宋曄皓 陳曉娟
1清華大學建筑學院
2北京清華同衡規(guī)劃設計研究院有限公司
絕大多數(shù)情況下,建筑都不是孤立的,建筑設計的過程往往也是對場地和景觀重塑的過程。無論建筑是新建還是改造,或隱或顯,或融入周邊環(huán)境,或相對獨立自成一體,都與原有場地相互影響。這種影響,從設計之初便自然而然地滲透在方方面面的思考中,從整體布局、內外關系到建筑的形體塑造、材料質感等,建筑與其周邊場地密不可分,共同塑造出新的空間和場所。
不同項目所處的環(huán)境千差萬別,根據(jù)周邊和自身的場地條件、功能及空間等需求,將建筑與場地進行整體化思考,設計策略多種多樣。本文結合清華大學建筑學院SUP素樸建筑工作室近期的兩個項目——岳陽縣三中風雨操場(以下簡稱風雨操場)和北京旭輝零碳空間示范項目(以下簡稱零碳空間)進行簡要的探討,前者位于鄉(xiāng)村中學校園,后者位于城市社區(qū)活動綠地。兩個項目均結合不同的場地條件和需求,以可持續(xù)策略為引導,進行了整合設計。
風雨操場項目位于湖南省岳陽縣,業(yè)主為慶祝母校六十周年,在中學校園內新建一處可兼做報告廳的風雨操場。一方面為學生們提供更好的體育活動空間,另一方面也希望借此機會,為目前規(guī)整、嚴肅的校園增添一些活力。
新建的風雨操場位于校園西南角,從現(xiàn)場環(huán)境調研發(fā)現(xiàn),主教學區(qū)和室外操場存在約4m高差,目前的處理手法是利用毛石擋土墻分隔,僅通過一段寬度有限且對于公共城市環(huán)境來說略顯陡峭的臺階上下,不方便通行,并且存在安全隱患。經過現(xiàn)場踏勘和溝通,新建項目沒有如校方原計劃那般簡單放置在高處平地上,而是橫跨上下兩層的高差,并且將建筑與周邊場地作為設計整體,在主校區(qū)與操場之間建立順暢和便利的連接。
明確了橫跨高差的設計策略后,為盡量減少施工過程對校園的影響,建筑結合高差分為上下兩部分,采用了現(xiàn)澆結構和工廠預制相結合的設計策略。上部為風雨操場的主體建筑,采用預制裝配式的鋼結構和圍護墻體及屋面體系。下部為體育器材室、衛(wèi)生間等輔助空間,結合現(xiàn)狀毛石擋土墻,采用鋼筋混凝土和紅磚砌筑的傳統(tǒng)現(xiàn)場施工方式,并將紅磚延續(xù)到周邊場地重新設計的景觀體系中,包括擴大的可供公共活動的平臺和加寬的臺階,不僅為低處的室外操場塑造了親切近人的環(huán)境,同時將符合公共活動要求的場所改造與主體建筑融合為一體。下部的紅磚延續(xù)到主入口廣場,從而導向曲線的室外休閑臺階,通往低處的活動場地,臺階亦可兼作休閑看臺。
風雨操場的主體建筑位于高處,鋸齒狀的起伏形體來源于場地遠處若隱若現(xiàn)的岳陽山地剪影。同時,根據(jù)岳陽地處夏熱冬冷氣候區(qū),以及全年潮濕多雨、濕度較大等氣候特點,為保證舒適的體育活動環(huán)境,并減輕學校購置機械設備及后期維護的成本,建筑將自然通風和采光作為重要的可持續(xù)策略,結合基本空間和形體進行了一體化設計。
岳陽縣三中風雨操場
業(yè)主:岳陽縣三中
建設地點:湖南省岳陽市岳陽縣
建筑設計:SUP素樸建筑工作室
聯(lián)合設計:湖南省岳陽縣建筑設計院
項目負責人:宋曄皓、陳曉娟
設計團隊:孫菁芬、解丹、陳楠、費洪鳳、譚新、白蘇日吐、褚英男、韓冬辰、于昊惟
總建筑面積:1 368m2
設計時間:2015.11~2016.12
建成時間:2018.01
攝影:夏至
1 風雨操場全景2 風雨操場平面圖3 風雨操場面向主樓花園的北向4 連接風雨操場和主校區(qū)的大臺階5 風雨操場西北側廣場6 風雨操場南側窄巷7 風雨操場軸測及詳圖
