歐薩馬 車志遠(yuǎn) / GHANDOURAH Mohammed, CHE Zhiyuan

引言

吉達(dá)（Jeddah）是沙特阿拉伯第二大城市，自古以來就是沙特重要的商業(yè)和政治中心。它位于漢志地區(qū)的西部，一直都是該地區(qū)的首府城市，發(fā)達(dá)的商業(yè)活動吸引了多民族、多國家的人們匯聚于此（圖1）。此外，由于毗鄰麥加和麥地那，吉達(dá)也借此具有了特殊的宗教意義，朝圣者在前往兩大圣城的途中都會經(jīng)過這里（ARIF K M，2014）。整座城市坐落在一條長約12km～15km的狹長地帶上，西面即是紅海，東面是綿延的沙拉瓦特山脈。在氣候方面，由于瀕臨紅海，吉達(dá)呈現(xiàn)出典型的濕熱特征。這里的空氣相對濕度在30%～89%之間；氣溫在18°C～38°C之間，一般不會低于16°C或者高于41°C；天空常年晴朗，云量在2%～18%之間（SCTH，2014），盛行北風(fēng)和西北風(fēng)。

吉達(dá)傳統(tǒng)住宅通過采用大量有效的被動式技術(shù)解決熱舒適問題，盡可能減少對電力的依賴。而發(fā)端自20世紀(jì)下半葉的現(xiàn)代建筑無節(jié)制地依賴和消耗電力，導(dǎo)致大量碳基污染物的產(chǎn)生。吉達(dá)城里的現(xiàn)代住宅，既背棄了古人留傳下來的建造技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)智慧，也無視新世紀(jì)里亟須兼顧氣候與舒適的需求趨勢。但與此同時(shí)，現(xiàn)狀問題也為吉達(dá)城提供了一個(gè)機(jī)遇，讓它能夠重拾古代智慧。前兩年沙特阿拉伯王國正式公布了“沙特2030愿景”（Vision 2030，Kingdom of Saudi Arabia，以下簡稱2030年愿景），在其中提出了一項(xiàng)針對國家收入的新策略，以及針對可持續(xù)發(fā)展的新計(jì)劃。研究顯示，住宅建筑在世界能源消耗和二氧化碳排放方面的占比分別達(dá)到26%和17%（ARIF K M，2014）；在沙特，住宅建筑耗費(fèi)的能源占去了全國總能耗的50%。由此可見，通過被動式策略提升住宅建筑的節(jié)能性能、促進(jìn)國家的可持續(xù)發(fā)展，已經(jīng)變得刻不容緩。

1 吉達(dá)老城街區(qū)布局

吉達(dá)老城區(qū)被稱作“Al-Balad”，意為“城鎮(zhèn)”。城區(qū)樓房高度一般在15m～18m之間，樓與樓之間相鄰很近，但會盡可能留出一條街道來，使空氣在城市樓宇之間自由穿行（圖2）。為了順應(yīng)主導(dǎo)風(fēng)向，街道一般朝北和西北。各條街道的交匯區(qū)域一天當(dāng)中能有很長時(shí)間的光照，因此與有陰涼的街道比起來，溫度要高出很多。這樣的溫差就形成了一個(gè)對流系統(tǒng)：街道上的氣流流動到交叉口區(qū)域，由此在街道和交叉口創(chuàng)造出一個(gè)宜人的空氣流動和通風(fēng)系統(tǒng)（圖3）。

老城里的街道在寬度上呈現(xiàn)出層級差異（圖4），根據(jù)用途的不同，主干道寬12m～20m，大街寬4m～10m，小巷寬2m～4m（SALLOUM A.,1983）。寬窄不同的街道，再加上兩旁的住宅高樓，為街道提供了盡可能多的遮陰。

