有機建筑理念下住宅室內(nèi)環(huán)境被動式設(shè)計實踐

王建偉，吳麗楠

（1.華南理工大學建筑設(shè)計研究院有限公司，廣東 廣州 510000；2.廣東財經(jīng)大學藝術(shù)與設(shè)計學院，廣東 廣州 510000）

1 有機建筑理念與被動式設(shè)計

勞埃德·賴特在1932年出版的《一部自傳》中，提出了“有機建筑”5大原則。

（1）簡潔應(yīng)為藝術(shù)性的檢驗標準。書中提到“有機簡潔，創(chuàng)造了和諧的自然界中每一個重要角色，讓每一種生命都具有自己獨特的美”[1]。

（2）建筑設(shè)計應(yīng)具有適應(yīng)性。“適應(yīng)性始終是我創(chuàng)作實踐遵循的原則，它幫助我靠近被稱作建筑的崇高目標”[1]。

（3）建筑應(yīng)表達材料天性。“我所設(shè)計的建筑不僅應(yīng)當貼合材料天性，并且要讓建造它的機器淋漓盡致地施展各自才華”[1]。

（4）建筑應(yīng)重視精神的完整統(tǒng)一性。“機體內(nèi)部的協(xié)調(diào)是生長的首要原則，任何事物只有作為整體的一部分，自然地順應(yīng)整體生長的方向，它才會有價值”[1]。

（5）建筑設(shè)計風格應(yīng)是多種多樣。在20世紀現(xiàn)代主義潮流中，賴特所追求“活的”空間建筑理想，不僅是“土生土長”的氛圍概念，更是介于抽象和具體、局部和統(tǒng)一的一種復雜形態(tài)。最典型有賴特的流水別墅、古根漢姆博物館、草原住宅等。除了室外周圍的自然環(huán)境得以與建筑有機融合外，還注重居住空間。

在賴特作品中，最能反映被動式設(shè)計理念的是1948年建成的“考布斯”住宅[2]。在整個設(shè)計過程中，賴特將有機被動式理念貫徹始終，例如建筑的通風采光、材料、造價等方面都進行了細致考量，為舒適的室內(nèi)外居住空間創(chuàng)造可能，包括與周圍環(huán)境景色、最佳光照、自然地形等達成統(tǒng)一整體。他的思想和作品，準確指出現(xiàn)代主義及后現(xiàn)代主義的“無機”“無概念”特征，他能夠像功能主義人物般去思考空間的表現(xiàn)力問題，去發(fā)現(xiàn)和捕捉自然生命形態(tài)背后的建筑構(gòu)成因素，使得在現(xiàn)代主義甚至到后現(xiàn)代主義潮流中奠定了賴特的歷史地位。

2 有機建筑理念在現(xiàn)代住宅建筑中面臨的問題

基于賴特“有機建筑”五大原則在現(xiàn)代主義住宅建筑中應(yīng)得到完善及發(fā)展，面臨問題重點表現(xiàn)在3個方面。

首先是建筑與地域性氣候的協(xié)調(diào)問題，需遵循“建筑的適應(yīng)性”原則。例如在建筑空間方面，需根據(jù)當?shù)氐臍夂蛱攸c將室內(nèi)外環(huán)境條件進行融合，保證整體自然環(huán)境的和諧與美感。例如防雨防潮方面，分析地區(qū)全年的降水曲線形態(tài)，對建筑屋頂進行防雨的坡度坡長、造型等改造設(shè)計[3]，還有通風散熱方面、日照防輻射方面等。在既有建筑改造中要貫徹有機建筑理念，使建筑形式、功能與理念結(jié)合得有理有據(jù)。

其次是建筑的綠建技術(shù)與材料問題，應(yīng)遵循“建筑應(yīng)表達材料的天性”原則。太過于依賴技術(shù)，會忽視建筑自身在綠色可持續(xù)效應(yīng)中發(fā)揮的作用。例如在空間設(shè)計上，適宜角度和開窗的面積、日影光線的自然散射，都能讓既有建筑充分發(fā)揮自身優(yōu)勢，達到主動式與被動式設(shè)計相結(jié)合，建筑的使用周期才能得以健康發(fā)展；還有材料選擇方面盡量選擇具有綠色循環(huán)特點等。

