高云庭

(广东白云学院艺术设计学院，广东广州 510450))

1 信息加工输入

设计师在接到一个可持续建筑项目任务时，首先要做的就是对项目的要求、资源、环境、条件等处于混杂状态的大量信息做收集、整理和理解的工作，其目的是充分了解服务的一般对象及大致性质、设计的大体内容与规模、实施的有利因与制约因。设计师要扮演的是一位出色的侦探，应尽量摸清包括文字信息、图像信息、数据信息等在内的所有内部与外部信息。任务书只是信息来源的一部分，必须通过现场踏勘、用户调研、查阅资料、调查访问、实例分析五种方法收集建筑项目的更多信息。到现场是为了获得场地的环境信息以及感性认识，现场状况决定了建筑项目启动的基础。用户最清楚建筑的核心功能样貌应该是什么样子，业主和用户的意见至关重要，此为设计最根本的出发点。查阅资料对任何可持续建筑项目来说都是不可忽视的，这一环节能为设计提供理论、规范、知识、数据等相关支持和依据。调查访问是补充现有信息不足的鲜活手段，可以使设计师对项目的背景、条件和问题有零距离的真切认知，获得更为全面深入的信息[1]。实例分析为设计提供捷径和参考，剖析设计案例或是将案例与本项目进行对比，可以从中获取灵感和有益的经验[2]。

现场信息、用户信息、项目建设信息、项目环境信息是需要收集、整理的主要信息内容。

1.1 现场信息

经纬度(时区)、四季日照(辐射)、主导风向(风速)、降水(雪)、空气温(湿)度、地形(地貌)、地质(结构)、地震烈度、地表(下)水文、植被、生物多样性、周边建筑物(构筑物)布局、建筑红线、(水电气热等)市政管网、交通、市政规划、区域环境等。

1.2 用户信息

使用习惯、生理(心理)状态、价值观念、审美意趣、职业性质、对可持续性的认知程度等。

1.3 项目建设信息

建筑用途、建筑规模、服务对象、总投资、人员投入、技术条件、能源品类、(本地)材料(设备)供应、项目进程要求、相关法规等。

1.4 项目环境信息

当地传统、风土人情、建筑风格、城市面貌、文化符号、政治形态、社会风尚等。

信息的输入和消化阶段直接影响到以后设计分析的质量水平。在这个具有最明显开放性特征的设计流程中，设计师需要通过观察、实测、体验、记录、速写、拍照、录音、录像、访谈等方法收集信息，绘制出带有基础信息的场地图纸，并对收集的大量繁杂信息进行归类、排序、分组、编码，将一般信息与特殊信息、专项信息与常规信息集中处理为规范统一的信息源，然后在分析评价的基础上挖掘知识规则，并据此搭建信息组合模型。再细小或看似不重要的资源、条件或问题，都可能对方案造成重大的影响或改变设计的方向，必须尽一切可能穷尽所有信息，并通过指标分析和综合判断，尽量避免不利条件和问题因素，放大有利条件和资源因素，为后续的分析与设计工作做一个充分的准备，减少信息不完备性决策的可能性。

2 需求双向评估

从信息加工渐入设计前期的分析研究进程，标志着整个设计流程中的第一次目的对象、思维内容、行为方式的转向，开启的是对可持续建筑项目的系统性“目的——要求”分析。设计首先要考虑的就是用户和业主的利益，但这种考虑一定是以避免对自然环境的伤害为前提的。一面是建筑的使用者和拥有者一方，一面是建筑的自然生态环境一方。业主作为“最后的决断者”，拥有最高的话语权，决定着建成一个什么样综合性能的可持续建筑。用户作为“最终的权威”，是决定建筑功能与品质的最关键一方，项目的主要目的还是为了他们。但建筑的存在和运行应尽量不形成对所处的周边区域环境造成不良影响，建筑在整个生命周期过程中应尽量减少对整个自然环境的不良影响，将环境扰动控制在自然生态的承载范围以内，是实现建筑可持续目标的基础。以人为本与环境保护是项目方案重点要设计的核心的可持续功能，对两者的双重需求评估是一个从整体至细节、宏观至微观、复杂至简单的可接受度平衡的求解过程，它呈现出的是项目方案所必须构建起的功能价值属性的粗壮两翼，是可持续建筑完整的最本质需求内容。

