設計靈感丨源於自然，回歸自然——可持續建築材料

環境影響

隨著全球氣溫持續上升，氣候變化的影響變得更加明顯。可持續建築材料可以對環境產生重大影響，從生產所需的資源到運輸和安裝所需的能源。可持續材料有助於最大限度地減少這些影響，更容易建造生態友好型建築。

成本效益

從長遠來看，可持續建築材料也更具成本效益。它們通常需要較少的維護並且具有較長的使用壽命，這可以降低總體成本。

耐用性

可持續材料通常比傳統材料更耐用，可以延長建築物的使用壽命並減少頻繁維修或更換的需要，這有助於結構的整體可持續性，節省時間和金錢。

02 < 傳統材料 >

隨著全球氣候變化的加劇，我們有必要減少能源消耗和明智地選擇建築材料。綠色材料是一種在生產、使用或處置過程中都不會對環境造成危害，並且易於回收利用的材料。從長遠來看，使用綠色材料可以大大減少碳排放，節約能源。

Courtesy of FMZD， Farshad Mehdizadeh Design

Natural Clay / 粘土

顆粒細膩的天然岩石或土壤被稱為天然粘土，這種材料因其可塑性強、易於獲得且成本低廉而在建築領域一直被廣泛使用。粘土主要用於鋪設屋頂瓦片、灰泥、塗料和地板，具有隔熱性、堅固性、耐久性和耐火性。

Clay Roof House, DRTAN LM Architect

[參考案例]

Austria Pavilion at Expo, 2020 Dubai

奧地利館由 Querkraft 設計，深受標誌性風塔和傳統阿拉伯建築（通常由粘土製成）的氣候調節功能的啟發。

組成展館的數十個錐體利用熱力學從下方吸入冷空氣並將暖空氣從頂部推出，提供了自然的氣候控制機制。

由於粘土這種材料的性質，在晚上的時候，粘土和混凝土牆可以吸收空間的涼爽，並在白天將其釋放到展館內，能源需求大幅降低了 70%。

Bamboo / 竹子

竹子是一種多年生常綠植物，以其強度、硬度和生長速度著稱，是最受歡迎的可持續建築材料之一。竹子的抗壓強度高於木材、磚塊或混凝土，抗拉強度可與鋼材媲美，是各種建築用途的理想材料。

[參考案例]

The Arc gymnasium，Ibuku

這座輕型建築以竹製拱門為特色，支撐著一個有機形狀的頂篷。14 米高的拱門由向兩個方向彎曲的反彈性網格殼連接，形成一個堅固的張力結構。

建築的有機形式和結構系統借鑑了自然。弧形結構的運作就像哺乳動物胸部的肋骨，通過類似於肋骨間肌腱和肌肉的拉力膜來穩定。

Rammed Earth，夯土

夯土是最古老的建築材料之一，它利用易於獲得的材料（即泥土），將骨料、礫石、沙子、淤泥和少量粘土壓實在模板內。夯土可用於砌牆、鋪地板和打地基，具有承重能力強、熱質量高、能耗低、拆除後幾乎可完全重複使用等優點。

[參考案例]

Nk』Mip Desert Cultural Centre，DIALOG

該夯土牆可穩定溫度變化，它由當地土壤與混凝土和色彩添加劑混合而成，在冬天保持溫暖，在夏天為建築物降溫。

而該建築的綠色景觀屋頂減少了建築物對景觀的視覺影響，並允許在場地上重新建立更大比例的沙漠景觀棲息地。屋頂還提供進一步的溫度穩定性和隔熱性。

Straw bales，稻草

稻草是穀物（小麥、大米、黑麥或燕麥）產生的廢品，幾個世紀以來一直用於建築。稻草捆綁在一起，可用作建築隔熱材料，並在建築中形成承重結構。稻草包可以形成隔熱牆體系統，減少對機械加熱或冷卻的需求。

Refuge II / Wim Goes Architectuur

[參考案例]

