鄭敬玉
(溫州大學(xué)美術(shù)與設(shè)計(jì)學(xué)院,浙江溫州 325035)
農(nóng)村住宅的恒溫性問題,歷來都是住宅建筑師探討的課題,在民眾住宅的能耗集約性、生態(tài)環(huán)境平衡性、住宅建筑舒適性以及建筑民俗文化傳承性已經(jīng)躍然成為當(dāng)今住宅建筑領(lǐng)域、建筑學(xué)科領(lǐng)域乃至社會持續(xù)發(fā)展方面所面臨的巨大挑戰(zhàn)的背景下,該問題愈加彰顯。當(dāng)下被動房①被動房(Passive House)也叫“被動恒溫房”或“被動式建筑”,是一種不借助任何空氣調(diào)節(jié)設(shè)備而使室內(nèi)溫度平穩(wěn)保持在22―25℃的低能耗建筑范式,于1988年5月由瑞典隆德大學(xué)的阿達(dá)姆森(Bo Adamson)教授和德國被動式房屋研究所(Passivhaus Institut)的菲斯特(Wolfgang Feist)博士提出。參見:宋嘩晧.中國本土綠色建筑設(shè)計(jì)發(fā)展之辯[J].新建筑,2013(4):5-7。日漸盛行,盡管它使室內(nèi)溫度平穩(wěn)保持在22―25℃并且解決了低能耗問題,但是被動恒溫房建造的高技術(shù)銜接性所表現(xiàn)出的技術(shù)難駕馭性以及室溫的固定性與民眾柔性恒溫需求②柔性恒溫是相對于被動房的固態(tài)恒溫而言的,指某一環(huán)境在給定人體活動量、衣著熱阻值及環(huán)境溫度的條件下滿足舒適要求的當(dāng)量浮動變化溫度。它不是被動房機(jī)械地將室內(nèi)溫度控制在冬天 20℃左右、夏季 26℃左右的這樣一個室溫環(huán)境,而是將室溫維持在人體最佳舒適度,即冬天17.5―23℃、夏天24.8―28.3℃這樣的浮動區(qū)間內(nèi)?!叭嵝院銣亍边@個概念是本人參考相關(guān)學(xué)術(shù)文獻(xiàn)提出,為本人建筑實(shí)踐所證實(shí),是本人獲批專利的構(gòu)成部分。參見:劉晶.夏熱冬冷地區(qū)自然通風(fēng)建筑室內(nèi)熱環(huán)境與人體熱舒適的研究[D].重慶:重慶大學(xué),2007。的背離,使被動房無法滿足現(xiàn)代民眾對文化與柔性舒適的需求。目前流行的低能耗隔熱保溫輕鋼結(jié)構(gòu)房也呈現(xiàn)出建筑民俗文化缺失的問題。民宿雖然融入了周圍的生態(tài)與當(dāng)?shù)氐奈幕?,但是其高能耗性對社會來說是一種巨大資源消耗。普通民居的確很自然地傳承與延續(xù)了當(dāng)?shù)氐慕ㄖc民俗文化,但是在居住的舒適性以及空間和建筑資源的利用上存在著明顯的缺陷和不足??傮w來說,以上四者都難以滿足社會對民眾住宅能耗集約性、生態(tài)環(huán)境平衡性、住宅建筑舒適性以及建筑民俗文化傳承性的要求。因而,基于生態(tài)建筑學(xué)視角,探索建立一種具備持續(xù)環(huán)保性、住宅舒適性、地域文化性的生態(tài)型建筑范式,就顯得尤為迫切。下擬在進(jìn)行大量實(shí)地調(diào)研與研究各種相關(guān)建筑學(xué)文獻(xiàn)資料的基礎(chǔ)上,從社會學(xué)、生態(tài)學(xué)和建筑學(xué)角度對自己設(shè)計(jì)的李氏住宅項(xiàng)目進(jìn)行分析,建立一種遵循生態(tài)建筑系統(tǒng)規(guī)劃模式的新型住宅建筑范式——田園私宅①“生態(tài)恒溫性田園私宅”設(shè)計(jì)模式以及“田園私宅”的稱謂與概念內(nèi)涵,已經(jīng)獲得國家知識產(chǎn)權(quán)局保護(hù)。參見:鄭敬玉,王璐,羅會慧,等.生態(tài)恒溫性田園私宅:ZL201921439803.1 [P].2020-07-14。。
田園私宅有別于前述四種住宅,但對它們的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行了創(chuàng)造性吸收與融會,是一種新型的住宅建筑設(shè)計(jì)模式。田園私宅既不是過分強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)藝術(shù)感和情懷的民宿,也不是平民百姓遙不可及的私家宅院,更不是舍棄傳統(tǒng)地域建筑民俗文化的輕鋼結(jié)構(gòu)房,而是一種根植于當(dāng)?shù)匚幕械胤骄坝^生態(tài)鏈基因的新型住宅范式,即一種立足于當(dāng)?shù)氐赜驓夂颦h(huán)境與民俗文化、包孕著對自然的崇敬與敬畏、充分考慮用地及建筑材料資源節(jié)儉、與周邊自然生態(tài)環(huán)境保持和諧共生的民眾住宅范式。顯然,田園私宅屬于一種符合時(shí)代精神的生態(tài)建筑。
