朱柳霞,鮑沁星,張敏霞,宋恬恬
(1. 浙江農林大學 風景園林與建筑學院、旅游與健康學院,浙江 杭州 311300;2.清華大學 建筑學院,北京 100000)
“庭園”一詞出現于近代,《造園學概論》[1]中解釋為“蓋庭園云者,乃與建筑周圍之土地上,為多量觀賞植物之栽植,及戶外修養娛樂設備者之總稱也”。相比于其他園林類型,庭園規格較小,往往從屬于主體建筑[2]。庭園有著古老的歷史,存在于世界許多地區,跨越不同的氣候與文明,穆罕默德·塔萊加尼(Mohammad Taleghani)[3]將世界庭園分為五種主要類型:(1)中國傳統庭園;(2)西非傳統庭園;(3)伊斯蘭文明影響下的中東、地中海庭園;(4)印度傳統庭園;(5)西班牙殖民地庭園。其中,又以中國傳統庭園和地中海地區的西班牙伊斯蘭庭園遺存最為豐富,并且呈現較高的造園水平。已有學者從起源與發展[4]、圖式表達[5]、構成要素[6]、水法特征[7]、書法藝術[8]等角度對兩者的藝術造詣進行了比較研究。另外,隨著傳統庭園避暑價值的顯現,國內外越來越多的學者關注到傳統庭園中所蘊含的避暑智慧[9-17]。中國江南和位于地中海沿岸的西班牙都有著豐富的庭園避暑營建歷史,兩地夏季氣溫相似,濕度卻相差甚大,具有一定的可比性,然而目前缺乏基于避暑視角的兩地傳統庭園比較研究,對不同氣候區下的庭園小氣候營造歷史認識不足。
基于以上原因,本文以中國江南傳統庭園與西班牙伊斯蘭庭園為例,采用文獻梳理的方式,從氣候差異角度出發,介紹兩者在庭園結構、水體、植物、地形等方面的避暑營造技術,總結其特征與異同,通過對比,完
善了對傳統庭園避暑營建的認識,解釋其以天然勝人力、人與自然相和諧的營造理念,以期為當代庭園被動式節能建設提供借鑒。
受自然環境、氣候條件、人文歷史等因素的影響,世界各地的傳統建筑在漫長的發展過程中逐漸形成地域性。已有一系列研究指出,氣候條件對建筑形式具有決定性的影響。讓·道夫斯(Jean Doufus)提出鄉土建筑的形式更多由氣候邊界決定而非國家邊界。維克多·奧爾加(Victor Olgyay)認為建筑地域性產生的根源是對氣候的適應,并強調了向傳統學習的意義[18]。原廣司在《世界聚落教示100》[19]中說道:“自然環境、氣候條件、資源及能源是民居建筑形式及發展的直接物質基礎及背景條件,是形成傳統民居建筑系統運行及發展的制約因素,其中氣候因素的影響起到決定性作用。”
庭園作為建筑的附屬空間,同樣受到氣候的制約。施瑛等[20]認為,一方面,自然資源和氣候條件直接制約庭園營造的物質基礎;另一方面,長期生產實踐所處的自然環境通過影響人們的意識形態間接作用于庭園營造的價值取向。例如伊斯蘭庭園常摹寫《古蘭經》中提到的天園,在布置上偏好水景,正是體現了伊斯蘭地區干旱環境對庭園營造的間接影響。因此,地域氣候背景是影響庭園營造的本質要素,是庭園小氣候形成的基礎,對比分析不同地域氣候下的傳統庭園避暑營建對理解傳統庭園避暑機制具有重要意義。
根據不同的分類原則與需要,可以呈現出多種氣候分區結果,楊柳[21]指出,英國學者索科萊(B.V.Szokolay)在《建筑環境科學手冊》中提出的分類方法與柯本(K?ppen)氣候分類法是建筑、景觀熱工設計常用的兩種氣候區劃方案。索科萊將全球劃分為四個區:干熱氣候、濕熱氣候、溫和氣候及寒冷氣候。依據此分類,中國江南總體處于溫和地區,但夏季濕熱,可視為次濕熱地區;西班牙大部分地區屬于溫和氣候,東南沿地中海一帶屬于干熱氣候。另外一種柯本氣候分類法則更為詳細,以溫度和降水量為主要依據,參考自然植被的分布情況,將全球氣候分為13種類型(表1),中國江南地區處于亞熱帶濕潤性氣候區(Cfa),西班牙大部分地區為地中海氣候(Csa,Csb),北部少數地區為海洋性西海岸氣候(Cfb)[22]。

