自然建築簡介 NBN-ASIA Introduction to Natural Building

  • 引言:近年來廣為人知並納入建築法令規範的綠建築概念與各項措施對於節能減碳減緩環境惡化正逐步發揮影響力。那麼,自然建築又是什麼?傳統建築或風土建築是自然建築嗎?近年逐漸蔚為風潮的自力造屋或協力造屋就是自然建築嗎?目前國際上流傳較廣的自然材料與工法又是什麼?

「自然建築」一辭源自英文「Natural Building」,為國際自然建築運動之通稱,此處取其中文意譯,蓋指以天人合一的生活、就地取材、人力施作、取法自然、歷史與傳統智慧、與土地為善、強調個人直觀與創造力為主要內容的建築方式與行為。由是,自然建築不為建築而獨立存在,而僅為生存與回歸簡單的生活而發生。

這項概念非但不新奇,甚且自古有之,並普見於所有生物的生存活動。自開天闢地以來,生物使用身邊隨處可見的材料來為自己遮風蔽雨。人類的一切食衣住行亦均取之於自然。自有文明以來,多數人類透過勞動從自然環境中獲取生活所需,亦多能自給自足。而在漫長的歷史中,人類一點一滴地改進建造的技巧,逐漸發展出與當地風土人情最相宜的建築工法。這一切,在建築工業化以後全盤改觀。工業革命帶來生活的便利,卻同時引人逐步自絕於土地以及簡單自然的生活方式。

因此進一步來說,自然建築在營建方式上希望跳脫工業化材料無法以原貌重回自然界大循環的問題、大型施工機具對土地粗暴的對待方式,及以金錢交換成品的消費習慣,回到以人力勞動和週遭環境、土地、自然材料產生緊密聯繫來換取一個根本上無污染的生存環境,以及對空間營造過程的主導性。

  • 自然建築的源起、發展歷程與趨勢

1960至70年代間,于快速工業化的美國本土興起了一股回歸土地的運動,數以千計的美國人選擇就地取材,以非專業施工、低技術與低成本的方式自力造屋。1970年代中期的能源危機更讓大眾開始注意人類對於自然資源的使用方式,以及建築物的能源使用效率問題。關於低耗能建築、替代能源系統以及永續資源使用的研究與文章於此時期如雨後春筍般大量出現。

然而由於政府政策以及大眾的漠不關心,這股熱潮于1980年代復歸沉寂。雖然脫離了鎂光燈的關注焦點,不少有心於保存傳統的建造者仍持續進行著各種實驗性的努力。于1980年代晚期,較為人熟知的有Matts Myrhman and Judy Nnox於美國西南部Tucson創立的”Out On Bale”,致力推廣Straw Bale(草捆)建築;同時期Ianto Evans and Linda Smiley受到英國傳統Cob(捏土)建築的啟發,於Western Oregon創立”the Cob Cottage Company”迄今受教者遍佈全球;Robert Laporte於Iowa開設工作坊教授日式與歐洲傳統木構架結合德國light-clay(木屑/草桿裹泥漿)填充物、土作地坪以及牆面灰作的課程;Rob and Jaki Roy於New York州設立”Earthwood Building School”教授cordwood masonry and earth-sheltered housing;波斯建築師Nader Khalili於Southern California創立”Cal-Earth”中心,致力於earthbag(土袋) construction system的發展、教育以及適法性的推動;同樣在California,David Easton開始打入營建市場,起初以單一的rammed earth walls,繼而採行他名之為P.I.S.E.的sprayed-on soil cement工法。

到了1990年代,美國本土境內已有不少致力於研究、應用及推廣傳統建築工法的個人與團體組織。然而所有這些人在各自的角落分別努力,彼此間卻多不相識。這種情形一直持續到”earthship”概念的發起人,New Mexico建築師Michael Reynolds以廢棄輪胎與空汽水罐為電影明星Dennis Weaver建造一棟住宅後才改變,頓時美國西南部的straw bale開始吸引國家級主流媒體的注意。正當各式各樣的實作課程於此時在全美各地紛紛出現,這些原先各自孤立的先驅者與教學者才開始互通聲息。

