威爾士替代技術(shù)研發(fā)中心可持續(xù)教育研究所

帕特·波若 / Pat Borer

1 項(xiàng)目概況

多年前，位于英國(guó)威爾士馬漢萊斯波伊斯郡（Machynlleth，Powys）的替代技術(shù)研發(fā)中心（Centre for Alternative Technology，CAT）就已經(jīng)意識(shí)到，目前的條件尚不具備滿足其未來(lái)在擴(kuò)充高等教育、大學(xué)學(xué)歷深造和行業(yè)培訓(xùn)課程等方面需要的設(shè)施和空間。

我們通過(guò)一個(gè)涉及到全體工作人員的“情景規(guī)劃”的開(kāi)放、民主的進(jìn)程，優(yōu)化了替代技術(shù)研發(fā)中心的建筑外輪廓。設(shè)計(jì)圍繞一系列庭院和露臺(tái)，所有主要房間的進(jìn)深都比較小，以便擁有良好的日照和通風(fēng)；每間房間均有景觀，作為聯(lián)結(jié)自然和外部空間、內(nèi)部庭院和遠(yuǎn)山的通道。

建筑的施工方法從CAT多年的生態(tài)建設(shè)經(jīng)驗(yàn)發(fā)展而來(lái)，但也歸功于飛速發(fā)展的“綠色”建筑領(lǐng)域的全新技術(shù)。由于預(yù)算有限，選擇一種“標(biāo)準(zhǔn)化”的施工方式尤為重要，這也是CAT展示理念的精髓。

與CAT的其他建筑一樣，威爾士可持續(xù)教育研究所（Wales Institute for Sustainable Education，WISE）的建筑設(shè)計(jì)也必須低碳環(huán)保，具有良好的保溫和氣密性；使用低蘊(yùn)能建筑材料；具備良好的自然采光以最大限度地減少電力照明；熱回收通風(fēng)系統(tǒng)；低能耗的近階開(kāi)關(guān)傳感器燈具；節(jié)水的衛(wèi)浴設(shè)施；當(dāng)然，還有可再生能源供應(yīng)系統(tǒng)，如太陽(yáng)能熱水、太陽(yáng)能光伏板以及來(lái)自于新的熱電聯(lián)供廠（Combined Heat And Power，CHP）的熱能。

主要建筑材料如下：

（1）地面層：橡木地板，膠合板，附加U型加熱管的硅酸鈣地?zé)岚?，珍珠巖保溫層。

（2）建筑外墻：集成木材框架，500mm厚麻石灰面層，石灰抹面，自然色（金黃色）外層。

（3）階梯教室墻面：素土夯土。

（4）一層其他內(nèi)部墻面：防火面磚。

（5）斜屋頂：優(yōu)勁（Ugine）公司生產(chǎn)的不銹鋼木桁架或工字木梁，350mm隔熱纖維板。

（6）平屋頂：在三元乙丙橡膠防水絕緣膜上（EPDM membrane）上采用了不同的面層處理方式。

（7）木工：普通歐洲紅木，階梯教室：白蠟?zāi)尽?/p>

工程于2000年啟動(dòng)，由于涉及與多個(gè)資助機(jī)構(gòu)的復(fù)雜談判，直至2006年6月才開(kāi)始正式施工。什魯斯伯里的弗蘭克·蓋勒斯（Frank Galliers of Shrewsbury）被選定為承包商，業(yè)主和設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)與其簽訂合作伙伴協(xié)議?；诖耍邪毯凸こ坦浪銕煟╭uantity surveyor，QS）之間協(xié)商的合同金額為350萬(wàn)英鎊。由于工程質(zhì)量以及工期拖延問(wèn)題，合同于2009年終止，蓋勒斯公司破產(chǎn)清算。工程由斯尼德公司（C. Sneade Ltd）接手并于2010年6月完工，工程效率很高且合作愉悅。此時(shí)建筑成本已上升至450萬(wàn)英鎊，但各方均認(rèn)為物有所值。

2 包容性設(shè)計(jì)

