设计灵感丨源于自然，回归自然——可持续建筑材料

环境影响

随着全球气温持续上升，气候变化的影响变得更加明显。可持续建筑材料可以对环境产生重大影响，从生产所需的资源到运输和安装所需的能源。可持续材料有助于最大限度地减少这些影响，更容易建造生态友好型建筑。

成本效益

从长远来看，可持续建筑材料也更具成本效益。它们通常需要较少的维护并且具有较长的使用寿命，这可以降低总体成本。

耐用性

可持续材料通常比传统材料更耐用，可以延长建筑物的使用寿命并减少频繁维修或更换的需要，这有助于结构的整体可持续性，节省时间和金钱。

02 < 传统材料 >

随着全球气候变化的加剧，我们有必要减少能源消耗和明智地选择建筑材料。绿色材料是一种在生产、使用或处置过程中都不会对环境造成危害，并且易于回收利用的材料。从长远来看，使用绿色材料可以大大减少碳排放，节约能源。

Courtesy of FMZD， Farshad Mehdizadeh Design

Natural Clay / 粘土

颗粒细腻的天然岩石或土壤被称为天然粘土，这种材料因其可塑性强、易于获得且成本低廉而在建筑领域一直被广泛使用。粘土主要用于铺设屋顶瓦片、灰泥、涂料和地板，具有隔热性、坚固性、耐久性和耐火性。

Clay Roof House, DRTAN LM Architect

[参考案例]

Austria Pavilion at Expo, 2020 Dubai

奥地利馆由 Querkraft 设计，深受标志性风塔和传统阿拉伯建筑（通常由粘土制成）的气候调节功能的启发。

组成展馆的数十个锥体利用热力学从下方吸入冷空气并将暖空气从顶部推出，提供了自然的气候控制机制。

由于粘土这种材料的性质，在晚上的时候，粘土和混凝土墙可以吸收空间的凉爽，并在白天将其释放到展馆内，能源需求大幅降低了 70%。

Bamboo / 竹子

竹子是一种多年生常绿植物，以其强度、硬度和生长速度著称，是最受欢迎的可持续建筑材料之一。竹子的抗压强度高于木材、砖块或混凝土，抗拉强度可与钢材媲美，是各种建筑用途的理想材料。

[参考案例]

The Arc gymnasium，Ibuku

这座轻型建筑以竹制拱门为特色，支撑着一个有机形状的顶篷。14 米高的拱门由向两个方向弯曲的反弹性网格壳连接，形成一个坚固的张力结构。

建筑的有机形式和结构系统借鉴了自然。弧形结构的运作就像哺乳动物胸部的肋骨，通过类似于肋骨间肌腱和肌肉的拉力膜来稳定。

Rammed Earth，夯土

夯土是最古老的建筑材料之一，它利用易于获得的材料（即泥土），将骨料、砾石、沙子、淤泥和少量粘土压实在模板内。夯土可用于砌墙、铺地板和打地基，具有承重能力强、热质量高、能耗低、拆除后几乎可完全重复使用等优点。

[参考案例]

Nk’Mip Desert Cultural Centre，DIALOG

该夯土墙可稳定温度变化，它由当地土壤与混凝土和色彩添加剂混合而成，在冬天保持温暖，在夏天为建筑物降温。

而该建筑的绿色景观屋顶减少了建筑物对景观的视觉影响，并允许在场地上重新建立更大比例的沙漠景观栖息地。屋顶还提供进一步的温度稳定性和隔热性。

Straw bales，稻草

稻草是谷物（小麦、大米、黑麦或燕麦）产生的废品，几个世纪以来一直用于建筑。稻草捆绑在一起，可用作建筑隔热材料，并在建筑中形成承重结构。稻草包可以形成隔热墙体系统，减少对机械加热或冷却的需求。

Refuge II / Wim Goes Architectuur

[参考案例]

Interlocking semi-detached house, Pfaffenhofen, Germany

该项目是基于使用稻草包和粘土灰泥作为地板、天花板、屋顶和墙壁的热围护结构。为了使住宅隔热，将当地采购的成捆稻草被压入木框架中。

草包屋的所有外立面均采用草包建造方式，包括楼板和屋顶。房子的整个楼层从地面升起，并放置在一个混凝土十字架和四根柱子上，以保护楼板免受水的影响。

Adobe，土坯

土坯主要以砖的形式用作建筑材料，是土、粘土、稻草或其他有机材料的复合材料。土坯砖具有与夯土建筑类似的特性，具有很高的隔热性和能源效率。

[参考案例]

New Mexico home，Mollhaus

该项目位于以传统土坯建筑闻名的干旱地区，Mollhaus工作室打造了一座住宅，其外墙涂有土色灰泥。

该地区遍布着由泥砖制成并涂有灰泥的普韦布洛风格建筑，因此，新住宅尊重该地区的传统建筑，同时体现当代美学。

03 < 新型材料 >

近年来，除了建造美观且功能齐全的建筑外，人们还希望在设计中采用高度可持续的解决方案，既减少建筑对环境的影响，又降低长期成本。使用已被证明对周围生态系统有积极影响的材料可以减少能源消耗、改善空气质量等。

Cross-laminated Timber ( CLT )

交叉层压木材是将多层实心锯材粘合在一起制成的。这种分层木材通常被制作成模块，然后运到现场。交叉层压木结构稳固，因为木材是层层垂直胶合的。

[参考案例]

CLT Park, Harumi by Ar. Kengo Kuma

平行四边形的交叉层压木材（CLT）构成了一个四面亭子，亭子内有一个小公园，中间是人工草坪。

塑料薄膜面板构成了展馆的透明屋顶和立面。塑料可以保护参观者免受自然因素的影响，同时又不会遮挡木材的视野，而间隙仍然可以让空气流通。

Cigarette Butt Bricks

烟头是有毒物质，有可能大大增加对环境的污染，但一项新的发明将烟头用于制砖。这种材料重量更轻，降低了运输成本，并提供更好的隔热效果，降低建筑物的供暖和制冷成本，减少有毒有害烟头的沉积。

[参考案例]

Arkadia / DKO Architecture + Breathe Architecture

该建筑的立面由近50万块回收砖组成，与北面和西面的遮阳装置连接在一起。窗户的开口可实现交叉通风、夏季遮阳和冬季阳光穿透。这种材料不仅可以再利用，还具有一定的质感。

04 < 总结 >

由于气候变化和经济危机，21 世纪的建筑必须是 "可持续的"，即 "既满足当代人的需求，又不损害后代，从而支持长期的生态平衡"。因此，建筑师必须找到解决方案和战略，使建筑无论其规模或功能如何，都具有可持续性。建筑中使用的材料可以为建筑师提供可持续建筑的基本要素；这些材料价格低廉、易于获得、对环境无害，符合可持续发展的所有要求。

文献参考

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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