托马斯·赫尔佐格：从生态到建筑，从技术到自然

图片来源：互联网

托马斯·赫尔佐格于1941年出生于德国慕尼黑。在中学时期，他对金属加工材料技术有浓厚兴趣。在大学期间，自己经营了一间小型金属制品工作室，并开始关注和研究材料的属性、功能。1971年开始建立事务所。1972年，获得德国科学研究院奖学金资助，在罗马大学完成了关于充气结构的博士论文。1974年，第一次关注研究可再生能源形式的课题，此后，一直致力于建筑的可持续发展设计和太阳能利用的研究。

托马斯·赫尔佐格是一位将技术和艺术完美结合，同时对生态、环境等负有深深使命感的德国建筑大师。他的建筑作品具有很高的工艺技术水平，他工作的本质意义在于其对生态的关注，这不仅体现在他的设计中，在教学当中、在经常举办的展览中、在大量的著作中、在与其他建筑师进行的合作当中，他都身体力行。他超越了现代建筑的范式，并代之以更具生态倾向的价值取向，而这种取向必然取代旧的范式。

建筑环境的所有方面及相互关系的塑造。另外，他十分注重和其他各方面专业人士的紧密合作，通过对新材料、新构件、新系统和合适的设计工具的发展给予建筑设计活动更大的自由，并最终达到建筑与自然环境的统一协调，以及建筑自身的可持续发展。

托马斯·赫尔佐格在从事建筑设计活动中除了运用各种新材料、新构件、新系统之外，也一直在研究和开发更新、更生态、更合理的材料、构件和系统。如：佩托卡波那外墙体系、菲舍尔立面组装系统、日光栅格系统等。

（一）托马斯·赫尔佐格的设计思想：

（1）生态建筑的定义

生态建筑是将建筑作为一个生态系统，其内部各种物质能源有序的循环使用，从而获得高效率、低能耗、少污染的建筑环境，以此达到与自然的和谐共生。

（2）生态建筑设计思想

托马斯·赫尔佐格致力于建筑设计的生态研究，针对建筑所处气候及技术条件，从而设计出与环境相协调的立面形式，并结合太阳能技术，有效开发和利用新型建筑材料来降低不可再生材料的使用。他认为用标准化和复杂立面系统完全可以与预期地域的固有特征和个性化表现手法相融合。他曾说：“建筑创作对我来说，绝对是一种纯粹的理性过程。”在形式的创作上，他坚持一定要符合理性的设计和艺术的塑造。他始终坚持“从生态到建筑，从技术到自然”的原则，他把生态升华成一种思想和精神，并以此贯穿他一生的建筑设计过程，成功将美学、技术、功能三者协调统一地融入建筑设计中，从而形成其独特的风格。

图片来源：互联网

（二）设计原理及策略

（1）新技术、新材料、新系统利用

①WD外墙板材

这是一种半透明的黑色板材上有透光保温材料的构件，其特征是大量吸收太阳辐射热并存储后缓慢释放到室内空间。在双户住宅和青年教育中心客房等项目具有使用。）

②防辐射格栅的玻璃屋面

将一种塑料格栅装配在屋顶面板上，通过复杂的发射、折射后，仅使来自北向的漫射光能够进入建筑，而将南向直射光屏蔽掉，从而避免夏天室内过热。

（2）可调节外立面设计

在他的设计理念中，围护结构不仅起划分空间的作用，同时也是建筑内外能量交换的媒介。在他的作品中，建筑外界面表现为一种选择透过的“膜效应”特征。这样使得建筑的外表皮成为会“呼吸”的有机体，外墙可以自我调节，并根据环境条件选择性的允许光、热量、风通过。

①菲舍尔立面组装系统：

 轻质、双层、后部通风以及非非承重墙系统仅由一些基本构建组成。内墙板中填充保温材质，与外皮墙板之间开式连接，从而室外空气与墙板内空气层的风压差。由于保温良好而在外墙后部产生的热量不被拔风效应导致的空气对流减弱，该系统夏季隔热性能好。