表1 柯本氣候分類法Table 1 K?ppen climate classification
兩個地區雖同屬溫和氣候區,但夏季的氣候卻不盡相同。中國江南地區和西班牙的夏季溫度均明顯高于其他季節的,但中國江南地區的降雨量和相對濕度均遠大于西班牙的,而西班牙的太陽輻射比中國江南地區的更強(表2)。總的來說,中國江南地區的夏季為濕熱氣候,西班牙的夏季為干熱氣候,不同的氣候背景造就了兩者各具特色的庭園形態。

表2 中國江南地區與西班牙氣候背景Table 2 Climate on the Yangtze Delta of China and in Spain
中國江南地區地形平坦,以丘陵和平原為主,河流眾多,水源豐沛,自古便是經濟發達地區。童寯先生稱私家宅園“多半精華,實聚于江南一隅”[23]。中國江南地區夏季氣候濕熱,有著過大的空氣濕度和強烈的太陽輻射,增強空氣流通、遮陽降溫是該地區庭園避暑營造需要解決的主要需求。
當空氣流動時,能加速人體表面的水分蒸發,緩和悶熱的感受。張德順[24]等通過對豫園夏季小氣候的實測,證實通透的圍合方式有利于穿堂風的形成,另外,墻體上的漏窗為氣流提供了穿行通道。除建筑圍合方式外,合理的地勢營造也能為庭園創造涼風。東南風是江南地區夏季的主導風向,在北側堆高設置通透的建筑,可以迎納涼爽的自然風,如留園中位于主水面北側高處的可亭,熊瑤[25]等通過實測發現其風速始終高于園內其他建筑點的。
植物遮陰可以減少太陽輻射對場地的增溫。實測證明,夏季林冠下層的溫度低于直接輻射區[26]。除喬木外,蓮Nelumbo nucifera(俗稱荷花)等低矮植物也能起到調節小氣候的作用。李漁在《閑情偶寄》中寫道:“荷花之異馥,避暑而暑為之退,納涼而涼逐之生”[27],荷花在散發香味的同時,其開展的荷葉也為池水遮陰蔽陽,令池水保持低溫向建筑輸送冷風,如拙政園中遠香堂和荷風四面亭的設計。
鮑沁星[16]等在研究中用“冷源”指代避暑營造中的園林要素,包括植被、水體、山石等。水的比熱容較大,其夏季的溫度往往低于周圍環境,可以有效降低環境溫度,并形成水陸風,有效提高庭園的夏季熱舒適度[28]。山石是夏季避暑另一重要冷源,洞室內貯水少許,可有“置身其中者,有不六月寒生”[27]的避暑效果,在盛行風向設置風道還可引導自然風,改善悶熱氣候,如環秀山莊幽谷形成的通風廊道將夏季的東南風疏導到庭園內[29](圖1)。

圖1 環秀山莊假山形成的通風廊道Figure 1 Ventilation corridor formed by rockery in Huanxiu Courtyard
西班牙所處的伊比利亞半島以高原和山地地貌為主,除北部與歐洲大陸接壤處為綠色丘陵景觀外,中部、南部的大部分地區土地干旱而貧瘠[30]。八世紀初,穆斯林入侵西班牙,同時帶來了灌溉技術,解決了干燥缺水的問題。西班牙學者芭芭拉·塞加利[31]認為,伊斯蘭人創造的農業景觀是西班牙園林的起源。在惡劣氣候與農業背景影響下,圍合隔熱、增加空氣濕度成為西班牙伊斯蘭園林避暑營造的重點。