就业主需求的评估，设计师要准确理解业主对建筑项目价值期望，其重点一般是侧重在经济利益上，就用户需求的评估，设计师要真正体认使用者对人居环境的具体要求，这包括实用、舒适、美观等许多复杂因素，需要深度思考居住、工作、交往、娱乐等全部涉及内容及其关系。在对此两者需求做确认之前，设计师往往需要与业主和用户进行深入沟通，让他们认识到可持续与主体需求的内在一致性，以及在经济上的可行性和环保上的必要性，帮助其调整思维，理清正确的建筑概念和环境观念。以保护生态环境的方式实现建筑的最主要功能，便是从根本上给予了建筑项目一份在生态环保设计方面的重要品质保障。在设计定向阶段，对建筑的整个使用情景过程及其环境影响要有一个预判，在信息组合模型范围内做尽可能多的场景假设，连接“空间—适用”和“环境—生态”这两个目标，以核心节点衔接多方面的子项目任务，统摄各个要素之间的紧密关联和相互制约来考虑问题，通过悉心反复的双向分析，从各种信息解构重组和需求发掘中导出设计需要解决的最主要问题，以及建筑项目大致方案的意向与头绪，为全面可持续价值分析与组织搭垒好基础和主要框架。

3 三重系统协调

对可持续建筑项目在人、社会、自然三个方面所应具备的功能价值的全面分析，是设计前期分析中的又一个主要内容——在使用需求和环境需求确定的基础上，叠合更宽广维度的价值需求内容。可持续建筑不仅是存在于给定环境，还更是存在于一个“社会—经济—环境”的复杂环境系统中。设计师要扮演一个极具洞察力的问题分析者，真正去理解可持续视野下相互依存、相互影响、既有矛盾又要共处的多重需求及其价值关系。首先，满足人的需求是可持续设计的最终目的，但其范围不仅仅只限于建筑的使用者和拥有者，与建筑项目有关的所有人的需求，以及项目对人们可能形成的影响，也应该是设计人员要考虑的内容。其次，可持续性的需求分析必须充分顾及到社会的构成和运转的复杂性和流动性，探索建筑项目涉及的诸多因素或事物在经济、文化、伦理等社会层面可能产生的正效应和负影响，以及目前所亟待解决的重要问题。再次，环境保护是可持续建筑的基本底线，所有维度的需求或价值评估，都必须将环境影响控制在可以接受的范围内，并尽可能做到利于环境保护和促进生态平衡。

三重系统的价值需求拟合应本着“环境—建筑—人”三位一体概念下的人本意识、环境意识、社会意识、经济意识、文化意识、可持续发展意识，借助生态学、社会学、心理学、经济学、管理学、伦理学、艺术学、民俗学、政治学等等学科和专业的原理、规律、方法，依据项目资源和实际条件，通过逻辑思维和感性认知的分析、比较、判断、推理、取舍、综合来就两个内容形成认知。一是理清建筑项目的管理者、生产者、拥有者、使用者、关注者等一切利益相关者对项目的价值期望，以及各种利益诉求的详尽要求，并分析它们之间重合、互补或冲突的交互关系，二是做建筑项目的目标内容的综合平衡分析，全方位考察在适用功能、美学表现、环境生态、社会效应、文化意义、经济价值等方面所应创造的大体价值内容。依此两项分析结果深入探索并揭示多需求因素结构，初步判断建筑项目中需求与价值之间的对应关系。

全面要求整体性统一协调的设计目标定位阶段，可以形象地比喻为在一个围绕两根主轴张开的复杂网络上不断加载集成更多元的价值需求，对它们的拟合效果取决于需求加载容量和分析处理后获得的多需求一致性程度和整体价值增量程度。此过程中需要设计师首先对建筑全生命周期内将会面临和要解决的多种复杂需求问题做出预判，并在信息结构框架下通过要素变量的不同组合方式进行尽可能多的动态假设，针对每一项“需求—价值”要素的分析，都必须考虑到它与其他要素之间的关系是否协调，以及它与所有利益相关者之间的利益关联度。这往往需要经历一个全盘考虑、冥思苦索的艰辛探析过程，也需要做大量的需求沟通、经验交流、意见商议、解释劝导的组织协调工作，其中说服业主是重要一环①。一套业主和用户没有异议并且项目所有利益关联者都能够接受的价值组合结构的形成，才真正挖掘清楚了建筑项目应尽量去创造的可持续属性的完整意义，这是从项目的复杂信息世界走向方案起步的转折突破口和设计发生的支点。

