與風對話的建築:荷式風車的分類筆記(基本構造篇)

圖片來源:©Mi編-林宓


與風對話的建築:荷式風車的分類筆記
Architecture that speaks to the wind: Some Notes about the Types of Dutch Windmills


你知道荷蘭的風車其實不只一種嗎 ?

你知道風車的頭是會隨時間風向改變嗎 ?

你知道風車是有上下班時間的嗎 ?


某日因風大,大到筆者於騎車時差點親吻大地。頂著一頭亂髮,逆風前行之際,有感而發,興起記錄在這片因風而生的土地上,因風而造的建築。

筆者雖為空間背景出身,但因學識淺薄,在抵達荷蘭以前,總以為風車的種類不外乎常常出現於典型的觀光宣傳中大片鬱金香田後方,頂著四片扇葉,搭配墨綠色或黑色屋身的建築代表物。然而,在踏上這片潮濕的土地,親眼見到幾隻造型各異的風車後才驚覺,它們各自在外型、材料與功能上展現多元,更發現荷蘭人對於風車建築的歷史文化保存與延續工作不遺餘力。

此系列文章為筆者抵荷後,記錄騎行間所遇見的「傳統荷蘭樣式風車」,簡稱「荷式風車」。Dutch Windmill其實逐字翻譯為「荷蘭風車磨坊」,也就是由風力帶動磨具運轉的磨坊。根據荷蘭磨坊協會(De Hollandsche Molen)官方網站上的分類來看,「風車磨坊」僅為不同動力磨坊中的其中一類,其他還有水力磨坊、畜力磨坊等。本文僅針對風力帶動的磨坊做分類描述;且為了避免造成讀者對於排水、磨坊等其他不同功能「風車磨坊」間的混淆,僅以「風車」簡代之。

筆者的風車筆記。(圖片來源:©Mi編-林宓)

英國景觀師Tom Turner(註1)曾藉風車闡述建築與環境互動的重要性,形容風車是一種只願與風對話的「說話的建築」(Talking Building):

“Windmill always talk.”(風車總是在說話。)
“Windmills say: ‘We speak only to the wind.’” (風車說:我們只與風對話。)

看似浪漫的比喻,實則十分適用於荷蘭這塊講求實際又善用環境資源的土地。風大惱人,但荷蘭人卻在幾百年前,就懂得利用一個自然麻煩去抵抗另一個麻煩,創造了可稱得上是人類建造史上最積極與環境互動的案例之一。15世紀以來,荷蘭人即開始利用風車運轉來調節水位、將沼澤的水排乾,以擴大土地面積,作為農用或定居,於是造就了如目前被世界聯合國教科文組織(United Nations Educational, Scientific and Cultural Organization, UNESCO)列為荷蘭世界遺產(World Heritage)之一的濱斯特圩田(Beemster Polder)。該地區於17世紀,利用約四十座風車將整片區域的沼澤排乾,打造道路、河堤與農田網絡,堪稱第一塊人造陸地與規劃美學結合的典範。

除了排水,其實荷蘭的風車更早期的功能乃是作為磨坊(註2),輔助勞力,以增加農作的生產量或解決生活需求為主。它可以將作物脫殼、磨粉、榨油,還可以鋸木頭、製作油漆顏料、紙漿和水泥砂,形成古早的生活地景;直到19世紀蒸汽動力出現,傳統風車才漸漸退出荷蘭人的日常。據荷蘭磨坊協會(De Hollandsche Molen)的資料顯示,荷蘭靠傳統風車支撐工業的全盛時期,全境約有9000多座風車,目前僅存約十分之一,以磨坊功能居多(註3)。

特別的是,為了達到補風效果,風車整體高度通常突出於地景,因此成為標的物,容易被遠方的居民察覺。荷蘭人則運用此種特質,透過變換風車頭上四片扇葉的停放角度,發展了一套風車「摩斯密碼」,藉以傳遞訊息,分享婚喪喜慶或是否營業等消息。若有興趣,歡迎閱讀荷事生非的另一篇文章:有趣的風車語言

現在,若想要體會較完整的風車地景,可以前往同樣被聯合國教科文組織列為世界遺產的艾斯豪特小孩堤坊的風車磨坊網絡(Mill Network at Kinderdijk-Elshout)。此文化遺產將大片區域視為一個整體,留有風車建築群和與其相連的水利設施、河道系統、產業設施以及圩田景觀,將風車地景做系統性的保存。

位於小孩堤防的風車地景。(圖片來源:©Mi編-林宓)


荷式風車的基本構造

閱讀一些資料上的剖面圖後,不難發現,風車構造命名與帆船有許多相似之處,而這並非偶然,因為它們都是風力機械原理下發展的產物。好比說,外型如風扇扇葉的 「翼板」(Sails)與帆船的 「帆」英文用語同,控制風車頭方向的 「舵輪」(Capstan Wheel)與船上的方向輪盤 「舵」共用。