圖1 吉達(dá)城市的歷史演變（右圖：吉達(dá)戰(zhàn)略規(guī)劃，2007年）

圖2 吉達(dá)老城的城市格局

圖3 街道和交叉路口的自然通風(fēng)（風(fēng)玫瑰來源：www.windfinder.com）

圖4 層級式街道和公共空間

圖5 吉達(dá)傳統(tǒng)住宅的基本組成方式（來源：Ishteeaque & Al-Said 2008）

2 吉達(dá)傳統(tǒng)住宅的被動式設(shè)計(jì)策略

吉達(dá)的建筑風(fēng)格和建造技術(shù),不可避免地受到了其作為一個(gè)多民族聚集地的影響。幾個(gè)世紀(jì)以來，吉達(dá)接待了來自世界各地的商人或朝圣者，有也門人、布哈拉人、中國人、印度人、土耳其人、波斯人、馬來西亞人、埃及人、歐洲人、埃塞俄比亞人、安納托利亞人等等。不管是永久居留還是短暫經(jīng)過，他們都對吉達(dá)的建筑美學(xué)產(chǎn)生了影響（SCTH，2014）。比如，吉達(dá)傳統(tǒng)建筑的一個(gè)重要元素——“rowshan”（Wooden Bay Window，意為凸窗），據(jù)考證是源自埃及，那些跨過紅海而來的埃及人對當(dāng)?shù)亟ㄖㄔ斓呢暙I(xiàn)。吉達(dá)傳統(tǒng)住宅的基本建造方式可總結(jié)如下：建筑朝向北和西北，以便充分利用當(dāng)?shù)刂鲗?dǎo)風(fēng)；在主立面上開口，使之更加輕盈，且使得空氣流進(jìn)室內(nèi)所有房間；最后加上凸窗，以保護(hù)使用者的隱私，同時(shí)控制采光、濕度和空氣流動，此外還能用來放置盛水陶罐使之自然冷卻（圖5）。

吉達(dá)的本土住宅建筑通過被動式設(shè)計(jì)策略保障建筑使用者在一天當(dāng)中，尤其是在極為濕熱的時(shí)間段里的熱舒適性。這些被動式策略主要集中在平面布局、空間組織、造型設(shè)計(jì)、材料選擇、施工技術(shù)等方面。

2.1 建筑平面特征

圖6 納西佛住宅

吉達(dá)傳統(tǒng)住宅是從類型和形態(tài)學(xué)方面對建筑材料、社會文化、氣候功能作出回應(yīng)的產(chǎn)物。這些住宅有其共性，但又各具特性。傳統(tǒng)住宅里一般要容納一個(gè)大家庭，另外平常還要接待商販或客人，所以規(guī)模都較為宏大。一層是大家庭公共空間，往上各層每層住著一戶核心家庭。房子通常在一樓有兩個(gè)入口，一個(gè)供男性客人使用，另一個(gè)供家庭成員使用，疏散樓梯位于家庭成員入口附近。以納西佛住宅（Nasseef House，吉達(dá)市區(qū)保存的最完整的歷史建筑之一，圖6）為例，可以看到兩個(gè)入口之間會有連接。圖7中所示的正北入口直接通向?qū)挸ǖ娜肟陂T廳，主人通常在這里迎接男性客人。為了保持環(huán)境的清潔和涼爽，這里的地面經(jīng)常灑水（BOKHARI A Y.，1978）。在入口門廳的兩側(cè)或任意一側(cè)，通常會安排公事間，主人在這里接待男性訪客或處理商業(yè)交易（BOKHARI A Y.，1978）。有時(shí)，公事間所在層會被抬升，高出街面約1.2m，這樣做的目的是使公事間的窗臺有足夠的高度，避免讓路上行人直接看進(jìn)房間（圖8）。除此之外，一層還設(shè)置有額外的房間，可用于多種用途，比如接待長途跋涉的客人或是當(dāng)做圖書室。除此之外，還有傭人區(qū)、盥洗室和一個(gè)小廚房，廚房里有煮茶和咖啡的爐子，準(zhǔn)備隨時(shí)待客。整個(gè)一層功能齊全，看起來好似一個(gè)獨(dú)立的房中之房。