4 方案模型建构

由设计前期分析进入到设计进行时，标志着整个设计流程中的第二次目的对象、思维内容、行为方式的转向，开启的是对可持续建筑项目的方案探索。将信息、需求、价值进行逻辑化的感性处理，转化为流程要求、性能指标以及设计过程中的评价标准，输出满足所有要求的综合解决方案，形成可视化、数据化、具体化的显像表达，此为该阶段设计任务的内容和目标。这是一项平衡多维功能需求和拟合丰富价值属性的创造性工作。设计师要扮演一位主导方案设计的协调者，组建一个或多个设计专业团队，并调动各方专业人士的参与积极性和工作能动性，在功能性、生态性、艺术性、情感性、文化性、伦理性、经济性、社会性等意义维度展开方案设计进程。共同探索如何用最小量的资源、资金、人力与时间成本消耗，最有效的技术与设计策略，最低程度的自然环境干扰，最简单的管理运作方式，创造出一个功能和服务最大化、最优质、最多种的可持续建筑。

设计有两个起点：现实的起点是场地，方案的起点在平面。从场地开始，由外向内、由大到小、由表及里——场地规划、建筑布局、单体建筑、空间功能、环境细部的方案渐进式进程，在保持平面、立面、剖面、总平面的全局眼光的同时，应始终将平面作为方案的主导。各种手工的和计算机的图、模型、模拟、文本是推进设计的工具载体，在脑、眼、手、图(模型、模拟、文本)的交互反馈过程中，首先进行的是对建筑功能的要求分析，包括空间体量、功能定义、组织形式等实用性分析，空气品质、光热环境、风环境、声环境等舒适性分析，运行、维护、管理等运营性分析，形态、空间、环境等形象性分析等等内容。在此详细分析的基础上，依据场地环境、自然题材、城市文脉、传统元素、材料属性、技术结构、新潮概念、时代主题、情感特质、兴趣品味等等方面的形象、数据、资料及其特征，进行建筑方案的立意、构思、创作。整合人员、资金、工具、平台、环境等设计资源，组织绿色材料、适宜技术、节能设备、建筑构件等建筑构成要素，进行平面设计、竖向设计、结构设计、环境设计、形式设计，并同步探索整个方案在人、社会、自然三个方面可能产生的其他可持续价值。以建筑可持续属性的最大化为导向，将功能概念与空间精神演绎成建筑语言和工程技术形象，生成内容与形式完整，尺寸、细部、技术问题等均较为详细的设计方案。

在功能价值创造的方案设计阶段，设计伊始就要考虑到设计内容和发展维度的多样性，以及设计要素的独特性和耦合性特点，应运用建筑哲学与理性思维、灵感与想象力、知识域经验，吸收、分析与整合各个相关专业领域的信息、知识、技能，对问题加以全面而适当的表达。就建筑在整个生命周期中的品质、性能表现问题，以及外部需求、环境、条件的变化问题，要尽量做到周全考虑，包括项目末期的申报绿色建筑标识问题。每一步设计都要有预设前提和条件框架分析。众多投入要素所转变而成的建筑功能系统必须是一种物质能量信息的格式塔，应能产生比输入之和更大的效用输出。此阶段是一个紧张激烈、深思熟虑的辛勤创作过程，也是主要设计人员最为专注、创造性劳动最多的一个阶段，所有设计参与者都必须紧密合作、反复沟通、分享有益建议，协助设计人员实现方案的可持续目标。这样的建筑项目方案往往没有唯一解，设计的方案和模型可能是多种多样的②，应依据项目的规定性和客观条件，优选出一个或若干“价值—成本”、“利益—代价”综合权衡相对较好的设计方案。