西班牙傳統庭園中高大厚實的磚土墻通過減弱熱量傳導隔絕外界炎熱天氣,同時保護園內免受高原風沙的侵害。例如位于西班牙南部的阿爾罕布拉宮,其外墻厚度達1.1 m,導熱系數為0.5 W·m-2·K-1,具有較好的隔熱性能[32]。此外,庭園周圍高大的圍墻、建筑能夠阻擋太陽輻射。有學者對干熱地區庭園進行建模實驗,得出了夏季深庭園接收的太陽輻射更少,表現出良好的熱舒適性的結論[33]。
哈桑·法西(Hassan Fathy)曾提出猜想,熱干旱地區的傳統建筑采用“復合庭園(Multiple-courtyard)”策略促進庭園之間空氣對流冷卻,2012年,一項以摩爾風格的西班牙彼拉多斯庭園(Casa de pilatos)為例(圖2A)的實測研究證實了該猜想[34]。實測結果顯示,庭園之間因存在氣溫差而產生空氣對流,庭園中的植被、噴泉等可以有效降低過渡空間的溫度(圖2B)。除多庭園的結構外,特殊建筑也能加強庭園內部的通風。如阿爾罕布拉宮內的嬰兒塔(Infants’tower),塔頂上的木柵欄窗戶可以促進室內外氣流,降低室內溫度和增加濕度[35](圖2C)。

圖2 西班牙傳統宅園中的避暑營造策略Figure 2 The construction strategy for summer resort in Spanish traditional house
在干熱地區,增加空氣濕度可以顯著提高夏季熱舒適度。西班牙伊斯蘭庭園延續了農業景觀,園內常設有灌溉系統,在滿足園內植物生長需求的同時為空氣增濕降溫。例如科爾多瓦的“柑橘庭園”(Patio de los naranjos),庭園中心是一個巨大的蓄水池,精密的水渠灌溉著園中規則排列的柑橘Citrus reticulata,促進其蒸騰作用,水渠在樹木的蔭蔽下,空氣濕潤清涼[31]。除灌溉外,水渠還可與道路結合,形成“濕步道”;塞維利亞摩爾式園林公主庭園(Jardin de las infantas)中,在道路交匯點上,水池中的噴泉口向四周噴水,水花灑落到路面除去塵土,四周擺放座椅面朝噴泉,步道上清涼宜人[36](圖2D)。
中國江南傳統庭園和西班牙伊斯蘭庭園中的傳統避暑技術均是當地主導氣候和居民生活習慣影響下的產物,由于地理環境、氣候條件不盡相同,各自積累了豐富的避暑經驗。兩者在庭園通風系統上具有相似之處,在庭園尺度、水體降溫模式、植物配置以及地形設計上呈現出差異性,見表3。

表3 中國江南傳統庭園與西班牙伊斯蘭庭園避暑營造異同Table 3 Comparison on courtyards in the southern China and Islamic gardens in Spain
中國江南傳統庭園和西班牙伊斯蘭庭園中都存在多個庭園組合的模式,這種復合庭園的布局可以有效促進庭園間的氣流運動,形成良好的通風系統,從而達到避暑的效果。
復合庭園利用了庭園植被覆蓋率、下墊面材質等因素的差異,使得不同庭園的空氣溫度與密度存在差值,由此產生熱力梯度。當存在熱力梯度時,庭園間便產生從低溫庭園流向高溫庭園的氣流,通過合理組織通風口與風道,從而實現跨庭園通風。
中國江南傳統復合庭園間的漏窗、山體風道和西班牙伊斯蘭庭園內的多功能組合布局均體現了復合庭園模式對通風的促進作用。中國江南傳統庭園中常產生水陸風,漏窗、雙面廊為庭園間的氣流提供了穿行通道,山石間沿著盛行風方向設置的風道也能引導氣流。西班牙伊斯蘭庭園通常由若干個功能不同的院落組成,崇尚實用性的伊斯蘭人民將庭園分為滿足生活起居的硬質庭園和以游賞為主的花園庭園。這種布局策略不僅增加了庭園的高寬比減少太陽輻射,還利用了綠色庭院與非綠色庭院之間的溫度差異產生對流,經過自然冷卻的冷風從花園庭園流經建筑內部,抵達較為炎熱的生活庭園,體現了復合庭園的氣候調節作用。
