基于傳統(tǒng)綠色營建理念的當代建筑設(shè)計策略研究＊

景泉 賈濛 周曄

中國建筑設(shè)計研究院有限公司

20世紀90年代，隨著人口劇增、資源緊缺和環(huán)境惡化等問題的日益突出，綠色建筑受到前所未有的關(guān)注。近30年來，中國的綠色建筑理論與實踐研究正在向體系化營建轉(zhuǎn)變，相關(guān)政策和標準體系建設(shè)正在逐漸完善，并進行了技術(shù)推廣和大量工程示范，市場規(guī)模也在逐步擴大。

但是，目前中國大量的綠色建筑是在建筑設(shè)計完成之后，由暖通等相關(guān)專業(yè)人員從技術(shù)層面配合調(diào)整方案以達到綠色建筑指標，從而獲得各類星級認證，并不是運用綠色建筑理念進行全過程設(shè)計。這種設(shè)計模式導(dǎo)致了設(shè)計以《綠色建筑評價標準》為性能導(dǎo)向，過度依賴建筑技術(shù)，而忽視了“對自然氣候呼應(yīng)、對地域文化傳承”。

中國傳統(tǒng)的營建行為運用“場”“原”“境”三個層面的設(shè)計理論，并進行互動推演。傳統(tǒng)自然生態(tài)觀指導(dǎo)下的營建行為，其構(gòu)建基于區(qū)域背景的場域，運用不同地域的民居文化營建基本元素、回應(yīng)地形氣候、構(gòu)造建筑形態(tài)，最終形成一種源于自然且高于自然的富有傳統(tǒng)山水韻味的生境、詩境、畫境和意境（圖1）。

千百年來形成的傳統(tǒng)營建體系不僅傳承了中國傳統(tǒng)自然哲學(xué)觀念，在建造體系和建造技術(shù)上也體現(xiàn)了“因時就勢”“因地制宜”的傳統(tǒng)居住文化。東南大學(xué)陳薇教授在對傳統(tǒng)建筑營建技術(shù)及工匠體系進行深刻梳理及剖析的基礎(chǔ)上，將“傳統(tǒng)綠色營建理念”概括為“節(jié)地”“節(jié)能”“節(jié)材”“節(jié)時”四個思想層面，將中國傳統(tǒng)建筑綠色適宜性技術(shù)進行了現(xiàn)代轉(zhuǎn)譯。作為國家重點研發(fā)計劃子課題承擔單位，中國建筑設(shè)計研究院建筑一院及北京住宅建筑設(shè)計研究院對綠色建筑進行了多項工程實踐研究，以氣候、空間和文化為紐帶，將傳統(tǒng)綠色營建理念深入到綠色建筑的設(shè)計過程中。

1 國賓山莊14#地塊——“節(jié)地”

本項目位于河北省張家口市崇禮縣，此地的氣候類型屬于大陸性季風氣候，山體連綿、山勢陡峭。張家口地區(qū)古民居的“院”，是其地域居民生態(tài)、生產(chǎn)、生活作用的產(chǎn)物。項目位于坡度為26°的山體上，場地最大高差達60m（圖2）。

基于“節(jié)地”的思想，在方案設(shè)計前期，充分挖掘中國傳統(tǒng)山地建筑的綠色營建理念。受內(nèi)陸地區(qū)季風氣候和降水量少的影響，傳統(tǒng)山地建筑利用地形抵擋寒風，接地方式也以地表式和穴居式為主[1]。國賓山莊汲取傳統(tǒng)山地建筑綠色營建理念的精髓，進行現(xiàn)代轉(zhuǎn)譯，從“錯層處理、順應(yīng)山勢、院落布局”三個層面實現(xiàn)“節(jié)地”。