5 交互反馈优化

在确定可持续建筑项目方案之前，必须要有一个对方案设计的再调整、再完善、再优化过程③，因为设计常常需要在信息不充分和条件不确定的情况下做出决策④，没有不经过严密试验、反馈和迭代而成功的方法。根据多方综合设计评价可以判断方案的设计效果，若与设计目标相符，则参评方案即为最终的优化方案，否则，必须根据评价意见调整方案和模型中问题变量，重新建立项目内在结果和外在规定性之间的关系，对方案的某些内容或要素进行细化完善或修正优化。若经过多种多次迭代后的设计方案仍然无法满足评价要求，则需要返回到信息收集、前期分析、方案设计流程中的几个或全部环节，做信息增补、或信息关联协调、或价值需求分析，再次进行部分方案或整个方案的设计，对多个迭代后的方案进行鉴别比较，反复尝试、总结、优化方案，直到获得所有参评者都感到满意的最佳方案解。

设计方案的适用功能、物理环境、资源消耗、环境影响、空间意义、项目成本、技术策略是考察、评价、优化的对象，就它们的具体展开是对以下建筑项目内容的设计效果追问和不断完善，适应当前多种功能的建筑是否同样能满足未来发生变化的功能；热、光、风、声、电、水、网络等是否都能随外部环境变化而做出相应的调整，始终使内空间和外环境处于舒适感受水平；建筑建造、运营、处废三个阶段的能源、材料、水、设备、构件的组合选择是否能最大化的节约所有资源；建筑全生命周期里是否产生最少量的废水、废气、固体废弃物排放量，是否不会产生光污染、声污染、电磁污染等；建筑造型、空间、环境是否能准确地表达出设计要求所预期的艺术效果、情感内蕴和文化涵义等精神内容；人力、物力、财力、时间等的组合是否能将项目总成本降到最低；技术手段及设计策略是否最为适用于本项目，是否最大限度地挖掘了建筑项目在社会、经济、伦理等维度的可持续价值。

设计方案的深化迭代阶段是一个信息反馈、调试优化、循环设计的过程，具有最为明显的非线性和动态平衡性特征。方案有效调整的每一次决策和推移都是一股向上的抬升力，每一步骤都近似于一个自我完善的圆。对设计方案的迭代优化需要专家、项目受众、设计人员的参与，计算机软件是辅助方案优化的重要工具。各领域专家能给予具有专业深度的技术性意见，一般受众能从主观感受的角度提出有价值的问题看法，计算机软件能就建筑全生命周期中的绝大多数内容、要素、过程给出客观量化的模拟与评价。优化设计应尽可能让每次子循环都形成与新概念相联结的多向交流，并保证在从剖析一般内在机制到完成外在表现性的迭代过程中“真实信息”的最大化，同时也应注意方案“更上一层楼”与投入成本的平衡。这一阶段应确定出设计的最终方案，至此时相应的建筑项目方案图纸、计算机模型、设计说明文本等内容都应当制作出来。

6 拟对象化输出

当可持续建筑项目方案确定后进入到设计末期的施工预备期，标志着整个设计流程中的第三次目的对象、思维内容、行为方式的转向，开启的是对设计方案实施的规范呈现。通过施工图和文本说明的形式，依据当地的法律规范和科技环境条件，在建筑项目方案的基础上对方案进行的二次设计——以确切的深度展开之方式表达出设计师的设计意图，并用工程语言和管理语言清楚地传达给建造者和管理者。设计人员首先要做的是对建筑项目方案进行补充和完善，使功能的结构对位更加明确、各种细部更加符合实际建造标准和工艺要求。然后依据对项目方案与施工作业规范的要求，绘制尺寸、比例、材料、节点等内容明确详细的施工图纸。再编写图纸中未表明的部分和说明施工方法、质量要求等内容的施工说明书，主要包括工程概况、设计依据和施工图设计说明三部分内容。再依据施工图设计及其要求，编制包括名称、规格、特性、价格等信息的材料清单，制定包括人工费、材料费、机械费等费用明细的工程预算表。最后拟定可持续建筑标识申报计划、使用后评估方案、试运营方案、管理与维护计划等建筑项目的质量保障措施内容。