4.2.1 庭園尺度與通透性 自然山水式的中國江南傳統庭園與起源于人工農業景觀的伊斯蘭庭園有著不同的造園理念,反映在避暑營造上的具體表現為庭園尺度與通透性的差異。中國江南傳統庭園喜愛大尺度山水骨架,內部溝通密切,而伊斯蘭庭園單個庭園面積小且相對獨立,庭院間通透程度受到嚴格控制。
中國江南傳統庭園常見大尺度山水園,即使是用地規模受限的城市山林也追求“可居可游”,接近自然狀態的“咫尺山林”既滿足了身體進入的游觀需要,又能模仿自然山水起到調節小氣候的效果。從庭園通透性看,山體可代替墻體起到圍合、分割的作用,打破了內部空間界限,相比密實的墻體更利于庭園通風。江南傳統民居常見的“三間兩廊”結構進一步加強了庭園的通透性,開敞的游廊利于通風對流,將山水空間的冷空氣傳導到庭園各處。
與模仿自然的中國江南傳統庭園不同,西班牙伊斯蘭庭園小而內向,側重于實用性。已知高寬比大的庭園接收到的太陽輻射更少,因此西班牙伊斯蘭庭園通常由高大的建筑圍合,庭園寬度受到嚴格控制,因而尺度較小。在通透性上,墻體開窗受到嚴格控制,這種內向封閉的結構能夠有效減少太陽輻射面積、減少庭園與外界的熱交換(圖3A)。為了彌補通風不足,西班牙伊斯蘭建筑常設有通風系統溝通建筑與庭園空間,同時成為庭園間溝通的媒介,比如嬰兒塔。
4.2.2 水體降溫模式 氣候背景差異令中西傳統庭園形成了不同的理水方式。中國江南夏季潮濕的空氣導致水體蒸發有限,庭園更傾向于利用植物山水遮蔽水體保持低溫,通過輻射傳導降低氣溫;而在干旱的西班牙地區,利用水體蒸發是首要的增濕降溫方式。
中國江南傳統庭園的理水追求“摹寫自然”,以引自然水源入園為佳,鑿池筑山,在上種植高大喬木,形成“山樹為蓋,巖石為屏”[37]的景觀。連通地下水的水體溫度較低,通過傳導和輻射為水體上方的空氣降溫,形成水陸風,令水邊亭閣取得“水殿風來,溽暑頓消”[38]的避暑效果(圖3B)。“藏”是中國理水另一特點,“水欲遠,盡出之則不遠”[39]“會心處不必在遠,翳然林木”[40],中國江南庭園以山石林木甚至建筑將水藏之,謀求水遠不盡[41]。林木山石的遮蔽使水體保持在較低的溫度,適應了中國濕熱的夏季。
西班牙地區氣候干燥,庭園中的水具有農業灌溉、藝術景觀和調節小氣候三層含義。為了方便灌溉和減少運輸過程中不必要的蒸發,低于地面的溝渠和噴泉構成了伊斯蘭庭園最主要的水景,噴泉水流與地面碰擊,水霧進入到空氣中,涼爽的水汽緩解了沙漠庭園的干燥。靜池是伊斯蘭庭園另一常見水景,不僅作為儲水池提供生活用水,水面吸收外界熱輻射加速蒸發,濕潤周圍的空氣,起到降溫增濕的效果,例如桃金娘庭園(Patio de los arrayanes)中的大水池。
4.2.3 植物配置 中國江南傳統庭園和西班牙伊斯蘭庭園在植物種類和種植方式上呈現出較大的差異。受到農業文化的影響,西班牙伊斯蘭庭園中常見規則式排列的花卉果樹;而中國江南傳統庭園中更多是自然式的種植方式,植物呈現多層次的復合結構,常與地形結合達到避暑效果。
《園冶》中寫道:“梧陰匝地,槐蔭當庭,插柳沿堤,栽梅繞屋”[42],中國江南傳統庭園中常將槐Sophora japonica、梧桐Firmiana platanifolia等綠蔭樹種與木犀Osmanthus fragrans(俗名桂花)、女貞Ligustrum lucidum等組成自然式的喬灌草結構,與地形結合,可顯著改善庭園熱舒適度。陳堅[43]對蘇州傳統私家園林中的植物進行了統計測量,發現拙政園、獅子林等庭園的林蔭率均高達50%以上,且植物搭配富有層次。例如拙政園中枇杷園的植物配置,園內以種植枇杷Eriobotrya japonica為主,高層大喬木樸樹Celtis sinensis提供了良好的遮陰,下層與建筑高度接近的枇杷進一步遮擋住傍晚的西曬(圖3C)。

