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□ 刊发于
  《城市环境设计》
   2008年第04期

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“从摇篮到摇篮”:可持续新理念评析
韩林飞/曹志奎
1. “从摇篮到摇篮”的可持续理念的提出

1.1 “从摇篮到摇篮”的创始人威廉·麦克唐纳

  威廉·麦克唐纳(William McDonough)是美国前总统克林顿的科技顾问,弗吉尼亚州夏洛茨维尔(Charlottesville)市建筑社团设计院的奠基人之一,享有“再度工业革命之父”之誉,中美可持续发展中心美方理事长,曾三次荣获美国总统奖,现任弗吉尼亚大学教授及斯坦福大学客座教授。麦克唐纳拥有WM+P公司和MBDC公司,他们的客户包括福特汽车公司、耐克、赫尔·曼米勒设计公司、肖工业和芝加哥市政府等等[1]。

  自可持续发展理念诞生以来,麦克唐纳一直是该运动的倡导者。1977年在冰岛建造了第一座用太阳能采暖的房子;1985年为环保基金会设计了美国第一栋绿色办公大楼;1991年撰写了2000年德国汉诺威国际博览会可持续发展指导原则;1993年应邀在纽约市圣约翰大教堂发表世纪演说。在云集各国政要的达沃斯世界经济论坛上,他多次阐述其对全球温室效应问题的看法,倡导有益生态的再次工业革命,提出用可持续发展的综合经济效益,取代第一次工业革命造成的浪费和污染,强调建筑设计顺应大自然的运行模式。1999年,《时代周刊》称他为“星球英雄”并赞道:“他的实践建立在完备的哲学基础上,并正以可被论证的、实际的方式改变着整个世界的设计。”2002年威廉·麦克唐纳和德国化学家迈克尔·布朗嘉特(Michael Braungart)合作出版《“从摇篮到摇篮”:重塑我们的生产方式》(Cradle to Cradle: Remaking the way we make things)一书引起广泛的关注和认同(见图1)。

1.2 “从摇篮到摇篮”的理论来源

  麦克唐纳以樱桃树的生长模式为例:樱桃树从环境中汲取养分,使得自己花果累累,同时它撒落在地上的花叶也滋养了周围的事物。这不是一种单向的从生长到消亡的线性发展模式(从摇篮到坟墓),而是一种“从摇篮到摇篮”的循¬环发展模式。围绕樱桃树的思考,麦克唐纳认为应该做正确的事情,提供正确的产品、服务和系统,而不是去做具有较少危害的错事。希望建筑、系统、街道甚至整个城市都和周围的生态系统以一种互相促进的方式相互依存。“从摇篮到摇篮”设计是建立在一个与自然流相关的古老的思想之上的,即在冬天用太阳能取暖,再把凉风留到夏天来创出一个宜人的微环境。看看有着深深的悬垂的传统中国建筑,就能找到相似的思想:朝南开的窗,以及很好的采光。从长远看,与自然能源流相联意味着重建与地球上所有事物生长息息相关的太阳的联系。“从摇篮到摇篮”城市的最终目标是要把安全、相关的自然循环和产业物质融洽联系并不断循环,由太阳以及其他形式(风能、太阳能和水能)来提供动力。依靠这种无限的清洁的能源大大减少了环境问题和目前能源生产中所产生的问题;同时也满足了人类的需求。重新建立我们与太阳的联系,我们传承并保持着与其他有可能产生的能量流的生态环境独立性。

1.3 “从摇篮到摇篮”的能流循环与三重顶线
  基于目前生态设计及可持续发展面临的困境,麦克唐纳倡导再度工业革命,即实现生产消费模式的转变,完全消除“废弃物”的概念。产品在生命周期结束时,或转化为无害物质重新回到水或土壤中,成为生态养分(Biological Nutrient);或转化为其他工业生产的有用原料,成为工艺养分(Technical Nutrient)。从一开始就寻求建筑物、社区和系统对人类和环境健康产生更多全面的积极影响,而并非较少的废物和较小的负面影响,这种升级回收的方式即形成了产品“从摇篮到摇篮”的生命周期过程。

