基于傳統(tǒng)生態(tài)技術(shù)的教育農(nóng)園設(shè)計(jì)思考

馬錫棟

摘 要：本文闡述了“臺(tái)達(dá)杯”竟賽作品基于地區(qū)生態(tài)技術(shù)的設(shè)計(jì)思考。在結(jié)合教育農(nóng)園的建設(shè)需求的基礎(chǔ)上，本方案巧妙運(yùn)用浙江民居特有的架空“干闌式”、“天井”、“竹木夯土”等地區(qū)生態(tài)技術(shù)設(shè)計(jì)原理，與現(xiàn)代節(jié)能技術(shù)結(jié)合，同時(shí)融入人性化的體驗(yàn)空間設(shè)計(jì)。創(chuàng)造出適合家庭出游的綠色、可持續(xù)的生態(tài)教育農(nóng)園。傳承、創(chuàng)新地區(qū)生態(tài)技術(shù)的同時(shí)實(shí)現(xiàn)鄉(xiāng)村旅游的可持續(xù)化。

關(guān)鍵詞：地區(qū)生態(tài)技術(shù) 體驗(yàn)空間 傳承 創(chuàng)新

2019年“臺(tái)達(dá)杯”國(guó)際太陽(yáng)能建筑設(shè)計(jì)競(jìng)賽以“陽(yáng)光·文化之旅”為主題，提出了如何讓通過(guò)研學(xué)基地等載體提升鄉(xiāng)村附加值的問(wèn)題，旨在將被動(dòng)式技術(shù)與鄉(xiāng)村建筑結(jié)合起來(lái)，使文化之旅更具可持續(xù)性。本方案選擇的是鳳溪地塊，位于浙江省桐廬縣鳳川街道的鳳溪玫瑰教育研學(xué)基地。據(jù)調(diào)研，場(chǎng)地位于小河谷平原，中心有一水渠，將場(chǎng)地分為南北兩片。北面為農(nóng)耕用地，常年被水浸沒(méi)，土質(zhì)松軟潮濕;南面雜草叢生，土堆遍布，交通紊亂。

一、地區(qū)生態(tài)技術(shù)分析

1.氣候分析

桐廬屬于亞熱帶季風(fēng)氣候，一年四季光、溫、水基本同步增減。年平均氣溫約16℃，年平均降水量約為1552mm，6月為梅雨期，降水集中。夏季較為炎熱，盛行東南風(fēng)，冬季破壞性低溫較少，盛行北風(fēng)，仍需采暖措施。本方案在教育農(nóng)園的建筑設(shè)計(jì)中需要解決防潮、排水、保溫隔熱等問(wèn)題。

2.地區(qū)生態(tài)技術(shù)

經(jīng)過(guò)對(duì)場(chǎng)地周圍村落的實(shí)地調(diào)研，發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)的浙江民居已能夠適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂颍ㄟ^(guò)架空“干闌式”、“天井”、“竹木夯土”等技術(shù)，良好地解決了建筑防潮、通風(fēng)等問(wèn)題。

（1）架空“干闌式”

當(dāng)?shù)鼐用窠ㄖ季志o密，以聯(lián)排為主，傍山而建，有效解決了夏日遮陽(yáng)問(wèn)題;其次，為解決建筑防潮的問(wèn)題，當(dāng)?shù)鼐用癫捎眉芸铡案申@式”處理？譹？訛，將建筑整體架高1m左右，架空空間不僅解決了防潮問(wèn)題，還可用于儲(chǔ)藏。

（2）天井

天井作為當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)民居的基本元素，使建筑內(nèi)部的物理環(huán)境得到了良好的改善？譺？訛。其較遠(yuǎn)的出檐，起到了良好的排水、遮陽(yáng)作用。由于天井內(nèi)空氣受陽(yáng)光直射溫度高，而內(nèi)側(cè)四周及地面由于接近地表，溫度低，天井上下形成溫差，使空氣流動(dòng)，形成熱壓通風(fēng)。

（3）竹木夯土

當(dāng)?shù)鼐用裆糜趯⒅褡优c溪石共同使用。溪石為建筑底部承重結(jié)構(gòu)，竹排與夯土粘結(jié)形成墻體，這樣的建造方式，生態(tài)環(huán)保，且夯土墻本身還具有良好的濕度調(diào)節(jié)功能，其平衡濕容量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于實(shí)心磚與空心磚，使建筑室內(nèi)冬暖夏涼，同時(shí)借助竹子良好的韌性達(dá)到抗震的效果。

