文_徐俊龙(广西民族大学艺术学院,硕士研究生)
广西柳州市三江侗族自治县程阳八寨位于桂、湘、黔三省区交界处,属亚热带湿润气候区,山地气候明显,雨水充沛,雨热同期,四季分明,夏季有暴雨高温,秋季易发生干旱,冬季有严霜。全年平均气温27.4℃,冬季最冷月份为1月,平均气温7.3℃;夏季最热月份为7月,平均温度27.4℃;极端最高气温39.2℃,极端最低气温零下4.3℃;平均年降水量为1557.3mm,全年相对湿度81%。该地处于苗岭山脉向湘桂丘陵的过渡地带,地形崎岖不平,多为山地丘陵,平原多分布在河谷地带,面积狭小。
侗族吊脚楼将当地炎热潮湿的气候特点与尊崇集体主义的人文观念相结合,形成了以“前堂后寝”为基础的平面布局形式,通过对程阳八寨中岩寨的三开间与五开间吊脚楼民居进行调研,得出其居住空间按“前—中—后”三个区域进行纵向布置,采取以入口轴向为导向的布置方式,即具有由“楼梯—宽廊—火塘—卧室”组成的平面序列特征,这样的平面布局既保留了以家庭为中心的公共空间与家庭中各成员的独立生活空间,也充分考虑了当地的气候特点。夏季,宽廊是家庭活动的中心,当地盛行的东南季风通过宽廊引导至各个房间,增加居住层的通透性。冬季,火塘成为家庭活动的中心,其产生的热量传导至相邻房间,以提高居住层的舒适度(见图1)。
图1 当地侗族吊脚楼居住层的平面序列特征
当地侗族吊脚楼民居以“一字型”平面布局为主,或根据地形因素及居民需求在房屋四周搭建仓库等辅助空间,形成“凹字形”“L型”等布局形式。充分利用自然风是侗族吊脚楼生态设计的重要观念,“一字型”的平面布局形式使建筑表面的迂回路径变短、流线流畅,气流受到的阻力小,建筑通风更好,因此采用“一字型”平面布局有利于建筑空间的通风,是适应当地炎热潮湿气候环境的有效措施(见图2、图3)。
图2 程阳八寨岩寨鸟瞰图
图3 “一字型”平面布局通风示意图
火塘在侗族吊脚楼中具有重要意义,为了适应潮湿多雨的气候特点,当地侗族将火塘间设置在居住层居中的位置,让卧室、堂屋及其他生活空间与火塘紧密联系。火塘间在冬季提供温暖舒适的居住环境的同时,火塘燃烧产生的烟熏也是木构建筑的天然防腐剂,对建筑防潮、防虫等方面有积极作用,可以延长建筑的寿命。
侗族吊脚楼二楼前半部分是外廊,因其面积宽大,占据居住空间大约三分之一的位置,又称宽廊,是侗族吊脚楼重要的空间布局形式。宽廊采光良好、宽敞明亮,可在居住层形成一个连接室内与外部环境之间的半开敞过渡空间。这样布局主要因为当地气候潮湿,为保持居住空间的凉爽干燥,需要一个连接室内与室外的半开放空间,宽廊的设置有利于组织自然风关联居住层的生活空间,保持空气流通,排除室内潮湿空气,提供一个舒适的居住环境。宽廊同样为侗族妇女从事纺织等手工活动提供一个开敞、明亮的环境,也为居民日常的休闲、聚会活动提供一个理想的场所。
侗族吊脚楼底层架空的建筑形态是其适应地形的重要设计之一,底层空间可用砖块、石材、杉树皮等材料围合起来形成一个辅助空间以适应居民的需求。形成底层架空的原因,其一是地理因素,当地位于山高谷深,地形起伏较大的高山丘陵地区,采用架空的形式能最大限度适应地形,减少地表环境被破坏的同时获取足够的建筑面积。其二是气候因素,当地位于亚热带南岭湿润气候区,底层架空可以有效防止湿气、蚊虫对居住环境的影响,增强自然通风,改善室内潮湿的情况,保持室内干燥和空气清新。其三受生活习惯影响,侗族人民有饲养家禽的习惯,底层架空提供了适宜的养殖空间,使其与居住空间分离,减少居住层内的异味和噪音,有利于人体健康(见图4)。
图4 底层架空有助于通风除湿
由于当地以山地丘陵为主,地形崎岖不平,不利于民居建设。侗族人民有着遵循自然生态的传统,房址的选择顺应地势走向,采用填挖地形的方法处理坡地,以平整房屋地基,既节省大量的人力物力,又解决因水土流失可能造成的泥石流、滑坡、塌方等诸多自然隐患。
