威尔士替代技术研发中心可持续教育研究所

帕特·波若 / Pat Borer

1 项目概况

多年前，位于英国威尔士马汉莱斯波伊斯郡（Machynlleth，Powys）的替代技术研发中心（Centre for Alternative Technology，CAT）就已经意识到，目前的条件尚不具备满足其未来在扩充高等教育、大学学历深造和行业培训课程等方面需要的设施和空间。

我们通过一个涉及到全体工作人员的“情景规划”的开放、民主的进程，优化了替代技术研发中心的建筑外轮廓。设计围绕一系列庭院和露台，所有主要房间的进深都比较小，以便拥有良好的日照和通风；每间房间均有景观，作为联结自然和外部空间、内部庭院和远山的通道。

建筑的施工方法从CAT多年的生态建设经验发展而来，但也归功于飞速发展的“绿色”建筑领域的全新技术。由于预算有限，选择一种“标准化”的施工方式尤为重要，这也是CAT展示理念的精髓。

与CAT的其他建筑一样，威尔士可持续教育研究所（Wales Institute for Sustainable Education，WISE）的建筑设计也必须低碳环保，具有良好的保温和气密性；使用低蕴能建筑材料；具备良好的自然采光以最大限度地减少电力照明；热回收通风系统；低能耗的近阶开关传感器灯具；节水的卫浴设施；当然，还有可再生能源供应系统，如太阳能热水、太阳能光伏板以及来自于新的热电联供厂（Combined Heat And Power，CHP）的热能。

主要建筑材料如下：

（1）地面层：橡木地板，胶合板，附加U型加热管的硅酸钙地热板，珍珠岩保温层。

（2）建筑外墙：集成木材框架，500mm厚麻石灰面层，石灰抹面，自然色（金黄色）外层。

（3）阶梯教室墙面：素土夯土。

（4）一层其他内部墙面：防火面砖。

（5）斜屋顶：优劲（Ugine）公司生产的不锈钢木桁架或工字木梁，350mm隔热纤维板。

（6）平屋顶：在三元乙丙橡胶防水绝缘膜上（EPDM membrane）上采用了不同的面层处理方式。

（7）木工：普通欧洲红木，阶梯教室：白蜡木。

工程于2000年启动，由于涉及与多个资助机构的复杂谈判，直至2006年6月才开始正式施工。什鲁斯伯里的弗兰克·盖勒斯（Frank Galliers of Shrewsbury）被选定为承包商，业主和设计团队与其签订合作伙伴协议。基于此，承包商和工程估算师（quantity surveyor，QS）之间协商的合同金额为350万英镑。由于工程质量以及工期拖延问题，合同于2009年终止，盖勒斯公司破产清算。工程由斯尼德公司（C. Sneade Ltd）接手并于2010年6月完工，工程效率很高且合作愉悦。此时建筑成本已上升至450万英镑，但各方均认为物有所值。

2 包容性设计

WISE的建筑设计试图通过空间的组织充分挖掘和展示场地潜在的自然优势（图1～3）。这就是为何在建筑中穿行时，步移景异，研发中心周边变幻无穷的丘陵和森林景致可以尽收眼底；同样，精心设计的采光、日照和不同角度的反射光，使人们能够意识到时间的流逝和天气的变化，也使每个空间都可以聆听自然界中风的摇曳和水的流动。

作为建筑体验的核心，我们希望人们可以享受其中的“流线组织”。空间流线的组织不仅应清晰可辨，且明亮轻盈，仅需极少标识就具备清晰的引导性。连接入口和大厅的楼梯尽可能简单明了，视线可直达阳光普照的建筑上层。

楼层间由毗邻楼梯间的电梯相连接，没有令人混淆的其他路线。

建筑各层内部均没有高差，充分考虑了残疾人轮椅直达每个空间的需求。另有两个无障碍宿舍，以及一个可能在英国首次使用的内部无水堆肥卫生间。

无论建筑结构还是饰面均不含有毒物质，并强调透气性以提供健康的室内环境。

3 业主

项目经理菲尔·霍顿（Phil Horton）和助理项目经理丹尼·哈里斯（Danny Harris）是CAT在这个项目的代表方。

CAT采用一种灵活且民主的方式管理项目并汇编材料，即负责不同领域的相关团队定期会面，这是以协商方式合作的不同机构的首选工作方式。参与团队的实时对话和有效沟通，不仅明确了工作提 要，也产生了初步的设计规划草图。

CAT追求清晰完整的环境议程，包括CAT申请的材料和工程排序议程，例如仅接受FSC（Forest Stewardship Council，森林管理委员会）认证木材，即使是少数可以被证明来自可持续资源管理的PEFC（Programme for the Endorsement of Forest Certification，森林认证认可计划）产品也不例外。

图4 西南向透视

图5 建筑轴侧示意

菲尔和丹尼尊重建筑师所担当的角色，而非一味寻求个人喜好。CAT或我们随时都可以修改设计或施工方案，一旦该方案通过讨论并最终确定，他们总是建筑师的有力支持者。他们对工程的财政状况密切关注并加以控制，同时提供详尽的费用明细。即使在异常艰难的时期，他们依然保持行为一致、勇气可嘉，并对所有的项目参与者以诚相待。WISE建筑对于规模化经营的CAT而言变化巨大。对于小型慈善组织而言是鼓舞人心的项目，其成功完成也是对菲尔和丹尼在逆境中毅力的最好佐证。

