巴厘島綠色學(xué)校

.z.回歸自然——巴厘島綠色學(xué)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(xué)校”充分理解和尊重了巴厘島的鄉(xiāng)土建筑特色，并進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計，運(yùn)用當(dāng)?shù)厥a(chǎn)的竹子創(chuàng)造出現(xiàn)代空間，使學(xué)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(shè)計中，尤其是在盛產(chǎn)竹子的中國，竹材將起著關(guān)鍵作用。綠色校園在宣傳綠色理念及竹材的應(yīng)用方面具有重要意義。Abstract:ThegreenschoolinBalifullyunderstandsandrespectsthetraditionalvernaculararchitectureoftheregionandusesdesigncreativitytogobeyondtocreatemodernspacesusingtraditionalmaterials–bamboo.Itgivesthestudentsofgreenschoolmoreopportunitiestointeractionwithnatureandmakestheinterpersonalcontactcloserinterpersonalcontactbetweenpeople.Inthefuture,Bamboobamboowillplaysacrucialroleinthefutureofglobalgreendesign,especiallyinChinabecauseasChinaaboundsinownsbamboo.Thegreenschoolhasanimportantimplicationsforfunctioninpropagatingthepopularizationofgreenideaconceptandtheconstructionapplicationofbamboowoodinconstruction.關(guān)鍵詞：巴厘島綠色學(xué)校竹結(jié)構(gòu)設(shè)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(yuǎn)足，擁抱大自然，或到田園做個假日農(nóng)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(jīng)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(yuǎn)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(xué)生感受自然的學(xué)校，校名就是“綠色學(xué)校”（圖1）。圖1主建筑“校園之心”外活動場地綠色學(xué)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(jī)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(shè)計師約翰（John）和辛西婭·哈代（CynthiaHardy）創(chuàng)建。他們關(guān)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(hù)熱帶雨林的木材。他們還建立了綠色學(xué)校分支機(jī)構(gòu)：梅拉吉基金會（MeranggiFoundation），通過向當(dāng)?shù)胤N植水稻的農(nóng)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(xué)校區(qū)位示意圖3建設(shè)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(jī)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(shè)。傳統(tǒng)的建筑為梁柱式結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，由木材或竹子充當(dāng)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(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計，運(yùn)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(guān)。每棟建筑中外露的竹結(jié)構(gòu)表達(dá)了竹結(jié)構(gòu)建筑的藝術(shù)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(nèi)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(xué)校的教室位于校園的西側(cè)，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(xué)生和職員共同打理。學(xué)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(qiáng)了所有年級的孩子們的互動，并在勞動中獲得植物學(xué)、生物學(xué)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(jìn)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(yùn)動提供了場所。3建筑結(jié)構(gòu)、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(yīng)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(xué)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(fēng)和其他一些非結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(xué)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(jīng)加工和設(shè)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(xué)生學(xué)習(xí)如何過綠色生活。利用竹子建造房屋不同于傳統(tǒng)的設(shè)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(jīng)驗豐富的建筑師、工程師、景觀設(shè)計師以及環(huán)境、研發(fā)、學(xué)術(shù)專家齊心協(xié)力，共同設(shè)計和建造這個世界上最大最美的功能性竹材結(jié)構(gòu)。此后，我們創(chuàng)造了一個新的詞匯，利用生長最快的“木材”進(jìn)行設(shè)計和建造并形成具有更強(qiáng)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(qiáng)度而聞名，但這些特質(zhì)也帶有一些潛在的限制性，使其至今無法被廣泛應(yīng)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(jié)構(gòu)形式的建筑上進(jìn)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(dǎo)致了竹材沒有被更廣泛地接受。因此當(dāng)我們開始著手將竹材運(yùn)用到住宅和商業(yè)建筑中時，即與世界一流的竹材設(shè)計師、工程師和工匠共同合作，合作團(tuán)隊也包括兩位高科技跨國專家并利用他們的先進(jìn)技術(shù)使竹材進(jìn)入超級結(jié)構(gòu)的領(lǐng)域。首先，設(shè)計團(tuán)隊測試了手中所有竹子的密度，并進(jìn)行嚴(yán)格把控。生長3年后的竹子將達(dá)到它們最大強(qiáng)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(wù)。機(jī)器不會說謊——人們無需再返回未成材的竹子。