1994年,Cob Cottage Company召集了第一次的另類建築大會,邀請全美各地的自然建築人與教學者於北美西岸的Oregon齊聚一周,彼此認識、分享各自擅長的工法,並開始將各人不同的哲學思考及經驗融合為一整合的知識體系。自此,每年舉辦的Natural Building Colloquium提供了來自世界各地各種不同背景的人們瞭解及體驗自然建築的機會,透過演講、幻燈片介紹、實作示範,無數革新者呈現分享各自於結構試驗、建築法規、物質能源循環設備系統、以及其他數百個不同主題的工作成果。

從歷次研討會所播下的種子當中,一個全新的社會運動於焉誕生。各方在重新學習如何以在地材料來建築,並改良以適應於現代生活需要所作的努力,由原本看似分散而互不相關,至此匯聚成為單一的理念,並有了一個易懂的名字”natural building”,亦即自然建築。

由此,源自對於物質文明的反省,反映於住居空間上,自然建築運動於美國應運而生,並於極短時間內遍及世界各大洲。

隨著時間的進程,這項運動在已開發國家及開發中國家之間形成了兩種不同的發展趨勢。在高度開發的地區,人們經過現代文明洗禮,充分享用了物質文明帶來的好處,卻也開始承受過度開發的惡果,其中有部份人因此開始思索與反省工業革命及現代生活對整個人類社會、生存環境,乃至於個人生活的影響,返樸歸真,重新向自然學習,回歸自然簡單、勞動的生活;反觀開發緩慢的地區,雖然主流價值仍反映對物質文明的普遍嚮往,然而在經濟能力較差,缺乏條件支持現代科技發展與建築工業化的地區,人們轉而向古老的智慧,在地自然材料,以及傳統工法改良或創新之中尋求改善既有生活條件的辦法。

【備註】本節關於自然建築之歷史源起說明引用THE ART of Natural Building-design、construction、resources一書內容。

  • 目前國際上流傳較廣的自然材料與工法

-基礎:碎石溝 (rubble trench)、 卵石/塊石乾砌 (dry stone)、漿砌石塊、廢棄混凝土塊 (Urbanite)疊砌、土袋 (rammed earthbag)等。

-牆體:捏土 (cob -Walse, UK)、木屑/草桿裹泥漿 (balecob、light-clay)、夯土 (rammed earth)、土墼(adobe -Taiwan)、編木籐夾泥(wattle and daub)、編竹夾泥 (wattle and daub -Taiwan)、straw bale、earthbag、cordwood、木構架-榫接 (Timber Framing- mortise-and-tenon joints)、剖半竹仰合交疊、細竹編 (bamboo)、蘆葦、麻 (hemp)、廢紙漿 (papercrete)、石頭、廢棄輪胎、空汽水罐、BottleBrick、玻璃瓶等。

-表面處理:clay、黏土粉光 (earthen plaster)、石灰粉光 (lime plaster)、石膏粉光 (gypsum plaster)、alises、silica等。

-屋架:竹(榫接、竹釘、藤皮綁束)、圓木、方木

-屋面:草皮 (sod)、覆草 (thatch)、木瓦 (Cedar Shingles)、石板瓦 (Slate)、葉瓦、剖半竹仰合交疊等。

-地坪:土地坪等。

-物質能源循環設計與設備系統:自然力應用,透過瞭解順應與善用地理環境條件以營造舒適與最低耗能的環境、廚餘落葉堆肥、乾濕分離式堆肥廁所、雨水及中下水處理及回收再利用系統、結合再生能源科技,如太陽能光熱、太陽能光電、風力應用、Rocket Stove、Rumfort Fireplace、Earth Oven、Earth Tub。

-其他:結構試驗、相關建築法規之推動制定、生態村集居模式、神聖空間創造、因自然農耕法衍生之小型農牧畜舍、大型營業空間之材料工法應用、複合構造等。

在這當中,土與竹子的復興可說是自然建築界中的明星。除了非洲的小土屋與其外觀特殊的色彩成為大家競相模仿的對象,竹材更搖身一變而為近年來最受青睞的新興建材。不少西方人運用這種重新被發現與捧紅的材料與創新專利的接頭工法在全球各地尤其東南亞地區如印度、泰國及印尼等地進行各種令人血脈賁張的大型建築計畫。