  ②“双层立面”构造

这种界面形式具有保温、隔热、通风、隔声、遮阳等综合的生态效应。双层立面中间空腔作为环绕主要空间的走廊，外层界面内侧的遮阳百叶避免过多太阳辐射，上下贯通的连续外层界面的腔体内，由于“烟囱效应” 形成良好的自然通风系统，中间空气间层能有效保持主要空间热稳定而大量节省能源。在夏天，双层立面顶部的带形天窗可以开启，使空气可以从屋顶上方排出；在冬季，废空气被抽至双层立面之间，再由地面管道引导至热回收设备中。

图片来源：互联网

（3）结构与艺术的统一

汉诺威项目设计中，通过对木构件独特巧妙的处理形成大面积鞍状屋顶。轻盈的木材与与坚实的木构件体现了结构与美学的平衡和技术与艺术的平衡。

（4）缓冲空间的营造

①中庭空间的营造

托马斯·赫尔佐格认为解决中庭中玻璃屋顶夏天过热现象，需要有足够的空间高度以形成足够的温差来产生带走热量的空气流。

在霍次大街住宅开发项目中，中庭在夏季余量能够透过大厅屋顶上的开口排出室外，同时凉爽的空气从底层进入，以保证建筑能在夜里冷却下来。中庭空间发挥了良好的热缓冲的作用，从而使住宅空间的热环境相对稳定。

②鲜明的空间分区

赫尔佐格的作品总是把使用频率较少的辅助空间置于北向，利用保温良好的材料形成封闭空间。这样的缓冲空间既可以遮挡北来的寒风侵袭，也由于分时供能而最大限度地节约了能源。将使用频率高的客房布置在南面，并设计了太阳能采暖设备。北部则包括卫生间、储藏室以及整个建筑的循环系统。

（5）采光与遮阳的协调

①北向光线的利用

北向光线属于漫射光，且带有的太阳热量较少，因此在赫尔佐格的作品中被大量使用。其常用手法是通过反射作用，把北向光线均匀引入室内。

在汉诺威26号展厅中，为了给高大展览空间提供质量的均匀照明，光线通过大面积北向天窗上的百叶，折射到展馆室内屋顶上巨大“反射板”而引入更远的公共区域，从而使光线均匀分布。

②采光与遮阳的转换

托马斯·赫尔佐格在建筑工业养老金基金会扩建项目中在南立面上设计了一个可调节装置。当天空阴暗时，可将顶光反射到楼地面；当阳光照射时，构建则转到垂直方向的遮阳板位置，从而提供遮阳措施。

图片来源：互联网

(三）总结

(1)建筑设计

赫尔佐格的作品向我们展示：技术与艺术并非不可兼得。通过新材料、新技术的发展和应用，并与地域环境特点相结合，从而给予建筑设计活动更大的自由，并最终达到建筑与自然环境的协调统一。

（2）中国生态建筑发展的必要性

我国的建筑行业是一个自然资源及能源消耗大、环境污染严重、生态破坏程度较大的行业。因此，生态建筑的可持续发展至关重要。可以从以下方面发展生态建筑。

①建筑技能

如今，低能耗已成为生态建筑的重要标志。像赫尔佐格在他的设计中，充分利用太阳能，直接或通过技术转换成为可被建筑利用的形式，从而用于建筑采暖等方面。我们应寻求更多的无污染能源，如风能、地热能等，将其合理用于建筑中。

②开发并利用绿色建材

绿色建材材料对资源和能源消耗少，对环境污染小，可循环再生利用率高，原料大量使用尾矿、废渣、垃圾、废液等废弃物，并要求从材料制造、使用、废弃直至再生利用的整个寿命周期中，都必须具有与环境的协调共存性。赫尔佐格设计中常常利用新型生态建材，从而使内部空间温度恒定，给人舒适感。他寻求传统材料的新做法，如砖，改造了呢它的制造和施工工艺，从而降低了自重，减少了能耗，提高了保温、隔热性能。

③建筑污染防治

建筑的污染防治是生态建筑的重要一环。三废问题一直以来都是环境保护的核心问题之一。人们的治污观念也从只注重生产、生活过程中排污的治理，逐渐转向了建筑从建设到营运、维护过程中的污染治理。