高健鋒，黃云峰Gao Jianfeng,Huang Yunfeng

（安徽理工大學(xué) 土木建筑學(xué)院，安徽淮南 232000）

0 引言

綠色建筑，是指在建筑的全壽命周期內(nèi)，最大限度地節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材、保護(hù)環(huán)境和減少污染，為人們提供健康、適用、有效的空間，與自然和諧共生的建筑[1]。

我國(guó)幅員遼闊，歷史悠久，留下了無(wú)數(shù)輝煌的古代建筑遺跡。這些古建筑不僅體現(xiàn)著我國(guó)古代勞動(dòng)人民的聰明才智，而且集科學(xué)性、創(chuàng)造性以及藝術(shù)性于一體，是中華文明的重要組成部分，也是世界建筑史中不可或缺的一部分。

我國(guó)古代建筑的靈感與智慧多是源于自然，即用仿生的形式來(lái)創(chuàng)造建筑，這無(wú)疑是“天人合一”的建筑思想理念的生動(dòng)體現(xiàn)。與自然和諧共生，這便是一種綠色理念。我國(guó)古代建筑多依山傍水，尤其注重與周邊環(huán)境的協(xié)調(diào)，良好居住環(huán)境的營(yíng)造得益于古建筑的選址與布局[2]。我國(guó)古建筑的綠色理念博大精深，體現(xiàn)方式和表現(xiàn)手法不盡相同，節(jié)能思想運(yùn)用在每絲每扣，恰到好處。

1 古代建筑中的綠色建筑智慧

1.1 木質(zhì)結(jié)構(gòu)的抗震作用

我國(guó)古建筑自古以來(lái)便多以木材、磚瓦砌筑。在傳統(tǒng)的木構(gòu)架結(jié)構(gòu)中，建筑一般分為三個(gè)部分，上部的屋頂和中部的墻、柱、門窗，以及下部的基座、臺(tái)階等。整體的結(jié)構(gòu)體系表現(xiàn)為立柱、橫梁、檁條層層搭接并以榫卯（圖1）結(jié)合，形成彈性的木框架結(jié)構(gòu)。

圖1 榫卯結(jié)構(gòu)

木結(jié)構(gòu)有著眾多優(yōu)點(diǎn)。首先，屋頂?shù)暮奢d經(jīng)由榫卯搭接的層層木構(gòu)架傳遞到立柱，進(jìn)而由基座承受荷載，而外墻只是作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)，并不承重，這樣的構(gòu)造方式最直接的優(yōu)勢(shì)便是使得室內(nèi)空間可以靈活分隔。其次，有利于抗震減災(zāi)，由于木構(gòu)架所組成的是彈性的結(jié)構(gòu)體系，而榫卯相接的構(gòu)件也富余伸縮空間，這就給予了建筑一定的緩沖以應(yīng)對(duì)地震災(zāi)害。諸如應(yīng)縣的木塔、獨(dú)樂(lè)寺觀音閣等都是飽經(jīng)風(fēng)霜而今仍舊屹立不倒的典型古建筑，其中觀音閣更是經(jīng)歷了數(shù)次大地震仍然堅(jiān)挺，體現(xiàn)了“墻倒屋不塌”的木結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。而現(xiàn)代的建筑多采用鋼性結(jié)構(gòu)形式，秉持的是“以剛克剛”的抗震理念，與中國(guó)傳統(tǒng)木構(gòu)架“以柔克剛”“四兩撥千斤”的抗震理念相去甚遠(yuǎn)。

1.2 古建筑材料的選用

古傳統(tǒng)建筑在建筑材料的選擇上也是值得借鑒的。東北民居采用磚石、泥土等組成的復(fù)合材料，可減少熱量損失，提高保溫性能；窯洞民居采用土坯磚、生土等材料，充分利用生土的蓄熱性能，起到保溫隔熱效果；徽州民居采用木材、夯土等含能低的材料，方便就地取材，充分挖掘地方材料的優(yōu)越性；廣東民居采用磚石作為墻體，充分發(fā)揮其隔熱、通風(fēng)、防潮的性能。上述材料都是當(dāng)?shù)氐泥l(xiāng)土材料，加工簡(jiǎn)便，使得建筑過(guò)程中的原料加工造成的污染和浪費(fèi)幾乎為零，而建筑過(guò)程中產(chǎn)生的廢棄物也不必動(dòng)用大規(guī)模人力物力進(jìn)行處理。鄉(xiāng)土材料取材于自然又回歸于自然，極具生態(tài)性。