圖3 庭園避暑特征示意圖Figure 3 Schematic diagram of summer resort of courtyards
摩爾人在西班牙伊斯蘭庭園中引種了棕櫚、柑橘、橄欖等兼顧實用性與觀賞性的植物,還創造了一系列集水、用水與灌溉設施。灌溉系統對植物種植方式的影響非常深遠,盆栽中的花朵與潺潺的流水配合,不僅能夠起到裝飾效果還能濕潤空氣,池水旁的棕櫚和柑橘樹則是形成了清涼的林下空間[44](圖4A)。受到平直水渠的限制,庭園內植物排列整齊,種類相對單一,例如桃金娘庭園,因園內整齊單一的桃金娘Rhodomyrtus tomentosa而得名(圖4B)。

圖4 西班牙傳統宅園中的植物配置[46]Figure 4 Plant distribution in a traditional Spanish courtyard
4.2.4 地形設計 地處平原的中國江南傳統庭園通過堆山疊石模仿自然山體狀態,利用地形對太陽輻射、風的影響營造避暑條件;高原地區的西班牙庭園卻傾向在山坡上開辟出一層層平地,營造錯落的臺地園群,利用庭園間高差運輸水體,或建造跌水景觀達到避暑的效果。
中國江南地區處在30°N左右,南向的坡面接收到的太陽輻射總量最多,北坡最少,其他坡向介于兩者之間,太陽輻射量的差異導致不同坡面的表面溫度不同,在背陰面建造休憩建筑可以獲得舒適的避暑環境[45]。中國江南傳統庭園中常利用地形實現對風的引導利用,當氣流遇到山體時,從山頂或是兩側繞過,風速增加,例如留園內位于山頂的可亭,風速大于園內其他建筑點。康蒙召[29]通過考察蘇州傳統私家園林,發現在西北處堆山是約定俗成的原則,夏季山體上的建筑可以接收東南風,而冬季則可以阻擋來自西北的寒風。
西班牙伊斯蘭庭園通常建造在山坡上,將斜坡處理成一系列階級式臺地,在臺地上圍合高墻,形成一個個相鄰的小庭園,例如位于阿爾罕布拉宮西面的避暑宮苑格內拉里弗花園(Generalife palace),花園由7個不同高度的臺地園構成,小巧的庭園內種植大量植物形成良好的遮陰。格內拉里弗與阿爾罕布拉宮之間修建了水渠,利用高差形成跌水景觀,水花四濺。
中國江南和西班牙的氣候存在相似之處,但在夏季降雨量和太陽輻射等方面存在一定差異,導致兩地庭園的避暑營造技術不盡相同:①在庭園尺度與通透性上,中國江南傳統庭園采取大尺度的山水庭園仿造自然避暑效果,西班牙伊斯蘭庭園則通過控制庭園尺度以減少太陽輻射;②在水體降溫模式上,中國江南傳統庭園水體蒸發有限,主要通過輻射傳導降溫,而西班牙伊斯蘭庭園中水體蒸發是主要降溫手段;③在植物配置上,中國江南傳統庭園植物結構層次豐富,喬灌草搭配形成良好的小氣候環境,而西班牙伊斯蘭庭園內植物種類較單一,規則式排列的植物與水渠結合以遮陰增濕;④在地形設計上,中國江南傳統庭園通過堆山疊石增加遮陰以及導風,西班牙伊斯蘭庭園則多為臺地園,單個庭園內地形變化較小,利用庭院間的高差制造水景增濕降溫。
基于地域氣候差異對中國江南傳統園林和西班牙伊斯蘭庭園避暑營造進行對比和分析,有助于我們更好地理解傳統庭園避暑營建文化,進一步認識中西傳統庭園的差異。當代庭園在氣候適應性設計上應傳承與發展歷史智慧,因地制宜,根據所處氣候環境特點,選擇合理的避暑營造方法。