4 建筑空间

建筑西南向透视（图4）展示了围绕一系列庭院和露台的单向进深房间。这种规划确保了所有客房均具有良好的外部可达性，否则庞大的建筑体量很难被安置到紧张的用地和周边现状建筑的空隙中。确定成几何角度平面的初衷，是将主要公共空间临近现有建筑，东翼宿舍、会议室、生物实验室以及办公室，阶梯式教室则作为整体规划平面的中心。

从建筑轴侧图（图5）可以看出，由北至南贯穿的阶梯教室、内庭院、工作坊和宿舍房间，进深小且阳光明媚，并始终朝向外部空间和“绿色”的建筑材料，包括夯土、麻石灰（hemp-lime）、木构架以及高性能门窗。

图6 入口庭院和回廊

图7 从花园西南角看建筑

图9 大堂门厅

图10 阶梯教室

图11 月洞天窗（朝向远程控制的百叶窗，自然通风）

图12 阶梯教室内的木质幕墙

图13 回廊

图14 7.2m高的夯土墙和玻璃幕墙上流动的光

图15 南侧幕墙及垂直木质遮阳片

图16 会议室

图17 顶部天窗将阳光洒向休息厅

图18 大堂庭院

图19 从一层屋顶露台俯瞰

图20 宿舍露台

图21 办公室及其露台

顶部采光的入口庭院和回廊将人们引导至WISE的餐厅（图6）。从该建筑典型的结构和空间设置中可以看出：FSC胶合木质结构框架固定在“大麻砖”（Hemcrete®）上①，大麻和石灰的混合为建筑提供了良好的保温隔热和蓄热体，高性能玻璃推拉门直接安置于框架上，外部美景一览无余；回廊由当地生产的橡木作为内装，并采用实木屋顶结构，石板和砂砾共同构成建筑硬质铺装景观。

从花园西南角可以看到右侧阶梯教室的“采光鼓”和“休憩聚会空间”，包括环绕庭院和露台的学习室和会议室（图7）。建筑所有的固体外墙均采用了“大麻砖”，并用水硬性石灰饰面——面层为天然赭石本色，U值为0.17W/m2K。

光线通过采光天窗洒满了餐厅和接待区（图8）。所有独立的“胶合”截面均为圆形，遵从古希腊发明的“圆柱曲线”比例。楼层是当地生产的FSC橡木，采用了地板辐射供暖系统和麻灰高度绝缘毛地板。U值为0.12W/m2K。橡木也用于引导来访者至大堂的楼梯上，电气和数字设备开关都设置于墙面红木复合壁板之内。

大堂（图9）采用了木质胶合层积梁的圆形柱、FSC认证的橡木地板、支持其上屋顶露台的实木结构天花板，透过玻璃和推拉门可以看到右侧大堂庭院。

高7.2m，直径14.4m的阶梯教室（图10）墙壁是500mm厚的夯土，支撑起高绝缘性能的木材框架屋顶（U值为0.09W/m2K）。这个古老的夯土式建筑技术，仍然在世界各地建材稀少的地区使用，它在结实的模板内精心选用100mm底土层，同时分层累加小部分黏土。该层采用机械式冲击夯压缩至50mm厚——以打造真正的软岩石，同时具有优异的结构性强度和热容量。

屋顶中央有一个玻璃的圆形天窗（图11），由旋转的“月洞盘（moon-disc）”遮蔽。地板层和固定的座位均为FSC认证的橡木材料。房间既可以通过天窗的烟囱效应进行被动式通风，也可以利用机械热回收通风系统。

阶梯教室内整面可推拉的木质幕墙（图12），不仅朝向“偶发空间”，也通往花园，为阶梯教室中的人提供了优美的自然风景。

环绕阶梯教室的是一个狭窄的回廊（图13～15），作为缓冲空间和简单的被动式太阳能集热器，夯土墙可以通过幕墙玻璃吸收太阳能。

会议室在三层（图16），二层是办公室，一层则是生物实验室。这些空间的进深都很小，使其能够自然通风，并充分利用日光（图17）。会议室通过叠开门旁的百叶窗进行通风，而建筑的挑檐和可推拉木百叶则为其提供了遮阳，这些木质材料都通过了FSC认证。

大堂庭院（图18）周围环绕设置了3个工作坊、大堂、酒吧和餐厅。这个位于中心的内部开放空间是一处宁静而整洁的花园，有砂砾、屋顶雨水形成的水池和原生桤树。雨水通过庭院内原始的水车排出（水车在这个地方还是采石场时就已经有了）。

从一层屋顶露台向下俯瞰大堂庭院（图19），可以看到围绕庭院通往工作坊的回廊，以及左边的流向池塘的雨水口。露台采用了150mmFSC实木板、丁基橡胶防潮控制层、250mm橡木隔热层、三元乙丙（Ethylene-Propylene-Diene Monomer，EPDM）橡胶卷材、土工布绒和膨胀土填实的屋顶上覆盖了轻质土和草，由当地生产的杉木饰面，U值为0.14W/m2K。

WISE共有24个宿舍，其中两个为无障碍设计，毗邻风景优美的露台（图20）。每个房间都配有可推拉的玻璃门或窗、节水卫生间和两张床，带有通风板的工作坊采光天窗在右边，地面延伸上来的种植槽内种植着花楸树。

办公区域的建筑格局与其他地方一样（图21）：FSC胶合木柱和框架梁；麻石灰饰面实墙、高性能落地玻璃窗；通风百叶窗和叠开门；可调节式遮阳百叶窗幕墙。面积最大的会议室有一个飘窗，可欣赏远处的坎布里亚山脉。

注释

① 英国Lhoist集团产品，主要原材料是植物大麻（Hemp）和石灰（lime）。大麻秆被处理成2cm左右长短和石灰一起混合成坚固的块状。