形式遵循气候
——查尔斯·科里亚的建筑空间与气候环境浅析
2017-09-15庞昊田
庞昊田
(北京大学城市与环境学院,北京 100086)
形式遵循气候
——查尔斯·科里亚的建筑空间与气候环境浅析
庞昊田
(北京大学城市与环境学院,北京 100086)
建筑师查尔斯·科里亚是印度现代建筑师界的先驱人物,面对印度极恶劣的气候条件与国家经济欠发达的条件,提出“形式遵循气候”的响亮口号。文章通过其建筑的空间布局、路径引导、院落围合、屋顶挑檐、细节处理等手法进行分析比较,发现其建筑手法与印度当地传统“班格罗住宅”形式存在拓扑关系,并结合当地气候特点设计出以被动式节能为核心思想的建筑。
气候; 围廊空间; 跃层结构; 花园阳台; 班格罗住宅; 被动式节能
房屋作为人世代生存所用的外衣,形式千变万化。不同的文化积淀、不同的宗教信仰创造出的建筑构造形态迥然不同。几个世纪的时间可能会发生朝代的颠覆、文化的兴起衰败、技术的变革,但对于地理条件和气候来说,上一次巨大的变化还要追溯到大陆漂移说提出的几亿年前了。可以说气候是一个地区最基本最深层的元素,它影响着这里的一草一木,也影响着生存在这里的祖祖辈辈。
几个世纪以来在气候严酷的地区,当地居民通过不同的建造形式创造出对抗极端气候的房屋。例如新疆地区“阿以旺”式民居设置的冬室、夏室和阿格拉红堡设置的庭院花园,都是通过设置小气候调节区域,在一天的不同时间或一年的不同季节使用;又或因干旱少雨而形成的黄土高原地区的窑洞形式。
1 背景
图1 干城章嘉公寓
20世纪50年代,现代建筑思潮盛行,但这种国际式建筑却忽视了不同地区的文化、地域特色。由于印度地区恶劣的气候问题突出,为了应对这一问题,建筑师查尔斯·科里亚把现代建筑思想与第三世界国家地域性特征相结合,探索出一条符合印度当地居民实际生活与情感需求的道路。针对印度境内不同气候特征,提出了“建筑形式遵循气候”的口号,而这一口号也成为新地域主义抵抗国际式现代建筑的一面旗帜。科里亚从改变建筑形式入手,针对印度恶劣的气候条件采用不同的调节手段。
干城章嘉公寓(图1)就是科里亚应对气候条件建造的典型建筑。它的总平面是一个21 m×21 m的方形(图2)。公寓总共28层,每两层分为南北两户,高85 m。科里亚为公寓设计了4种户型,其中A、C户型底层平面是相同的形式,D户型一东一西各有一个露天花园。每层的户型虽然各不相同,但两户底层平面都呈“凹”字型,与中央矩形的楼梯、电梯井组合成一个正方形平面。
图2 干城章嘉公寓总平面
2 基于拓扑逻辑的围廊空间平面演变及作用
在湿热地区,增加空气流动、减少阳光直射是两个重要的调节室内环境的手段。在有风条件下,开敞的空间与畅通的流线布局能更为有效地获得季风,使室内空气更加流通;在无风的条件下,公寓内的起居空间可以看做相对凉爽的区域,而被阳光直射的露天花园的气流被加热上升,室内外产生的温差带动了整个公寓单元户型内空气的流动。由此可以看出,在湿热地区开敞性的庭院或缓冲区对穿堂风的形成至关重要。
班格罗住宅(图3)的围廊空间就起到了这样的作用。班格罗住宅(Bungalow)起源于印地语Bangala,翻译为“属于孟加拉”。在英国殖民印度期间,为了躲避当地炎热的气候,英国人结合当地原有住宅形式、材料建造了班格罗住宅。它多为一层,周边有围廊,次要空间围绕中心的客厅布置,剖面上中央部分最高且带有气窗。
图3 班格罗住宅