3.設(shè)計(jì)構(gòu)思來(lái)源

當(dāng)?shù)孛窬硬捎靡陨仙鷳B(tài)技術(shù)，有效解決了夏季濕熱的惡劣環(huán)境，低成本高效益的生態(tài)技術(shù)改善原本的生活環(huán)境，實(shí)現(xiàn)建筑的低能耗。方案的設(shè)計(jì)構(gòu)思正是來(lái)源于這些生態(tài)技術(shù)理念，將現(xiàn)代被動(dòng)式技術(shù)與地區(qū)生態(tài)技術(shù)結(jié)合，在完成建筑空間設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，傳承優(yōu)秀的地區(qū)生態(tài)技術(shù)。

二、被動(dòng)式生態(tài)技術(shù)設(shè)計(jì)構(gòu)思

通過(guò)架空建筑、廊橋的方式，保留原有農(nóng)田，避免土地硬化，延續(xù)以人工耕種為主題的產(chǎn)業(yè)形式，并采用建筑掩藏于自然的傳統(tǒng)布局。建筑風(fēng)格上，沿用江浙一帶傳統(tǒng)民居特征。在巧妙結(jié)合地區(qū)生態(tài)技術(shù)、融合現(xiàn)代被動(dòng)式節(jié)能技術(shù)的同時(shí)，通過(guò)積極經(jīng)營(yíng)農(nóng)田景觀資源、營(yíng)造人性化體驗(yàn)空間，強(qiáng)調(diào)并創(chuàng)造以自然共生為主題的生態(tài)教育農(nóng)園（如圖1）。

1.地區(qū)生態(tài)技術(shù)的傳承與創(chuàng)新

在設(shè)計(jì)中，積極結(jié)合架空“干闌式”、“天井”、“竹木夯土”等傳統(tǒng)地區(qū)生態(tài)技術(shù)原理，融入現(xiàn)代節(jié)能技術(shù)，在有效解決建筑通風(fēng)、遮陽(yáng)、保溫隔熱等問(wèn)題的基礎(chǔ)上，營(yíng)造豐富有趣的空間體驗(yàn)。

（1）架空風(fēng)道——“干闌式”的延續(xù)

因場(chǎng)地土壤常年被水浸沒(méi)而潮濕松軟，若直接建造，將破壞原有土壤結(jié)構(gòu)與生態(tài)系統(tǒng)，并帶來(lái)房屋潮濕問(wèn)題。在設(shè)計(jì)中，巧妙地與傳統(tǒng)地架空“干闌式”地區(qū)生態(tài)技術(shù)結(jié)合，將建筑架高2m至4m不等，避免土地硬化，保留原有耕地，用于農(nóng)作物種植，并解決建筑防潮問(wèn)題。此外在架空層的相應(yīng)位置設(shè)計(jì)擋風(fēng)墻，結(jié)合文丘里效應(yīng)，形成自然風(fēng)道，東偏南朝向使夏季主導(dǎo)風(fēng)較容易進(jìn)入風(fēng)道，形成順應(yīng)風(fēng)道方向的穿堂風(fēng)，在冬季，擋風(fēng)墻阻擋北風(fēng)進(jìn)入風(fēng)道，實(shí)現(xiàn)夏季導(dǎo)風(fēng)、冬季擋風(fēng)的效果（如圖2）。

在滿足建筑生態(tài)節(jié)能的基礎(chǔ)上，結(jié)合使用對(duì)象進(jìn)行人性化的空間設(shè)計(jì)，通過(guò)人群的參與行為形成閉環(huán)效應(yīng)，在學(xué)習(xí)自然的同時(shí)培養(yǎng)家庭關(guān)系。利用架空空間，梳理農(nóng)田格局，四季農(nóng)作物的變化，從視覺(jué)、嗅覺(jué)、味覺(jué)上都有不同的感受，不同植物的相互搭配，能夠形成時(shí)間維度上的連續(xù)景觀。通過(guò)線性的交通空間將各個(gè)種植田串聯(lián)起來(lái)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)田、景觀一體化，在空間節(jié)點(diǎn)上設(shè)計(jì)觀景平臺(tái)，塑造人群駐留視點(diǎn)。保留的農(nóng)田不僅成為孩童了解自然的課堂，同時(shí)也是長(zhǎng)輩乘涼閑談的場(chǎng)所，以此實(shí)現(xiàn)家庭內(nèi)部交流與感情升華，形成閉環(huán)效應(yīng)。

