巴厘島綠色學校

.z.回歸自然——巴厘島綠色學校約翰·哈迪本·馬克羅/JohnHardy，BenMacrory摘要：位于印尼巴厘島上的“綠色學?！背浞掷斫夂妥鹬亓税屠鍗u的鄉(xiāng)土建筑特色，并進行創(chuàng)新設計，運用當?shù)厥a的竹子創(chuàng)造出現(xiàn)代空間，使學生與大自然更親近，同時使人與人之間的聯(lián)系更緊密。在未來世界的綠色設計中，尤其是在盛產竹子的中國，竹材將起著關鍵作用。綠色校園在宣傳綠色理念及竹材的應用方面具有重要意義。Abstract:ThegreenschoolinBalifullyunderstandsandrespectsthetraditionalvernaculararchitectureoftheregionandusesdesigncreativitytogobeyondtocreatemodernspacesusingtraditionalmaterials–bamboo.Itgivesthestudentsofgreenschoolmoreopportunitiestointeractionwithnatureandmakestheinterpersonalcontactcloserinterpersonalcontactbetweenpeople.Inthefuture,Bamboobamboowillplaysacrucialroleinthefutureofglobalgreendesign,especiallyinChinabecauseasChinaaboundsinownsbamboo.Thegreenschoolhasanimportantimplicationsforfunctioninpropagatingthepopularizationofgreenideaconceptandtheconstructionapplicationofbamboowoodinconstruction.關鍵詞：巴厘島綠色學校竹結構設計創(chuàng)新KeyWords:Bali,GreenSchool,BambooStructure,DesignCreativity不少都市人總喜歡在周末、假日到郊外遠足，擁抱大自然，或到田園做個假日農夫。景色自然如大浪西灣，對每天面對四面石墻的人來說，這已經是“世外桃源”。將來人們可能不止慨嘆“安樂窩”難求，連大自然休憩的地方亦難求。暫未能遠離煩囂，不如幻想一下置身于印尼巴厘島的自然環(huán)境——在島上的一個熱帶叢林深處，20多幢竹樓掩映在綠樹之中，愛詠河（AyungRiver）從中靜靜流淌而過，初見者都以為來到了度假別墅，但這里卻是一所讓學生感受自然的學校，校名就是“綠色學?！保▓D1）。圖1主建筑“校園之心”外活動場地綠色學校占地103142.638m2，位于島上一個名叫西邦卡佳（SibangKaja）的村莊中（圖2），一片原生植物與可持續(xù)有機花園共同生長的茂密叢林里（圖3）。該校園由環(huán)保主義者和設計師約翰（John）和辛西婭·哈代（CynthiaHardy）創(chuàng)建。他們關注地球資源的枯竭問題，并提倡使用竹子作為建筑材料的替代品以保護熱帶雨林的木材。他們還建立了綠色學校分支機構：梅拉吉基金會（MeranggiFoundation），通過向當?shù)胤N植水稻的農民提供竹子種苗來推廣竹子的種植，并以創(chuàng)新或試驗性的方式使用以證明竹材在建筑上的可能性。圖2綠色學校區(qū)位示意圖3建設中的校園鳥瞰校園使用了各種可替代能源，包括竹屑熱水烹飪系統(tǒng)、水力渦輪機和太陽能板（圖4）。校園建筑包括：教室、體育館、集會空間、職員宿舍、辦公室、咖啡館和浴室。圖4竹建筑外的太陽能板1.本土建筑特色傳統(tǒng)的巴厘式建筑，通常是指二到三代家族住的一個稱之為“班家（banjar）”的聚落，由村民自行建設。