19世紀(jì)中葉,先是德國學(xué)者凱澤爾提出生態(tài)的理念,繼而德國生物學(xué)家??藸栐凇渡矬w普通形態(tài)學(xué)》(Generelle Morphologie der Organismen)一書中,通過對胚胎學(xué)、形態(tài)學(xué)與細(xì)胞理論的研究,將生物學(xué)研究的范圍不斷擴(kuò)展,提出了“生態(tài)學(xué)”一詞。第一次工業(yè)革命之后,美國的泰勒提出環(huán)境與生物存在必然聯(lián)系的觀點(diǎn)。20世紀(jì)中葉,英國植物學(xué)家坦斯利提出生態(tài)系統(tǒng)的概念。[1]165
20世紀(jì)70年代的石油危機(jī),引發(fā)了全球范圍內(nèi)保護(hù)生態(tài)環(huán)境、建設(shè)綠色家園的思辨高潮,對“生態(tài)學(xué)”“可持續(xù)發(fā)展”的研究在全世界范圍內(nèi)迅速展開。
20世紀(jì)80年代,針對環(huán)境與人類互動及沖突關(guān)系,施耐伯格的“苦役踏車”理論認(rèn)為,以往研究大多數(shù)對環(huán)境問題的分析都過分強(qiáng)調(diào)人類消耗造成的能源和資源的浪費(fèi),以及由此造成的嚴(yán)重環(huán)境污染,而忽略了這其中存在的社會問題[2]。對此社會問題作出解釋的是鄧?yán)蘸涂D的“新生態(tài)范式”(New Ecological Paradigm,簡稱NEP)。這一概念指出,人類不會因?yàn)槲幕c技術(shù)等特征而免受環(huán)境影響,相反,人類的社會活動必然受到自然環(huán)境的制約,因?yàn)樽匀画h(huán)境為人類提供生活空間、生存資源,為廢物和污染物提供存儲場所,但一旦過度使用自然環(huán)境提供生活空間、生存資源的功能,就會導(dǎo)致其功能不能發(fā)揮正常作用,進(jìn)而影響人類的正常生活,而對自然環(huán)境廢物儲存和轉(zhuǎn)化功能的過度使用,也會導(dǎo)致其為人類提供生存資源和生活空間的功能不能正常發(fā)揮作用。[3]
與上述全世界范圍對保護(hù)生態(tài)環(huán)境、建設(shè)綠色家園的心聲相呼應(yīng),20世紀(jì)中葉以來,法國的柯布西耶、日本的安藤忠雄等世界級建筑大師對生態(tài)型建筑設(shè)計(jì)進(jìn)行了不斷探索與實(shí)踐,這些建筑大師在其建筑設(shè)計(jì)中都在實(shí)踐著生態(tài)建筑的理念,并成為建筑領(lǐng)域的風(fēng)向標(biāo)。
近年來,生態(tài)建筑、綠色建筑、可持續(xù)發(fā)展建筑等概念在建筑界不僅成為時(shí)尚,而且已經(jīng)成為建筑學(xué)科發(fā)展領(lǐng)域的前沿。盡管生態(tài)建筑、綠色建筑、可持續(xù)發(fā)展建筑等思潮在觀念上有所差異,但它們在本質(zhì)上殊途同歸,都是對建筑、人、環(huán)境之間關(guān)系的一種反思[1]176。近一個世紀(jì)以來,建筑領(lǐng)域還沒有一種建筑體系能夠像生態(tài)建筑這樣引起如此普遍的關(guān)注與認(rèn)同。
《2008中國環(huán)境狀況公報(bào)》中的數(shù)據(jù)顯示,作為人類社會的一項(xiàng)基本活動,建筑活動是所有能耗當(dāng)中占比最大的消耗體,整個歐洲所消耗的能源大約有50%用于建筑的運(yùn)行[4]。研究表明,全球一半以上的溫室效應(yīng)氣體來自與建筑材料的生產(chǎn)、運(yùn)輸以及建筑的建造等有關(guān)的能源消耗,而“能源損失、生態(tài)失衡、環(huán)境污染以及霧霾問題對我國民眾健康產(chǎn)生了惡性影響”[5]。國際社會環(huán)境的發(fā)展引發(fā)建筑領(lǐng)域?qū)π陆ㄖ妒降乃伎肌?/p>
發(fā)端于英國的田園觀光旅居型客?!袼蓿˙ed & Breakfast,B&B)[6],自2000年以來,以回歸田園、體驗(yàn)原生生態(tài)、恢復(fù)場地自然機(jī)能的住宅建筑范式,在中國城鎮(zhèn)化環(huán)境污染的背景下得以快速發(fā)展,以至于從東南沿??焖俑采w云南、貴州、四川、陜西和北京等地[7]。民宿業(yè)的蓬勃發(fā)展在詮釋著建筑設(shè)計(jì)師與空間消費(fèi)者對綠色健康型生活環(huán)境的向往、對重新構(gòu)建新型生態(tài)化住宅范式的渴望。但是,正如前文所述,民宿的高能耗性對于普通民眾來說始終是一個無法承受的負(fù)擔(dān),對環(huán)境能源也是一種極大的損耗??梢姡剿饕环N生態(tài)性、節(jié)約性、舒適性與文化性四者兼?zhèn)涞慕ㄖ妒綄?shí)屬必要。