WISE的建筑設(shè)計(jì)試圖通過(guò)空間的組織充分挖掘和展示場(chǎng)地潛在的自然優(yōu)勢(shì)（圖1～3）。這就是為何在建筑中穿行時(shí)，步移景異，研發(fā)中心周邊變幻無(wú)窮的丘陵和森林景致可以盡收眼底；同樣，精心設(shè)計(jì)的采光、日照和不同角度的反射光，使人們能夠意識(shí)到時(shí)間的流逝和天氣的變化，也使每個(gè)空間都可以聆聽(tīng)自然界中風(fēng)的搖曳和水的流動(dòng)。

作為建筑體驗(yàn)的核心，我們希望人們可以享受其中的“流線組織”?？臻g流線的組織不僅應(yīng)清晰可辨，且明亮輕盈，僅需極少標(biāo)識(shí)就具備清晰的引導(dǎo)性。連接入口和大廳的樓梯盡可能簡(jiǎn)單明了，視線可直達(dá)陽(yáng)光普照的建筑上層。

樓層間由毗鄰樓梯間的電梯相連接，沒(méi)有令人混淆的其他路線。

建筑各層內(nèi)部均沒(méi)有高差，充分考慮了殘疾人輪椅直達(dá)每個(gè)空間的需求。另有兩個(gè)無(wú)障礙宿舍，以及一個(gè)可能在英國(guó)首次使用的內(nèi)部無(wú)水堆肥衛(wèi)生間。

無(wú)論建筑結(jié)構(gòu)還是飾面均不含有毒物質(zhì)，并強(qiáng)調(diào)透氣性以提供健康的室內(nèi)環(huán)境。

3 業(yè)主

項(xiàng)目經(jīng)理菲爾·霍頓（Phil Horton）和助理項(xiàng)目經(jīng)理丹尼·哈里斯（Danny Harris）是CAT在這個(gè)項(xiàng)目的代表方。

CAT采用一種靈活且民主的方式管理項(xiàng)目并匯編材料，即負(fù)責(zé)不同領(lǐng)域的相關(guān)團(tuán)隊(duì)定期會(huì)面，這是以協(xié)商方式合作的不同機(jī)構(gòu)的首選工作方式。參與團(tuán)隊(duì)的實(shí)時(shí)對(duì)話和有效溝通，不僅明確了工作提 要，也產(chǎn)生了初步的設(shè)計(jì)規(guī)劃草圖。

CAT追求清晰完整的環(huán)境議程，包括CAT申請(qǐng)的材料和工程排序議程，例如僅接受FSC（Forest Stewardship Council，森林管理委員會(huì)）認(rèn)證木材，即使是少數(shù)可以被證明來(lái)自可持續(xù)資源管理的PEFC（Programme for the Endorsement of Forest Certification，森林認(rèn)證認(rèn)可計(jì)劃）產(chǎn)品也不例外。

圖4 西南向透視

圖5 建筑軸側(cè)示意

菲爾和丹尼尊重建筑師所擔(dān)當(dāng)?shù)慕巧?，而非一味尋求個(gè)人喜好。CAT或我們隨時(shí)都可以修改設(shè)計(jì)或施工方案，一旦該方案通過(guò)討論并最終確定，他們總是建筑師的有力支持者。他們對(duì)工程的財(cái)政狀況密切關(guān)注并加以控制，同時(shí)提供詳盡的費(fèi)用明細(xì)。即使在異常艱難的時(shí)期，他們依然保持行為一致、勇氣可嘉，并對(duì)所有的項(xiàng)目參與者以誠(chéng)相待。WISE建筑對(duì)于規(guī)?；?jīng)營(yíng)的CAT而言變化巨大。對(duì)于小型慈善組織而言是鼓舞人心的項(xiàng)目，其成功完成也是對(duì)菲爾和丹尼在逆境中毅力的最好佐證。