当地常见的坡地处理形式有挖进型、填出型与错层型。挖进型是将一部分坡地挖平建造房屋,填出型是将坡地填平建造房屋,而错层型则依山就势,无须填挖土方让房屋自然地架在坡地之上(见图5)。
图5 坡地处理形式示意图
当地侗族吊脚楼的楼板与板壁均由杉木制成,木材具有良好的保温和通风性能,加上侗族吊脚楼底层架空与宽廊、阁楼的设计,使整体建筑具有一定的环境调节能力。壁板厚度通常在15cm至20cm之间,壁板侧边开槽由上方提前搭建好的木枋和底部枕木紧密槽接而成,槽接完成后工匠会给杉木板上刷桐油,起到保护墙体,增加美观性的作用,充分体现侗族吊脚楼因地制宜的建设原则。楼板厚度在5cm左右,宽度和长度则根据需要进行裁切,楼板两侧开槽铺设在搭建好的屋架上。
由于侗族吊脚楼采用穿斗式结构,由建筑中的立柱和梁枋结构分别承重,建筑的受力体系合理,荷载分布均匀,又因建筑主体为木构形式,使得室内楼板或板壁等构件如遇损坏可及时修缮,可根据环境或需求进行拆卸更换。
为了屋面瓦片搭接稳定不易脱落且屋顶排水顺畅,当地侗族吊脚楼将屋顶坡度控制在30°左右。屋顶一般采用悬山顶的形式,大多不使用望板,采用檩条和椽条的构建形式,这样可以利用瓦片交叠产生的间距进行通风散热并利于火塘间的排烟。当地侗族吊脚楼通常在山墙处设置披厦,披厦从房屋顶层的横梁结构上挑出,多设置在盛行风方向,目的是充分利用自然风,为建筑提供良好的通风效果,增加室内与室外的空气交换。同时披厦的设计还可以起到遮风挡雨作用,保护房屋结构不受风雨的侵蚀。一些侗族吊脚楼为了更好遮阳挡雨,保护屋身结构,还会增设重檐,使原本规整的房屋拥有更丰富的立面效果,体现侗族吊脚楼朴素的实用主义风格。
由于侗族吊脚楼使用穿斗式结构,当地侗族通常会在顶层设置阁楼层,主要用作存放物品、晾晒粮食。阁楼单元可以形成一个缓冲空间,夏季起到阻隔热量、保持居住层凉爽的作用,冬季有利于保持居住层的热量,起到保温的作用。阁楼还可以自然调节温差,特别是在夏季,由于热压作用阁楼内形成空气循环,加强自然通风并带走热空气以降低温度,适应当地炎热潮湿的气候特点(见图6)。
图6 阁楼的保温隔热作用
侗族吊脚楼选址时会综合考虑当地的自然条件与本民族的文化信仰、习俗等因素,多选择在依山面水的山脚地带。第一,侗族以种植水稻和山林采伐为主,依山面水的选址有利于生产和生活。第二,受到传统风水学的影响,侗族吊脚楼多遵循“负阴抱阳”的选址形式,讲究河流、山体的配合,将房屋的背面与山体的阳面相对,有利于建筑获得良好的通风和采光。第三,将房屋选址在依山面水的河谷之中利于创造舒适的微气候环境,冬季背靠山脉可以抵挡寒风,夏季河流中的大面积水体为环境提供一个开敞面,利于空气对流形成风,提高局部风速,创造出凉爽舒适的环境。
如果房屋四周环境远离水系,当地居民则会在房屋附近挖掘池塘以蓄水,这有着诸多的合理性,第一,周围水体可以通过影响风环境改善微气候,形成一个温度相对较低且微风流动的小气候区域,提高居住的舒适度。第二,若发生火灾,蓄水池可以用作灭火,降低房屋的安全隐患。第三,居民可以在水塘边洗衣物、果蔬等,具有较强的实用价值。
当地侗族多在房屋附近植树,形成一道绿色的屏障,树木能够释放出较多的氧气,也具有一定的温度调节作用,例如当温度下降时,树木能够减少风力和雨水的影响,保护房屋免受强风的侵袭,起到保温的效果,提高房屋的稳定和安全性。
