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友善建築 在地深耕 探索人與土地和諧共處的空間營造之道

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永續的建築 / 低碳竹構築的實驗
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華德福大地實驗教育機構校舍興建工程
發佈日期:2017-12-05

 

華德福教育將人的心靈視為具有「意志」、「感受」及「思考」三面向之整體,而「學校」亦可視為完整之有機體。在這麼重視心靈和感官相互交融的教育現場,身為空間專業者的我們應該用甚麼心意、甚麼方式來營造校園環境?

2015年夏天,走進大地先前的校舍,感受到創辦人和教師群保護孩子身心靈的用心,簡樸到有點克難的校舍,不吹冷氣,僅靠著老師和家長一點一滴打造的教育環境,背後有著鍛鍊孩子意志力、和身體的用心。創辦人和家長們在艱難中籌募建校基金,也讓我們更加謹慎面對校園規劃設計。

建築配置

大地的新校址位於臺中烏日區的公園路上,是向教育部標租的學產用地。基地三面臨路,南側隔著20米道路與烏日運動公園相望,東側則是與汽車維修廠、及一般四五層樓透天民宅緊鄰。

為配合基地條件,南側視野良好,選擇將主入口設置在西南側的街角,在僅4,642平方公尺的校地創造出寬闊的入口廣場。三面沿街建築配置,將校園主要開放空間留在內部;東面減少建築物量體,但用複層植栽建立與鄰房的緩衝帶。臨路部分,配置以朝內為主的單面走廊教室呈現長方型量體,讓孩子們可以彼此看見。將需要良好光線的教室配置在校園南北兩側,西側則是行政辦公、廚房等服務空間,校園核心位置是半戶外竹構多功能教室,作為藝術與音樂課程活動場所。整體造型,恰似伸出雙手擁抱著校園,亦像是華德福的晨圈一樣。同時,在建築物包被的校園中間種植草坪和留設生態池,留給學生親近自然的空間。

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街角的學校入口廣場

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二樓花架作為入口廣場的背景

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二樓走廊展現竹桁架

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竹構教室內部

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斜坡道與基地原有的樟樹

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斜坡道下的沙坑

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

用清淨的資材、素樸的形式造境

我們用清淨的資材、素樸的形式來營造校園環境,在建材選擇上減少混凝土用量,盡量不用石化產品,以及多使用本地的自然材料,同時要兼顧耐候、且平實價格的條件,採用台灣本地的竹材做為主要的結構材料。

竹材屬於非防火的建材,在堅持無毒、呈現自然構築的環境下,大地的校舍算是台灣少數大規模的非防火構造。這在法規上有許多要克服的條件,首先,每一幢規模不得大於2,000平方公尺;再者,每500平方公尺一個區劃;最後,臨地界線1.5米內不能建築,3米內要半小時防火時效、6米內要用不然材料覆蓋或建造。為了符合這些先決條件,將校舍分成三幢,並採用混合構造,將受限的區域、要用火、用水的空間用RC建造後,其它空間都是竹構造,包含二樓所有的教室,以及一座半戶外多功能教室。

建校資金是校方辛苦募款來的,選擇自然的資材卻有許多構造工法上的課題,也是經費控制的挑戰。因此,為了努力控制預算,時時要檢視:簡練的構造工法、格局方正的量體、質樸少裝修的空間設計等設計原則。

竹構部分,以簡單重複的桁架為主要工法,標準化的構架能降低工資,重複排列後形成有韻律的空間。接頭沿用先前研發的成熟設計,與RC柱墩接合處是近幾年發展出來符合竹子特性的接頭,用鋼纜纏繞竹子端部,當竹構架受到外力時,鋼纜會更緊的包裹竹子,可避免常見竹端部的劈裂。