1 “場、原、境”與“四節(jié)”關(guān)系示意圖

2 國賓山莊場地山體高度及坡度分析圖

3 國賓山莊錯層式布局

4 國賓山莊南、東立面及剖面圖

5 國賓山莊院落與山林共融

6 國賓山莊三級院落逐步滲透

首先，通過分析山體坡度及現(xiàn)有場地坡度，采用地表式山地建筑類型中的錯層處理方式（圖3），充分利用屋頂擴展室外活動空間。其次，由于山體巖石較少，且多為土山，因而根據(jù)現(xiàn)場山體構(gòu)成情況適度挖山打造平臺，在不大幅增加工程造價與場地平整難度的情況下獲取了更多的適宜建設(shè)用地，讓建筑與山林共融（圖4）。再次，在充分汲取當?shù)貍鹘y(tǒng)居住文化的基礎(chǔ)上，結(jié)合場地中的樹木和地形布置建筑，依山而上，采取院落疊加的方式呈現(xiàn)功能序列，同時用自然“包裹”建筑（圖5）。通過一級院落到三級院落的逐步滲透（圖6），將山林小溪引入組團，使建筑隱匿在蒼松、白樺、清泉、疊瀑中，既滿足禮儀性需求，又根據(jù)公共性和私密性的相互關(guān)系重新進行了功能組織。最后，根據(jù)建筑功能需求進行會時和會后運營思考，會時主要承擔2022年冬奧會的VIP接待任務(wù)；會后國賓山莊可劃分成三個組團，各自獨立出入，滿足未來小型發(fā)布會、公司年會、商務(wù)洽談、婚禮舉辦、家庭聚會和生日晚會等不同規(guī)模的活動需求。

整個場地以山林圍合建筑、建筑融于山林為宗旨，利用中國傳統(tǒng)園林寓意美好的油松、紅楓、紫薇等植被表達建筑意境，形成“山似畫中山，人如畫中人”“看山風戲閑云，聽山鳥鳴啁啾，朝隨晨光起，晚伴斜陽歸”的美好畫面。

2 潭拓寺鎮(zhèn)B地塊托老所——“節(jié)能”

本項目位于北京西部門頭溝區(qū)，此地的氣候類型屬于大陸性季風氣候。傳統(tǒng)北京四合院為適應(yīng)文化傳統(tǒng)及地域氣候一般坐北朝南，同時出于“轉(zhuǎn)折避風”的考慮，大門不能直接對著道路的走向，多辟于宅院東南角。除此之外，多設(shè)火墻[2]、火炕[3]等用以“節(jié)能”。

基于“節(jié)能”思想，在潭拓寺鎮(zhèn)B地塊進行托老所、老年活動場站的方案優(yōu)化設(shè)計，在尊重傳統(tǒng)文脈的基礎(chǔ)上，運用被動式綠色建筑技術(shù)進行供暖、通風與空調(diào)系統(tǒng)等方面的優(yōu)化，詮釋了“節(jié)能”思想的現(xiàn)代意義。

首先，方案利用生態(tài)技術(shù)打破建筑界面，通過增加外墻通透性、屋頂植物廊架的遮陰效果、水景和竹林庭院的拔風效應(yīng)等手段（圖7），將自然界的能源引入到建筑中，并加以良性引導(dǎo)，提升室內(nèi)夏季降溫通風、冬季空氣循環(huán)效果。其次，改造方案整合地區(qū)文脈，引入鄉(xiāng)土技術(shù)，以低成本技術(shù)回應(yīng)高改造要求，針對優(yōu)化前建筑東、西、北墻保溫隔熱性能僅為達標要求的問題，運用北京民居火墻原理（圖8），設(shè)置通風夾壁墻，優(yōu)化供暖系統(tǒng)，夏季引風為內(nèi)墻通風降溫，冬季引廚房熱氣加熱西墻，東、北雙墻保溫，從而有效加強建筑保溫功效。最后，方案將節(jié)能技術(shù)措施同建筑空間深度整合，運用四合院“主入口轉(zhuǎn)折避風”的布局原理（圖9），通過豎向整合空調(diào)機位，避免冷風直吹，同時設(shè)置凈寬800mm的玻璃暖房，加熱換氣冷風的同時也可兼具洗衣、晾曬等諸多功能。此外，針對建筑屋頂平臺空間的形態(tài)及功能較為單一的問題，通過增加太陽能光伏板數(shù)量、增設(shè)通風夾壁墻“煙囪”及屋頂植物廊架等措施（圖10），實現(xiàn)邊庭采暖供電、廚房排煙、墻體通風、屋頂降溫的目的，繼而借助節(jié)能改造提升空間品質(zhì)，優(yōu)化既有環(huán)境。

