢物更污染了生物圈的生化循環，並使得全球氣候惡化。
人類比起地球上其他物種製造出來的東西都多，又大規模建造人數眾多的群聚結構，諸如鄉鎮、城市，再用高速公路和大型運輸系統做網絡連結，將整個星球變成了一個單一的人工製品。
這些不考慮環境的大量生產，絲毫不受限的使用方式，和肆意妄為的傾倒，至今仍源源不斷的「生產流」，正是造成當今環境破害的元兇。即使我們人類現在停止對區域性和全球性的環境破壞行動，已經被破壞的狀態仍然會持續到未來。如果我們現在不採取具體的行動，那麼，新的千禧年很可能就會是我們的最後一個千禧年。
有沒有可能，我們在設計的早期階段就已預期到這種損害，在設計新建築環境時就避免了這種負面的環境影響，在實際建造之前就以對環境零衝擊和正面回饋作為目標？有沒有可能在朝這個目標邁進同時，我們還得以對現有的造物作重新設計，彌補原本對環境造成的負面影響？

有沒有可能，我們在設計上已經能做到預期產品從製造生產到壽命屆臨盡頭的命運，考量到它們如何能夠對環境無害地分解，得以重新再利用，回收，重新製作，以及最後不留痕跡地重回自然環境之中？來回答「為什麼我們需要綠設計」？答案很簡單──因為這是正確該做的事。

像是建築以及其他基本上無法被生物降解的人造物，我們應當將它們的生命週期納入設計之後，才能開始生產它們：從開採原物料之際，到生產和加工，一直到最後，使用壽命結束時所會發生的事情。我們必須設想這個週期結束後該做什麼事。與其在產品生產後再擔心這個問題，我們更應該在它們還沒被生產之前就設想好產品或物品廢棄之後的問題。我們必須盡可能消除廢棄物處置的問題。
「這種預期性的設計方式，就是生態設計的根本目標。綠設計的挑戰，就是如何有效地達成這個目標。明瞭這件事的重要性，對設計師的設計方法將會產生深遠的影響。」
同樣的，一旦我們的社會在未來面臨到一個不可逆的關口，或者更迫在眉睫的是，當人類社會造成的全球環境損害超出地球的承受能力，導致全球生態系統的崩潰時，整個社會都會開始反省原因，並且得出相同的結論：
要是我們從設計之初就已經開始計入這些後果，而不是事後才做事倍功半的補救措施，這種環境損害其實是可以避免的。
當社會和設計界都開始對我們現有的設計方法和生產系統提出質疑，並且看出其中明顯的缺陷，所得出清一色的解決之道，一定是從根本上來進行重新設計，以及改造我們的物品製造方式，我們的能源使用，和我們的工業、農業生產體系。
這將導致對於我們所有生產的物品進行全面的重新製造和重新生產，包括我們用的物件，營造體系，它們的製程，以及對既有建物做內部的改造。
到這個時候，綠設計就已經不再是一種選項，而是成為必要。關鍵點在於，我們切莫不可等到這個不可逆關口成形時，才採取具體行動。
不幸的是，目前大多數的設計師──包括當代建築師，工程師，規畫師，工業設計師，這些人的工作都會對自然環境產生嚴重影響──卻都對生態和環境科學一竅不通。
他們大都不在意自己的行動和決定對環境造成的後果，包括對地方生態系統、生物區域性、以及更大的生物圈層級產生的後果。
在面對重新設計之前，設計師必須重新接受生態教育。
重新設計=重新教育
不僅現在的執業設計師要重新教育，更重要的是下一代的設計師──我們的學生。設計學院必須現在就開始教生態學，它怎麼影響設計，以及設計如何反過來影響生態環境。
這會讓學生能夠從自然生態的眼光來看待自己的設計成果，而不僅僅是以藝術家或工藝者的角度來看。他們不應該將自己的設計視為純粹商業成品或是社會企業，而是應該視為有機的、與自然融合的一部分。
基於這樣的理念，驅使我致力於推動生態建築。

前言／為什麼需要綠設計？

我們的人類社會，已經把地球塞滿了東西。
社會用生產來剌激景氣，製造業以工業規模生產出商品（包括像汽車、卡車等大型物品，以及電子產品，大型家電，食品等等），數量龐大。
人類比自然界中的任何物種，製造出更大量的東西，此外，人類的能源生產系統所排放的廢物更污染了生物圈的生化循環，並使得全球氣候惡化。
人類比起地球上其他物種製造出來的東西都多，又大規模建造人數眾多的群聚結構，諸如鄉鎮、城市，再用高速公路和大型運輸系統做網絡連結，將整個星球變成了一個單一的人工製品。
這些不考慮...

介紹
為什麼需要綠設計？
第一章 我的早年建築經驗
第二章 劍橋的自主住宅
第三章 研究生態設計
第四章 生態學與系統生物整合
第五章 生態系統的生物結構
第六章 在現實世界裡做設計
第七章 生物氣候設計
第八章 批判性地域主義
第九章 以義肢為喻
第十章 物用零浪費
第十一章 現有的城市和建築
第十二章 寬鬆規畫的綠設計
第十三章 建築的角色
第十四章 更多綠點子
終章

介紹
為什麼需要綠設計？
第一章 我的早年建築經驗
第二章 劍橋的自主住宅
第三章 研究生態設計
第四章 生態學與系統生物整合
第五章 生態系統的生物結構
第六章 在現實世界裡做設計
第七章 生物氣候設計
第八章 批判性地域主義
第九章 以義肢為喻
第十章 物用零浪費
第十一章 現有的城市和建築
第十二章 寬鬆規畫的綠設計
第十三章 建築的角色
第十四章 更多綠點子
終章