设计师在将建筑项目推进至实施设计之时，应向建筑工程的所有负责方和相关支持方等完整地说明项目的设计目标和原则，与他们共同分析施工的重难点和过程中发生隐患的可能性，降低施工期间沟通成本，也避免耽误工期的现象发生，确保设计方案按照原设计意图实施。最终的所有施工、质量保障资料和产品规格必须包括所有规范、详细的测量和检验要求。施工图纸的详尽程度应能达到可据此编制施工图预算和施工招标文件的要求，并能在工程验收时作为竣工图的基础性文件。施工说明书需要由一位有经验的可持续建筑专业人员完成，以建筑的可持续设计为重点，以可持续建筑标准的质量认证水平为要求，尽可能提供关于建造过程要求的详细附加说明，且必须有量化的、清晰的、可检查的指标和要求。招标文件也必须明确可持续建筑性能目标，尤其是要有对能源与环境性能的必要阐述和解释。方案落地之前的准备阶段在一定程度上弱化了建筑项目进程中的思维和非理性要素，表现出推进设计实施的理性和实用性，这一“承启性”完结程序是将项目方案付诸实践的重要步骤，应完成工程施工所需要的全部设计资料和辅助资料，保证建筑方案以及对项目的设想能够顺利转化为具体的建筑形式和功能，并以社会理解和认同的方式呈现出来。

7 结束语

可持续建筑设计应是理性规则下的创造性智力劳动，其设计程序即是将可持续与人文之复杂性进行分解并加以系统分析的“无序—探序—理序—试序—定序—显序”过程。每一个环节的决策节点对下一个环节而言都具有指令传递和决策基础的性质，在“问题—求解—决策”到“新问题—求解—决策”这样的阶梯式往复上升模型中，每一个阶段都有相对独立的重要意义⑤，整个方案生成是由模糊到清晰、从抽象到形象、从总体到具体、从表面到深入的推演过程(图1)，但设计程序并不是完全线性进展的，它是任何两环节间都存在随机双向联系的一个非线性复杂系统⑥。建筑“可持续—人文”品质的高低与设计中的每一阶段、每一节点都是直接关联的，对其流程及模式的合理规范与优化，在很大程度上决定了可持续建筑的综合性能和价值意义。

图1 可持续建筑设计流程

注释：

①业主的价值认同是起决定性作用的，每一个价值完整的可持续建筑项目背后都有一个与众不同的客户。参见：Bryan Lawson.How designers think：The Design Process Demystified(Fourth Edition)[M].New York：Architectural Press，2005：84.

②可持续建筑设计不是纯理工科，它有科学的成分，也有人文的成分，其设计评价既有客观指标(如物理环境)，也有主观指标(如形式的丰富价值)，影响方案生成的某些条件因素是非常复杂的，并且常常会因为环境的不同而具有不同的表现性。

③英国报纸《半圆饰》早在1987年3月22日就曾报道过大伦敦区地方议会建筑师分部办公室墙上的一副告示：“一个设计需要经过如下6个阶段：狂热、醒悟、惶恐、内疚、由于无知而受到惩罚、由于不作为而受到表扬。”当时西方建筑界才刚刚兴起可持续设计，该项设计流程中就已经明确设定了3个阶段是在做设计方案的调试与完善，这样的例子在后来还有很多，可以见得，迭代优化是可持续建筑设计中非常重要的步骤。参见：Bryan Lawson. How designers think: The Design Process Demystified (Fourth Edition) [M]. New York: Architectural Press, 2005: 31.

④在有些项目中，设计师与用户之间的距离比与客户的更为疏远，设计师可能与一位意气相投并具有推动力的客户合作，但却没有机会与真正的用户有正式的交流。

⑤传统的建筑设计会突出方案设计过程，一般认为此阶段是从无到有的关键环节，有着举足轻重的作用。

⑥在任何阶段，你都很有可能会发现有些问题被遗漏了，可持续建筑设计中的过程反复是常常会发生的事情，很难在设计流程中先行决定了某一环节后，再开始就另一环节或要素进行思考，有时一个信息输入往往受到其他部分要素的限制，并可能会无法预计地进入任何一个部分形成影响，还有时会因为某一或某些局部要素分析障碍，使设计流程长时间地停滞于要素间相互协调的状态中。