項目順應(yīng)山勢、結(jié)合地形，以臺地的方式進行整體規(guī)劃設(shè)計。傳承潭柘寺區(qū)域的佛學(xué)氛圍，創(chuàng)造出靜謐的佛學(xué)意境。最終形成“連綿山脈、水波粼粼、綠樹成蔭、千年古寺、悠長古道、百年村落”的整體意境。

7 托老所運用庭院吹拔效應(yīng)、水井降溫作用，打造呼吸式邊庭

8 托老所運用火炕、火墻加熱原理，設(shè)置通風夾壁墻

9 托老所運用四合院“主入口轉(zhuǎn)折避風”布局原理，優(yōu)化照料單元平面

10 托老所架設(shè)屋頂植物廊架，實現(xiàn)增綠、遮陽、降溫

在我國“建設(shè)生態(tài)文明”的時代背景下，“節(jié)能”的思想內(nèi)涵得到了全新升華。首先，生態(tài)技術(shù)的發(fā)展使建筑可以更有效地利用自然能源，變被動接受為主動轉(zhuǎn)化。其次，生態(tài)意識的提升使人們更有目的地激發(fā)建筑與自然的能量互動，策略更為全面，手法更為豐富。最后，生態(tài)價值的充分發(fā)掘使人們在不增加環(huán)境壓力的情況下獲取更舒適的空間環(huán)境，與自然和諧共處的同時也提升了能源對于人類生產(chǎn)、生活的意義，并進一步激發(fā)人們?nèi)ケＷo環(huán)境、親近自然，與自然共存共榮。

3 伊通河回憶島清宴閣——“節(jié)材”

清宴閣坐落于吉林省長春市伊通河中段的回憶島上，此地的氣候類型屬于溫帶大陸性濕潤氣候，地勢較為平坦。長春自清朝嘉慶五年設(shè)偽滿洲在長春定都，形成了東西方文化融合的建筑風格。

中國古代多層建筑常見類型有樓、閣、塔三種。著名建筑學(xué)家李允鉌在《華夏意匠》中對“閣”的建構(gòu)方式進行了分析，提出“閣”是“干欄式”民居的一種發(fā)展，建在木平臺上，平臺底部有許多支柱，形成一個相對開敞的空間，稱為“平坐”[4]。平坐是用人工在不平坦的地形上取得平坦活動面的一種方法，比筑土堆臺更為經(jīng)濟快捷。中國古人講“臨淵必有閣”，可見閣是重要的景觀建筑物，據(jù)此確定了清晏閣的基本建筑尺度及其景觀作用，并進行現(xiàn)代演繹，形成建筑原型（圖11）。清宴閣從三個角度對傳統(tǒng)“節(jié)材”思想進行了現(xiàn)代演繹。

11 中國傳統(tǒng)閣的現(xiàn)代轉(zhuǎn)譯——打造“中而新”的建筑精品

首先，考慮到東北氣候寒冷、施工時間短、木材加工力學(xué)性能不統(tǒng)一以及烘干技術(shù)存在局限性等諸多問題，工程采用傳統(tǒng)的“杠作[5]”施工做法與現(xiàn)代技術(shù)進行整合。傳統(tǒng)建筑常用的大料現(xiàn)在已較為少見，而集成木料成本也很高，因而主體建筑材料確定為鋼材。一方面便于受力計算，合理確定用量；另一方面便于加工，可以有效控制成品質(zhì)量，降低生態(tài)壓力。其次，采用互相支持、自相連接的“杠作”結(jié)構(gòu)。杠作的構(gòu)成有三個要素，即平衡的杠桿、相互性、自連接，輔以現(xiàn)代鋼材工藝可以形成受力合理、安全堅固、輕盈優(yōu)美的建筑主體結(jié)構(gòu)（圖12～14）。最后，為滿足消防疏散要求，每層室內(nèi)空間至少設(shè)置2個疏散口，因而結(jié)合建筑造型，兩部疏散樓梯交錯布置，仿佛兩條彩帶盤旋而上（圖15）。樓梯同時成為結(jié)構(gòu)的一部分，達到節(jié)材目的的同時圍繞建筑產(chǎn)生多維度的體驗，步移景異，曲折回環(huán)，為人提供多層次、多角度觀賞自然的可能性（圖16）。