設(shè)計團(tuán)隊也和力拓礦業(yè)集團(tuán)（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(jīng)久耐用并能夠防止木材中常見的蟲蛀問題，這是對當(dāng)?shù)丨h(huán)境影響強(qiáng)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(xué)校建設(shè)過程中的硼砂來自美國和土耳其。在設(shè)計過程中，因為竹結(jié)構(gòu)自身難以置信的細(xì)節(jié)無法使用AutoCAD軟件來表達(dá)和體現(xiàn)，設(shè)計團(tuán)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(jī)設(shè)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(jù)工程師的評估對模型進(jìn)行調(diào)整。一旦業(yè)主認(rèn)可這一模型，即著手制作所有的細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)模型，并耗費數(shù)個星期進(jìn)行組裝（圖12）。圖12建筑模型這些先于AutoCAD圖紙的結(jié)構(gòu)模型，成為指導(dǎo)圖和訓(xùn)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(xué)校的“學(xué)校之心”建筑在2個月之內(nèi)就能建成。目前，每個構(gòu)件都是定做的，因此建筑室內(nèi)和室外的細(xì)節(jié)是完全根據(jù)設(shè)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(shù)綠色校園由當(dāng)?shù)毓そ澈退囆g(shù)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(yùn)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(fù)雜的空間，無需借助重型設(shè)備或起重機(jī)。圖13不同類型的竹結(jié)構(gòu)建筑1圖14不同類型的竹結(jié)構(gòu)建筑2圖15不同類型的竹結(jié)構(gòu)建筑3綠色校園的設(shè)計團(tuán)隊由伊·莫里斯科（Ir.Morisco）教授帶領(lǐng)，一個全球聞名的竹結(jié)構(gòu)領(lǐng)域?qū)＜?，日惹市（Yogyakarta）加札馬達(dá)大學(xué)（GadjahMadaUniversity）城市和環(huán)境工程學(xué)院的結(jié)構(gòu)工程實驗室的領(lǐng)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(dǎo)下組成了該項目的結(jié)構(gòu)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(shè)計團(tuán)隊通過計算機(jī)模擬，得到了建筑的軸向荷載、風(fēng)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(jié)構(gòu)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(shù)名稱）中心是大型的集會場所，每個都是不同的竹結(jié)構(gòu)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(chǔ)結(jié)構(gòu)形成3個聯(lián)鎖桁架，作為三角平面結(jié)構(gòu)的基本單位，并將結(jié)構(gòu)荷載傳遞到地基。一級結(jié)構(gòu)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?jǐn)_（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(fēng)荷載的結(jié)構(gòu)連接件。二級結(jié)構(gòu)和椽條是較為輕質(zhì)的阿帕斯竹屬竹子（GigantochloaApus），椽條通過竹針和一級竹結(jié)構(gòu)進(jìn)行固定。圖16建筑基礎(chǔ)“校園之心”（heartofschool，圖17）的設(shè)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(dá)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(jié)構(gòu)構(gòu)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(kuò)展，讓自然光線能到達(dá)建筑的每個角落（圖27～28），巨大的屋檐為開放的室內(nèi)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(jié)構(gòu)節(jié)點都以1:1的比例在結(jié)構(gòu)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(shè)中的“校園之心”圖27室內(nèi)中心柱圖28螺旋屋頂為室內(nèi)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(shè)施。技術(shù)上頗具挑戰(zhàn)性的竹拱采用了無柱跨距達(dá)18m，高14m的結(jié)構(gòu)?！癕etapantigan”活動中心是為學(xué)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(jié)構(gòu)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(chǔ)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(shè)置了3排座椅。一個巨大的竹子結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)圖34Metapantigan中心夜景圖35Metapantigan中心室內(nèi)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(jù)經(jīng)驗，這座橋可負(fù)載6t。阿郎-阿郎（Alang-alang）茅草屋頂在印度尼西亞的應(yīng)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(dāng)?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(xué)生努力學(xué)習(xí)，培養(yǎng)他們的創(chuàng)造性、有意識的可持續(xù)思維，鼓勵學(xué)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(xué)生的性格形成期是至關(guān)重要的。6年前在準(zhǔn)備建設(shè)綠色校園之際，創(chuàng)立者就致力于提供一個國際公認(rèn)的學(xué)術(shù)教育，使學(xué)生將來具備造福社會的競爭能力。綠色學(xué)校提供了包括傳統(tǒng)科目、創(chuàng)造藝術(shù)和綠色研究的課程，蘊(yùn)含了經(jīng)驗、環(huán)保、創(chuàng)業(yè)能力的學(xué)習(xí)。竹建筑結(jié)構(gòu)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(xué)習(xí)能力和設(shè)計而努力。綠色校園現(xiàn)有學(xué)生200人，來自包括印尼在內(nèi)的40個國家，學(xué)生年齡從3歲到15歲，課程覆蓋幼兒園到中學(xué)階段。在綠色理念主導(dǎo)下，師生們習(xí)慣了沒有空調(diào)的房間——那里氣溫并非熱不可耐，習(xí)慣了不能沖水的便器——氣味經(jīng)處理不會過于濃重。學(xué)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(xué)校的教室沒有墻壁阻隔，突破傳統(tǒng)建筑的空間感，使學(xué)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(nóng)地，亦可種植竹子。數(shù)年后竹子便成為校園的一部分。學(xué)校著重于學(xué)生親身感受的學(xué)習(xí)過程，讓他們認(rèn)識建筑與可持續(xù)發(fā)展的關(guān)系。學(xué)生親自耕作、收割和預(yù)備食物，可學(xué)會尊重自然。竹子是校園建筑的