所謂在地性,主要指田園私宅的環(huán)境適應(yīng)性①在地性,就建筑而言,是指建筑物的設(shè)計(jì)與建筑物所在地的地理氣候環(huán)境、空間特點(diǎn)、人文風(fēng)俗等協(xié)調(diào)無間。如果放在中國傳統(tǒng)文化的語境當(dāng)中,在地性有自然天成、天人合一、因地制宜的意思。參見:白雪杉,梅洪元.基于在地性的山地建筑創(chuàng)作探究:以新疆大學(xué)活動中心設(shè)計(jì)為例[J].城市建筑,2018(36):25。。環(huán)境適應(yīng)性是住宅設(shè)計(jì)的首要前提,具體到田園私宅,即其必須與周邊的自然因素,如氣候、光照、植被等,保持和諧共生的關(guān)系,將自身融入其中,并且成為其中的一個因子,始終與周邊的自然生態(tài)融為一體。柔性恒溫是田園私宅在地性的主要標(biāo)志。
多種民居風(fēng)格都是在中國傳統(tǒng)民居建筑智慧與當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境、氣候特征的博弈中傳承下來的,是中國傳統(tǒng)營造技法適應(yīng)當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境與氣候特征的歷史印證。很久以來,人們已經(jīng)意識到把人對室溫環(huán)境的反應(yīng)表達(dá)為單一的環(huán)境因素如空氣溫度、濕度及氣流速度的函數(shù)是不可能的,因?yàn)檫@些因素對人體同時(shí)施加著影響,且任一因素的影響又關(guān)聯(lián)于另外的幾個因素[8]。人們對最佳舒適室內(nèi)微氣候的研究是從評價(jià)空氣溫度、濕度及氣流速度等各個因素對人體生物舒適感的影響開始的,或言從與熱指標(biāo)、熱感知相關(guān)的研究開始的,之后又進(jìn)一步考慮了居住者新陳代謝、衣著以及太陽輻射等作用的影響,總體就是以各種氣候因素與人體活動的綜合作用為前提[1]176。人體生物舒適度就是指在不特意采取任何防寒保暖或防暑降溫措施的前提下對人們在自然環(huán)境中是否感覺舒適以及這種舒適達(dá)到怎樣一種程度的具體描述。人體舒適度隨著文化不同而存在著差異,也隨著個人的物理狀況(如動態(tài)、靜態(tài))以及心理狀況的不同而變化。同一個人全年所能接受的舒適程度也有變化,所以一個人可能在夏季與冬季提出不同的舒適范圍。但是客觀世界也存在一個明顯的溫度、濕度以及通風(fēng)范圍,在此范圍之內(nèi),人體會感到舒適,這就是環(huán)境溫度。
田園私宅設(shè)計(jì)模式的首要特征就是遵循當(dāng)?shù)靥赜械臍夂蛱卣鬟M(jìn)行設(shè)計(jì)決策,將建筑物融入所在地的地理環(huán)境之中。只有以將田園私宅建筑體真正融入當(dāng)?shù)刈匀粴夂颦h(huán)境為出發(fā)點(diǎn)而展開建筑體建筑形式的設(shè)計(jì)與實(shí)踐,才能更好地讓建筑體適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂颍侠淼乩脷夂蛱卣鲗ㄖw實(shí)施室內(nèi)氣候微處理,從而通過節(jié)約能耗而達(dá)到室內(nèi)舒適的要求。
中國地域廣闊,不同緯度區(qū)域形成了不同氣候區(qū),主要有熱帶季風(fēng)氣候區(qū)、亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)、溫帶季風(fēng)氣候區(qū)、高原氣候區(qū)和溫帶大陸性氣候區(qū)。從古至今,人們逐漸擁有了改造地形、水文、植被的能力,但卻始終沒有能力改變氣候。為了居住的舒適,傳統(tǒng)建筑必須適應(yīng)各自區(qū)域降水量、日照程度等氣候特征。在沒有溫度和濕度調(diào)節(jié)系統(tǒng)、沒有十分有效的人工照明的情況下,傳統(tǒng)民居建筑的建造逐步形成了有各自明顯風(fēng)格特征的六大建筑體系:(1)磚砌圍合式防寒防風(fēng)沙的京派四合院;(2)具有防御性能,源于古代中原生土版筑建筑工藝技術(shù)的單體式的規(guī)模宏大、形態(tài)各異、依山傍水、錯落有致的聚族群居型客家土樓;(3)以南向?yàn)橹?,冬季背風(fēng)朝陽,夏季迎風(fēng)納涼,有脊角高翹的屋頂,另外附帶有走馬樓、磚雕門樓、明瓦窗、過街樓等藝術(shù)特色的蘇派民居;(4)流行于四川、云南、貴州等地的川派吊腳樓;(5)以窯洞為住宅方式的晉派民居;(6)有“四水歸堂”之稱的徽派建筑。