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竹子端部與RC銜接細部

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竹子頂端纏繞黑線預防劈裂

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簡單重複的竹桁架

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

不同於以往的展場棚架,這次的竹構教室是正式的室內空間,外牆與屋頂也是本設計的一大重點。我們在牆體上嘗試使用免拆模板灌注加有稻殼的黏土工法,確保竹構教室是會呼吸的隔間。然而結構技師要求配置局部RC的翼牆,作為穩定垂直桁架的方向。為了兼顧結構安全與物理環境,妥協後我們在230公分以下,亦是作為主要開設門窗的牆面使用RC;230公分以上則採用土牆。RC牆表面使用簡單的有色水泥砂漿粉刷;土牆部分,室內牆面運用傳統竹管厝編竹夾泥牆用的白灰牆,並邀請國寶匠師操刀,這種白灰牆能保持牆面的呼吸,而且石灰會吸收空氣中的二氧化碳,化學反應後變成碳酸鈣。外牆外側隔著透溼防水布鋪設柳杉雨淋板,全部牆體都是在地的自然素材所建構的。

屋頂面層使用台灣常見、平價的鐵皮作為材料,用來斷水。斷熱方面,則使用鋁箔氣泡隔熱毯,是一種效率高隔絕熱輻射的材料,再加上空氣層隔絕熱傳導。這樣的屋頂組合能讓不吹冷氣的教室在夏日不至於炎熱難受。屋頂與竹架的銜接利用C型鋼調整高低,使自然竹材的不規則面不至於影響屋面平整。

竹構表演教室是學校重要的空間,我們將它配置於西側二樓辦公室的上方。為了降低西曬的影響,在表演教室西側向外加出儲藏室與設備區,作為熱量的緩衝,並減少西側的開窗,並將窗戶集中開設於牆頂高處。這樣的高窗設計有兩大優點:一是出簷遮蔽可避免直接日曬;二是引入間接光線,透過反射在天花板可照亮室內。南側低處大片落地窗外設立一個花架露臺,期待夏天南風吹撫爬藤植物後可為室內帶來一股涼意。

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西側表演教室的服務空間形成一樓辦公室的深遮陽

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半戶外竹構多功能教室位於校園核心,作為藝術與音樂課程活動場所,並在大型活動舉辦時可以向外延伸至草地上,設計上保持平面暢通,除了將必要的管線排列整齊,盡可能保留最大彈性給師生發揮。構造上採用和與教室同型式的竹桁架環繞群聚成圓形平面,最高點匯集處是鋼構的通風塔,其上鋪設透明PC板採天光。為延續校園生態池的意象,半戶外多功能教室基礎使用溪石,將竹接頭的螺桿植筋到溪石裡。圓形的半戶外竹構多功能空間完成後,掛上手染布,風吹撫著掛布,光影半透,校方反映這個多功能教室是目前學校最受歡迎的空間呢!

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從半戶外竹構多功能教室往上看

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由竹桁架環繞群聚成圓形平面的半戶外多功能教室

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善用環境提升心靈

心靈和物質是相互影響的,良好的環境對心靈的提升是有幫助的。學校的物理環境為孩子實踐自我教育提供各種滋養,通過整合多樣的元素將孩子們帶入一個有意義的、可理解的和諧的秩序中。成人提供給孩子適宜理解、感受與積極意志的環境;孩子透過教室外在的佈置和材料,在不知不覺中經驗著愛與榜樣,環境是被賦予了「靈魂」和培育意義的。

我們的理解是,身處於良好的環境中學習,慢慢去體會心的作用,體會的越深,慢慢地會感受到心靈的平靜、關愛的力量、具有抉擇力的意志。謹慎運用清淨的資材,讓師生都會升起感恩心,感恩大地、感恩營造環境的人,懂得珍惜校園資具和恭敬眾人。具有感恩心的人,內心應該是寧靜的、歡喜的,漸次薰習,內心應該可以越來越清淨,這不就是教育想要達到的心靈傳遞的力量嗎?

從校園規劃設計到施工與使用,除了創辦人與師長群對孩子的用心,我們也感受到校方對設計者的信任與尊重,使設計能量不斷的累進,也有幸能在兩年間校方、建築師、以及承包商合作無間,完成這次的任務。