淺析綠色鄉土建筑設計策略

文／王兆南 昆明理工大學建筑與城市規劃學院 碩士研究生

翟 輝 昆明理工大學建筑與城市規劃學院 院 長 教 授（通訊作者）

引言

隨著我國城市化進程的飽和，廣大農村地區存有的環境惡劣、地域文化消亡等問題逐漸暴露。為改善以上窘境，近年來，越來越多的設計師將目光集中到了農村地區的鄉土建筑之上，并將綠色建筑技術用于鄉土建筑改造與設計，這種將綠色建筑與鄉土建筑進行結合的產物即可被稱為綠色鄉土建筑。

1 綠色建筑與鄉土建筑結合的可能性

綠色建筑作為能最大限度節約利用資源、優化消除建筑自身污染、為使用者提供健康與舒適空間的建筑類型，具有滿足節能環保要求、蘊含可持續發展潛能、適宜生態化經濟發展的特點。鄉土建筑作為在鄉土環境中由民間自發設計并建造的產物，具有本土化、非專業化、自發性、傳統性、反映民族或地域文化的特點[1]。根據這兩類建筑在定義與特征上的共性，二者存在相互關聯與結合的可能性，這種可能性體現在以下三個方面。第一，在生態性方面，根據麥克哈格①對建筑本源是與自然環境融合共生的主張，鄉土建筑自其誕生以來便自發地與周邊生態環境相互和諧共生，而立足解決城市化發展對自然生態破壞問題的綠色建筑同樣呼吁與周邊環境構成平衡，因此二者具有共同的設計本源。第二，在可持續性方面，布萊恩·愛德華茲②在《可持續建筑》中闡述道：“人類實現可持續發展應遵循的一個最重要的原則，便是向過去學習、重視和理解鄉土建筑的結構和風格，使用當地采購的材料，當地供應的能源和當地的傳統工藝?！盵2]這說明鄉土建筑本身就是建筑可持續發展的源泉，這為提倡可持續性發展理念的綠色建筑提供了真正意義上的參考價值。第三，在鄉土建筑發展方面，目前我國鄉土建筑面臨著完全否定傳統與排斥鄉土更新兩個極端的發展模式，將綠色建筑科學的現代化技術引入鄉土建筑，同時不破壞其內在的地域特色與文化價值的做法無疑為鄉土建筑發展帶來了新的出路。綜上三點，說明將綠色建筑與鄉土建筑進行二次結合是適宜且合理的設計主張。

2 綠色鄉土建筑內涵與特征

綠色鄉土建筑是將現代技術與傳統鄉土建筑進行結合，同時保留有鄉土建筑地域內涵的建筑產物，其遵循以下原則：對建筑能耗統籌規劃利用，對自然資源進行合理配置，將環境負荷降低至最小，建筑應能長效適用且經濟[3]。著名設計師劉家琨曾主張以低造價和低技術手段在鄉土建筑經濟、實用、堅固及美觀的標準間尋找一個平衡點，由此摸索一條適用于經濟落后但文化底蘊深厚的國家或地區的建筑策略。這表明鄉土建筑的綠色改進應該以低造價、低技術、易普及為主，綠色鄉土建筑并非一定要像城市里的綠色建筑一樣借助高新科技手段對建筑進行設計，如果能將鄉土建筑本身的材料或工藝進行揚棄式繼承或創新，往往更利于塑造節約型、可持續型的綠色鄉土建筑環境。

3 綠色鄉土建筑設計策略

結合前文對綠色鄉土建筑內涵與特征的闡述，筆者將分別從作為有機統一整體的自然、建筑及人三個角度出發，結合實例對綠色鄉土建筑設計理論及策略進行提煉與分析。

3.1 綠色鄉土建筑應和周邊自然環境互利共生

處于天然生態環境下的綠色鄉土建筑設計的首要考慮目標是將建筑物與周邊自然氣候環境形成融洽且共生的相處關系。其中具體可體現在以下三個方面：

3.1.1 對不利氣候因素進行主動調控

傳統鄉土建筑不可避免地會面對如強日照時長、強降水等易對建筑造成不良影響的氣候條件因素，針對不利氣候及環境因素進行主動式的調控是綠色鄉土建筑設計的切入點之一。當綠色鄉土建筑處于日照時間過長或太陽輻射強烈的光環境中時，設計應考慮采用適宜的窗墻比、局部遮陽設計、具有太陽房調節機制的可調控式百葉幕墻或屋頂以此減少室內熱輻射，實現太陽能利用平衡。當綠色鄉土建筑處于受風環境因素主導的氣候條件中時，可采取開口式屋頂、中庭、天井設計形成穿堂風或對流效應的被動式設計結合以修建護林、擋墻或對建筑墻體及洞口進行密實性處理的主動式設計，以此為建筑創造使室內舒適的風環境效應。處于降雨量豐富環境中的綠色鄉土建筑需要進行適宜的防水、排水處理，可將不具備防水性的天然屋頂材料進行替換，或結合原有屋頂形制進行排水設計以利于雨水的排出。當綠色鄉土建筑處于以上三種相互結合的復雜氣候環境中時，具有能源采集功能的新型組合式可動表皮構件以及結合數字化、預制化模塊的可動表皮建造方式具有很好的適應性。以富春俱舍走馬樓設計項目為例，設計師將傘型可收縮式的竹結構置于中庭，其骨架可根據氣候變化靈活開關，可同時分別應對日照、強風及降水多種氣候因素，以此實現綠色鄉土建筑在應對復雜不利氣候因素時的動態調節策略（圖1）。