圖7 納西佛住宅各層平面

其上各層是家庭成員的生活區(qū)。樓梯平臺處有一扇雕刻精美的門會引導(dǎo)人進(jìn)入一個(gè)寬敞的廳堂，廳堂周圍布置著幾間起居室。每層有兩間晨間起居室，一般位于北面，因?yàn)樯衔绲目諝饬鲃佣鄟碜员狈健?/p>

吉達(dá)傳統(tǒng)住宅中的另外一個(gè)顯著特征是嵌入墻壁的櫥柜和開放式壁龕（圖9），它們裝飾精美、尺寸不一，出現(xiàn)在幾乎所有家庭起居室里（BOKHARI A Y.，1978）。晨間起居室西側(cè)，是供家庭成員使用的午后起居室，因?yàn)榈搅讼挛顼L(fēng)會從西面來。小儲藏室里白天就用來放置床墊、坐墊和枕頭等。需要注意，傳統(tǒng)住宅內(nèi)的所有房間都并非僅用于某一個(gè)特定目的——整個(gè)家庭生活區(qū)是一個(gè)多功能的生活空間，無論哪個(gè)房間，都可用于進(jìn)行休閑、坐臥、餐飲、休憩等活動（KHAN S M.，1981）。房子后部的東南和西南方向房間在冬天會更暖和，所以一般會被設(shè)計(jì)成中等大小的冬季起居室/寢室。除了起居用的房間外，每層還包括一到兩間盥洗室和一間小廚房，它們均位于房子后部，以保證起居區(qū)域沒有異味。

圖8 公事間所在樓層被抬高，以保護(hù)隱私

在頂層也就是這座房子的四層，建筑面積縮小，為天臺騰出了空間。這層也有兩間家庭寢室，房間一般會有兩面或者三面使用木鑲板建成，上面裝有活動百葉窗。因?yàn)閴Ρ诨救悄驹?，所以這些房間在白天很熱，但隨著夜幕降臨就會很快冷卻下來，這使它們非常適宜夜間睡眠。頂層另外還有一間廚房、一間儲藏室、兩間盥洗室和一間洗衣房（圖10）。鄰居之間會遵照社會及道德契約，尊重彼此的隱私（FADAN Y M.，1983）。這些空間是夏季日落后家庭聚會的場所。此外它們也被用作服務(wù)區(qū)，傭人們會在這里給床墊、地毯進(jìn)行除塵和清潔，或者晾曬衣物（EYUCE A.，1985）。

圖9 起居室里嵌入墻壁的櫥柜

2.2 建筑空間組織與交叉通風(fēng)

在房間布局方面，適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂?、利用盛行風(fēng)，是最主要的考量因素。以努爾瓦麗住宅（Noor Wali House，圖11）為例，把公事間/男性客人接待室、晨間起居室、午后起居室安排在住宅的北面，以便充分利用來自北面和西北的盛行海風(fēng)；住宅的南部和東部則僅用于冬季起居/寢室以及樓梯、盥洗室、儲藏室等服務(wù)區(qū)域（圖12）。

因此，北立面和西立面就成了主要的外露立面，這兩面墻壁上一般會安排許多格子窗和凸窗，以便讓更多空氣流入室內(nèi)。東立面和南立面上的開口相對較少，僅用于采光或通風(fēng)目的。大多數(shù)起居室的兩面外墻上都各自至少有一扇凸窗或者格子窗。開口內(nèi)外細(xì)微的壓力差會生成連續(xù)的空氣循環(huán)。室內(nèi)的木制屏風(fēng)，以及在過道門上方或旁邊設(shè)置的大的格柵開口，能夠讓微風(fēng)直接進(jìn)入室內(nèi)，防止高天花板下的熱氣積聚（圖13）。