在與地域氣候環(huán)境相適應(yīng)方面,徽派建筑尤其表現(xiàn)出了鮮明的智慧性?;罩莸靥巵啛釒Ъ撅L(fēng)氣候區(qū),年平均氣溫16.3℃,暖季長且無嚴(yán)寒。這樣的氣候條件使得徽派建筑主要以適應(yīng)夏季炎熱的氣候?yàn)榭紤]重點(diǎn)進(jìn)行建造,如:堂屋、廚房等建筑基本都為開敞形式,利于通風(fēng);房屋進(jìn)深大,并有高聳的外墻,使得室內(nèi)空間和院落常年處在陰涼中;院落和天井使室內(nèi)外空間相連,利于空氣流通;屋頂?shù)幕疑嗤咴诙炜梢晕贞柟獾臒崃?,并輻射到房間內(nèi)部以保溫,而在夏天,灰色青瓦又可以發(fā)揮其惰性熱導(dǎo)性能特征,對室內(nèi)起到一定的隔熱作用。天井是徽派建筑最重要的空間元素,也是最好的空間組織結(jié)構(gòu)。天氣炎熱時(shí),人走進(jìn)徽派建筑內(nèi)部卻會感覺特別涼爽,那是因?yàn)樘炀哂小鞍物L(fēng)效應(yīng)”,即和天井相連的熱空氣會隨溫度升高而上升,從而離開天井的空間,同時(shí)地面冷空氣因密度大而下沉。天井與院落結(jié)合使得南北向空氣流動,促進(jìn)了自然通風(fēng)。另外,出于防潮的需要,徽州民居用石灰粉墻,這不僅可以大量吸收皖南地區(qū)潮濕的空氣水分,保持建筑物墻體的干燥度,也使墻體不致于因雨水的沖刷而坍塌。獨(dú)具特色的粉墻黛瓦的徽派建筑由此形成,掩映在青山綠水之間,如詩如畫。
另外一個典型的例子是聚落于青藏高原東部邊緣、山地陡峭的岷江上游,年積溫低于2 000℃、日平均氣溫低于10℃,太陽輻射強(qiáng)、日照充足的中國羌寨。為適應(yīng)晝夜溫差巨大的嚴(yán)峻環(huán)境,盡量減少圍合式建筑結(jié)構(gòu)中的熱量流失,羌寨碉樓內(nèi)采用了“空氣間層”的營造方式。所謂“空氣間層”是指利用建筑的筑造方式在建造過程中營造一系列建筑附屬空間。在到達(dá)羌寨民居的核心空間——主室過程中,有著多個層次:室外——厚重的石砌墻——底層牲畜舍——二層圍繞主室的房間——主室——頂層的罩房。主室的空間被層層包圍,其他房間將主室與外界惡劣環(huán)境隔離開來,白天阻止了強(qiáng)光和熱輻射進(jìn)入,夜晚則對冷空氣預(yù)熱,緩解內(nèi)部熱空氣的損失,增強(qiáng)了堂屋內(nèi)的熱穩(wěn)定性。
不同地域降雨量及濕熱程度都不一樣,為適應(yīng)不同地域的氣候,中國傳統(tǒng)民居還智慧性地創(chuàng)作了檐廊式、懸挑式、層疊式、騎樓式、干欄式等建造范式。
田園私宅設(shè)計(jì)模式,正是在充分繼承、吸收并進(jìn)一步發(fā)揚(yáng)中國古人在傳統(tǒng)民居建筑方面智慧結(jié)晶的基礎(chǔ)上,因地制宜,根據(jù)具體田園私宅建筑體所處的區(qū)域及當(dāng)?shù)叵鄳?yīng)的地域氣候與自然環(huán)境,融合古民居適應(yīng)地域氣候與自然環(huán)境所采取的營造方式而發(fā)展出來的一種生態(tài)住宅設(shè)計(jì)模式。本人近些年應(yīng)浙南閩北各地業(yè)主的邀請為他們設(shè)計(jì)了諸多風(fēng)格特征的田園私宅,其中尤以2019年設(shè)計(jì)完成并付諸實(shí)施的溫州永嘉楠溪江李氏田園私宅最為典型。在規(guī)劃李氏田園私宅設(shè)計(jì)方案時(shí),本人就充分借鑒了當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)民居的的營造方式——為對抗山地晝夜溫差變化大等氣候特點(diǎn)而采用具有較強(qiáng)惰性儲熱隔熱功能的石頭砌塊來建造建筑體的外墻——以最樸實(shí)的自然手段來實(shí)現(xiàn)日間涼爽、夜晚溫暖的室溫效果。李氏田園私宅,完全驗(yàn)證了傳統(tǒng)民居建造技術(shù)合理的一面。圖1即是李氏田園私宅的設(shè)計(jì)樣式。
圖1 溫州永嘉楠溪江李氏田園私宅
溫州永嘉地處北緯28°09′11″、東經(jīng)120°41′27″,屬亞熱帶季風(fēng)氣候。李氏田園私宅就是在充分結(jié)合溫州永嘉楠溪江當(dāng)?shù)厣降刈匀画h(huán)境與氣候特征前提下設(shè)計(jì)的:在建筑體外觀設(shè)計(jì)方面,延續(xù)當(dāng)?shù)亟ㄖ?xí)俗,用能抵御冬季寒冷氣候的具備惰性隔熱保溫功能的山地石材來砌筑墻基與墻裙;在氣流運(yùn)用的設(shè)計(jì)方面,采用東西對流,以南向大開窗方式驅(qū)動內(nèi)部空氣環(huán)境;在景觀設(shè)計(jì)方面,充分分析周邊自然環(huán)境條件與生態(tài)植被特征,運(yùn)用吸熱的草地與遮陽的大樹對建筑體進(jìn)行控溫,借助山地水系在建筑體內(nèi)部創(chuàng)造氣流內(nèi)循環(huán);在布局設(shè)計(jì)方面,以功能為核心,根據(jù)私宅主人的使用率,將空間壓縮到最佳狀態(tài),避免建筑材料的浪費(fèi)與無效空間的堆積;在裝飾設(shè)計(jì)方面,充分考慮現(xiàn)代人的生活習(xí)慣與生活喜好,將住宅從單一的遮風(fēng)避雨功能活化成既可以體驗(yàn)自然又能享受生活情趣的有溫度的空間?;\統(tǒng)而言,李氏田園私宅是一座典型的江南田園私宅。