4 建筑空間

建筑西南向透視（圖4）展示了圍繞一系列庭院和露臺(tái)的單向進(jìn)深房間。這種規(guī)劃確保了所有客房均具有良好的外部可達(dá)性，否則龐大的建筑體量很難被安置到緊張的用地和周邊現(xiàn)狀建筑的空隙中。確定成幾何角度平面的初衷，是將主要公共空間臨近現(xiàn)有建筑，東翼宿舍、會(huì)議室、生物實(shí)驗(yàn)室以及辦公室，階梯式教室則作為整體規(guī)劃平面的中心。

從建筑軸側(cè)圖（圖5）可以看出，由北至南貫穿的階梯教室、內(nèi)庭院、工作坊和宿舍房間，進(jìn)深小且陽(yáng)光明媚，并始終朝向外部空間和“綠色”的建筑材料，包括夯土、麻石灰（hemp-lime）、木構(gòu)架以及高性能門(mén)窗。

圖6 入口庭院和回廊

圖7 從花園西南角看建筑

圖9 大堂門(mén)廳

圖10 階梯教室

圖11 月洞天窗（朝向遠(yuǎn)程控制的百葉窗，自然通風(fēng)）

圖12 階梯教室內(nèi)的木質(zhì)幕墻

圖13 回廊

圖14 7.2m高的夯土墻和玻璃幕墻上流動(dòng)的光

圖15 南側(cè)幕墻及垂直木質(zhì)遮陽(yáng)片

圖16 會(huì)議室

圖17 頂部天窗將陽(yáng)光灑向休息廳

圖18 大堂庭院

圖19 從一層屋頂露臺(tái)俯瞰

圖20 宿舍露臺(tái)

圖21 辦公室及其露臺(tái)

頂部采光的入口庭院和回廊將人們引導(dǎo)至WISE的餐廳（圖6）。從該建筑典型的結(jié)構(gòu)和空間設(shè)置中可以看出：FSC膠合木質(zhì)結(jié)構(gòu)框架固定在“大麻磚”（Hemcrete?）上①，大麻和石灰的混合為建筑提供了良好的保溫隔熱和蓄熱體，高性能玻璃推拉門(mén)直接安置于框架上，外部美景一覽無(wú)余；回廊由當(dāng)?shù)厣a(chǎn)的橡木作為內(nèi)裝，并采用實(shí)木屋頂結(jié)構(gòu)，石板和砂礫共同構(gòu)成建筑硬質(zhì)鋪裝景觀。

從花園西南角可以看到右側(cè)階梯教室的“采光鼓”和“休憩聚會(huì)空間”，包括環(huán)繞庭院和露臺(tái)的學(xué)習(xí)室和會(huì)議室（圖7）。建筑所有的固體外墻均采用了“大麻磚”，并用水硬性石灰飾面——面層為天然赭石本色，U值為0.17W/m2K。

光線通過(guò)采光天窗灑滿了餐廳和接待區(qū)（圖8）。所有獨(dú)立的“膠合”截面均為圓形，遵從古希臘發(fā)明的“圓柱曲線”比例。樓層是當(dāng)?shù)厣a(chǎn)的FSC橡木，采用了地板輻射供暖系統(tǒng)和麻灰高度絕緣毛地板。U值為0.12W/m2K。橡木也用于引導(dǎo)來(lái)訪者至大堂的樓梯上，電氣和數(shù)字設(shè)備開(kāi)關(guān)都設(shè)置于墻面紅木復(fù)合壁板之內(nèi)。

大堂（圖9）采用了木質(zhì)膠合層積梁的圓形柱、FSC認(rèn)證的橡木地板、支持其上屋頂露臺(tái)的實(shí)木結(jié)構(gòu)天花板，透過(guò)玻璃和推拉門(mén)可以看到右側(cè)大堂庭院。

高7.2m，直徑14.4m的階梯教室（圖10）墻壁是500mm厚的夯土，支撐起高絕緣性能的木材框架屋頂（U值為0.09W/m2K）。這個(gè)古老的夯土式建筑技術(shù)，仍然在世界各地建材稀少的地區(qū)使用，它在結(jié)實(shí)的模板內(nèi)精心選用100mm底土層，同時(shí)分層累加小部分黏土。該層采用機(jī)械式?jīng)_擊夯壓縮至50mm厚——以打造真正的軟巖石，同時(shí)具有優(yōu)異的結(jié)構(gòu)性強(qiáng)度和熱容量。