假設(shè)2:通電電解時電極反應(yīng)為:4H2O+4 e-==2H2↑+4OH-(陰極),2H2O-4 e-==O2↑+4H+(陽極),所以陰極附近pH升高,陽極附近pH降低。

12 清宴閣主結(jié)構(gòu)——空間桁架

13 清宴閣次結(jié)構(gòu)——杠作體系

14 清宴閣構(gòu)造細節(jié)圖

15 清宴閣疏散樓梯布置圖

16 清宴閣效果圖

在現(xiàn)代材料加工工藝的影響下，“節(jié)材”思想的內(nèi)涵更為豐富，主要體現(xiàn)在三個方面。首先，“節(jié)材”自身的含義更為廣泛，囊括了所有常見的建筑材料，旨在通過精確、定量的選材方式，對材料的受力特征、原料成本、加工方式、環(huán)境效應(yīng)、社會效應(yīng)等因素進行綜合考量；其次，“節(jié)材”過程的控制更為精致合理，確保材料形成的結(jié)構(gòu)體系受力方向合理、施工安全快捷、形體優(yōu)雅美觀，成為建筑由圖紙走向現(xiàn)實的重要保證；最后，“節(jié)材”結(jié)果的評價標準更為多元，安全性與經(jīng)濟性是其基本要求，此外還應(yīng)當產(chǎn)生室內(nèi)空間與室外空間的互動，促進人工環(huán)境與自然環(huán)境的溝通，激發(fā)歷史傳承與當代思想的碰撞，發(fā)掘隱含在材料中的文化價值，這些都是時代賦予“節(jié)材”思想的全新含義。

4 北京市副中心城市綠心起步區(qū)博物館——“節(jié)時”

本項目位于北京市通州區(qū)，京杭大運河的北端，地勢平坦，此地的氣候類型屬于北溫帶半濕潤大陸性季風氣候。中國傳統(tǒng)自然觀在民居村落建設(shè)和建筑活動中，表現(xiàn)為“中庸適度”的發(fā)展目標。所謂“務(wù)本節(jié)用”“以防匾乏”“終身宜計,毋快目前”“謹蓋藏以裕久遠”，就是這種提倡節(jié)約的目標體現(xiàn)[6]。城市綠心作為北京市中心的重要生態(tài)斑塊，自然要素聚集，兼顧土壤污染治理功能，具有重要的生態(tài)價值。此外，北京地區(qū)在-5℃以下無法進行施工，因而有緊迫控制工期的需求。基于“節(jié)時”思想，博物館從三個方面制定施工組織目標。

首先，將生態(tài)治理思想貫穿整個設(shè)計與施工階段。博物館規(guī)劃設(shè)計伊始便制定了針對性措施，根據(jù)污染程度與種類，使用吸附能力強的植被覆蓋山體，加速過濾凈化。同時，將通州新城的建筑廢土堆疊至場地內(nèi)山體區(qū)域，盡可能降低新城建設(shè)中廢土外運的情況，在一定程度上實現(xiàn)區(qū)域內(nèi)土方平衡[7]（圖17），有助于減少場地平整耗時。其次，引入鋼結(jié)構(gòu)裝配化技術(shù)，簡化現(xiàn)場施工工序，縮短現(xiàn)場施工時間（圖18）。最后，通過BIM技術(shù)協(xié)調(diào)各專業(yè)施工進度。BIM可以擴展建筑信息范圍，有效結(jié)合景觀、水體信息，使博物館與圖書館、大劇院形成區(qū)域性的整體施工控制體系，以運河為骨架，將水脈滲入三館之中，結(jié)合區(qū)域形態(tài)，構(gòu)建區(qū)域內(nèi)生態(tài)水網(wǎng)（圖19），形成片區(qū)級海綿體。由此形成一幅典型的運河圖景，船、帆、水是最具備特征性的元素，建筑南側(cè)意向為帆，北側(cè)意向為船（圖20）。