1.3 古建筑的選址及布局的合理性

我國(guó)古代建筑多與自然環(huán)境協(xié)調(diào)相融，在布局上因地制宜，節(jié)約用地。古建筑不僅在內(nèi)部的建筑與院落的主次之間相互協(xié)調(diào)，而且注重利用自然條件，順應(yīng)地勢(shì)，與自然和諧相宜。例如南方的山地建筑多依山而建，高低層次錯(cuò)落分明；江南水鄉(xiāng)的建筑則是依水而筑，“小橋流水人家”正是其生動(dòng)寫照；西北地區(qū)的窯洞也充分依托當(dāng)?shù)氐狞S土崖壁……實(shí)際上，這些不同類型的古建筑都充分利用了地形，以減少土方量，這正是古人們?cè)诮ㄖG色節(jié)能方面的聰明才智。

古代建筑工匠們?cè)谛拗ㄖ镏畷r(shí)，都會(huì)對(duì)其所在位置的自然環(huán)境認(rèn)真調(diào)查研究，使得建筑的布局、體量、色彩等都與自然環(huán)境相協(xié)調(diào)，最大程度地融于自然。

1.4 古建筑天井的設(shè)置

天井院以方形平面布局為主，四周房屋通過(guò)中部的天井作為核心連結(jié)在一起，所以被稱為“天井院”住宅。天井院形式的住宅遍布我國(guó)南北地區(qū)，如北京四合院、江浙的廳堂式、安徽地區(qū)的“四水歸堂”（圖2）、福建的“土樓”以及廣東“三間兩廊”屋等，形態(tài)各異。在傳統(tǒng)住宅中，天井不僅是生活起居、勞作的場(chǎng)所，也是自然生態(tài)空間。同時(shí)，天井還起著采光通風(fēng)且與外界溝通聯(lián)系的作用，可調(diào)節(jié)建筑內(nèi)局部熱環(huán)境。陽(yáng)光透過(guò)天井進(jìn)入住宅，改善了室內(nèi)的采光，而天井四周的蓄排水系統(tǒng)則使室內(nèi)溫濕度更加舒適宜人，讓建筑冬暖夏涼。這些都體現(xiàn)了在我國(guó)傳統(tǒng)建筑中，人們?yōu)闋I(yíng)造出更好的居住環(huán)境而充分利用自然地理環(huán)境的建筑智慧。

圖2 安徽“四水歸堂”

天井式建筑布局多為坐北朝南，以天井為合院核心，并沿天井四周布置臥室、客廳、廚房以及雜物間等。各房間的門朝內(nèi)，向天井開(kāi)窗，外墻開(kāi)窗數(shù)量極少，并且各功能用房進(jìn)深大，廳寬且高，門窗之間相互對(duì)齊，風(fēng)吹進(jìn)來(lái)便形成了“穿堂風(fēng)”，充分利用空氣對(duì)流帶走房間內(nèi)的熱量。天井式住宅利用天井、敞廳以及通廊，形成了住宅的通風(fēng)系統(tǒng)。天井窄且高，夏日太陽(yáng)難以直射天井地面。在太陽(yáng)照射的影響下，天井內(nèi)氣溫升高，熱空氣上升，使得氣壓變小，壓力差的產(chǎn)生使四周的冷空氣通過(guò)廊道迅速向天井內(nèi)補(bǔ)充，形成對(duì)流換熱循環(huán)系統(tǒng)，降低了天井內(nèi)的溫度，此時(shí)，窄窄的天井猶如煙囪一般，具有向上拔風(fēng)的作用。氣溫的升高還令天井內(nèi)的水分大量蒸發(fā)，降低溫度的同時(shí)也使得室內(nèi)更為濕潤(rùn)[3]。此外，天井四周的房間都較為開(kāi)敞通透，也便于采光通風(fēng)。