傳統(tǒng)的建筑為梁柱式結構系統(tǒng)，由木材或竹子充當非承重填充板，通常不使用釘子，而用木榫作為鉚接元件，屋頂則由椰子和糖椰子樹葉、阿郎阿郎草（alangalanggrass）或稻秸稈做成的茅草覆蓋。綠色校園的建筑充分理解和尊重了巴厘島的鄉(xiāng)土建筑特色，并進行創(chuàng)新設計，運用傳統(tǒng)材料創(chuàng)造出現(xiàn)代空間。綠色校園中有許多建筑，它們的體塊與功能和選址直接相關。每棟建筑中外露的竹結構表達了竹結構建筑的藝術美感。建筑的屋頂是開放式的，極少墻和窗戶，寬大的挑檐使室內空間免于傾盆大雨和炎炎烈日的困擾。屋頂同樣采用巴厘島傳統(tǒng)的茅草屋頂（圖5～7），大多數(shù)巴厘島的寺廟和**空間也采用了這種類似斗笠的茅草屋頂。圖5施工中的主建筑屋頂圖6類似斗笠的茅草屋頂圖7茅草屋頂外觀2景觀景觀在校園中扮演了很重要的角色（圖８）。綠色學校的教室位于校園的西側，周圍環(huán)繞著環(huán)保園地——巴厘島的稻田和蔬果園（圖９～11），這些園地由校園的學生和職員共同打理。學生們在園地中穿梭，種植各種為孩子們命名的瓜果蔬菜，加強了所有年級的孩子們的互動，并在勞動中獲得植物學、生物學和作物栽培知識。圖8建筑周邊景觀圖9稻田和蔬果園1圖10稻田和蔬果園2圖11教室每個園地有自己的耕作周期，孩子們可以從中觀察植物幼苗的成長到成熟期，并體驗新鮮采摘的整個過程。一些進行體育活動的開放空間靠近校園中心和體育場。在“Mepantigan”中心附近有一個巨大的泥漿水池為巴厘傳統(tǒng)泥巴摔跤運動提供了場所。3建筑結構、材料和施工在巴厘島和印度尼西亞，到處都生長著竹子，它被廣泛地應用于一些臨時性建筑，如公共節(jié)日和**活動中的一些場所，然而，人們并沒有將竹子作為永久性建筑的材料考慮過。在綠色學校中，竹子被以創(chuàng)新或試驗性的方式使用以證明他們在建筑上的可能性。在東南亞各國，如中國和日本，竹子被用來作為地板、裝飾屏風和其他一些非結構性材料。在一些案例中，竹子被用來作為木材的替代品或作為竹材集成材銷往北美洲。3.1材料與結構綠色校園的材料選于自然，用于自然，從教室的一桌一椅、儲物柜，甚至籃球架等，無一不是竹子。6間開放式教室，主要建筑“校園之心”（HeartofSchool）、咖啡廳、辦公室以及連接愛詠河兩岸的庫庫橋（KulKulBridge）等組成了這個“竹子校園”。用巴厘島竹子這種天然建材，是希望透過學校提升竹子的價值。竹子是印尼傳統(tǒng)的自然資源，長期以來被視為價值不高的材料，其實經加工和設計的竹子很耐用，用作建筑材料的壽命可由原本1～2年，延長至最少25年。竹子外形很美，可以做成不同形狀的家具。綠色校園取材于竹子，亦希望學生學習如何過綠色生活。利用竹子建造房屋不同于傳統(tǒng)的設計和建造方式。在后者中，建筑師和承包商通常各自行事，前者與美國律師建筑委員會（U.S.GreenBuildingCouncil，USGBC）的LEED（LeadershipinEnergyandEnvironmentalDesign）項目管理系統(tǒng)更為接近，在這個系統(tǒng)中，代表不同利益的各方會通力合作。在用竹子建造綠色校園的過程中，來自世界各地經驗豐富的建筑師、工程師、景觀設計師以及環(huán)境、研發(fā)、學術專家齊心協(xié)力，共同設計和建造這個世界上最大最美的功能性竹材結構。此后，我們創(chuàng)造了一個新的詞匯，利用生長最快的“木材”進行設計和建造并形成具有更強視覺沖擊力、更為寧靜、更穩(wěn)固、更引人注目的居住和商業(yè)模式。竹子以其顯著的柔韌性和強度而聞名，但這些特質也帶有一些潛在的限制性，使其至今無法被廣泛應用和詮釋。因為收割和加工處理方面不徹底，竹材過去未曾有效地發(fā)揮它的作用，或者在諸如住宅和建筑物這類大型結構形式的建筑上進行商業(yè)化使用。