特別要提及,李氏田園私宅屋頂與天井采用了徽派建筑的“四水歸堂”①“四水歸堂”是指民居的屋頂四圍都采取斜坡形式,并且坡面都斜向院內(nèi),每當(dāng)下雨時(shí)雨水就會從四面屋頂上流入天井院中,形成一種以天井為中心的圍合式建筑布局方式。參見:董強(qiáng).中國民俗文化叢書:民居卷[M].合肥:安徽人民出版社,2013:2。建筑設(shè)計(jì)理念,墻體門洞與開窗采用了蘇派等傳統(tǒng)古建筑的室內(nèi)外滲透手法②室內(nèi)外滲透手法是指室外院墻設(shè)置漏窗、空窗,以擴(kuò)大兩側(cè)空間的感知,形成豐富的空間滲透,使墻內(nèi)外空間發(fā)生交融。參見:吳冬瑜.中國傳統(tǒng)建筑中滲透性手法的研究[J].山西建筑,2016(1):3-4。來平衡室內(nèi)熱能量。結(jié)果證實(shí)[9],無論是冬夏,還是在白天黑夜,李氏田園私宅建筑室內(nèi)基本不需要借助制冷或供暖設(shè)備就能實(shí)現(xiàn)將建筑室溫維持在舒適區(qū)間內(nèi)。
總之,田園私宅設(shè)計(jì)模式懷有開放性思維,是一種兼容并蓄的設(shè)計(jì)模式;它將古今中外建筑以自然方式來協(xié)調(diào)建筑體室溫的方式加以靈活變通使用,力求以最低的能耗來實(shí)現(xiàn)室溫平衡、舒適的目的。
19世紀(jì)歐洲浪漫主義思想家丹納,在《藝術(shù)哲學(xué)》一書中指出,藝術(shù)家的精神狀態(tài)以及包括建筑與雕塑在內(nèi)的各種藝術(shù)范式都與“地方性氣質(zhì)”有關(guān)[10]。歌德也指出,建筑設(shè)計(jì)一定要“忠實(shí)于地方”[11]。中國古鎮(zhèn)民居保護(hù)研究專家劉沛林,以英國歷史地理學(xué)家達(dá)比提出的景觀連續(xù)斷面復(fù)原理論為基礎(chǔ),提出了景觀信息鏈理論。該理論結(jié)合了生物學(xué)基因理論、歷史地理學(xué)的“文化疊加”與“橫斷面”復(fù)原理論以及建筑學(xué)和城鄉(xiāng)規(guī)劃學(xué)等多學(xué)科的理論知識,并引入了地理信息系統(tǒng)技術(shù)。在該理論中,劉沛林就傳統(tǒng)民居的文化生態(tài)性、文化地域性、文化傳播性等方面展開全面、系統(tǒng)的分析和探討,揭示中國傳統(tǒng)民居景觀與其所在區(qū)域的自然環(huán)境、文化環(huán)境之間存在的相互關(guān)系[12]。馮緯波指出,文化景觀信息元是根植于人類社會生活的基本文化,直接起源于民間生活,其中民俗文化是其他文化景觀元產(chǎn)生或發(fā)展的母體與基礎(chǔ),包括移民文化、山地文化、土司文化、宗法禮制、風(fēng)水文化等,依附于民眾的生活與習(xí)慣、情感與信仰之中,它既是一種社會意識形態(tài),又是一種歷史悠久的文化遺產(chǎn)[13]。
被譽(yù)為世界建筑瑰寶的圍合式徽派民居,即是中原傳統(tǒng)民居與古代山越民俗文化相結(jié)合的典范。古徽州商人在“無徽不成鎮(zhèn)”的強(qiáng)大實(shí)力與“東南縐魯”濃厚的學(xué)術(shù)氛圍驅(qū)動下,致富高升,自然是要榮歸故里,大興土木,光耀門楣。高深天井的設(shè)計(jì)與運(yùn)用就是古徽州民俗文化的集中體現(xiàn)。天井在民俗中有聚財(cái)之說,“四水歸堂”即是民居向天井排水,表示“肥水不流外人田”:瓦面上的雨水流到天井四周的水枧里,再沿著錫管流到地下。這一建筑特征體現(xiàn)了徽州地區(qū)商人的經(jīng)商之道。天井的存在同時(shí)也體現(xiàn)出徽州地界濃郁的家族觀念,比如天井周圍的房間會根據(jù)采光來呈現(xiàn)嚴(yán)格的家族等級制度:二層采光較好的房間作為祖堂;樓下明間作為客廳,是男人們接待客人所在;長輩長子住在一層的臥室;二層采光差的房間作為女兒的閨房。
徽派建筑等傳統(tǒng)民居營造范式,之所以能傳承千年而仍然能在代代居住者中保持強(qiáng)烈的心靈歸屬感與文化價(jià)值認(rèn)同感,正是在于其一直深深地根植于地域民俗文化之中。這也讓我們更為深刻地明白了一個道理,那就是,住宅建筑只有融入地域民俗文化之中,才能始終迸發(fā)著栩栩如生的生命力與深刻的內(nèi)在精神,正如周立軍等所言:“室內(nèi)外相互滲透的空間處理,體現(xiàn)了一種‘天人合一’的思想……在規(guī)則與自由、實(shí)與虛、凹與凸、曲與直、限定與余地、天功與人代等方面,反映出陰陽相濟(jì)的二元態(tài)度及包容思想……這些都是民居建筑深層的文化內(nèi)涵之所在。”[14]