1 雙層壓型鋼板復合保溫屋面2 排水天溝3 鋼結構4 白色穿孔吸聲板(距地面2.2m以上)5 黃色纖維水泥板(距地面2.2m以下)6 纖維水泥板復合保溫墻體7 運動橡膠樓面8 清水磚墻9 深灰色纖維水泥加壓板吊頂10 清水磚路面11 固定天窗12 金屬防蟲網13 通長鋁板封邊(顏色同相鄰水泥纖維板)14 白色紙面石膏板室內飾面15 混凝土磚路面16 橙黃色鋼板雨棚17 5mm橙黃色鋼板文字18橙黃色金屬門
鋸齒形體在主席臺的上部進行了拔高,高處設有一個敞開的通風口,通風口利用傾斜立面進行自遮雨,無需機械調節(jié)開閉。頂部設采光窗,塑造主席臺的空間氛圍。在南北立面的底部,設置一排通長可開啟的門扇,使用時可全部打開,利用風壓與熱壓通風原理,最大程度地促進室內自然通風、降低濕度、改善室內環(huán)境。在南側的校園圍墻與建筑之間設有窄巷,夏季可利用圍墻遮陽適當冷卻進入室內的空氣,同時也可以將陽光經過反射或漫射引導入建筑室內。鋸齒形的屋頂設有充足的采光天窗,保證陰雨天室內自然光線充足,每跨鋸齒的立面上部均設通風百葉窗,避免熱量聚集。
項目利用紅磚和外立面的成品裝飾水泥纖維板,將色彩和圖案融入其中,利用手工藝帶來的自由和藝術感改變工業(yè)化建筑給人的機械、單調和刻板的印象。例如,主體建筑的色彩圖案設計來源于岳陽地形的山水平原分布圖的抽象,傳統(tǒng)花式砌磚方式形成紅磚墻面的采光通風洞,將十二星座圖融入磚墻的凹凸設計等。作為學校建筑,在造價可控的同時,可以為孩子們提供更加豐富且有趣的內容,以增加互動。
8 風雨操場剖面圖9 風雨操場紅磚休閑臺階10 風雨操場室內籃球場11 風雨操場帶護欄的室內通風門12 風雨操場軸測圖13 零碳空間景觀組團14 零碳空間平面圖
北京旭輝零碳空間示范項目
業(yè)主:旭輝集團北京區(qū)域事業(yè)部
建設地點:北京市順義區(qū)
建筑設計:SUP素樸建筑工作室
項目負責人:宋曄皓、陳曉娟
設計團隊:孫菁芬、解丹、林正豪、孫曉彥、史榮祥、于慶廣、李高樓、張玥、褚英男、韓冬辰
總建筑面積:157m2
設計時間:2015.10~2015.05
建成時間:2017.06
攝影:陳溯、方淳
北京旭輝零碳空間位于北京市順義區(qū)的旭輝26街區(qū),受業(yè)主旭輝集團北京事業(yè)部委托,設計團隊在開放式街區(qū)中央的一片休閑公園中打造面向周邊居民的小型共享活動組團,居民可通過智能系統(tǒng)隨時預約使用。項目作為中國北方寒冷地區(qū)的近零能耗可持續(xù)示范項目,與英國BREEAM體系及美國LEED體系合作,通過可持續(xù)設計降低運營能耗,提供舒適環(huán)境,在日常生活中宣傳可持續(xù)理念,并圍繞環(huán)境及可持續(xù)主題開展活動。在環(huán)境問題日益嚴峻的當下,期待該項目可以起到積極推進的作用。
項目位于一片樹林綠地中,南側是社區(qū)運動休閑公園,從公園的整體環(huán)境出發(fā),定位為融于景觀環(huán)境中的小型休閑構筑物。因此,不同于可持續(xù)示范項目經常采用的緊湊集中式布局,主體建筑分為三個相對獨立的單元,分別是健身房、會客廳和書吧(兼科普展廳)。每個單元基本構成類似,約30~35m2,作為一組小體量的木結構景觀小品掩映于樹林中,方便居民獨立預約使用,互不干擾。各單元圍繞下沉式砂石滲水庭院布局,使用者可從外部園區(qū)穿越雨水花園中的木棧道進入共享組團,架空木棧道及其下方的設備管溝連接了三個單元,并與半覆土的能源及智能控制中心連通,形成一拖三的基本布局。
基于業(yè)主對于零碳的定位,設計選用了木材作為主要材料。從全生命周期來說,木材本身是一種零碳甚至負碳的材料,并且具有自然親人的特性,與項目的使用功能契合。建筑的主體結構采用框架木結構,外墻采用密肋木龍骨墻體以及碳化木百葉表皮,室內墻面和主要柜體家具采用麥秸板。