屋頂中央有一個(gè)玻璃的圓形天窗（圖11），由旋轉(zhuǎn)的“月洞盤(pán)（moon-disc）”遮蔽。地板層和固定的座位均為FSC認(rèn)證的橡木材料。房間既可以通過(guò)天窗的煙囪效應(yīng)進(jìn)行被動(dòng)式通風(fēng)，也可以利用機(jī)械熱回收通風(fēng)系統(tǒng)。

階梯教室內(nèi)整面可推拉的木質(zhì)幕墻（圖12），不僅朝向“偶發(fā)空間”，也通往花園，為階梯教室中的人提供了優(yōu)美的自然風(fēng)景。

環(huán)繞階梯教室的是一個(gè)狹窄的回廊（圖13～15），作為緩沖空間和簡(jiǎn)單的被動(dòng)式太陽(yáng)能集熱器，夯土墻可以通過(guò)幕墻玻璃吸收太陽(yáng)能。

會(huì)議室在三層（圖16），二層是辦公室，一層則是生物實(shí)驗(yàn)室。這些空間的進(jìn)深都很小，使其能夠自然通風(fēng)，并充分利用日光（圖17）。會(huì)議室通過(guò)疊開(kāi)門(mén)旁的百葉窗進(jìn)行通風(fēng)，而建筑的挑檐和可推拉木百葉則為其提供了遮陽(yáng)，這些木質(zhì)材料都通過(guò)了FSC認(rèn)證。

大堂庭院（圖18）周?chē)h(huán)繞設(shè)置了3個(gè)工作坊、大堂、酒吧和餐廳。這個(gè)位于中心的內(nèi)部開(kāi)放空間是一處寧?kù)o而整潔的花園，有砂礫、屋頂雨水形成的水池和原生榿樹(shù)。雨水通過(guò)庭院內(nèi)原始的水車(chē)排出（水車(chē)在這個(gè)地方還是采石場(chǎng)時(shí)就已經(jīng)有了）。

從一層屋頂露臺(tái)向下俯瞰大堂庭院（圖19），可以看到圍繞庭院通往工作坊的回廊，以及左邊的流向池塘的雨水口。露臺(tái)采用了150mmFSC實(shí)木板、丁基橡膠防潮控制層、250mm橡木隔熱層、三元乙丙（Ethylene-Propylene-Diene Monomer，EPDM）橡膠卷材、土工布絨和膨脹土填實(shí)的屋頂上覆蓋了輕質(zhì)土和草，由當(dāng)?shù)厣a(chǎn)的杉木飾面，U值為0.14W/m2K。

WISE共有24個(gè)宿舍，其中兩個(gè)為無(wú)障礙設(shè)計(jì)，毗鄰風(fēng)景優(yōu)美的露臺(tái)（圖20）。每個(gè)房間都配有可推拉的玻璃門(mén)或窗、節(jié)水衛(wèi)生間和兩張床，帶有通風(fēng)板的工作坊采光天窗在右邊，地面延伸上來(lái)的種植槽內(nèi)種植著花楸樹(shù)。

辦公區(qū)域的建筑格局與其他地方一樣（圖21）：FSC膠合木柱和框架梁；麻石灰飾面實(shí)墻、高性能落地玻璃窗；通風(fēng)百葉窗和疊開(kāi)門(mén)；可調(diào)節(jié)式遮陽(yáng)百葉窗幕墻。面積最大的會(huì)議室有一個(gè)飄窗，可欣賞遠(yuǎn)處的坎布里亞山脈。

注釋

① 英國(guó)Lhoist集團(tuán)產(chǎn)品，主要原材料是植物大麻（Hemp）和石灰（lime）。大麻稈被處理成2cm左右長(zhǎng)短和石灰一起混合成堅(jiān)固的塊狀。