最后是人本觀念的體現(xiàn)問題，這在“建筑應(yīng)重視精神的完整統(tǒng)一性”原則上得到進一步優(yōu)化。如今建筑與人居環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展問題是每位設(shè)計師義不容辭的責任。在《可持續(xù)室內(nèi)環(huán)境設(shè)計理論》中，作者周浩明認為本著“以自然為本”的思想來重塑室內(nèi)環(huán)境的人本觀念[4]；同時，布萊恩·愛德華茲的《綠色建筑》也提到要如何以生態(tài)倫理的觀點把控技術(shù)，以及建筑空間對本土傳統(tǒng)的保護所能負擔的社會責任等[5]。相關(guān)研究或多或少在提倡對建筑技術(shù)的重視外，還須多關(guān)注建筑空間對人的身心需求。

3 既有住宅的被動式改造應(yīng)用

3.1 現(xiàn)狀分析

項目為廣州某小區(qū)的二層別墅，現(xiàn)狀如圖1所示。通過實地考察測繪，發(fā)現(xiàn)問題：首先南北面開窗設(shè)計不合理，側(cè)重建筑的東北區(qū)域，導致整體室內(nèi)通風較差。利用風環(huán)境模擬軟件PHOENICS進行風區(qū)域、空氣干濕度測試。圖2、圖3為PHOENICS軟件測試后建筑通風情況（數(shù)值越低通風越差），得出建筑的室內(nèi)靜風區(qū)占比面積較大，建筑的整體通風性能差，且建筑一二層開窗面積小且少，無法很好達到適宜的通風效果；其次建筑西面處于西照區(qū)域，一二層窗戶隔熱效果較差，并未做好遮陽隔熱措施；還有建筑綠化方面，庭院區(qū)域采用大面積硬質(zhì)鋪裝，未有景觀裝飾，導視室外區(qū)域視野景色單調(diào)且使用率低。通過以上問題分析，將基于賴特的有機建筑理念進一步探索具體改造策略。

圖1 住宅現(xiàn)狀分析

圖2 冬季建筑一層

圖3 夏季建筑一層

3.2 有機的被動式設(shè)計策略

3.2.1 通風采光實現(xiàn)低能耗

建筑方位為坐西向東，根據(jù)廣州氣候環(huán)境特點，表現(xiàn)在海洋性氣候明顯，濕潤多雨、溫差小降水多，再加上夏季長，日照長且多。在通風環(huán)境改造中可運用嶺南建筑通風規(guī)律的“風壓通風原理”為主，“熱壓通風”為輔的改造[3]。因熱壓通風是由于室內(nèi)外穩(wěn)定的溫度差和固定的通風口高度差組成，相對較穩(wěn)定和持續(xù)；而“風壓通風”是室內(nèi)外時強時弱以及風力多變的情況下，才會產(chǎn)生比較短暫風，從而達到通風效果。

針對建筑室內(nèi)，首先可將二樓西面區(qū)，對窗戶進行錯位開口設(shè)計，以及不同向窗戶的遠距離布置，形成房間內(nèi)的流通轉(zhuǎn)角風，促進室內(nèi)的空氣流通；接著對開設(shè)窗戶進行面積位置的合理控制。例如中間戶型的通風窗應(yīng)不小于0.4m×1.2m，且設(shè)置開啟面積可調(diào)節(jié)模式[6]，使用者可根據(jù)不同季節(jié)或自然風力大小自主調(diào)整開啟面積以獲得合理的室內(nèi)自然通風效果，且室內(nèi)窗戶的開口應(yīng)距離地面高度0.9m，形成良好的自然通風效果[6]。

另外是采光問題，據(jù)調(diào)研發(fā)現(xiàn)建筑朝向東面的正門口，周圍有濃密大喬木遮擋部分室內(nèi)光線，可采用天窗開設(shè)角度，順應(yīng)屋頂坡度以及全天太陽的角度走向進行調(diào)整，住宅通風采光改造如圖4所示。