圖10 天臺

圖11 努爾瓦麗住宅（Noor Wali House）

通風(fēng)井的作用類似煙囪，通過煙囪效應(yīng)將熱空氣從建筑中排出。它的頂部是完全向天空開敞的，沒有可開合的屋蓋來調(diào)節(jié)通風(fēng)井中的氣流。樓梯井則相反，頂部有開合百葉，能夠讓風(fēng)通過。流經(jīng)通風(fēng)井頂部或穿過樓梯井頂部的空氣會形成一個(gè)低壓區(qū)，將空氣從下方的高壓區(qū)域通過通風(fēng)井或樓梯井引入室內(nèi)，從而增強(qiáng)了煙囪效應(yīng)（圖14，SALLOUM A.，1983）。位于最上層的家庭寢室就像一個(gè)空氣亭，主要是用于夜晚就寢使用。它有兩面甚至三面墻壁是木構(gòu)的，上面裝有百葉窗。這一特性使空氣能夠自由流淌，從而提升了使用者在夜晚使用的舒適度（圖15）。

利用CFD軟件PHEONICS對努爾瓦麗住宅的室內(nèi)自然通風(fēng)進(jìn)行分析（圖16）。第一種工況為晨風(fēng)，主要從北側(cè)吹來；第二種工況為下午風(fēng)，主要從西北側(cè)吹來；兩種工況的風(fēng)速均為4m/s。從模擬結(jié)果來看，清晨北風(fēng)工況下，整個(gè)建筑形成了穿堂風(fēng)，處于北側(cè)的公事間/男性客人接待室、晨間起居室室內(nèi)的風(fēng)速在1.5m/s以上，非常舒適，利于人員活動。下午西北風(fēng)工況下，同樣室內(nèi)形成了穿堂風(fēng)，公事間/男性客人接待室室內(nèi)的風(fēng)速在1.2m/s以上；晨間起居室室內(nèi)風(fēng)速較低，但下午時(shí)刻，人員不在此區(qū)域活動，避開了這種影響。兩種工況的模擬，均證明了努爾瓦麗住宅室內(nèi)的布局和立面的設(shè)計(jì)，在應(yīng)對當(dāng)?shù)貧夂蜻m應(yīng)性方面是非常有效的。

2.3 建筑形式特征

凸窗是吉達(dá)傳統(tǒng)住宅外墻上最突出的特征。它們一般由柚木制成，從墻上向外突出，下面以懸臂式木制梁托支撐（圖17）。它將主空間分為不同層次的子空間，成為連接室內(nèi)外空間的中間區(qū)域，為解決氣候問題提供了合理的解決方案（EYUCE A.，1985）。

凸窗的尺寸設(shè)計(jì)非常符合人體習(xí)慣，向街道伸出約60cm，再加上50cm～60cm的墻壁厚度，就形成了一個(gè)2.3m寬、1.2m深的凹室，空間足夠兩個(gè)人舒適地坐臥（圖18）（FADAN Y M.，1983）。人們在這里進(jìn)行各種社交活動，或者悠然閑坐著看街道上車水馬龍人來人往（BOKHARI A Y.，1978）。

就結(jié)構(gòu)而言，凸窗是一個(gè)從建筑外表面向外突出的三面木箱結(jié)構(gòu)。工匠在建造它時(shí)通常不使用玻璃材質(zhì)的窗格，而是在凸窗的下半部分使用格子結(jié)構(gòu)，以增強(qiáng)私密性（圖19）。格子一般采用簡單的對角線形式，構(gòu)成菱形圖案。凸窗里還會設(shè)置一個(gè)臺子，人們一般將盛水的陶罐放在那里自然冷卻（圖20）。綜上所述，凸窗的功能非常多樣，它既能保護(hù)室內(nèi)成員的隱私、控制光照，又能幫助控制濕度和空氣流動，方便人們在這里座談休憩。

圖12 努爾瓦麗住宅各層平面

圖13 努爾瓦麗住宅平面（室內(nèi)墻壁上的木屏風(fēng)使空氣能夠穿行，形成良好的交叉通風(fēng)）

圖14 穿過通風(fēng)井和樓梯井的煙囪效應(yīng)

圖15 寢室（來源：richardwilding.com）

2.4 建筑材料與施工技術(shù)

建筑中使用的主要材料是珊瑚石（圖21），采集自老城西北方向的滿卡瓦潟湖。這種石頭多孔，因而有良好的隔熱性能。它的重量也相對較輕，平均為1.5t/m3（BOKHARI A Y.，1978）。