以下,就來介紹一下構成荷式風車基本外型的「構造元素」。由上部到基座,大致基本分為三大部分:

1. 翼板(Sails)
此部分為木構造,分作兩個部分:四組木造格柵(Frame)以及外附的大面帆布(Sail Cloth)。翼板可說是風車最重要的構造——製造風能的源頭。一隻風車翼板的長度、形狀與位置會決定一座風車的產能效益。翼板的長度連帶也決定了風車頭與工作平台或地面的距離(至少以翼板不能拖地的原則來決定風車頭加上身體的高度)。翼板的斜度與地面也並非垂直,會稍作仰角傾斜,以利補風,因此風車頭上方亦呈現斜面的造型。

有趣的是,風車可不是沒事就在那轉,它們是有上下班時間的。每天一早,風車主人會將大面帆布一一掛上,將固定的繩索鬆開。當風起時,帆布受風產生阻力,翼板藉此被推動,帶動內部齒輪,與風一天的嘮叨就此展開。到了傍晚下班之際,風車主人再把帆布卸下,日復一日。

2. 風車頭(Cap)與尾杆(Tail Pole)
此部分亦為木構造。外觀如帽子,罩住頂部主要聯繫著翼板的轉動齒輪,和其往下帶動中央的大木主幹(Post)。風車頭前方下緣通常會有塊飾有色彩紋樣的木板,除了防止雨潑灑進風車頭與其身之間的縫隙外,還會註有風車的名字和建造年代。

然而,風車頭可不是固定不動的。每日,在將帆布掛起前,風車主人會依著風向,操作連繫在風車頭後方、位於尾杆交叉點上的舵輪(Capstan Wheel)。藉由舵輪的轉動,帶動風車頭下方絞盤,將風車頭轉向風力最強處——風眼(Eye of the wind)(註4),使風能效率達到最高。舵輪的位置會隨著操作平台高度而改變,如身材較高擁有懸挑平台的棚架式風車,其控制輪舵的位置會出現在該平台上(圖A)。若是較低矮的中空柱樁式風車,其舵輪就會出現在連接風車頭後方與地面之間的小樓梯上,使站在地面上的人方便操作。風車在以尾杆為半徑的圓周範圍地面上有石礎(通常有八顆代表八個方位),作為每次旋轉風車後,綁牢其尾杆的固定點(圖B)。

簡單來說,可以把尾杆想像成風車頭的辮子。每日、每時風車主人就會抓著風車身後的辮子控制它的方向,長得比較高的辮子就固定在腰際上;長得較矮、辮子幾乎拖地的就固定在地上了。

圖A:棚架式風車的職員依風向調整風車頭位置。 (圖片來源:©Mi編-林宓)
圖B:位於小孩堤防的中空柱樁式風車,與其後方舵輪、樓梯與石礎。此風車目前轉型為風車博物館展示過往農家生活。 (圖片來源:©Mi編-林宓)

3. 風車身(Body)
此部分依風車身內部結構以及其是否承重而有所差異,常見有木構及磚石構造。若從空中俯瞰,此種建築的平面輪廓多元,有圓筒椎型與幾何形,幾何形從四面到八面體不等(圖C)。以立面來說,分為三種,風車的正面稱為胸面(Breast ),通常附有主要出入口;後方稱為尾巴面(Tail)以及兩側側面(Side)。建築高度從基座算起直至風車頭,通常為兩層樓至十二層樓不等(以一層樓3公尺來算)。風車的高度主要以附近地勢和補風程度來決定,若建造的基地位在已建成的城市地區,就會增加其高度,以閃避周邊建築,且利於補風。另外,依據風車的高度或其下層使用的規劃,風車身上會適度加上木造懸挑的平台(Stage),有利於每日吊掛拆卸帆布與移轉風車頭方向的工作。

除了以上的基本構造外,額外的設施也會隨功能變化來附加在風車體之外的部位,比方說,抽水用的圩田風車(Polder Mill),以空心柱樁式風車為例,其側邊會多出一個水車輪,作為帶動其下方水體至其他水位高度的設施。

圖C:風車的建築平面、高度身形因風車種類而異。圖面下方由左至右為標準風車(Standard Mill)、罩袍式風車(Smock Mill) 、空心柱樁式風車(Wip Mill)與棚架式風車(Scaffolding Mill)。(圖片來源:©Mi編-林宓)


繼續閱讀與風對話的建築:荷式風車的分類筆記(外觀造型篇)


註1:Turner, Tom. 1996. City as Landscape: Talking Building.

註2、註3:荷蘭磨坊協會 De Hollandsche Molen (The Dutch Mill Society) 英文版網站:https://www.molens.nl/english/

註4:Stokhuyzen, Frederick. 1962. The Dutch Windmill. http://www.texva.com/holland/The%20Dutch%20Windmill.htm



內容企劃&文字編輯:林千毓、羅翊寧、陳亮宇。

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