竹材使用的一個首要限制因素是蟲蛀，這在很大程度上導致了竹材沒有被更廣泛地接受。因此當我們開始著手將竹材運用到住宅和商業(yè)建筑中時，即與世界一流的竹材設計師、工程師和工匠共同合作，合作團隊也包括兩位高科技跨國專家并利用他們的先進技術使竹材進入超級結構的領域。首先，設計團隊測試了手中所有竹子的密度，并進行嚴格把控。生長3年后的竹子將達到它們最大強度并能承受巨大壓力。為此，丹麥的一家專業(yè)密度測試器械公司向我們提供了所有竹材的品控服務。機器不會說謊——人們無需再返回未成材的竹子。設計團隊也和力拓礦業(yè)集團（RioTinto）合作，他們提供了處理工藝中硼砂含量的測試方法。將竹子浸泡在硼砂溶液中，最終使得這些竹材經久耐用并能夠防止木材中常見的蟲蛀問題，這是對當?shù)丨h(huán)境影響強度最低的方法之一。硼砂是一種世界各地廣泛使用的礦物鹽，被作為抗真菌化合物、賦形劑、阻燃劑等等。綠色學校建設過程中的硼砂來自美國和土耳其。在設計過程中，因為竹結構自身難以置信的細節(jié)無法使用AutoCAD軟件來表達和體現(xiàn)，設計團隊研發(fā)了自己的方法。他們與業(yè)主合作，共同繪制方案。隨后，模型制作人員在使用AutoCAD軟件上機設計前用竹片精心建造了一個3D模型，交由竹材工程師來測試其穩(wěn)固性，并根據工程師的評估對模型進行調整。一旦業(yè)主認可這一模型，即著手制作所有的細節(jié)結構模型，并耗費數(shù)個星期進行組裝（圖12）。圖12建筑模型這些先于AutoCAD圖紙的結構模型，成為指導圖和訓練有素的建筑工人的施工圖。一個5層住宅的屋頂或者綠色學校的“學校之心”建筑在2個月之內就能建成。目前，每個構件都是定做的，因此建筑室內和室外的細節(jié)是完全根據設計師和業(yè)主的要求量身定做的。人們可以用竹子做任何事情，整合了玻璃、巖石、銅和泥土來解決諸如隔音、保溫的問題。3.2施工技術綠色校園由當?shù)毓そ澈退囆g家建造而成，實現(xiàn)了多種形態(tài)的建筑類型（圖13～15）。竹子不僅僅運用在完工的建筑上，還作為建筑的腳手架。低技裝備和獨創(chuàng)性用以建造大型復雜的空間，無需借助重型設備或起重機。圖13不同類型的竹結構建筑1圖14不同類型的竹結構建筑2圖15不同類型的竹結構建筑3綠色校園的設計團隊由伊·莫里斯科（Ir.Morisco）教授帶領，一個全球聞名的竹結構領域專家，日惹市（Yogyakarta）加札馬達大學（GadjahMadaUniversity）城市和環(huán)境工程學院的結構工程實驗室的領軍人物。他的同事阿沙里·薩普特羅（AsharSaputra）和英戈·伊拉瓦蒂（InggarIrawati）在莫里斯科教授的指導下組成了該項目的結構工程小組。綠色校園的建筑類型是非常規(guī)的，鮮有先例可借鑒分析。設計團隊通過計算機模擬，得到了建筑的軸向荷載、風荷載和地震荷載以確保其符合印尼的建筑規(guī)*。4校園主要竹結構建筑綠色校園的公共建筑——校園之心、體育館、橋和“Mepantigan”（巴厘傳統(tǒng)武術名稱）中心是大型的集會場所，每個都是不同的竹結構建筑試驗。竹子被捆成一組并打造了一個大跨度的建筑。馬來甜龍竹被作為基礎結構形成3個聯(lián)鎖桁架，作為三角平面結構的基本單位，并將結構荷載傳遞到地基。一級結構通過創(chuàng)新性地將礁石和竹子用螺紋鋼連接的方法固定在混凝土地基上，以減少潮濕和白蟻/蟲害的侵擾（圖16）。連接到地面層的竹子被牢牢地用粘合劑固定填充，作為風荷載的結構連接件。二級結構和椽條是較為輕質的阿帕斯竹屬竹子（GigantochloaApus），椽條通過竹針和一級竹結構進行固定。圖16建筑基礎“校園之心”（heartofschool，圖17）的設計是將建筑主體安置在3個線性排列的節(jié)點中心，其他功能空間以一種螺旋形的組織形式向外輻射（圖18～26）。