华北平原民居适宜性建造策略与方法探讨图文.docx
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华北平原民居适宜性建造策略与方法探讨图文
165
第26卷7/2008HUAZHONGARCHITECTURE华中建筑李世芬张小岗宋盟官
LiShifen
ZhangXiaogangSongMengguan
作者单位第一作者第二、三作者邮编电子信箱收稿日期
大连理工大学建筑与艺术学院副教授
硕士研究生
116023
dl-13052769356@20080213
华北平原民居适宜性建造策略与方法探讨
中图分类号中图分类号TU241.4文献标识码
文献标识码A
文章编号
文章编号1003-739X(200807-0165-05摘要
模型。
关键词
Abstract
fiandmodelscontraposedthenatural、constructionofdwellingsofHuabeiplainarea.
Keywords
ResearchoffeasiblearchitecturalstrategyandmethodonHuabeiplaindwelling
·2007国家自然科学基金项目(编号:
50778030,2007建设部软科学研究项目(编号:
2007-R2-1·
与发达国家相比,我国国民经济还有很大差距,特别是广大的农村,经济更为落后。
脱离实际、盲目追求高标准和新奇形式的建造活动,必将为国民经济带来严重负担,更不符合可持续发展的原则。
那么,中国建筑如何走出一条符合国情的特色之路呢?
于是便有适宜性建筑策略的提出。
所谓“适宜技术”,指由各地的生态环境、技术和经济状况以及气候、文化传统等因素的合力决定的,适应于特定地域的技术。
在适宜技术的探讨与应用方面,印度建筑师查尔斯·柯里亚、埃及建筑师哈桑·法塞等取得了许多丰硕的成果。
建筑文化和技术精髓的同时,引进现代建筑体系,并对其进行本土化的适宜改造,使之适应特定地区的发展状况和需求。
适宜性建筑策略是对适宜技术概念外延的扩大化,是一种综合的设计策略,不仅包含技术的适宜性,同时包含了空间组织的适宜性、建筑形式的适宜性、施工人员组织的适宜性,甚至建设资金来源的适宜性等。
“适宜性建筑策略”遵循的设计原则如表1。
1华北平原地区自然与社会环境概况
1.1自然环境概况
华北地区位于北纬32°~42°之间(图1,属于温带大陆性气候,其主要特征是四季比较分明,气温年差较大,日照较丰富。
降水量相对较少,夏季高温多雨、雨量充沛,夏秋季光照充足。
土壤盐碱化和强震频繁等自然灾害严重影响到房屋的耐久性。
图1华北地区区域示意图
图2华北民居院落布局图
建筑历史
ArchitectureHistory
1.2华北平原地区社会环境
华北平原地区是我国人口总数和密度都非常大的区域,民族构成以汉族为主。
作为我国古代文明发祥地之一,历史悠久、文化繁荣。
宗教信仰有佛教、道教、伊斯兰教、天主教、基督教和儒家。
在神灵信仰方面,华北的一些农户家中常常供奉着天、地、门、财、土地、灶王等神祗。
2华北平原地区居住原型及其问题分析2.1华北平原地区住居原型
2006年~2007年间,笔者分别对河北定州、河南兰考县和北京大兴等地民居作了实地调查,通过口头访问、调查问卷和测绘等形式,对华北平原民居的现存形态及其演变进行了了解,并进一步分析了存在的问题。
(1平面布局
传统的华北平原地区民居属于北方合院式建筑体系。
其平面基本布局是以正房、倒座、东西厢房围绕中间庭院形成院落(图2。
院落大都南北向布置,正房坐北朝南,为主要居住用房。
华北平原南北部民居平面差异较大:
北部地区房间区分明确,通常为3间或5间(近年来因为宅基地宽度的原因,许多地方新盖房屋通常为4间,各房间分划明确,通常中间一间(有时较其他房屋宽为堂屋,兼作厨房、过厅(图3。
南部地区民居的建筑平面根据各家需要自由灵活,多数民居室内不设隔墙,只用家具分隔空间(图4。
通
常为面阔3间(近年来多为4间或5间,中间为客
厅,有的在北墙的中心放置香案供奉神灵,两边是
卧室,或有两代人同时居住的,中间作一道分隔,
分别设入口。
(2建筑形态
华北平原民居的形态因时间和地点的不同各异,
大体说来分为坡屋顶(图5和平屋顶(图6,演变
形态有坡屋顶加柱廊、二层楼式坡屋顶、平屋顶等形
式,部分地区还有少量的下沉式窑居。