天井式住宅的高外墻不僅阻擋了太陽(yáng)的直射，也把熱浪擋在墻外。此外，圍繞天井四周布置的房屋屋頂皆向內(nèi)傾，雨水透過(guò)檐口流向天井內(nèi)，使得天井便于收集雨水，讓住宅內(nèi)溫濕度更加宜人。天井的設(shè)置充分利用了自然通風(fēng)調(diào)節(jié)室內(nèi)熱環(huán)境，降低了能耗，達(dá)到了節(jié)能的目的。

2 符合綠色建筑理念的古建筑案例分析

2.1 客家土樓

2.1.1 選址布局

土樓歷史悠久、內(nèi)涵豐富，是客家文化的象征?？图颐裣刀嗑劬釉诨?、閩、贛三省交界的山區(qū)地域，囿于生產(chǎn)力發(fā)展水平以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件，客家土樓的選址只能盡可能利用自然環(huán)境，依山就勢(shì)、向陽(yáng)避風(fēng)、臨近水路，構(gòu)成了前低后高的格局（圖3）。土樓的選址追求建筑與自然的和諧，講究地形安排布局，以實(shí)現(xiàn)建筑與環(huán)境的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。此外，土樓前多有小溪或池塘，可用于排水及澆灌農(nóng)田，且具有一定的防火作用。土樓的后面以及左右兩側(cè)則種植果樹(shù)和竹林，作防風(fēng)御寒之用，且能調(diào)節(jié)局部微氣候。土樓因歷史悠久、雄偉壯觀、高大堅(jiān)固、功能齊全而著稱于世，而土樓的“因地制宜，就地取材”的建造原則與改善微氣候的技術(shù)手段，于古于今而言，都具有豐富、實(shí)用的生態(tài)意義，在當(dāng)今時(shí)代仍有普適價(jià)值。

圖3 客家土樓格局

2.1.2空間結(jié)構(gòu)

地處山區(qū)，客家人為了抵御惡劣的生存環(huán)境便選擇集中式的聚族而居，把住所建造成易守難攻的設(shè)防城市。為了提高防御性和安全性，土樓的外墻砌筑厚度達(dá)1～2m，外墻上很少開(kāi)設(shè)窗戶，只是在炮樓和四周圍墻設(shè)有瞭望孔和射擊孔。為解決一、二層的采光問(wèn)題，土樓的中心一般留有天井（圖4），使得光線透過(guò)天井可以照射到一層和二層，實(shí)現(xiàn)了自然采光。在物質(zhì)能源匱乏的古代，土樓的自然采光設(shè)計(jì)充分體現(xiàn)了現(xiàn)代低能耗、高效率的綠色建筑設(shè)計(jì)理念。

圖4 土樓天井

土樓外墻以夯土砌筑時(shí)，也會(huì)在外墻腳利用石材防水，巨大的卵石或片石疊壘嵌砌，粗獷自然。厚實(shí)的墻體無(wú)疑是良好的“外墻保溫材料”，冬季隔絕徹骨寒風(fēng)，夏季阻擋酷暑熱浪，使土樓內(nèi)部實(shí)現(xiàn)了“冬暖夏涼”。并且夯土砌筑的外墻土性溫和，潮濕之時(shí)，土墻可吸濕，而干燥時(shí)，土墻又可以釋放泥土中的水分，調(diào)節(jié)土樓內(nèi)的空氣溫濕度。此外，土樓特殊的建筑結(jié)構(gòu)也使其具有了優(yōu)良的抗震性能，土樓呈圓筒狀的結(jié)構(gòu)能將荷載均勻地傳遞到建筑各處。同時(shí)從底部向上逐漸收分并向內(nèi)傾斜的外墻構(gòu)造能形成良好的預(yù)應(yīng)力向心狀態(tài)，使得土樓的整體結(jié)構(gòu)在即便發(fā)生不均勻沉降抑或是地震作用的情況下，也不會(huì)被破壞[4]。