1.3.1 生态能流与工艺能流循环
  几百万年来,“从摇篮到摇篮”的生态系统滋养出来生机勃勃、繁多的物种星球。工业的出现改变了地球上的物质平衡,人们从地壳中开采物质,将它们进行集中、转化和合成,生产出大量不能无害返回地球的物质。
  目前,自然界的物质流可以分成两大类:生态物质流和工艺物质流(工业物质流)。相对应的是生态养分和工艺养分。生态养分有益于生态圈,而工艺养分有益于“工艺圈”(工业流程系统)。如果设计正确,所有工业制造的产品和材料将能安全地融于这两种新陈代谢中,给新事物提供营养。产品或者由可生物降解的原料制成,为生物圈提供养分;或者由那些能在封闭工艺中循¬环的材料组成,作为工业有价值的养分持续地循环利用。必须竭力避免两种新陈代谢之间的相互污染。进入生物新陈代谢的物质一定不能含有导致生物异变、致癌、不能去除的有毒物质,以及那些会在自然界累积并产生破坏性效果的物质。生物养分不能进入到工艺循环中,因为生物养分的流失不仅构成生物圈的损失,而且可能降低工艺材料的质量并使回收和再利用变得更加复杂。

1.3.2 三重顶线
  传统的设计标准是:成本、美观和性能,在实际操作中我们总是以经济上的考虑为中心,将社会和生态效益视为一种时间补救,而没有在一开始就作为等量齐观的因素。经济活动核算出常规的经济收益,再添加一点认为具有社会效益的东西,也许是通过减少一些环境破坏:降低排放量,减少垃圾填埋及在生产中减少材料使用等方式。“从摇篮到摇篮”的可持续观念的三重底线是:公平(Equity)和经济(Economy)、生态(Ecology)(图2):公平即社会公正。让工人或顾客暴露在车间或产品的有毒物质之下是否公平?这种产品是否会影响到子孙后代的健康?去污染一条河流或污染空气是否公平;经济是关于市场的智慧。这种产品是否是消费者需要的并且承担的起的?产品必须是大多数顾客能接受的,而商家是有利可图的,因为商业是发展的动力;生态是关于自然的智慧。材料是否是可循环的生态养分或工艺养分?是否遵循自然界的标准:废物即是宝物、尊重多样性以及使用太阳能?

1.4 “从摇篮到摇篮”设计的任务
  工业革命设计了这样一个生产体系:每年向大气、水和土壤排放上百亿磅的有毒物质;生产有害物质,以至于我们的子孙后代必须长期加以防范;大量有价值的物质被胡乱废弃,而不可能再被利用;要求制定成千上万个复杂的法规,目的不是从根本上保障人类与自然系统的安全,而仅仅是减缓他们的受害;以工作人数的多少来衡量生产率;通过砍伐或挖掘来开采自然资源,最后将其加以填埋或者焚烧来创造繁荣;减少物种多样性,破坏文化传统。
  麦克唐纳认为设计的任务是:建筑物像树那样,能产生出比它们消耗的还多的能量,净化它们自身所产生的废水;工厂排出的“废水”是可以饮用的;产品,在生命周期结束以后,不是变成无用的废弃物,而是可以被随手扔到地上自然分解掉,成为动植物的营养物和土壤的养分;或者是返回到工业循环里,成为制造新产品的高质量的原材料;物资,每年自然累计价值高达十亿美元,甚至万亿美元,造福人类和自然;交通系统,在运送货物和提供服务的同时又提高生活质量;一个富庶的世界,而不是捉襟见肘、充满污染和废弃物的世界。

2. “从摇篮到摇篮”的设计实践

2.1 “从摇篮到摇篮”在美国
  麦克唐纳拥有WM+P公司和MBDC公司,他们的客户包括福特汽车公司、耐克、赫尔·曼米勒设计公司、肖工业和芝加哥市政府等等。作品涉及各种类型的建筑,包括办公空间如(樱桃树901)、私人住宅如弗吉尼亚海滩住宅、工厂如福特汽车胭脂河工厂、研究机构如刘易斯环境研究中心(图3~6)。


图3 樱桃树901 Figure3 Gap Inc Office-1

图3 樱桃树901 Figure3 Gap Inc Office-2


图4 弗吉尼亚海滩住宅


图5 福特汽车胭脂河工厂


图6 刘易斯环境研究中心,奥伯林学院

  位于密歇根州迪尔伯恩(Dearborn)的福特胭脂河工厂改造,设计注重安全和健康的工作环境与方式,优化工业活动的外部环境。该厂达10英亩的屋顶绿化表面保留一半的降雨量,提供了生物栖息地;同时隔热和隔紫外线,从而延长其使用寿命,并减少建筑物的能源费用。在设计刘易斯环境研究中心,麦克唐纳以树的生长方式为模式来设计,在屋顶安装太阳能集热板;在建筑的北面种植防风的树林,增加生物多样性;屋顶和室外有长满各种精心挑选的微生物和植物的水池,用以净化废水并将其回收用于冲洗厕所;室内装有可升高的地板和租赁来的地毯,使得室内环境可以随着使用者的审美观念和功能偏好的不同而变化;特制窗户玻璃可以控制进入房间的紫外线的数量。在建成后的第一个夏天,建筑所产生的能量就超过自身所使用的。