在明確木結構的同時,也確立了預制裝配式的基本思路。三個單元采用類似的構成,并將建筑元素劃分為若干種標準模塊——門窗模塊、屋頂升高模塊和金屬收邊模塊,將可持續(xù)技術融入模塊中,保證了裝配式節(jié)點的標準化,并在此基礎上進一步變化組合,適應不同的使用空間,對多樣化的可持續(xù)技術進行了對比研究及展示。外立面采用預制裝配式碳化木通風百葉表皮,通過墊塊調整固定百葉的角度,并結合通風口和單元使用功能局部設計百葉凸凹圖案,嘗試個性化定制豐富的建筑立面。
示范樓以被動式策略為主導確定了建筑空間的原型形體,并結合主動式技術與先進技術的示范性。主體結構和圍護結構均采用木材、麥秸板等可持續(xù)材料,并將手工化、個性化的設計與工業(yè)生產相結合。
為充分利用自然采光與過渡季的自然通風,項目首先確定了一個基本原型,即坐北朝南的約5m×6m的矩形單元,北側屋頂局部拔高為通風采光筒,頂部設電動通風窗,上部設有集成了太陽能光電設備的導風遮雨板,側墻的底部設有門和通風窗,可以作為進風口,利用頂部拔高的熱壓通風效應促進室內自然通風,鼓勵使用者在天氣較好時少用或不用空調。通風采光筒南立面采用彩色薄膜光電玻璃,與室內環(huán)境色彩和功能布局配合。
外立面采用預制裝配式碳化木表皮的雙層表皮復合系統(tǒng),木表皮與內墻之間形成一定厚度的空腔,起到夏季遮陽和冬季防風的作用,并通過上下百葉的開口促進空腔內的自然通風,在夏季帶走空腔內的熱量,避免悶熱。碳化木具有耐腐蝕、易維護的特性,亦可降低后續(xù)運營維護成本。
我們嘗試了多種可再生能源與建筑的一體化設計,包括薄膜玻璃、光伏發(fā)電與頂部導風板、建筑屋頂、玻璃幕墻及外掛立面的結合設計、太陽能光熱系統(tǒng)與空氣源熱泵聯(lián)合供暖。
結合景觀設置可持續(xù)排水措施,利用雨水花園、可透水的下沉庭院來凈化、滯留雨水,結合上人屋面設置屋頂綠化。
項目采用智能控制系統(tǒng),通過對環(huán)境品質的實時監(jiān)控(溫度、濕度、照度、CO2、PM2.5、紅外),實現(xiàn)能源系統(tǒng)的自動控制,從而達到節(jié)能減排的效果,市民亦可隨時查看實時狀態(tài),進行科普觀察。
本項目作為零能耗預制裝配式建筑實驗平臺,建立了“設計—建造—測試—反饋”的全流程機制,結合信息化與數(shù)字化技術,驗證并歸納了預制裝配式建筑的可持續(xù)性能指標及實現(xiàn)方法,不僅可以轉化并應用于寒冷地區(qū)城市與鄉(xiāng)村領域的新建/改造建筑,更可以作為系統(tǒng)原型應用于公共與住宅建筑類型當中。
除實用層面的轉化應用外,在學術層面的迭代優(yōu)化也是原型研究的意義所在。在此語境下,旭輝零碳房的藍本價值則更加凸顯。研究團隊基于“測試”環(huán)節(jié)的實驗成果,對影響建筑可持續(xù)性能的關鍵設計要素進行萃取,并將其進一步“再原型化”,在氣候條件類似的天津市寶坻區(qū)建設了新的對比試驗平臺,重現(xiàn)關鍵設計要素,如雙層表皮原型等。“再原型化”雖褪去了建筑表觀的審美意趣,卻使設計具備了與科學研究鏈接的基礎與條件,其迭代結果也更能直指設計與性能的本質關聯(lián)。這就是原型設計的理性之美。
15 零碳空間掩映在雨水花園中的健身房16 零碳空間金屬雨落管與排水明溝17 零碳空間局部18 零碳空間圍繞下沉庭院的會客廳和書吧19 零碳空間模塊化組件示意20 零碳空間寶坻實驗房示意圖21 零碳空間木百葉表皮構造示意22 零碳空間墻身詳圖23 零碳空間健身房室內24 零碳空間結合彩色薄膜光電玻璃的采光通風筒25 零碳空間通風采光筒局部