圖18 凸窗的功能

圖19 凸窗既保護(hù)了使用者的隱私，又提供了一個(gè)放置水罐的地方

圖20 從室內(nèi)看凸窗

圖21 珊瑚石（來源：Akba,S ., etc.，2018）

從潟湖底部收集的一種深棕色黏土被用作珊瑚石塊的黏合材料。珊瑚石多孔又極軟，就意味著用它做成的框架需要加固，這時(shí)就用到了從印度進(jìn)口的檀香木，這種木材也被用來做地板鋪面。

吉達(dá)傳統(tǒng)建造技術(shù)體系中，會以固定間隔水平向地插入檀香木板，起到加固珊瑚石墻的作用（圖22）。這些木板將重量均勻地分布在脆弱的珊瑚石上，而且由于它們與橫梁相連，因此能真正起到加固作用（KING, G. R. D.，1989）。木板不僅提供了額外的強(qiáng)度和韌性，還能防止不均勻沉降，因此建造多層住宅就成為可能。

較低樓層的墻壁厚度一般是80cm（圖23），有極強(qiáng)的抗熱能力。往上每上升一層，墻壁厚度就會減小15cm。這些厚厚的墻壁一方面保持了室內(nèi)溫度，另一方面又吸收著室外溫度（無論冷熱），然后緩慢地將室外的冷或熱傳遞到室內(nèi)。當(dāng)熱量最終穿透墻壁進(jìn)入室內(nèi)時(shí)，其強(qiáng)度已經(jīng)被大大減弱，這就使內(nèi)外的溫度過渡非常平穩(wěn)。此外，屋頂也被有意建造得較為厚重（圖23），以保證其隔熱性能，盡可能減少熱量吸收以及穿透到下方生活空間的熱流量。土壤是很好的隔熱材料，所以工匠們會在碎卵石頂層下面再鋪一層約7cm厚的壓縮泥土，在白天大大減少了穿透石灰石層的熱量。

圖22 吉達(dá)傳統(tǒng)住宅建造過程概覽（左圖來源：來源：《吉達(dá)城市修復(fù)手冊》Jeddah Municipality Restoration Manual）

圖23 墻壁和樓層剖面

3 結(jié)論

本文探討了吉達(dá)傳統(tǒng)住宅是如何使用被動式設(shè)計(jì)策略在炎熱潮濕的當(dāng)?shù)貧夂蛑?，既成功營造了人體舒適感，又尊重伊斯蘭社會規(guī)范以確保使用者的隱私。這座城市的設(shè)計(jì)者始終保持著利用主導(dǎo)風(fēng)向的意識，并運(yùn)用這種洞察力來對進(jìn)行布局設(shè)計(jì)，早在空調(diào)發(fā)明之前就成功做到了對室內(nèi)氣候的控制，值得當(dāng)代進(jìn)一步研究?？偠灾?，吉達(dá)老城里的傳統(tǒng)多層住宅通常使用以下幾項(xiàng)策略，來保證使用者的熱舒適性：建筑朝向和房間組織順應(yīng)主導(dǎo)風(fēng)向；借助厚重的墻壁來抵御熱量滲透；利用凸窗增加空氣流動，同時(shí)控制眩光和熱量攝入；通風(fēng)井形成煙囪效應(yīng)，使熱空氣排出、冷空氣進(jìn)入；室內(nèi)房間之間設(shè)計(jì)格柵開口，使空氣在各房間之間暢通無阻。

反觀當(dāng)前吉達(dá)的一些現(xiàn)代建筑在設(shè)計(jì)時(shí)忽視了材料選擇、材料運(yùn)用和室內(nèi)空間布局等自然氣候調(diào)節(jié)手段，這種設(shè)計(jì)態(tài)度下產(chǎn)生的住宅，需要極大依賴于電力系統(tǒng)來控制室內(nèi)氣候。希望文中對吉達(dá)建筑傳統(tǒng)的觀察能夠?yàn)楝F(xiàn)代設(shè)計(jì)帶來些許啟示，以幫助盡可能地降低建筑能耗。