圖1 可動態調節的傘型竹結構（圖片來源：參考文獻[4]）

3.1.2 將天然能源進行可持續循環利用

處于自然鄉土語境下的鄉土建筑擁有著風、光、水等得天獨厚的天然可再生能源，綠色鄉土建筑設計應將這些自然資源進行主動式的收集并將其運用于建筑自身的功能需求中，以此實現能源可持續循環機制。以處于具有豐富太陽能資源中的香格里拉地區綠色鄉土建筑設計為例，在實際設計中可考慮采用主動式與被動式相結合的太陽能集熱系統，配合現代屋頂材料或設施將太陽能進行收集、儲藏以適用于建筑自身炊事、采暖、淋浴等需求。目前該地區的綠色鄉土設計廣泛采用了溫度儀梯度適中、傳熱性能良好的太陽能低溫地板輻射采暖系統，其可常年使處于寒冷環境的藏式鄉土民居室內維持舒適的熱環境。類似的綠色鄉土建筑能源循環機制還包括利用天然風能進行發電，供給建筑自身照明，及將天然降雨進行引流與收集，后期經過濾消毒用以滿足建筑內生活用水與農業活動的灌溉需求。

3.1.3 實現資源環保與可回收性建造

我國大部分地區的傳統鄉土建筑過去常采用燒地毀田的形式獲取土燒磚，或采用伐木砍林的方式制作木柱木梁以用作建材進行鄉土建造，這使得建筑周邊的自然環境日益受損。針對以上問題，綠色鄉土建筑設計應減少對周邊自然環境的負荷，同時應選用具有回收利用效應的建材建造建筑，降低施工的能源損耗。以在云南綠色鄉土建筑中常采用的有限粘結預應力裝配鋼筋混凝土梁柱結構設計為例，該新型建造結構能夠在保證增強綠色鄉土建筑結構性能強度的基礎上，大大降低原有傳統鄉土建筑的鋼砂與木材使用消耗，同時采用該建造技術的主體建筑可原狀拆除回收，這使得其具有了一定的可持續性及重復利用性，在真正意義上促進了綠色鄉土建筑與周邊自然環境構建節能環保型的鄉土語境。

3.2 綠色鄉土建筑應對原建筑進行批判式繼承與提升

綠色鄉土建筑設計的次要側重點應是對原有鄉土建筑進行批判式的承繼，以提升其建筑在未來的使用價值，具體可體現在以下三個方面：

3.2.1 對原有傳統工藝的提煉與適用

“建筑不只是事件的地點，而且是事件的容器，時間由此被空間記錄”[4]。作為時間與事件容器的傳統鄉土建筑，其最為直觀保留的價值就是具有傳統地域特色的建筑工藝技法。綠色鄉土建筑設計應側重將原有傳統工藝進行辯證的提煉，使其得以重獲新生。以重慶溪土陶廠改造項目為例，設計師在對該鄉土建筑桁架結構的改造中放棄了木質屋面固有的榫卯連接方式，轉而吸納當地利用抓釘上下固定結構的工藝做法，將橫向的木梁用螺栓與夾板連接固定，使得施工操作簡便，且利于節省材料，最大限度地將傳統工藝與現代桁架結構進行了結合（圖2）。類似的做法在云南迪慶香格里拉縣鄉土民居改造設計中，設計師批判繼承了當地的箭竹工藝，設計了具有自重輕、保溫性好、隔音抗震特性優良的新型箭竹分割墻體，這使得箭竹工藝傳統得以通過新的方式延續。