Interlocking semi-detached house, Pfaffenhofen, Germany

該項目是基於使用稻草包和粘土灰泥作為地板、天花板、屋頂和牆壁的熱圍護結構。為了使住宅隔熱，將當地採購的成捆稻草被壓入木框架中。

草包屋的所有外立面均採用草包建造方式，包括樓板和屋頂。房子的整個樓層從地面升起，並放置在一個混凝土十字架和四根柱子上，以保護樓板免受水的影響。

Adobe，土坯

土坯主要以磚的形式用作建築材料，是土、粘土、稻草或其他有機材料的復合材料。土坯磚具有與夯土建築類似的特性，具有很高的隔熱性和能源效率。

[參考案例]

New Mexico home，Mollhaus

該項目位於以傳統土坯建築聞名的乾旱地區，Mollhaus工作室打造了一座住宅，其外牆塗有土色灰泥。

該地區遍布著由泥磚製成並塗有灰泥的普韋布洛風格建築，因此，新住宅尊重該地區的傳統建築，同時體現當代美學。

03 < 新型材料 >

近年來，除了建造美觀且功能齊全的建築外，人們還希望在設計中採用高度可持續的解決方案，既減少建築對環境的影響，又降低長期成本。使用已被證明對周圍生態系統有積極影響的材料可以減少能源消耗、改善空氣品質等。

Cross-laminated Timber ( CLT )

交叉層壓木材是將多層實心鋸材粘合在一起製成的。這種分層木材通常被製作成模塊，然後運到現場。交叉層壓木結構穩固，因為木材是層層垂直膠合的。

[參考案例]

CLT Park, Harumi by Ar. Kengo Kuma

平行四邊形的交叉層壓木材（CLT）構成了一個四面亭子，亭子內有一個小公園，中間是人工草坪。

塑料薄膜面板構成了展館的透明屋頂和立面。塑料可以保護參觀者免受自然因素的影響，同時又不會遮擋木材的視野，而間隙仍然可以讓空氣流通。

Cigarette Butt Bricks

煙頭是有毒物質，有可能大大增加對環境的污染，但一項新的發明將煙頭用於制磚。這種材料重量更輕，降低了運輸成本，並提供更好的隔熱效果，降低建築物的供暖和製冷成本，減少有毒有害煙頭的沉積。

[參考案例]

Arkadia / DKO Architecture + Breathe Architecture

該建築的立面由近50萬塊回收磚組成，與北面和西面的遮陽裝置連接在一起。窗戶的開口可實現交叉通風、夏季遮陽和冬季陽光穿透。這種材料不僅可以再利用，還具有一定的質感。

04 < 總結 >

由於氣候變化和經濟危機，21 世紀的建築必須是 "可持續的"，即 "既滿足當代人的需求，又不損害後代，從而支持長期的生態平衡"。因此，建築師必須找到解決方案和戰略，使建築無論其規模或功能如何，都具有可持續性。建築中使用的材料可以為建築師提供可持續建築的基本要素；這些材料價格低廉、易於獲得、對環境無害，符合可持續發展的所有要求。

文獻參考

https://www.dezeen.com/2021/07/24/ibuku-the-arc-bamboo-jungle-bali-architecture/

https://www.archdaily.com/508294/nk-mip-desert-cultural-centre-dialog

https://www.dezeen.com/2017/09/04/new-mexico-house-mollhaus-adobe-architecture-desert-terrain-stucco/

https://www.dezeen.com/2023/05/19/straw-bale-house-duplex-german-countryside-atelier-kaiser-shen/

https://virtualexpodubai.com/opportunity-district/austria

https://ugreen.io/10-sustainable-building-materials/

https://www.barbuliannodesign.com/post/eco-friendly-building-materials-list

https://www.re-thinkingthefuture.com/rtf-fresh-perspectives/a1322-10-sustainable-materials-every-architect-must-know/

https://clay-works.com/library-muyinga-bc-architects-studies/news-126-natural-clay-sustainable-building-material-earthern-architecture-traditional-carbon-neutral-community-project_burundi/

https://whereisthenorth.com/10-innovative-materials-in-architecture-that-help-better-the-environment/

https://www.psu.edu/news/research/story/designed-adapt-living-materials-are-future-sustainable-building/

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