2.1.3 建筑材料

土樓的建筑材料用料簡(jiǎn)單，可就地取材。它的基底由大石塊和填于其中的小石塊建造而成，夯土墻材料則取自當(dāng)?shù)氐募t壤土、田底泥、老墻泥、砂石、石灰等，并且使用添加了紅糖、蛋清與熟糯米的三合土進(jìn)一步增強(qiáng)黏性（圖5）。與此同時(shí)，砌筑土墻時(shí)還會(huì)預(yù)埋竹片、杉木條等作為筋骨，形成彈性的結(jié)構(gòu)體系，利于在墻體受損開(kāi)裂的情況下保持整體結(jié)構(gòu)無(wú)礙。

圖5 土樓墻體

土樓的內(nèi)部房屋都采用木結(jié)構(gòu)。福建地處亞熱帶地區(qū)，杉木是其主要的樹(shù)種之一，蘊(yùn)藏量豐富，并且其樹(shù)干挺直，加工方便，生長(zhǎng)周期快，且樹(shù)中所含的“杉腦”對(duì)防蟲(chóng)蟻蛀、防腐具有一定作用，因此，杉木在土樓木結(jié)構(gòu)中被廣泛應(yīng)用。土樓在結(jié)構(gòu)連接處除使用榫卯相接外，也采用竹釘。土樓的所有材料全部取自于自然，無(wú)毒性物質(zhì)的釋放，對(duì)人體健康沒(méi)有不利影響，極其符合綠色生態(tài)的理念。

土樓的倒塌與拆除一般不會(huì)產(chǎn)生建筑垃圾，其夯土可以回歸農(nóng)田或置于原地，保存較好的木構(gòu)件可以再次利用，廢棄木材可作為燃料，石和瓦也都可以循環(huán)利用。此過(guò)程不僅沒(méi)有造成環(huán)境污染，而且實(shí)現(xiàn)了建筑材料的循環(huán)利用。

2.1.4 小結(jié)

《老子》云：“人法地、地法天，天法道，道法自然。”客家建筑文化的師法自然體現(xiàn)在選址、建筑結(jié)構(gòu)、材料等鄉(xiāng)土生態(tài)技術(shù)上?？图彝翗亲鳛猷l(xiāng)土建筑，其生態(tài)化的建筑形態(tài)，既源于自然又融于自然。無(wú)論是整體布局、建筑結(jié)構(gòu)還是材料都表達(dá)出了生態(tài)建筑的理念，以最原始的建筑形態(tài)體現(xiàn)了當(dāng)今人們所追求的綠色建筑理念。

2.2 廣府民居

“廣府”一詞最早見(jiàn)于《明史·地理志》。廣府人因以說(shuō)粵語(yǔ)為基本特征，故亦稱“粵人”。明代以后，粵語(yǔ)被稱為“廣府話”，因而廣義上廣東、廣西一帶講粵語(yǔ)的人也就被稱為“廣府人”了；而由于廣州從古至今在兩廣地區(qū)的政治、經(jīng)濟(jì)、文化上都處于中心，所以狹義上的廣府地區(qū)則指以廣州為中心，包含相鄰的珠江三角洲的地區(qū)[5]，故粵語(yǔ)又被稱為“廣州話”。廣府民居也充分利用當(dāng)?shù)刈匀粭l件，體現(xiàn)了該地區(qū)古人的綠色建造理念。

2.2.1 民居形制

廣府民居的類型眾多，但都以“間”為基本單位。廣府常見(jiàn)的民居有三間兩廊屋、竹筒屋、明字屋以及大型天井院落式民居等，但在珠三角洲地區(qū)的古村落中，最為常見(jiàn)的民居形態(tài)為三間兩廊屋。

2.2.2 規(guī)劃布局

三間兩廊屋（圖6）為三開(kāi)間主座建筑，前帶兩廊和天井，是廣府地區(qū)最主要的平面布局形式。平面可見(jiàn)兩臥房居于中間廳堂兩側(cè)，廳堂前為天井，兩側(cè)廊房分別為廚房和雜物間。廳堂作為家庭公共活動(dòng)場(chǎng)所，多用于家庭聚會(huì)、婚喪大事等；廳堂面積較大，比之兩側(cè)臥房開(kāi)間較寬。三間兩廊屋縱向排布時(shí)，房屋后墻則為下一戶的廚房，因而后墻不開(kāi)窗，只在房屋的東西兩側(cè)開(kāi)高窗用來(lái)采光通風(fēng)。

