天井空间的生态营造研究
邓涛 李映彤
摘要：目的探讨中国南方民居建筑中“天井”这一建筑空间的生态营造思想和策略。方法用生态建筑设计的生态观分析天井空间中建筑、人和自然三者之间的联系。结果天井空间建立了建筑与自然、人与自然、人和建筑三重和谐的生态关系。结论天井空间是整个建筑空间的生态核心，是人、自然、建筑三者和谐关系的关键要素。
关键词：天井 生态 灰空间 和谐
引言
自20世纪60年代以来，随着人类居住环境问题的恶化，“生态意识”在各个学科得到发展。生态建筑学的研究也在国际上形成了广泛关注和发展。大量著名的建筑杂志都出版了生态建筑专辑，如德国的建筑杂志《细节》，日本建筑类专业杂志《新建筑》等，在其专刊上分析和介绍了生态建筑的優秀作品。上世纪80年代，顾孟潮先生在国内首先提出了“未来是生态建筑学时代”的观点；生态建筑理论在不断发展中也暴露出一些问题，最突出的就是缺乏对生态建筑的正确理解。比如片面地从形式上看待生态建筑、孤立地看待人自然的内在联系等。传统民居建筑蕴含着系统的生态学思想，其中天井空间尤其体现了人、建筑与自然三者和谐相处的生态理念，值得探讨。
一、生态建筑、灰空间、天井空间的概念
（一）生态建筑
1886年德国动物学家赫克尔（E.Haeckel）先生首次提出“生态学”的概念。生态建筑是在人与自然协调发展的基本原则下，运用生态学、建筑技术科学的基本思路和技术手段，协调人、建筑与自然环境间的关系，使三者之间成为一个有机的结合体。生态建筑设计的原则要求要协调建筑与自然、人与自然、建筑与人之间的关系。
（二）灰空间
“灰空间”的概念由黑川纪章提出，其本身的含义有两层，—方面指的是一种色彩，另一方面指的是介于室内外之间的一种过渡空间，可以达到室内外空间融合的目的。第一层意思是指日本茶道创始人干利休阐述的“利休灰”思想；第二层意思是指具有“空间过渡”性质的空间。这里仅探讨第二层含义，这种空间的存在使建筑“内”部空间与“外”部空间融合为一个有机整体，模糊了内外空间的界限，二者互相交融，成为一个自然和谐的整体（彭一刚）。
（三）天井空间
从形态上看，在特定的南方民居中，天井是指由房屋和墙体或者房屋和房屋围合所构成的井状空间，因其形似深井，故称之为“天井”。在具体的构成要素上，根据黄镇梁先生的论述，通俗地讲，即：其上缘开敞，由围合的房屋屋檐组成；中缘由围合房间的立面构成；下缘为青石铺地，设有井池、沟防、路径、石埠；井池养龟蟹，周围种植盆栽花木；是集理水、纳阳、通风、采光、通行、消防等多种建筑功能为一体的复合空间。整体看来，天井空间开敞的上缘与自然界相接，下部分与建筑贯通一体，这种“角色”上的模糊性使天井空间在物质层面具备整合自然、建筑和人三者之间和谐关系的基础。
二、天井空间与气候的关系
（一）天井与庭院的内在一致性
天井和庭院是人类聚居行为与自然界密切互动的产物。从哲学的认知论来看，根据康德的“认知图型”说和皮亚杰的建构论，认为天井和院落是图型同构。外观上看，二者在尺寸、深度、组合方式上差别甚大，但从其产生和发展过程来看，不可否认二者在空间属性上的内在一致性。孙大章先生将庭院分为三种形式：合院式空间体系、厅井式空间体系和融合式空间体系。其中天井空间广泛应用在厅井式和融合式庭院空间体系中，且在厅井式空间中占据核心位置。在厅井式和融合式庭院空间体系中，“庭院”的概念被不同程度地弱化，“天井”空间本身的概念由于其对气候的适应性和机动性得以强化，但从二者与气候的关系来看，它们仍属于“图型同构”。
（二）天井与气候的关系
对这三类庭院在我国地理分布位置进行比较，可得出这样的结论：庭院空间尺寸的大小随着纬度的降低（气温由低到高），呈现由大到小的变化趋势。气候对民居营造的影响分别表现为：北方的冬天，白天日照时间短，太阳入射角小，为争取更多的太阳辐射，单体建筑之间须保持较大间距以获得足够的日照，如北京四合院庭院空间以更大的尺寸来接收更多的热辐射；相反，地理位置越靠近南方，庭院空间越小。在夏季的南方，太阳高度角大、白天日照时间长，庭院尺寸的缩小能够避免过多的太阳直射，如江西民居；其二，高深围合有助于使小庭院空间形成“烟囱效应”，如漳州、泉州民居中的井厅式民居。在民居建筑与自然相互适应的过程中，天井是庭院的一个“形变”。这种“形变”的内核是适应气候的机动性和生态性，它反映出建筑与自然密切相关、良性互动的内在关系。
三、天井的生态策略
从建筑的营造策略来看，天井对于整个建筑的气候调节作用尤为突出，这些营造策略体现了生态建筑学中尊重自然、以人为本、生态节能的生态原则。
（一）排水和通风
在南方大部分地区，春秋多雨，夏秋季高温。为避免气候的潮湿，民居建筑通过天井的井池排水系统来解决自然降水和生活用水的排放。自然降水通过管道或直接降落在井池里，再通过明、暗沟排放到建筑外部；饮食和洗涤的生活用水通过暗沟集中汇集到井池再排放到室外；为避免地下水上渗，井池与厅堂台基形成了一定的高差，这使地下水在上升的过程中首先沿着地基的暗沟汇集在井池而后排出。