  • 自然建築相關的其他生活面向

親近自然建築的人們經常對某些生活價值表現出相當高的同質性,從愛好自然、反戰、崇尚和平、對主流價值積極反省並身體力行、支持地方性產業與健康食品、素食、對古老東方哲學與文化的普遍喜愛與親近,乃至對於自然非洲的嚮往等等不一而足。從一般性的觀察中得到幾個論點頗堪玩味。與美國相比,台灣社會有一點仍可稱幸,即街頭巷尾還可以看到不少當地的小商店。在美國則因連鎖商店與大型購物商場氾濫,地方性產業幾乎沒有生存空間。每個家庭缺少任何東西都是將車子一開跑到購物商場去消費。這個結果導致文化的單一化,諾大的國家,從西岸到東岸,由北方到南方,消費者看到的蔬菜水果沒有兩樣,毫無地方特色可言。生態系需要多樣化才能平衡,人類社會也需要多樣化才會健康。一個被大型購物商場統治的文化可以說是生病了。在地消費維持生態的多樣性,此外還有食物里程上的意義:來自千里之外的有機食物是否仍可稱為有機健康或自然環保?再一說,多數人持素,但不必然。西方素食者亦分為可食蛋、奶的Vegetarian,以及不食蛋奶相關製品的Vegan。其各持素理由與宗教因持戒而茹素不同,常見主要為健康之故,Vegan則多為反對非人道的現代集中飼養方式而拒絕食用圈養動物的相關食品。可食蔥蒜,對食材的運用很自由也很有想像力,同時因為經常搭配使用多種香料,口味也有很多變化。此外,近來在自然生態與東方思潮的影響下,不少西方人非常熱中草藥、香草精油、針灸、按摩等自然療法,對於瑜伽和太極拳的學習亦非常普遍。每當造訪生態村時, 往往可以看到非洲鼓幾乎已成基本配備。在較無現代化聲光娛樂的各地生態村裏,無分大人小孩,人手端起鼓來幾乎都能敲擊出震盪靈魂的鼓聲。

  • 自然建築的精神內涵

用自然建築的方法來蓋房子,其有趣之處在於每個階段房子都會呈現不同的氣質與氣氛,而且不到最後一刻,不會認識它的廬山真面目。因此常覺得蓋房子的過程好像在計畫著與一個期待已久的人見面,從畫好草圖,作好草模的那一刻起,開始想像即將見面的這個人會是如何的性情與模樣。因此不難想像自然建築理想的造屋方式並非如現代建築一般採行的,由業主委託建築師規劃設計以後,發包給營造廠依據既定圖說把房子蓋出來的模式。

自然建築運動之所以成形繼而形成一股力量,主要並非為其雖古猶新的獨特建築方式,更不為製造更多的建築物,而是為了作為食衣住行育樂各方面整體生活實踐的一部份,從而體現簡單生活的意義與價值,以及對生命與生活的追尋與探索,並探求人類居住空間的另類可能性。就個人而言,可從而實踐簡單自然的生命與生活;從環境而言,不在製造千年不壞的建築構造物,而在使建築及其相關行為從根本上自淨,從而使建築物在其整個生命週期當中不對土地造成污染,並於人離開世間或建築物結束其生命週期之時不給地球留下垃圾,或儘可能留下最少的垃圾。從根本來說,如果居住與生活的方式可以自然又簡單,其實就沒有需要解決的環境問題。而建築物是生活的容器,舉凡為滿足生活中一切活動所需要的空間及設施,均是建築設計與營造的主題。因此自然建築關注處理的範疇不只在建築物,尚包含其周邊土地上生活所及的範圍以及必要的生活設施。

  • 自然建築的重要法則

在廣義的概念上,自然建築包涵各種想像得到的不同材料與工法,其唯一須奉行的圭臬即所採行的作法是否在物質資源的使用上對環境的依賴度最低、耗用的能源最少,對環境的衝擊最小。由此,在材料的選用上,就地取材為其金科玉律,盡可能使用在地的材料、天然材料,如需購買時亦儘量選用最少加工的材料,並多多利用回收材料。因此施工前需要很早就開始逐步收集材料並適當貯放。此外在施工方式上,以人力及手工具為主要的動力與工具,儘少使用動力機具。造屋者須依個人條件評估選用規劃欲採行之工法,原則上以技術門檻低,大部份工作人人都可輕易上手,自己動手完成為主要評估基準。

在能源使用上,基本應用的手法包括瞭解順應與善用地理環境條件以營造舒適與最低耗能的環境;建立物質與能源的循環,如廚餘落葉堆肥、乾濕分離堆肥廁所、雨水、中水;結合再生能源科技,如太陽能光熱、太陽能光電、風力,以滿足必要之現代生活需求。地球資源有限,廢棄物丟掉則成為垃圾與污染,回收則變成資源,資源循環才能永續利用。

