約翰·哈迪 本·馬克羅 / John Hardy，Ben Macrory

圖1 主建筑“校園之心”外活動(dòng)場地

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(gè)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(gè)熱帶叢林深處，20多幢竹樓掩映在綠樹之中，愛詠河（Ayung River）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）。

綠色學(xué)校占地103 142.638m2，位于島上一個(gè)名叫西邦卡佳（Sibang Kaja）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(jì)師約翰（John）和辛西婭·哈代（Cynthia Hardy）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（Meranggi Foundation），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(yàn)性的方式使用以證明竹材在建筑上的可能性。

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。

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(gè)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（alang alang grass）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(jì)，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)巴厘島的寺廟和宗教空間也采用了這種類似斗笠的茅草屋頂。

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(dòng)，并在勞動(dòng)中獲得植物學(xué)、生物學(xué)和作物栽培知識。

每個(gè)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(yàn)新鮮采摘的整個(gè)過程。一些進(jìn)行體育活動(dòng)的開放空間靠近校園中心和體育場。在“Mepantigan”中心附近有一個(gè)巨大的泥漿水池為巴厘傳統(tǒng)泥巴摔跤運(yùn)動(dòng)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(shí)性建筑，如公共節(jié)日和宗教活動(dòng)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(yàn)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”（Heart of School）、咖啡廳、辦公室以及連接愛詠河兩岸的庫庫橋（Kul Kul Bridge）等組成了這個(gè)“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(jià)值。竹子是印尼傳統(tǒng)的自然資源，長期以來被視為價(jià)值不高的材料，其實(shí)經(jīng)加工和設(shè)計(jì)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。

圖3 建設(shè)中的校園鳥瞰

圖2 綠色學(xué)校區(qū)位示意

圖4 竹建筑外的太陽能板

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

圖8 建筑周邊景觀

利用竹子建造房屋不同于傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)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.Green Building Council，USGBC）的LEED（Leadership in Energy and Environmental Design）項(xiàng)目管理系統(tǒng)更為接近，在這個(gè)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(yàn)豐富的建筑師、工程師、景觀設(shè)計(jì)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(jì)和建造這個(gè)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(gè)新的詞匯，利用生長最快的“木材”進(jìn)行設(shè)計(jì)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?yàn)槭崭詈图庸ぬ幚矸矫娌粡氐祝癫倪^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(gè)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(shí)，即與世界一流的竹材設(shè)計(jì)師、工程師和工匠共同合作，合作團(tuán)隊(duì)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(jì)團(tuán)隊(duì)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(jì)團(tuán)隊(duì)也和力拓礦業(yè)集團(tuán)（Rio Tinto）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(jì)過程中，因?yàn)橹窠Y(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(jì)團(tuán)隊(duì)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(jì)前用竹片精心建造了一個(gè)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(fèi)數(shù)個(gè)星期進(jìn)行組裝（圖12）。

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(gè)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(gè)月之內(nèi)就能建成。目前，每個(gè)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(jì)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(shí)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(dú)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9 稻田和蔬果園1

圖10 稻田和蔬果園2

圖11 教室

圖12 建筑模型

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(jì)團(tuán)隊(duì)由伊·莫里斯科（Ir.Morisco）教授帶領(lǐng)，一個(gè)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)（Gadjah Mada University）城市和環(huán)境工程學(xué)院的結(jié)構(gòu)工程實(shí)驗(yàn)室的領(lǐng)軍人物。他的同事阿沙里·薩普特羅（Ashar Saputra）和英戈·伊拉瓦蒂（Inggar Irawati）在莫里斯科教授的指導(dǎo)下組成了該項(xiàng)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(jì)團(tuán)隊(duì)通過計(jì)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)范。

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(gè)都是不同的竹結(jié)構(gòu)建筑試驗(yàn)。竹子被捆成一組并打造了一個(gè)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(gè)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（Gigantochloa Apus），椽條通過竹針和一級竹結(jié)構(gòu)進(jìn)行固定。

“校園之心”（heart of school，圖17）的設(shè)計(jì)是將建筑主體安置在3個(gè)線性排列的節(jié)點(diǎn)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(gè)錨定點(diǎn)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(gè)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€(gè)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(gè)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(gè)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(gè)建筑中很多竹結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)都以1:1的比例在結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室中做過測試。

體育館是提供體育活動(dòng)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)。

“Metapantigan”活動(dòng)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(dòng)。它的結(jié)構(gòu)剛度和穩(wěn)定性來自于4個(gè)主拱，每個(gè)主拱由3株馬來甜龍竹①（petung bamboo）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(gè)類似圓形劇場的空間中設(shè)置了3排座椅。一個(gè)巨大的竹子結(jié)構(gòu)體從地面上升，支撐起整個(gè)屋頂，同時(shí)形成了一個(gè)明亮的采光天窗。