南方夏秋通风是除湿降温的关键。在大部分南方民居营造中，围绕天井的“烟囱效应”建立起一个完整的通风系统：天井、贯通的廊道、半开敞的厅堂以及通往室外冷巷的风口。白天，天井和室内的空气因高温而不断上升，同时冷巷的空气则受冷低压控制而不断下沉，并通过风口进入建筑体各个居室，最终汇集在天井并排出。夜间，天井上空散热较快，温度低、密度高的冷空气沿着天井下沉，然后穿过各个房屋并从各个风口排出。天井内设置的水分挥发散热，也助于经过的空气降低温度，整个系统如同一个天然空调。
（二）采光和遮阴挡雨
南方年平均气温在16℃以上，因此天井空间对太阳能的利用形式主要是照明。太阳光通过天井上缘射入，经过厢房的墙壁、地面以及水缸的反射，穿过格栅进入室内。由于经过了多重的漫反射避免了炫光，光线照明效果柔和均匀，白天节省了人工照明，节能且安全。日光中的紫外线起到很好的消毒杀菌的作用，天井地面的动植物也是采光的直接受益者。另外，天井在采光的同时会使建筑内部温度上升，雨季下雨也容易飘入室内，相应的，天井空间上缘的活檐能根据需要调节檐深，使居民在采光、防雨和遮阴三个模式选择上更加灵活。
四、天井空间的生态思想
（一）自然与建筑之间的媒介
从天井空间的竖向物质构成来看，通常意义上的天井分上、中、下三个层次：上为“井口”，朝天而开，接纳自然气象，纳入雨水、阳光、风等自然万象；井底上承“井口”，雨汇集在井池，供给人的生活取用和水生动植物以及盆景苗木、山石花草；井池暗沟饲养龟、蟹。自然（非生物环境）、动植物（包括人）、微生物在此栖息，相互进行着物质循环和能量流动成为整体，天井空间作为建筑和自然之间的媒介，将自然引入了建筑，将建筑融入了自然。建筑和自然的衔接和互动，使二者成为一个有机的生态系统，人成为二者之间生态关系的发起者和受益者。
（二）竖向空间的“天人合一”思想
中国传统文化中的道家思想持有“天人合一”的观念，它区别于西方“征服自然”的自然观，强调入与自然关系的和谐统一，即天、地、人三者统一的整体性。从空间营造的竖向层次上看，井口为满足中间层次人对自然要素的需求而存在，故其形状、大小、方位和角度都根据人的规则和尺度而定；“井底”是自然要素的直接承接者和自然的延续者，其形制以井口的尺度而造。“井底”上承“井口”，下育生物；“井壁”容纳的人的行为和生活。上下两层次相互呼应，成为一体，二者共同都为“井壁”里的人提供持续有效的理水、采光、气温调节、交通和绿化、交流娱乐等复合“服务”。正如《周易》中强调的三才之道，将天、地、人并立起来，并将人放在中心地位。天井空间是一个融合“天——人——地”三要素为一体的空间，构建出一个人与自然和谐相处的微型生态系统。
（三）横向空间的“中庸”思想
儒家“中庸”思想中的贵“和”尚“中”体现在天井對整个建筑空间序列的横向主导上。在南方民居建筑中，“天井”是整个建筑的中心，决定着住宅的轴线，在横向关系上，它联系着各个围合建筑的空间。随着这些建筑不断地生成新的空间序列，天井空间作为一个灰空间，也具有了理论上无限延展的可能性，这使得空间中各物质要素不断流通得以实现；另一方面，天井作为这些序列的“交通中心”供给人一个共有的活动和停留的场所，空间秩序建构通常会暗示出空间的行为方式。人之间的行为活动和互动关系在此得到强化和多元化。在整个建筑中，天井空间对空间序列的主导和暗示，适应了人的需求，同时激发了空间之于人的意义：为空间与人的和谐、人之间的和谐关系创造了一个契机。正如黑川纪章所言，这种空间领域（灰空间）“已经被看作为一种重要的手段，用来减轻由于现代建筑使城市空间分离成私密空间和公共空间而造成的感情上的疏远。”除了物质层面的空间和谐，天井组织了一个横向的和谐关系（人与建筑、人与人）。
天井将自然要素（如光、水）导入其内，通过物质空间的组织，在横向的空间体系发散开来，相应地将周围各个空间里的自然要素（如空气、水分）收集、聚拢向外界释放，这种物质流动促成了自然与建筑、人与自然的和谐，为横向的人事关系提供物质层面的支撑，使自然、建筑和人三者之间得以建立起整体的互动关系，作为这种互动关系的关键物质载体，天井为三者的关系建立了一个动态的平衡。
结论
从生态建筑学的角度看，传统民居中天井空间营造的产生、构成和哲学理念中蕴含着“整体生态”、“节能低碳”、“尊重自然”的生态营造思想，并通过合理的空间组织建立了自然、建筑和人三者之间建立起良性的互动关系，契合当今了“可持续发展”的全球共识，在环境问题凸显的今天具有重要的意义。对其空间特性的系统地、持续地研究并应用在现代建筑实践中，将对人类未来的栖息方式生态发展提供积极的促进。