17 城市綠心起步區(qū)內(nèi)土方平衡

18 博物館引入鋼結(jié)構(gòu)裝配化技術(shù)

19 水脈滲入三館之中

在現(xiàn)代建設(shè)施工規(guī)則的影響下，“節(jié)時”思想的現(xiàn)代演變主要體現(xiàn)在三個方面。首先是項目參與方的協(xié)調(diào)一致，包括專業(yè)管理團隊主導(dǎo)工程調(diào)度、多工并行時的料物互補、施工降噪與舊料更新等，在質(zhì)量控制的前提下保證項目的協(xié)調(diào)有序開展。其次是工程管理制度的靈活可變，在面臨突發(fā)情況時可以及時反饋到調(diào)度部門并迅速合理地解決問題，避免工期的無謂拖延。最后是設(shè)計思想的一以貫之，項目從圖紙概念向落地實施的轉(zhuǎn)變過程也應(yīng)當成為設(shè)計思想從抽象到具體的完善過程，需要不斷解決實施過程中出現(xiàn)的新問題，從宏觀上把握整體，從微觀上深化細節(jié)，以保證項目最終的完成度。

5 結(jié)語

以上四個工程實踐均從中國古代人居與農(nóng)業(yè)的營建智慧[8]和精神中汲取了豐富的營養(yǎng)，借助現(xiàn)代高新科學(xué)與技術(shù)，適應(yīng)當?shù)貧夂蚺c文化，在山水格局的地塊展現(xiàn)獨特的文化脈絡(luò)和建筑意境。

20 博物館效果圖

本文針對目前綠色建筑過度依賴建筑技術(shù)和評價體系，忽視對自然氣候呼應(yīng)、對地域文化傳承的情況，提出基于傳統(tǒng)綠色營建理念的當代建筑設(shè)計研究策略。在對傳統(tǒng)建筑營建技術(shù)及工匠體系進行深刻梳理及剖析的基礎(chǔ)上，將“傳統(tǒng)綠色營建理念”概括為“場”“原”“境”三個思想層面，并強調(diào)以地域氣候適應(yīng)性[9]、農(nóng)業(yè)智慧和傳統(tǒng)居住文化[10]為紐帶，從鄉(xiāng)土民居中提取營建的基本元素和空間原型、從傳統(tǒng)民居文化中提取回應(yīng)氣候原理，建構(gòu)文化生態(tài)整合的綠色建筑體系。

“節(jié)地、節(jié)能、節(jié)材、節(jié)時”作為傳統(tǒng)綠色營建方法的現(xiàn)代轉(zhuǎn)譯，是中國傳統(tǒng)自然觀的充分體現(xiàn)。在此理論基礎(chǔ)上，通過剖析國賓山莊16#地塊、潭拓寺鎮(zhèn)B地塊托老所、伊通河回憶島清宴閣、北京市副中心城市綠心起步區(qū)博物館四個工程項目的綠色營建技術(shù)，重點探究了傳統(tǒng)建筑生態(tài)策略的現(xiàn)代化轉(zhuǎn)譯。通過工程實踐對傳統(tǒng)綠色營建的理論體系進行驗證，也使得該理論體系具有了一定的使用價值。

圖片來源

圖8～11 來源于中國建筑設(shè)計研究院有限公司、北京住宅建筑設(shè)計研究院有限公司《門頭溝區(qū)潭柘寺鎮(zhèn)定向安置房項目二期B4-17托老所、老年活動場站方案優(yōu)化》項目文本；其余圖片均為作者自繪或自攝。