笔者对班格罗住宅平面图各部分空间进行拆分、重组,发现其平面与干城章嘉公寓各户型一层平面存在着拓扑关系(图4)。首先,由于干城章嘉公寓一层平面为1~2个卧室,而班格罗住宅一层为4个卧室,为了使两方功能空间数量一致以便比较,笔者将班格罗住宅按中心线分隔成两部分,以其中一部分与干城章嘉户型作为研究对象进行比较。第二步,对班格罗住宅选定区域平面进行整合与抽象,得到如图所示空间类型关系。第三步,对平面图像进行进一步的抽象,空间仅用颜色来表示功能、路径来表示相互关系,得到如图的拓扑关系,即在不考虑大小与形状的基础上,空间按照“围廊(卫生间)——卧室——客厅”或“围廊——客厅”由室外向室内递进的逻辑依次排布。第四步,一个拓扑图可以演变出无数种具象空间形态组合的可能性,把拓扑图像赋予空间形态后可以得到其中的三种,即A/C、B、D的图形关系,它们虽然平面大小、形状、位置都不相同,但之前的拓扑关系是一致的,在空间上的递进逻辑也是一致。第五步,进一步具象化,可以得到干城章嘉公寓一层平面三种不同的户型。同理可证,干城章嘉公寓4个户型的二层平面也与班格罗住宅存在相似的拓扑关系,由于二层无起居室,它的空间递进关系则更简单“围廊(卫生间)——卧室”。
图4 平面演变
不同地区居民的生活习惯是不同的,对于平面功能排布要求也各不相同,虽然干城章嘉公寓一层平面的空间形状和大小、位置与班格罗住宅并不相同,但是通过拓扑关系可知,它们的平面功能排布是相同的。若两个住宅的内部功能排布相同,则说明居民的居住习惯没有改变。
但一层住宅形式与高层的公寓在立面融合演变过程中必然需要进行空间的调整。在这里,变化最大的是围廊空间。班格罗住宅由围廊包围,同时也作为交通空间使用。而在干城章嘉公寓,围廊的整体性被打破、重组(图4),变成了由一个大体量露天花园和多个小体量阳台组成的空间形式。
由图3可知班格罗住宅的围廊空间是由坡屋顶形成的灰空间,坡屋顶可以减少室外阳光的直射,但这种形式却不能在高层公寓中进行叠加,坡屋顶倾斜角与上层户型的楼板会存在一个夹角,在形式与结构上也都不可取。同时围廊空间的交通功能不能在高层公寓中发挥作用,且必然影响整个立面的整体性外观。在公寓总面积一定的情况下,若围廊空间不具有使用功能,则其面积越大,室内功能面积越小。相比在建筑立面上开洞会有三个立面接触阳光,在转角处安排花园和阳台,则内部空间只有两个立面会直接接触阳光。另外由于班格罗住宅是一层的,围廊空间外通常是住宅花园,围廊空间实际上也是室内到室外花园的过渡。但高层公寓的围廊空间外不可能设置花园,所以通过加大其层高与进深,让围廊空间变成跃层露天花园,在花园周围设置小尺寸阳台空间,以达到班格罗住宅空间的递进关系。通过这种方式,即使是高层公寓也可以拥有低层住宅的使用感。
综上可知,在热带地区围廊空间十分重要,干城章嘉公寓平面的形制由班格罗住宅平面演变而来,而班格罗住宅的围廊在高层公寓中必然要转化成花园、阳台等空间,双向敞开的露天花园是对围廊空间最好的保留形式,且在转角处设置花园与阳台空间,更经济合理。
3 基于房屋朝向的围廊空间立面演变——跃层结构花园
整个公寓被设计成东西向。因周边环境与地理等因素,在选取最佳朝向时有内在的冲突存在。孟买位于北纬18°,属与太阳直射地区,东西朝向必然会接受大量的太阳直射。但公寓基地临近阿拉伯海,所以东西朝向可以看到良好的景观。另外孟买夏季多西南季风,东西朝向更有利于室内空气流动。
通过图5可知,在花园进深不变的条件下,花园高度越高,反而室内受阳光直射时间长。科里亚却对班格罗住宅形式做了进一步的变形,把围廊空间从一层变成跃层的露天花园平台。从形式方面,跃层的结构是立面外形的亮点,相比立面小窗与体量较小的单层阳台,跃层花园让整个建筑的外立面层次更加丰富,在光影的效果下,明暗关系与雕塑感极强。同时跃层结构可以有机地统一上下层,由室内眺望室外视野更加开阔,并有利于室内外空气流动。而进深方面,虽然通过宽高比值发现跃层结构的室内太阳直射时间较长,但通过加大跃层花园进深的宽度,就可以达到减少光照时间的目的,这也是跃层花园要比其他单层阳台与卫生间进深宽的原因。另外,为了弥补跃层高度带来的光照,花园的屋顶外侧都设有一个翻梁结构,如图5的第2、3两处。