自然建築或許因人、因時、因地而致有不同的選擇與作法,亦無絕對的是非標準,然而一旦人不再需要一棟建築物時,其組成的每一份材料,除了回收利用的工業化材料以外,應能很快地自然還原到原本離開土地時藉以存在的組成形式,重新回歸自然的循環之中。此外,如使用回收之工業化材料,在回收利用的過程中亦應不耗能,亦不污染土地。舉例來說,土壤雖是陸地上再普遍不過的物質,卻須經過長久的地質時間才得以形成,而其中可耕的沃土更僅分佈於特定區域的薄薄地表。以如此珍貴的土壤作為建材當考慮:其一,如作為建材的一部份,當使用周期結束時,其中的土是否仍可輕易地分離出來,再度回到田園之中,抑或只有進入廢棄物掩埋場的命運;其二,重新回歸田園的土壤是否乾淨如初,可供安心種植健康的農作物。

這種以身體勞動與精神創意作為生活主體的活動,發乎對於清淨生命與生活的渴求,企圖恢復自力與協力營造的傳統,師法與傳承老祖宗的建築智慧及傳統工匠技藝並尋求進一步的研究發展,運用創意發揮在地自然材料與回收材料的特性,結合合理的環保科技與技術,建立物質及能源循環系統並滿足現代人對於審美與居住品質的要求,期能賦予傳統材料、工法、技術新生命而適合於當代生活所用,達到人與環境和諧共處的最終理想。因此自然建築雖有很大一部分自傳統的營造方式當中汲取養份,卻無傳統建築的框架限制,只要創意所及,於造屋者能力所能承擔的範圍內,充滿了各種作法模式上的可能性,可說是一種實驗性極強的建築方式。另一方面,古蹟保存與修護領域歷經前輩學者專家的長期研究與經驗累積,已成為傳統建築知識與技術的守護者與最大寶庫,倘能將其中智慧重新過渡回到常民生活之中,相信在後石油時代人們依然得以安居。此外,關於自力造屋與協屋造屋的見解或許存在不同的說法,不過單從字面上來說,自力造屋所指涉者乃以一己之力蓋房子,協力造屋則是過往社會中村里鄰居之間互相幫忙蓋房子的習俗。此二者並不直接論及環境議題相關的面向。

  • 學習與實踐途徑

目前國際上常見的作法包括由專業從事者於定點基地分別為自力造屋者、業餘有興趣的人、或有意投入專業從事者開設的各類長短期間不一的課程。其中專業者培訓課程通常搭配有工地實習機制,於課程結束後,由教師分派至各地跟隨有經驗的專業者繼續磨練至能獨當一面。缺乏經驗的自力造屋者,除了努力自我進修以具備主導工程的能力以外,亦經常邀請專業者至其工地開設工作坊。

  • 結語

人類歷史上每個時期,在不同的地方都會發展出最適宜當時當地風土氣候、生活文化、人力與物質條件的工法技術以滿足當代居住需求。

那麼,身處21世紀的我們對空間的真正需求是什麼呢?

顯然,我們會到歷史資產保存良好的地區去旅行,也喜愛進到傳統建築當中感受悠遠的時間感,卻已無法再回到古老的生活方式。然而我們亦不能無視現代工業化建築為滿足居住需求的作法已給我們賴以生存的地球與其上所有生物帶來毀滅性的影響。那麼,是否可能一方面召喚古老的智慧回到常民建築與生活之中,知足惜福、在地化、手作勞動、對環境與包含人類在內的所有生物都溫和友善的精神與建築工法技術,與地球和平相處,同時又能滿足現代生活必要的舒適感、審美、機能與安全需求,從而創造出現代人樂於居住的空間,進而提昇現代生活的面貌,變得更親土、自然與健康呢?在國際上,自然建築運動迄今已歷經幾十年的發展,這個回歸自然的運動或許仍未能提出人類永續生存的答案,但是多年來不鍥不捨、誠心誠意地在尋找著工業化之外的另一種可能性,一種自覺性選擇的簡單生活。

因此,或許這個問題並沒有絕對的答案,有的只是人們試著從各種不同的角度誠心誠意地找尋與提出可能性,嘗試對自己、別人,也對環境友善些,並期望所有的善意努力累加起來足以讓我們的孩子繼續健康快樂地生活在這個地球上。