圖2 屋架構件細節（圖片來源：參考文獻[6]）

3.2.2 對原有天然材料的替換與更新

鄉土建筑廣泛采用的天然材料作為建筑構件材料，因其材料特性逐漸難以適應和滿足現代生活需求，因此將其進行適宜的替換與更新是綠色鄉土建筑設計的一個重要切入點之一。根據材料的固有基本屬性和無法定量的感官屬性兩個層面，可按照承重材料的穩定性、圍護材料的環保性、現代材料與地域特色性的結合三個方面進行改進設計。以鄉土建筑中由天然黏土材料加工而成的生土材料為例，雖然其相較于黏土材料有著更好的熱工性且經濟實用，但其抗震性、耐久性較差，因此在綠色鄉土建筑設計中可在生土材料中加入骨料以加強其強度；同時加入石膏、水泥等混合料進行生土改性，可大大提高其抗剪性與防水性；最后加入一定鋼筋筋料，還能使夯土墻的保溫性、隔熱性能顯著提升。以魯甸地震后的光明村重建項目為例，設計師以當地的傳統夯土材料為基礎，改進并設計了與傳統夯土材料相比更具抗震性且簡單經濟的新型生土材料，形成了一套農宅抗震夯土技術，為其他以夯土材料主導的鄉土建筑設計提供了范式（圖3）。

圖3 新型生土材料建成的民居（圖片來源：參考文獻[7]）

3.2.3 對原有建筑結構的改進與提升

傳統鄉土建筑結構伴隨時間的推移會逐漸暴露出一定的缺陷，同時因缺乏一定專業性的設計，在其某些局部還往往存有不合理的搭接關系，這使得建筑存在有一定的安全隱患，因此針對傳統結構的改進或在其結構基礎上進行提升也是綠色鄉土建筑設計的側重點之一。以針對云南傣族民居而設計的小構件IMS 體系③為例，其屬于預應力裝配式框架結構體系，具有小跨度、小型化、易施工的結構特性，克服了傣族民居木質框架結構耐久性和穩定性較差的缺點[5]，整體性得以提高（圖4）。類似的還有在輕型木結構基礎上設計的輕型竹-木結構體系④，其內部是帶有隔板的圓管結構，配合石膏填充節點，具有相較于原始木材更好的剛度與承載力，同時也為以原木結構為主的鄉土建筑提供了新生[5]。

圖4 IMS 體系原理（圖片來源：參考文獻[5]）

3.3 綠色鄉土建筑應與受眾參與者形成良性互動

綠色鄉土建筑設計的最終目的應回歸到建筑的受眾群體，即建筑的建造者、使用者及維護者等，只有將人的主觀參與活動融入到綠色鄉土建筑中，綠色技術在鄉土環境中的運用才真正具有價值參考意義，其中具體可體現在以下兩個方面。

3.3.1 形成社區參與性建造與推廣

由非建筑師參與設計建造的鄉土建筑積累了一批非專業化的本土設計工匠，綠色鄉土建筑設計應邀請當地工匠與群眾共同參與到設計、建造、后期維護及監督的全過程中，讓綠色理念得以普及，綠色技術得以實現本土化，這會使本地社區居民自發的形成一種具有傳播效應的設計推廣策略，同時作為建筑受眾群體的居民會不斷地結合自身使用需求及當地鄉土地域文化對綠色理念及技術進行不斷的改進，這能夠真正促進綠色與鄉土的有機結合。

3.3.2 實現居民良性價值評定指標

鄉土建筑居民因缺乏一定的價值評定標準，往往難以真正接受由綠色理念及技術帶來的建筑革新，因此綠色鄉土建筑設計的另一側重點是要培養居民形成科學的、良性的綠色鄉土建筑設計價值理念觀。從自上而下的角度出發，政府及設計者應對綠色鄉土建筑的受眾者提供合理性的宣傳、展示及引導，對積極參與綠色設計建造的居民可提供一定的經濟性補助鼓勵，而居民自身也應通過對綠色建筑設計的親身參與及實踐提升對有利于自身建筑發展做法的甄別與運用能力，于內心樹立合理的綠色鄉土建筑價值評定標準。

結語

綜上，是筆者基于傳統鄉土建筑視野下以綠色技術出發的綠色鄉土建筑設計的理解與分析，綠色建筑本身所具有的特性與主張，為傳統鄉土建筑的再生提供了前瞻性和參考性的價值取向。不同的綠色鄉土建筑處于不同的環境中，針對其面對的不同自然氣候環境、不同地域鄉土建筑特色及不同需求的受眾群體的綠色設計一定要以創造適宜積極的鄉土環境為根本出發點，做到具體問題具體分析設計。希望綠色建筑鄉土建筑在未來的發展前景中能夠體現出科技與人文的有機結合，自然、建筑與人的有機統一，同時兼具可持續性、經濟性及長效使用性等特點，并能夠在廣大農村地區形成求同存異的綠色鄉土建筑設計范式。

注釋：

①英國規劃師、園林設計師，提出了以景觀規劃為核心的方法論為后工業時代的生態環境規劃作出了卓越貢獻。

②英國建筑師、規劃師，在其著作《可持續性建筑》中提出了建筑實現可持續發展所需的環境法規及生態性原則。

③柏文峰教授團隊針對傣族民居設計的由預應力張拉組合構成的裝配式框架。

④柏文峰教授團隊利用原筑桿取代木桿件設計的結構骨架。