侗族是一个善于运用杉木的民族,当地侗族将杉木作为吊脚楼主要用材,不同尺寸的杉木可制作成不同的建筑构件,以达到物尽其用。杉木生长周期快、易于加工、木材直且防蛀,当地杉木资源丰富,使用杉木建房可以就地取材,缩短工期。木材的热惰性指标小,蓄热系数小,夏季来临时不会因为墙面温度与室内温度差距过大产生冷凝现象,有利于室内防潮。加之侗族有植树造林的传统,运用杉木作为建筑材料不会对当地的生态平衡造成过多的破坏。
天然石材的抗压强度、硬度、防水防潮、耐久性等特点都优于木材,因此作为木结构的优化补充,被广泛运用在建筑当中,例如当地吊脚楼的地基多运用石材进行处理,由石头垒砌而成,这些石头以片石插在石头缝隙里的方式紧凑且牢固地堆叠在一起,不需要额外的材料去黏合,是一种灵活的构建方式。石材作为建筑的一部分,通过色彩与质感、虚实与凹凸,丰富整体建筑层次感的同时提升与周围环境的和谐度。石材也可作为垫脚石使用,起到防潮保护立柱的作用。这些石材作为生态材料在安置与拆除过程中的废料也可另作他用,不会对环境造成污染。
侗族吊脚楼中的瓦片多使用小青瓦,以“阴阳瓦”(也称“蝴蝶瓦”)的形式一仰一合重叠铺设在檩条上。研究表明,湿热地区传统民居屋顶适合于轻薄的瓦屋面,使屋面白天蓄热少,晚上散热快。“阴阳瓦”之间的空隙可形成良好的对流或通风,降低青瓦屋面内外的温度,又可削弱太阳辐射和导热,青瓦屋面能够产生一个用于隔热的空气间距,因此对于热量有一定的缓冲效应。此外,交叠铺设的瓦片不仅可以防雨,还能尽快排出雨水以减少屋面的压力(见图7、图8)。
图7 瓦片的铺设方式
图8 瓦片产生的间距
第一,侗族吊脚楼采用穿斗式木构结构,由建筑中的梁柱结构起承重作用,室内墙体不起支撑作用,使其室内空间可根据自身需求及环境特点自由划分。第二,侗族吊脚楼将底层架空,适应当地湿热的气候特点的同时减少对土地资源的占用,节省宝贵的地面空间,以备不时之需。第三,侗族吊脚楼中的墙板、楼板多使用杉木、竹子等生态材料且绝大部分的构件不用钉榫进行固定,便于拆卸,利于未来的替换与改造,避免对建筑进行大面积的拆除,减少对资源的浪费。
一方面,侗族吊脚楼顶层的阁楼空间及底部架空的形式易产生空气循环对流,利于室内的通风和散热。同时,侗族吊脚楼巧妙组织空间,其宽廊的宽度大约接近整体建筑进深的三分之一,利于组织穿堂风与居住层的其他空间相连,保持室内空气流通,火塘间居中的设计也利于居住空间的取暖。另一方面,侗族吊脚楼多选址在依山面水的河谷地带,夏季可以利用河流中的水汽降低温度,冬季背靠山体以抵挡冷空气,也可通过增加水塘,种植树木的方式营造舒适的微气候环境,弥补地理环境上的不足。
侗族吊脚楼在建造过程中,改造自然的同时顺应自然规律,例如对坡地的处理,运用垒、填、挖的方式对坡地进行平整。建筑在建造过程中会考虑风向、阳光等环境因素,从而改变室内布局及建筑朝向,创造一个良好的居住环境,而不是简单依靠空调等设备对环境进行被动调节。建筑材料与四周山体、河流的色彩、质感相呼应,使建筑与自然融为一体。加之侗族人有植树造林的习惯,对自然资源索取有度,保持了自然环境的自我恢复能力。
侗族吊脚楼中的建材大部分源于当地,以当地盛产的杉木作为建筑的主体结构及房屋构件的主要材料,附近山体与河滩中的石头作为石材的主要来源,竹子、桐油这些当地的材料也被广泛使用。这些材料大多为可再生材料,使得建筑在建造、拆除的过程中不会产生过多的建筑垃圾污染山区有限的土地。这些材料经过合理的规划与再设计,就能回收利用保持材料的可持续性(见图9)。
绿色节能等生态设计理念在侗族干栏式吊脚楼建筑中早已体现,随着时代的发展与科技的进步,人们对建筑空间的物质与精神追求逐步得到满足,但从建筑的绿色节能与可持续发展的方面看,现代设计者应当更加重视建筑中的生态设计,考虑建筑与所处地区的环境气候相适应,利用自然做功,减少能耗的同时使用生态材料,最大限度地减少建筑对环境的污染和破坏,推动现代建筑的长远发展。(文中图片均为作者自绘)