13 10厚FC板(外刷木色涂料)25×38木龍骨@406防水透氣紙OSB板木墻骨(內填20厚VIP真空防火保溫板,導熱系數(shù)≤0.005)單層15厚防火石膏板麥秸稈14 10厚黑色拉絲不銹鋼窗套15 白色鋼板網格柵樓面(帶防蟲網)16 推拉窗(雙層鋁板中夾巖棉保溫)17 2厚鋁單板18 實木復合地板采暖地面19 室內設備管溝20 2 000×100×50防腐木板,縫寬5,與龍骨用沉頭螺絲固定50×50木龍骨,間距600 100厚C15混凝土,向外找1%200厚級配碎石,壓實度≥0.93素土夯實,壓實度≥0.9321 室內管溝22 80厚白色礫石200厚無級配碎石碾實素土夯實
岳陽縣三中風雨操場和北京旭輝零碳空間示范項目分布在不同的城市環(huán)境中,建筑功能和技術整合的復雜度也不盡相同。對于可持續(xù)城市與建筑設計而言,則有著為了可持續(xù)未來的共同目標,且二者對于建筑與周邊環(huán)境整合的追求一致,對于自然資源利用的目標一致,對于建筑表象背后的設計邏輯更是高度一致。當然囿于氣候差異、造價差異和目標差異,二者的建筑實現(xiàn)路徑確實有比較大的差異,如技術系統(tǒng)集成體系、材料體系的選擇等。前者是在造價有限的條件下,充分利用自然資源,如天光、自然通風等達成建筑氣候適應性的范例;后者則是滿足國際綠色建筑標準最高級別要求的示范建筑。
這一系列的策略、技術整合設計,最終塑造了新的適宜的建筑和場地。例如前者,積極地介入場地,通過連接和引導使校園的局部公共活動更加連貫;又如后者,作為景觀組團相對獨立地掩映于公園林地中,為社區(qū)居民提供智能共享空間,同時也作為私人居住空間的延伸。
人文城市風景
城市風景的塑造是在歷史長河中逐漸形成的。人文性、自發(fā)性和偶然性作為其主要因素,在城市風景中起到關鍵作用。以人間設計為主要思想的城市微更新通過設計師的關鍵性引導,能夠發(fā)揮普通使用者的主觀能動性,營造有活力的城市社區(qū),最終實現(xiàn)城市風景的修復和可持續(xù)發(fā)展。微更新的最終目的是社區(qū)營造,人間設計最重要的是創(chuàng)造有靈魂的設計,只有結合人的活動的城市風景才可以實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。不同于傳統(tǒng)城市風景,微更新在設計師的主導下,需要從傳統(tǒng)城市風景的形成中汲取經驗,結合人文性、自發(fā)性和偶然性,對外打開接口,曾經設計好的城市風景會在社區(qū)的運營下進一步發(fā)展和演繹,以獨特的面貌應對不同歷史時期的風貌。
筆者在建筑實踐中不斷嘗試用微更新方式來修復和營造城市風景。比如“粟上?!鄙鐓^(qū)美術館定位首先是其社區(qū)性,它的存在將藝術帶入到百姓的生活中;其次,它是一個完全開放式的展覽空間,歡迎各個年齡階層的人來此參觀,以一種接地氣的姿態(tài)扎根于百姓生活中,最終營造出屬于使用者自己的社區(qū)活動場所,改變了老上海里弄的現(xiàn)狀。“集裝箱之家”通過廢物利用,變不利條件為有利條件,既提供了一個創(chuàng)意性的辦公環(huán)境,又激活了周邊的商業(yè)功能,改變了城市風貌。“寵物之家”則通過“48m2高密度人寵的優(yōu)雅混居”,在千篇一律的狹窄居住環(huán)境中,傳達出這樣一個態(tài)度:無論在何種困境里,利用已有的資源,通過合理設計帶來希望。
設計不是最終的目的,將人的活動聚合起來,營造或者重塑丟失的社區(qū)文化才是重點。設計作為先導和撬點的作用,將現(xiàn)在和未來可能的活動進行有意識的組織和引導。人間設計正是將城市風景的真正使用者推向前臺,讓普通的人以普通的需求去做普通的設計,讓普通人真正成為設計的主人。