庫庫橋（Kul Kul Bridge）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(yàn)，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(shí)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(jiān)韌且抗干旱瘠薄。

5 綠色校園教育

綠色校園旨在激勵(lì)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(lì)學(xué)生、父母以及社區(qū)職員與自然的個(gè)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(gè)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(yàn)、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(jì)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(gè)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——?dú)馕督?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(shí)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。

圖16 建筑基礎(chǔ)

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22 “校園之心”三層平面

圖21 “校園之心”二層平面

圖23 “校園之心”屋頂平面

圖24 “校園之心”東立面

圖25 “校園之心”剖面

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32 提供多種活動(dòng)區(qū)域的首層開放空間

圖31 “校園之心”開放式空間夜景

圖33 Metapantigan中心屋頂結(jié)構(gòu)

圖34 Metapantigan中心夜景

圖35 Metapantigan中心室內(nèi)

圖37 橫跨愛詠河的庫庫橋

圖36 Metapantigan中心立面

圖38 庫庫橋結(jié)構(gòu)外觀

竹子是校園建筑的主要建材，也是綠色校園中每個(gè)學(xué)生日常生活的主要部分。綠色校園的校長每年在“世界竹子日”與學(xué)生們共同度過，提高學(xué)生們對竹子這一未來自然資源重要性的認(rèn)識。從“世界竹子日”開端——收割竹子開始，進(jìn)而對其進(jìn)行測量并運(yùn)送到加工廠，學(xué)習(xí)自然處理過程工序，了解一個(gè)結(jié)構(gòu)模型如何演繹成建筑圖紙，最后參觀一個(gè)非常美麗而復(fù)雜的，由一組建筑師、工程師、技工和建筑工人組成的團(tuán)隊(duì)建成的竹子之家。這將是學(xué)生們的一段心路歷程，為他們自己和后代做出了一份承諾。

6 結(jié)語

綠色學(xué)校在很多方面具有重要意義，但最關(guān)鍵的是它提出了人類綠色生活的方式。通過一系列當(dāng)?shù)夭牧辖ㄔ斓慕ㄖ蜑榫o隨其后的需求預(yù)備更多原料（竹子）的計(jì)劃，將教育與人類2025年要面對的挑戰(zhàn)結(jié)合起來。

匠心獨(dú)運(yùn)的環(huán)保建筑設(shè)計(jì)，為綠色學(xué)校帶來香港設(shè)計(jì)中心“2010亞洲最具影響力設(shè)計(jì)大獎(jiǎng)”以及“可持續(xù)發(fā)展特別獎(jiǎng)”兩項(xiàng)榮譽(yù)。綠色校園的創(chuàng)立本身亦是一顆可持續(xù)發(fā)展的種子。希望讓更多人認(rèn)識這所學(xué)校，期望第二所、第三所或更多的綠色學(xué)校陸續(xù)在全球不同地方出現(xiàn)，只要?jiǎng)?chuàng)辦者都抱著同一信念——以自身的資源去發(fā)展。讓孩子回歸自然，或許是放下手中的游戲機(jī)，或許是暫停雙手也算不清的興趣班，或許是在假日往郊外逛逛，學(xué)習(xí)欣賞自然環(huán)境這般簡單。

綠色校園在竹材利用方面的努力，可能只是冰山一角，需要各方的合作推進(jìn)技術(shù)發(fā)展，以及設(shè)計(jì)師和建筑師的緊密無間的跨界合作。該項(xiàng)目發(fā)起人亦成立了建筑公司“PT Bambu” 研發(fā)以竹子為建筑材料的應(yīng)用。在未來世界的綠色設(shè)計(jì)中，尤其是在盛產(chǎn)竹子的中國，竹材將起著關(guān)鍵作用。在中國大范圍地回歸到竹材應(yīng)用是非常有意義的，它集合了傳統(tǒng)、歷史、技術(shù)和未來的前景。不斷發(fā)展的創(chuàng)造力和智慧使得上述成為可能，人們應(yīng)該共同致力于未來竹子的應(yīng)用。

注釋

① 馬來甜龍竹（Dendrocalamus asper）又稱作巨型竹（Giant bamboo），原產(chǎn)于亞洲熱帶地區(qū)，是世界上最優(yōu)良的竹種之一，也是世界上研究最多的竹種之一。

② PT Bambu是一家以推動(dòng)竹子作為主要的建筑材料，取代對雨林砍伐木材為目的的盈利性設(shè)計(jì)和建造公司。