圖4 住宅通風采光、生態(tài)景觀改造

3.2.2 綠建材料的合理選用

根據(jù)建筑現(xiàn)狀分析，不同門窗位置及方位特點進行材料的選用及改造，主要有：首先靠西面室內(nèi)區(qū)域需注意隔熱，二層西面門窗采用中空環(huán)保的Low-e玻璃。Low-e玻璃是由雙層玻璃組成，窗框利用斷橋進行設(shè)計，通過玻璃表面鍍銀等金屬物質(zhì)而成，具有環(huán)保節(jié)能、美觀舒適的性能，具有很好的隔熱作用；接著是二層室內(nèi)光線較昏暗區(qū)域，采用棱鏡百葉窗[7]，通常安裝在窗戶中上部，防止眩光，還可通過一天中太陽光角度的變化進行調(diào)整，巧妙的將室外的自然光線引進室內(nèi)；除此之外，在建筑屋面可開設(shè)天窗，除了能將室外自然光充分引進室內(nèi)，還能使用鋁合金天窗配帶鏈式電動開窗器組合而成，不僅采光好、隔熱保溫且智能便捷；再進一步對建筑一層的門窗進行改造。面向西面的客廳區(qū)域，屋檐處設(shè)置具有伸縮性的遮陽棚，采用防火不燃纖維制造而成的新型遮陽面料，阻擋紫外線輻射，不但降低室內(nèi)溫度，減少空調(diào)負荷，還能節(jié)能，符合可持續(xù)發(fā)展要求。合理選用綠色建筑材料需嚴格按照現(xiàn)有建筑的實際情況，才能為建筑環(huán)境注入“有機”的靈魂特點，如圖5所示。

圖5 綠建材料的分布使用

3.2.3 綠植降溫與植物療愈

剖析賴特有機建筑理念的基礎(chǔ)上，將景觀元素引入室內(nèi)，讓室內(nèi)外環(huán)境達成一個自然統(tǒng)一的生長過程。在住宅空間不應(yīng)只局限在平面表現(xiàn)，而應(yīng)涵蓋由住宅平立面、宅院環(huán)境、室內(nèi)通風和藍天構(gòu)筑的頂面及身前身后之間視線所聚集的一個豐富整體的立體空間。將既有建筑的庭院營造成具有“療愈”功能的居住環(huán)境，讓綠植自然地引進室內(nèi)，真正做到與自然進行心靈互動。

針對現(xiàn)代城市人群需求，療愈手法包括以下空間場景：①沉浸式療愈的中庭空間。將庭外植物種于室內(nèi)，選用耐遮陰的觀賞綠植，與居住空間氛圍進行搭配。隨后將建筑客廳區(qū)域設(shè)為中空形態(tài)，騰出一定面積種植植物，例如雞蛋花、小葉欖仁等適宜嶺南天氣的植物種植，營造中庭花園氛圍，療愈作用也被進一步體現(xiàn)。②開放式交流的客廳空間。在一樓西面區(qū)域設(shè)置互動式的公共客廳，不僅人與人進行互動，在客廳的特定區(qū)域也能讓人與植物進行互動。特定區(qū)域?qū)⒏脑斐缮鷳B(tài)洼地，起到植物蒸騰及雨水收集等功能，對室內(nèi)空間起到降溫及水循環(huán)再利用的效果。③花園療愈空間，采用園藝療法中的“多感體驗”。根據(jù)場地尺寸選擇不同色彩的觀葉觀花植物進行搭配后種植后院，喬木選用包括小葉欖仁、白蘭及黃花風鈴木；灌木選用主要有七里香（花期為4—10月）、繡球花（花期為6—8月）、彩葉草以及紅花檵木等觀葉植物；花卉植物選用包括有龍船花（花期為3—12月）、月季花（四季開花）、沿階草、孔雀草（花期為7—9月）、勒杜鵑（花期為11月—次年6月）、三色堇（四季開花）、睡蓮以及麥冬等，這種形式的植物選配保證建筑庭院在四季都能欣賞到別樣的季節(jié)性景觀。

在感官感受方面，包括有嗅覺、聽覺、還有味覺，在庭院的種植互動區(qū)選種觀賞性食用植物，如番茄、茄科類植物等，也可讓使用者在種植互動區(qū)進行整地、搬運花木、澆水施肥等園藝活動。在通過欣賞、勞動過程，使用者獲得寧靜心境，打造沉浸式治愈體驗，如圖5所示。

4 結(jié)語

國內(nèi)在政策上提出生態(tài)文明建設(shè)目標，可持續(xù)發(fā)展理念被重視。本文研究運用了賴特的“有機建筑”理念對既有建筑進行被動式設(shè)計探索，充分考慮地域協(xié)調(diào)和生態(tài)環(huán)境的同時，還需兼顧自然氣候條件與人體舒適的基本需求。將更好地詮釋“有機建筑”理念在空間環(huán)境的應(yīng)用重要性。除此之外，不應(yīng)忽視室內(nèi)外生態(tài)綠化對人身心療愈的作用，有機健康的生活方式才能促進永續(xù)生命周期的宜人住宅環(huán)境建設(shè)。