“田園私宅”這一概念的提出,正是基于居住者的內(nèi)心體驗(yàn),目的在于讓建筑體與居住者之間能不斷地形成互動關(guān)系,以激發(fā)居住者內(nèi)心的歸屬感與認(rèn)同感。田園私宅不是冷冰冰的獨(dú)立存在的物理空間,更不是拋棄當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)民俗文化而孤芳自賞的“外來物”,而是一種承載與延續(xù)著當(dāng)?shù)孛袼孜幕?、傳統(tǒng)民居與時(shí)俱進(jìn)而活化的存在,是一種有血有肉的生命體,是居住者的“莫逆之交”。溫州永嘉楠溪江李氏田園私宅正是吸納了當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)建筑以石材砌筑墻裙的做法而變得更有親和度。反觀輕鋼結(jié)構(gòu)房,雖然建造周期短,造價(jià)低,但是它不像一個家,更像是一件物品。
總而言之,作為新型建筑營造范式的田園私宅,不是一件物品,而是深深打上當(dāng)?shù)匚幕瘶?biāo)識、深深扎根于當(dāng)?shù)赝寥啦⑴c當(dāng)?shù)匦菹⒐采拇嬖?。在具體規(guī)劃設(shè)計(jì)田園私宅時(shí),設(shè)計(jì)師會嚴(yán)格分析當(dāng)?shù)鬲?dú)有的民俗文化特征,包括建筑形制、建筑構(gòu)件、建造材質(zhì)、營造技法等,綜合其他設(shè)計(jì)模式要素,作出符合當(dāng)?shù)匚幕攸c(diǎn)、符合低能耗標(biāo)準(zhǔn)、符合現(xiàn)代人生活方式的選擇。
一直以來,建筑的發(fā)展就和科技的發(fā)展緊密地聯(lián)系在一起。建筑,就建筑形態(tài)與建筑產(chǎn)品而言是工程,而就作為文化、美學(xué)等的載體來說,它又是藝術(shù);它處在技術(shù)和文化的交匯點(diǎn)上。社會領(lǐng)先發(fā)展的最為活躍的因素就是科學(xué)技術(shù),它是起推動作用的革命力量,它的飛躍有力地推動了生產(chǎn)力的發(fā)展,它的發(fā)展對建筑的作用也是綜合而全面的[15]。最顯著的效果就是助力田園私宅的節(jié)能化設(shè)計(jì)。
田園私宅設(shè)計(jì)模式的確立也離不開科技的發(fā)展,它是科技進(jìn)步的產(chǎn)物:它在營造過程中除了對當(dāng)?shù)亟ㄖ牧系暮侠磉\(yùn)用外,還大膽融合了低能耗被動房在保溫隔熱方面的營造技術(shù),同時(shí)對低能耗輕鋼結(jié)構(gòu)房在保溫隔熱方面所研發(fā)的建筑材料也充分加以吸收運(yùn)用。
1.低能耗建造技術(shù)助推新建筑范式成型
1988年,被動房建筑技術(shù)由瑞典隆德大學(xué)和德國被動式房屋研究所的專家正式提出,并逐漸成為西方國家主流的建筑節(jié)能技術(shù)[16]。近二十年來,中國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部建筑節(jié)能與科技司跟德國北萊茵威斯特法倫州農(nóng)村與城市發(fā)展和建設(shè)研究所合作,先后在秦皇島的“在水一方”、哈爾濱的“溪樹庭院”等住宅區(qū)成功開啟了被動式居住建筑試點(diǎn)示范工程,通過采取高效的圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫技術(shù)、嚴(yán)格的密封技術(shù)和安裝帶有熱回收裝置的新風(fēng)系統(tǒng),使得北方嚴(yán)寒地區(qū)居住建筑冬季不再安裝傳統(tǒng)的供熱管網(wǎng)和供暖設(shè)備,并在室外氣溫為-10℃時(shí),室內(nèi)溫度能保持在20℃左右,夏季室外溫度在35―38℃時(shí),室內(nèi)溫度能保持在26℃左右,實(shí)現(xiàn)節(jié)約供暖和空調(diào)能耗90%以上[17]4。
被動房創(chuàng)始人之一、德國被動房研究所所長費(fèi)斯特認(rèn)為,建設(shè)被動房是需要經(jīng)過精心設(shè)計(jì)的,要求建筑師和暖通工程師從方案階段就密切合作,要求選用高質(zhì)量建筑產(chǎn)品部件,并且使之形成體系;被動房不是高端技術(shù)和產(chǎn)品的簡單堆砌,而是先進(jìn)技術(shù)的協(xié)調(diào)配合,在 5個方面實(shí)現(xiàn)效果最大化:良好的外墻外保溫、高質(zhì)量透明圍護(hù)結(jié)構(gòu)、無熱橋設(shè)計(jì)、良好的氣密性和熱回收新風(fēng)系統(tǒng)[17]7-8。