2.2 “从摇篮到摇篮”在中国

2.2.1 “中美可持续发展中心”成立
  为了推进中国在社区及城镇建设中走可持续发展之路,促进中国新型城镇的发展,借鉴美国和欧洲城镇发展建设的成功经验,1994年4月朱镕基总理访美期间,中国科技部与美国俄勒岗州政府签署谅解备忘录,共同成立“中美可持续发展中心”。中美双方的理事会主席分别由中国科技部副部长邓楠女士和美国原总统科技顾问威廉·麦克唐纳先生担任。
  2002年9月,中美可持续发展中心第一次联合理事年会于北京举行;在2003年11月的中美可持续发展中心联合理事会第二次工作会议上,联合理事会决定在中国开展“中美可持续城镇发展示范项目”的工作,并同意成立“中美可持续城镇发展示范项目”工作组;2004年1月,受中美可持续发展中心美方秘书处的邀请,全国工商联住宅产业商会组织了对美国洛杉矶、旧金山和波特兰进行了考察。与此同时,第一批示范项目正式启动;2005年5月,由中美可持续发展中心、全国工商联住宅产业商会组织召开的“2005中美可持续城镇发展示范项目方案评审与新城镇发展研讨会”在北京饭店举行;2006年2月,“中美可持续城镇发展示范项目国际论坛”在广西柳州举行。自2004年1月相继通过了两批中美可持续城镇发展示范项目。第一批示范项目:浙江温岭东浦农场项目、山东济南市唐冶片区项目、北京密云县新区项目;2005年第二批示范项目:广西柳州高新区官塘创业园、浙江宁波东部新城水环境规划、四川成都润德兰园片区及古蜀望丛文化产业园等周边项目。

2.2.2 黄柏峪可持续发展示范村
  2003年吉林本溪市黄柏峪被中美可持续发展中心正式确定为可持续发展示范村(图7)。墙体(除地梁、圈梁外)采用免烧压制节能砖砌筑,稻草砖填充。这些材料在废弃后可自然风化成泥土,重新进入生态循环而不是变为建筑垃圾。在能源方面,秸秆气化技术、太阳能电池板的应用以实现资源的可持续利用。2008年末新村将全部完工。


图7 黄柏峪村新貌(2006年9月15日) 1


图7 黄柏峪村新貌(2006年9月15日) 2

2.2.3 柳州高新区官塘创业园
  柳州高新区官塘创业园位于柳州市区东北面约15千米,规划面积约25平方千米。概念规划方案由WM+P公司设计,北京都市筑景建筑设计研究院(USI)等完成了总规划调整及控制性详细规划设计,现已进入施工阶段。麦克唐纳在概念规划设计中提出,要对进区工业进行筛选,通过规模经济推广生态技术,以保持这里的生物多样性;创造一个提供休闲散步、健康的、活动的城市系统;要尽可能利用土地,保持这里的地形、地貌;根据当地的日照及风向调整道路及房屋朝向,使城市保持较好的通风来洁净空气,使房屋在夏天减少西晒而在冬天增加日照。为最有效地使用稀缺的可供发展的土地,麦克唐纳提出大胆设想:把甘蔗种到屋顶上去!达到“上面是农村,下面是城市”的理想效果(图8、图9),重建自然环境和生物多样性。规划将水作为一种宝贵的资源,净化流过该地段的雨水:在屋顶安装收纳管,雨水经过植物和土壤得到了相当程度的净化,再收集起来统一排放入周边城市湿地;使用生物资源培养和重建土质;把太阳能和风能作为主要能源充分利用,为城市提供新的能源。


图8 土地利用规划


图9 屋顶农场Figure 9 Rooftop Agriculture-1.jpg


图9 屋顶农场Figure 9 Rooftop Agriculture-2.jpg

3. “从摇篮到摇篮”的可持续理念评析
3.1 积极地可持续发展
  正如威廉·麦克唐纳和迈克·布朗嘉特定义的那样,可持续是构建在生态效益(Eco-efficiency)之上的。它并不是要寻求人类如何对自然世界产生最小的负面影响,而是要使人类所有的活动成为对经济、环境和社会健康有着积极意义的因素,认为可持续并不意味着要抑制经济发展。“从摇篮到摇篮”是有着这样的设计理念:所有的人工制品都应该像大自然一样,从太阳和使用的材料产生,而后进入不断的循环生产中。当生态效益计划和“从摇篮到摇篮”结合起来时,会带来一个充满希望、富足和繁荣的未来模型,一个人类与自然和谐相处的模型。