圖6 三間兩廊屋

三間兩廊屋所組成的古村落一般采用“梳式布局”（圖7），兩列建筑間狹長(zhǎng)的巷道平行于夏季主導(dǎo)風(fēng)向布置，形成“冷巷”。冷巷與天井共同組成的通風(fēng)系統(tǒng)是廣府民居“生態(tài)性”的顯著特征。相鄰兩屋之間狹窄的露天通道，巷高而窄，受太陽(yáng)照射的面積小，受曬時(shí)間短、溫度較低。此外，風(fēng)吹過(guò)冷巷時(shí)由于狹管效應(yīng)，風(fēng)速增大，并且風(fēng)壓降低，相鄰院子里的熱空氣就會(huì)在壓力差的影響下被帶出，起到降溫通風(fēng)的效果。廣府民居的天井設(shè)置一般較小，除了可以避免陽(yáng)光直射之外，還具有拔風(fēng)作用，即通過(guò)熱壓通風(fēng)，向冷巷抽風(fēng)，加速冷巷空氣流動(dòng)，進(jìn)而帶走室內(nèi)熱量。有時(shí)為風(fēng)壓作用，有時(shí)為熱壓作用，但都很好地滿足了通風(fēng)換氣的需求。

圖7 梳式布局

2.2.3 營(yíng)造設(shè)計(jì)

廣府地區(qū)潮濕多雨，氣候炎熱，地處夏熱冬暖氣候區(qū)，因此，三間兩廊屋在漫長(zhǎng)的歷史中發(fā)展出了以降溫隔熱、除濕通風(fēng)為主要目的的一系列營(yíng)造手段[6]。例如設(shè)置方形的天井以達(dá)到更均衡的通風(fēng)效果；縮小建筑間距，形成陰影而達(dá)到遮陽(yáng)目的；將兩側(cè)的門設(shè)計(jì)成凹入形式，用以遮陽(yáng)避雨，同時(shí)還可顯示門第[7]；天井中種植植物、挖水井，滿足生活需求的同時(shí)，也調(diào)節(jié)了院落內(nèi)的微氣候，并且水井還能使地下水位降低，有效起到了防潮作用。

2.2.4 小結(jié)

“生態(tài)性”作為建筑特點(diǎn)而言，是指建筑在營(yíng)建、使用直至消亡的過(guò)程中，通過(guò)合理的安排組織、構(gòu)造形式，使其具備低能耗、宜居和可持續(xù)發(fā)展的特性。三間兩廊屋作為廣府地區(qū)的傳統(tǒng)民居形式，歷經(jīng)時(shí)間的檢驗(yàn)仍適宜居住，其生態(tài)適應(yīng)性模式于今而言依然有較大的參考價(jià)值。

3 結(jié)語(yǔ)

中國(guó)古代建筑作為數(shù)千年來(lái)勞動(dòng)人民的智慧結(jié)晶，在選址、布局、結(jié)構(gòu)、材料等方面處處體現(xiàn)了人們適應(yīng)自然、尊重自然、利用自然、與自然和諧共生的觀念。本文以我國(guó)兩個(gè)地區(qū)典型傳統(tǒng)建筑的具體營(yíng)造手段為例，闡述了我國(guó)古代建筑蘊(yùn)含的生態(tài)技術(shù)原理。雖然其建筑的形式與功能已無(wú)法完全滿足當(dāng)今社會(huì)的現(xiàn)實(shí)需求，但其中的生態(tài)理念卻與當(dāng)代綠色建筑體系的很多方面相吻合?？沙掷m(xù)發(fā)展作為當(dāng)今社會(huì)的價(jià)值追求，并不意味著和過(guò)去割裂，我們應(yīng)該充分挖掘古代建筑深刻的內(nèi)涵，借鑒其營(yíng)造理念與技術(shù)，并結(jié)合當(dāng)前先進(jìn)的節(jié)能技術(shù)，重塑節(jié)能體系，這對(duì)未來(lái)的建筑節(jié)能設(shè)計(jì)具有借鑒意義。