图5 D户型剖面
结合图1可知,A、B、C、D 4个户型的数量比是5∶5∶4∶2,除顶层户型是一个反向的B户型(且花园也为单向),其他B、D户型全部向西开露天花园。由于夏季下午太阳光照强,室外温度高,阳光对于西立面的影响要远大于东立面,所以西立面共有6处露天花园,而东立面有11处露天花园,且东立面的阳台数也远多于西立面。但是为了西南季风,西立面的卫生间全部开有小窗,但东立面为了与露天花园和阳台进行立面统一,则仅在A、C、D三个户型的二层卫生间设有小窗。另外,D户型还存在一个特殊形式的跃层花园,它在东侧也有一个进深短于西侧的花园,且花园朝向为单项,即仅开向东侧。
通过以上分析,跃层花园、阳台布置、卫生间小窗是对于风向、光照、立面外形美观综合考量的结果,其进深加宽是对层高变高的反应;跃层花园对改善内部小气候有着十分重要的作用。
4 结束语
减少阳光直射、增强通风循环是热带地区对抗恶劣气候条件最基本的手段。通过对当地传统建筑形式班格罗住宅的继承与发展,把围廊空间与功能空间相结合,在高度与深度上做出创新,跃层结构的露天花园是最大亮点。这些建筑形式都是科里亚应对恶劣气候条件做出的设计,它们同时也出现在科里亚的如索马尔格公寓大楼、帕雷科住宅和许多印度籍及气候严酷地区建筑师的建筑实践中,可以说为第三世界国家的人民创造经济实用又节能的建筑。应对地域性气候是全世界建筑师的责任与挑战,干城章嘉公寓从房屋朝向、平面布局、空间排布到跃层的露天花园无处不体现着科里亚对于被动式节能型建筑的思考。这些也成为了科里亚呼应“建筑形式遵循气候”的标志性建筑语汇和杰出贡献。
[1] Kenneth Frampton ,Charles Correa, October, 1997,126-137.
[2] Hasan-Uddin Khan . Charles Correa Architect in India, 1987, 56-61.
[3] Charles Correa. Form follows Climate. Architectural Record. New York,July.1980.
[4] Charles Correa. Open to Sky Space——Architecture in a Warm Climate.Mimar.Singapore,July-September.1982.
[5] Charles Correa. Climate Control. Architecture Design.London,August.1969.
[6] Charles Correa.Urban Housing in the Third World:The role of the Architect. Open House London,Vol.6.31-35.
[7] Charles Correa.Urban Strategies for Third World Countries.Spazio e Societa 15/16.Milano,44-45.
[8] Charles Correa.APlace in the Sun.Royal Society of Arts Journal.Vol.131.London,May.328-340.
庞昊田(1990~),女,硕士研究生,研究方向为城市规划。
TU-023
A
[定稿日期]2017-04-16