總體來說,被動房在中國備受關(guān)注,但尚處在試點(diǎn)階段,它所要求的技術(shù)協(xié)作上的無縫對接,不僅包括許多細(xì)部節(jié)點(diǎn)處理所針對的建筑結(jié)構(gòu)以及相應(yīng)的處理技術(shù),甚至還需要有大量經(jīng)過嚴(yán)格訓(xùn)練的高技術(shù)熟練工人,在當(dāng)前以及今后一段時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)難度較大。
被動房在隔熱保溫方面的建造技術(shù)正是田園私宅室溫舒適性建造方面學(xué)習(xí)與借鑒的重要技術(shù)手段。田園私宅設(shè)計(jì)模式的確立,其中一個靈感也正是基于對被動房建造技術(shù)的研究。開窗的大小在建筑領(lǐng)域雖無定性,卻在一定程度上起著衡量建筑體或居住者是否接軌現(xiàn)代生活方式的作用,而要實(shí)現(xiàn)大開窗,高質(zhì)量透明玻璃圍護(hù)結(jié)構(gòu)是保持低能耗、平衡室內(nèi)溫度舒適度的必備手段之一。田園私宅采用斷橋式中空雙層絕緣玻璃大開外墻窗戶的設(shè)計(jì)手法,就是充分借鑒了被動房的上述技術(shù)。另外,被動房所提倡的外墻外保溫建造理念也是田園私宅設(shè)計(jì)模式其中一個重要決策要素。多數(shù)當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)民居所采用的建筑材料都是歷經(jīng)千年被證明最適合當(dāng)?shù)刈匀粴夂虻牟馁|(zhì)。田園私宅設(shè)計(jì)模式正是將當(dāng)?shù)氐膫鹘y(tǒng)熱保溫材料與高科技新型保溫隔熱材料相結(jié)合來實(shí)現(xiàn)田園私宅的室溫舒適性、低能耗性。
自2016年《中共中央國務(wù)院關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)城市規(guī)劃建設(shè)管理工作的若干意見》(中發(fā)〔2016〕6號)頒發(fā)開始,低能耗輕鋼結(jié)構(gòu)房在中國快速興起,尤其在2017年3月住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部印發(fā)《“十三五”裝配式建筑行動方案》(建科〔2017〕77號)之后,哈爾濱、北京、上海、江蘇、江西、山西等地相繼出臺相關(guān)實(shí)施意見,輕鋼結(jié)構(gòu)房(裝配式建筑)如雨后春筍般涌現(xiàn)出來。
輕鋼結(jié)構(gòu)房主要以鍍鋅鋼為建筑主體支撐結(jié)構(gòu)材料,外圍護(hù)材料以及墻體填充材料主要采用隔熱保溫型非天然建筑材料。這種建筑范式雖說具有較好的低能耗性,但是缺點(diǎn)也較明顯:第一,基于3D打印一體化沖孔技術(shù)組建成型的建筑范式,受組建技術(shù)水平與建筑材料的有限性影響,與傳統(tǒng)建筑相比缺乏空間靈活性;第二,建筑風(fēng)格表現(xiàn)得較為呆板,主要集中為地中海、歐式田園、美式鄉(xiāng)村和中式古典這幾種;第三,建筑嚴(yán)重缺乏地域民俗性與地方生態(tài)環(huán)境相生性,體驗(yàn)感遠(yuǎn)不及傳統(tǒng)建筑之真實(shí)。
雖然輕鋼結(jié)構(gòu)房有如上之缺陷,但是,其優(yōu)點(diǎn)也是有目共睹的,輕鋼結(jié)構(gòu)房與混凝土框架建筑的性能對比見表1①參見:產(chǎn)品性能[EB/OL].[2020-07-18].http://www.bnj666.com/fy/about/about-52.html。。
表1 輕鋼結(jié)構(gòu)房與混凝土框架建筑的性能對比
從表1可知,輕鋼結(jié)構(gòu)房優(yōu)點(diǎn)非常明顯,其使用的泡沫混凝土隔墻保溫砌塊材料、砂漿混凝土纖維填充材料、網(wǎng)織增強(qiáng)巖棉板薄抹灰、無機(jī)改性石墨聚苯乙烯不燃保溫板、全息三層鍍膜隔熱保溫玻璃等材料,在低能耗節(jié)能與圍護(hù)材料隔熱方面所表現(xiàn)出的性能是常規(guī)型建筑材料難以比擬的。
田園私宅設(shè)計(jì)模式不是守舊、古板的建筑模式,而是兼容并蓄、中西合璧,以最低建筑能耗、最佳地域文化特性來打造一座環(huán)保性、生態(tài)型、舒適性、地域文化性住宅的建筑范式,因而它對輕鋼結(jié)構(gòu)房所呈現(xiàn)出來的在建造方面的簡便性、輕盈性以及所使用的保溫隔熱材料與技術(shù)手法也都加以科學(xué)、合理利用。如輕鋼結(jié)構(gòu)房所采用的成品預(yù)制板(預(yù)制內(nèi)填充紙面石膏板復(fù)合石墨聚苯保溫隔熱板),不僅輕薄,而且隔熱保溫性能明顯優(yōu)于傳統(tǒng)建筑材料,這樣的建筑材料不僅降低了建筑體的負(fù)荷力,也增強(qiáng)了建筑體的室溫實(shí)現(xiàn)微平衡的能力。李氏田園私宅,在一層石塊砌筑墻體基礎(chǔ)上,借用輕鋼結(jié)構(gòu)房隔墻的建造特點(diǎn),對二層以及三層的外墻使用輕鋼結(jié)構(gòu)房所采用的成品預(yù)制板予以建造;相比傳統(tǒng)混凝土建筑材料而言,這不僅大大縮短了建造時(shí)間,也實(shí)實(shí)在在讓居住者在室內(nèi)體會到了清涼的感覺。