在每個錨定點上，由多根高達16～18m的竹子交織組成的通高圓柱支撐了整個建筑，為校園之心高聳的3層空間提供了結構構件。柱子與屋頂?shù)慕唤缣幨且粋€木制圓環(huán)，形成了屋頂天窗。螺旋形屋頂從主要的垂直支柱開始擴展，讓自然光線能到達建筑的每個角落（圖27～28），巨大的屋檐為開放的室內空間提供遮蔽。建筑共有3個主要樓梯和3層空間（圖29～32），包括多功能區(qū)域和不同程度的私密區(qū)。在這個建筑中很多竹結構節(jié)點都以1:1的比例在結構實驗室中做過測試。圖17“校園之心”外觀圖18校園之心場地平面圖19“校園之心”剖面二圖20“校園之心”一層平面圖21“校園之心”二層平面圖22“校園之心”三層平面圖23“校園之心”頂層平面圖24“校園之心”東立面圖25“校園之心”刨面圖26建設中的“校園之心”圖27室內中心柱圖28螺旋屋頂為室內引入自然光圖29“校園之心”三層開放空間1圖30“校園之心”三層開放空間2圖31“校園之心”開放式空間夜景圖32提供多種活動區(qū)域的首層開放空間體育館是提供體育活動和集會的多功能設施。技術上頗具挑戰(zhàn)性的竹拱采用了無柱跨距達18m，高14m的結構?！癕etapantigan”活動中心是為學校和社區(qū)建造的公共大廳，用來舉行節(jié)日慶典、聚會和活動。它的結構剛度和穩(wěn)定性來自于4個主拱，每個主拱由3株馬來甜龍竹①（petungbamboo）形成無柱跨距空間（圖33～36）。踏步式臺階與建筑基礎融為一體，橢圓形的建筑平面被自然石材勾勒出來，這個類似圓形劇場的空間中設置了3排座椅。一個巨大的竹子結構體從地面上升，支撐起整個屋頂，同時形成了一個明亮的采光天窗。圖33Metapantigan中心屋頂結構圖34Metapantigan中心夜景圖35Metapantigan中心室內圖36Metapantigan中心立面庫庫橋（KulKulBridge）是一座竹吊橋，連接了愛詠河兩岸（圖37、38）。橋的跨度20m，寬2m。根據經驗，這座橋可負載6t。阿郎-阿郎（Alang-alang）茅草屋頂在印度尼西亞的應用已有數(shù)百年的時間，它是巴厘島傳統(tǒng)的屋面系統(tǒng)，采用當?shù)胤Q為“ambongan”的白茅草，在印尼語和馬來語中也稱為“alang”。這種草堅韌且抗干旱瘠薄。5綠色校園教育綠色校園旨在激勵學生努力學習，培養(yǎng)他們的創(chuàng)造性、有意識的可持續(xù)思維，鼓勵學生、父母以及社區(qū)職員與自然的個性化聯(lián)系。因此持續(xù)地保持這種聯(lián)系在學生的性格形成期是至關重要的。6年前在準備建設綠色校園之際，創(chuàng)立者就致力于提供一個國際公認的學術教育，使學生將來具備造福社會的競爭能力。綠色學校提供了包括傳統(tǒng)科目、創(chuàng)造藝術和綠色研究的課程，蘊含了經驗、環(huán)保、創(chuàng)業(yè)能力的學習。竹建筑結構對這種教育模式起到事半功倍的支持作用，激發(fā)人們?yōu)樘岣呖沙掷m(xù)創(chuàng)新、學習能力和設計而努力。綠色校園現(xiàn)有學生200人，來自包括印尼在內的40個國家，學生年齡從3歲到15歲，課程覆蓋幼兒園到中學階段。在綠色理念主導下，師生們習慣了沒有空調的房間——那里氣溫并非熱不可耐，習慣了不能沖水的便器——氣味經處理不會過于濃重。學生還被要求飼養(yǎng)家畜、種植蔬菜，這些家畜和蔬菜最終會成為他們飯桌上的佳肴。綠色學校的教室沒有墻壁阻隔，突破傳統(tǒng)建筑的空間感，使學生與大自然更親近，同時使人與人之間的聯(lián)系更緊密。孩子可親手為校園的泥磚粉飾，下田耕種接觸農地，亦可種植竹子。數(shù)年后竹子便成為校園的一部分。學校著重于學生親身感受的學習過程，讓他們認識建筑與可持續(xù)發(fā)展的關系。學生親自耕作、收割和預備食物，可學會尊重自然。竹子是校園建筑的