（2）建筑遮陽(yáng)——“天井”的創(chuàng)新

在方案中，沿用并創(chuàng)新了“天井”技術(shù)中“出檐長(zhǎng)”的設(shè)計(jì)。結(jié)合當(dāng)?shù)靥?yáng)高度角，巧妙地設(shè)計(jì)建筑物檐口坡度與出檐長(zhǎng)度。在夏季，太陽(yáng)高度角達(dá)到最大，屋檐的出挑恰能夠阻擋直射陽(yáng)光進(jìn)入室內(nèi)，減少熱輻射;而在冬季，太陽(yáng)高度角減小，屋檐坡度又能夠?qū)⒅鄙潢?yáng)光引入室內(nèi)，增強(qiáng)房間亮度與溫度。

（3）保溫隔熱——“竹木夯土”的改良

當(dāng)?shù)叵募狙谉幔枳龊酶魺岽胧倦m無(wú)破壞性低溫，但仍需保暖，在設(shè)計(jì)中，對(duì)當(dāng)?shù)亍爸衲竞煌痢钡纳敛牧线M(jìn)行重新利用。采用現(xiàn)代的鐵電錘夯錘技術(shù)突破傳統(tǒng)夯土技術(shù)局限性，填壓出密實(shí)度更高的夯土墻，并且在填壓過(guò)程中，加入不同顏色的土壤、磚塊、植物，增強(qiáng)墻體的紋理效果，在提高墻體耐久度、力學(xué)性能的同時(shí)，也增強(qiáng)美觀效果。

2.現(xiàn)代節(jié)能技術(shù)的融入

（1）特朗勃原理的應(yīng)用

在建筑設(shè)計(jì)中，結(jié)合特朗勃原理（如圖3），實(shí)現(xiàn)建筑內(nèi)夏季降溫、冬季保暖效果。在距離玻璃窗1m處設(shè)計(jì)一排穿孔板，形成一個(gè)夾空層。在夏季白天，夾空層兼做絕熱層，反射太陽(yáng)輻射，阻隔熱量進(jìn)入室內(nèi)，但在夜晚，需要同時(shí)打開(kāi)窗戶與墻體底部風(fēng)口，將室內(nèi)熱量不斷向室外排放，以此實(shí)現(xiàn)降溫效果;在冬季白天，太陽(yáng)直接輻射加熱穿孔板與墻體間的夾空層，加熱后的空氣通過(guò)墻體底部風(fēng)口進(jìn)入室內(nèi)，實(shí)現(xiàn)供暖效果。

（2）太陽(yáng)能的利用

本方案選擇太陽(yáng)能集熱板與光伏電板兩種太陽(yáng)能板，前者主要用于各個(gè)房間熱水器加熱，后者將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，用于燈具的照明與機(jī)械灌溉。經(jīng)過(guò)模擬，將太陽(yáng)能板的安放角度定為15°左右，實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能的利用率最大化。

結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)代鄉(xiāng)村建設(shè)常常以短期盈利為目標(biāo)，而忽視建筑物本身的可持續(xù)性。“干闌式”、“天井”、“竹木夯土”等傳統(tǒng)地區(qū)生態(tài)技術(shù)，已經(jīng)融入當(dāng)?shù)孛窬咏ㄔO(shè)中，并有效降低了建筑能耗。競(jìng)賽作品（如圖4）將浙江傳統(tǒng)生態(tài)技術(shù)與現(xiàn)代被動(dòng)式節(jié)能技術(shù)結(jié)合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)建筑可持續(xù)化。在時(shí)代發(fā)展過(guò)程中，更需要關(guān)注本土優(yōu)秀的生態(tài)技術(shù)，并將其傳承、創(chuàng)新，使其在新時(shí)代繼續(xù)發(fā)揮作用。

注釋：

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