2.數(shù)字技術(shù)的發(fā)展助力新住宅范式節(jié)能化
20世紀(jì)80年代以來,隨著數(shù)字技術(shù)的裂變式發(fā)展,數(shù)碼建筑(數(shù)字建筑)應(yīng)運(yùn)而生,數(shù)字影像處理與合成技術(shù)、數(shù)字仿真模擬及動畫技術(shù)的發(fā)展,激發(fā)住宅建筑設(shè)計(jì)師萌生更多的設(shè)計(jì)理念與操作方式。隨著數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)以及數(shù)字化自由形體的塑造與制作技術(shù)等的日趨成熟[18],“虛擬建筑”和“虛擬空間”以一種超乎想象的技術(shù)手段將住宅建筑置于虛擬環(huán)境之中,通過熱能量交互式影像比對技術(shù)對建筑構(gòu)造與自然要素進(jìn)行合理性的組合與搭配。這些新的數(shù)字化建筑技術(shù)不僅刷新了設(shè)計(jì)師們對傳統(tǒng)住宅營造技術(shù)的理解與認(rèn)知,同時(shí)也大大增強(qiáng)了設(shè)計(jì)師們對建筑方案節(jié)能設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的優(yōu)化能力,如幫助設(shè)計(jì)師從數(shù)字虛擬化層面不斷模擬調(diào)整室內(nèi)節(jié)能設(shè)計(jì)細(xì)節(jié),突破自身固有節(jié)能節(jié)電設(shè)計(jì)無法準(zhǔn)確到位的局限性,并源源不斷為設(shè)計(jì)師提供從建筑、自然環(huán)境、生態(tài)景觀、居住者之間關(guān)系角度營造舒適度方面的探索空間。可以說,建筑數(shù)字技術(shù)的發(fā)展給生態(tài)建筑學(xué)科的發(fā)展注入了新鮮的血液[1]241。
田園私宅設(shè)計(jì)模式不同于其他建筑模式的表現(xiàn)之一就是其借助了虛擬仿真模擬技術(shù)。在田園私宅項(xiàng)目落地實(shí)施前,設(shè)計(jì)師借助數(shù)字虛擬技術(shù)對建筑體溫度以及建筑體室內(nèi)溫度進(jìn)行前期模擬測試演算,根據(jù)“光照角度、強(qiáng)度”“風(fēng)的方向、強(qiáng)度”“空氣的干濕度”等來測算建筑體室內(nèi)需要攝入的光照強(qiáng)度,進(jìn)而設(shè)計(jì)出建筑體的各個部件,如墻體使用的材質(zhì)及其厚度、開窗的大小比例、采用遮陽設(shè)施的屋檐的寬窄等,并以此來規(guī)劃建筑體建造模式,從而實(shí)現(xiàn)田園私宅項(xiàng)目以最低成本、最合理的建筑方案落地實(shí)施。
生態(tài)性建筑理念以及在此理念指導(dǎo)下的東西方建筑活動的實(shí)踐與探索,為田園私宅在地恒溫型設(shè)計(jì)模式的確立,提供了理論依據(jù)和實(shí)踐基礎(chǔ)。田園私宅是一種自然生態(tài)室溫處理手法與現(xiàn)代高科技建筑熱能量平衡調(diào)控技術(shù)相輔相成的柔性恒溫性生態(tài)住宅建筑范式,是一種具備民居建筑住宅功能,與生態(tài)共生、與自然環(huán)境和諧,舒適、高品質(zhì)的新型住宅空間。田園私宅在地恒溫性設(shè)計(jì)模式,是一種新型節(jié)能環(huán)保的建筑范式,是實(shí)現(xiàn)社會生活可持續(xù)發(fā)展的重要技術(shù)手段之一,對解決住宅建筑高能耗問題、實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保、維續(xù)地域生態(tài)平衡、確保民俗文化傳承等具有重要意義。
不過,從現(xiàn)階段的理論研究與技術(shù)實(shí)踐來說,這種模式還是具有一定的地域局限性:對于華南、華中、華東與華西部分地區(qū)來說,是相對比較容易推廣的;而對于自然氣候條件比較惡劣、晝夜及冬夏溫差大的西北與東北地區(qū),還是需要輔以相應(yīng)的制冷制熱室溫調(diào)節(jié)設(shè)備,或者借助被動式恒溫建筑材料與技術(shù)來解決恒溫性問題。