3.2 在能流的循¬环中消除废弃物
  从“污染是必然”到零污染(Zero Waste),体现人类认知的提高。事实上,单纯地追求能量、材料、废弃物在一个建筑或一组建筑中实现自循环,以达到所谓的零能耗、零污染、零排放,其方向本身没能从根本上解决问题。污水、垃圾、废弃建材的分散化处理势必造价昂贵、效率低,不符合集约化和规模化的要求。
  麦克唐纳认为,如果人类想要实现真正的繁荣与可持续,就必须学习自然界高效的、注重养分循环的“从摇篮到摇篮”的系统,这个系统不存在废弃物的概念。产品必须从设计开始就贯彻废弃物不存在的观念,即以包含在物质中的有价值的养分流决定形式,形式不仅服从功能,还要不断进化。麦克唐纳提出彻底消除废弃物(No Waste; Waste equal Food)的概念,这不能不说是一个突破。

3.3 坚实的理论基础与广泛的实践
  麦克唐纳与化学家布朗嘉特跨学科的合作使得其思维超出了产生“从摇篮到坟墓”的思维方式,创造总结出“从摇篮到摇篮”的理念,建立在自然流的古老思想之上,以樱桃树的生长模式为例,使得理论有着坚实的基础,同时使得论述简单易懂,能得到广泛的认同并得以传播。麦克唐纳懂得宣传自己,与知名的公司(耐克等)、政府机构(芝加哥市,中国科技部等)走得很近,使得其行动和成果有较高的关注度。难能可贵的是从摇篮到摇篮的设计理念并不是纸上谈兵,在各个领域都转化为具体的实践。众多的可持续城市最大的问题是如何将理论应用到实际到操作中,无论是早期到“田园城市”还是近期的“新城市主义”。麦克唐纳的理论不仅在单体建筑群中,而且在几十平方千米的城市新区中得到了应用,尤其是作为中美可持续城镇发展示范项目的六个项目。当然,其与众不同的理念尤其是城市形态方面,也有后来被否定的,据了解,山东济南市唐冶片区项目就没有能够按照麦克唐纳的概念规划执行。由此可见,新理念的接收需要综合各方面的因素。

3.4 局限性
3.4.1“二元论”。
  麦克唐纳提出的“从摇篮到摇篮”的可持续理念基本还是一个“二元论”,其“生态圈”与“工艺圈”相互独立的二分法,与中国传统的“天人合一”的“一元”理念有一定的距离。在尊重自然、保护自然、结合自然上是共同的,但在自然和人融二为一,促进天人一体的意义上尚有距离。

3.4.2视野的局限。
  麦克唐纳提出的“从摇篮到摇篮”的可持续理念主要是围绕空间体系、工业生产与循环经济等经济体系论述的,受美国城市生活方式、西方文化的局限和影响,作者关注大城市的“富困”现象较多,对于全球视野下如何促进发展中国家的经济与环境方面论述得不多。

3.4.3追求高科技的倾向。
  该理论是建立在科技的基础上,希望通过高技术手段来实现可持续发展。科技是一把双刃剑,从前文分析的可持续历程来看,环境污染就是由于科技及工业革命引起的。因此,是否反而会产生麦克唐纳所极力反对的、新的更难处理的“怪诞的复合物”(Frankenstein product),仍然有待实践的印证。这也是其视野受限制的原¬因之一。

3.4.4对文化的忽视。
  “从摇篮到摇篮”强调在生态圈与工艺圈内的物质循环,对于传统文化的继承,地方乡土知识的延续以及地方化均涉及较少。

3.4.5对美学的忽视。
  “从摇篮到摇篮”的理念对于美学语言运用方面涉及很少。可持续的概念“不可避免的模糊”,麦克唐纳看穿历史的迷雾,在众多的理论基础上提出“从摇篮到摇篮”的理念,引起了广泛的响应。“从摇篮到摇篮”的生态可持续理念为我们提供了新的思路,为探索全球生态可持续发展踏出了坚实的一步。从高技术的美国工厂到低技术的中国农村,麦克唐纳的设计原则和实践已经引来世界充满希望的变化,达到了生态可持续理念的新阶段,对于突破当前的新困境具有巨大的现实意义。

参考文献
[1] Roger Rosenblatt. San Bruno, The Man Who Wants Buildings to Love Kids[J], Time Magazine, 1999.9.5
[2][美]威廉·麦克唐纳,[德]迈克尔·布朗嘉特. 中国21世纪议程,中美可持续发展中心译. “从摇篮到摇篮”: 循环经济设计之探索[M]. 同济大学出版社, 2005.1
[3]William McDonough and Michael Braungart. The NEXT Industrial Revolution. The Atlantic. 1998.10
[4]William McDonough+partners with JF New. Guantang chuangye sustainable development demostration project Liuzhou, Guangxi, PRC concept master plan. July8 2005
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