(3结构、构造与材料
华北地区民居的结构体系随着时代的更替不断
发展和演变。
传统的华北地区合院式民居,以生土
木构房屋为主。
结构方式多为抬梁式木结构,北方
民居接近标准的官式做法,南方屋架多斜撑,整体
性好。
传统住宅墙体多由土坯垒成,平均厚度达
490mm。
土坯墙有很强的蓄热能力,能较好地
图3华北北部民居平面布局图图4兰考某民宅平面布局图图5华北民居形态之一:
坡屋顶图6华北民居形态之二:
平屋顶
图7随意设置的热水器图9钢结构构架表1适宜性建筑设计原则
166华中建筑HUAZHONGARCHITECTURE7/2008第26卷
图8焚烧麦秸浓烟滚滚适应冬季寒冷的气候和早晚温差变化对室内热环
境的影响。
20世纪80年代,涌现出大量砖柱木屋
架体系的农宅。
砖柱作为承重结构,其间由土坯
填充。
有的为了防止土坯受雨水冲刷损坏而在其
外侧砌斗砖作保护层。
90年代以后,全砖墙结构
的农宅逐渐增多。
20世纪90年代末,随着农民经
济水平的提高和建筑技术的发展,又出现了砖结
构、混凝土楼地面的两层住宅。
屋顶构造从上至
下为小青瓦、土、秸秆、苇席,其重量由椽子、
檩条支撑。
屋面厚度达200mm~300mm,保温
性能比较好。
的有效收集和利用;另外,绝大多数农户家中没有浴室,生活非常不便。
(2保温隔热问题
农民在建房时往往没有或很少采取保温隔热措施:
①墙体材料、构造单一,新建农宅80%以上无保温隔热措施;②门窗构造简单,密封不够。
现有农宅窗户多采用单层平板玻璃,不利于保温隔热;木窗框易变形,密闭性较差,钢、铝等金属窗框材料易形成冷热桥。
(3住宅质量问题
由于计划和建造技术原因,目前住宅质量有很多不如人意的地方,如:
墙体开裂,隔声性能差,采光通风不好等问题,都为农民的生活带来许多不便,成为急待解决的问题。
(4资源浪费问题
农宅建设中,砖混结构占很大一部分,大量的烧砖取土导致大面积耕地的破坏,而住宅低层模式造成土地利用率低下。
(5能源利用问题
能源利用效率低(如农作物秸秆直接在柴灶上燃烧,其转换热效率仅为10%~20%左右,因此加大能源供给的同时也产出大量垃圾,破坏了生态环境。
可再生能源利用形式单一。
当地民居能源主要用柴和煤,太阳能使用也仅限于简易太阳能热水器,沼气利用量较少。
缺乏能源的自循环利用能力,对外界能源和资源的依赖性较强。
有些新建住宅中,过于追求“现代化”,忽视了火炕的应用;同时,传统的火炕存在保温、防
图10草泥墙
图11通风组织图12节能吊炕及其构造图13太阳能热水器与建筑一体化
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尘、传热效率差等问题,使用效率不高。
(6营造策划的无序化
太阳能热水器与建筑一体化建设落后时代发展。
绝大多数家用太阳能热水器属于“事后安装”,致使形式各异,整体处于杂乱无章的无序状态(图7。
(7生态环境危机
农作物秸秆焚烧或废弃污染严重。
大量的秸秆被焚烧或抛弃于河湖沟渠或道路两侧,浪费了大量资源和能源,污染大气和水体(图8。
(8经济问题
据笔者调查,大部分农民家庭年收入在2000元到10000元之间,还有许多农民家庭年收入在2000元以下;相对于种地的收入,农民的开支则是个庞大的数字(仅仅盖房最低40000元。
(9社会问题
农村大家庭的格局正在解体,家庭趋于小型化。
父子分居,有些老人寂守“空巢”,缺乏照料,传统的家庭养老功能呈弱化趋势,孝道滑坡,老人处境令人堪忧。
3华北平原民居适宜性建造策略推演
针对华北平原特定的自然、社会环境以及民居建设中存在的问题,结合现代生活与技术特点,我们在此给出华北平原地区民居适宜性营造策略如下。
3.1绿色住居形态与空间建构策略
①动态设计,密切结合生活、生产与时代技术材料,从建筑与环境两个层面构建适宜的住居场所;发掘传统中的精髓(文脉+技术,对传统加以创新性继承;②灵活布局,合理分隔空间,增加承载现代生活方式的居住空间;人性化、多元化设计;建立合理的热分区,加大住宅进深,设置北走廊并在住宅两侧设置辅助房间;③合理设计剖面,选择适宜的长宽高比例,推敲适应气候的最佳体型;④保持并优化院落空间;⑤控制住宅规模,研究开发新的多元化住宅形式类型(如单层、多层、联排别墅、类别墅等,向多层发展。
3.2绿色住居结构构架策略
基于可持续性思想,应优先采用抗震性好并可循环利用的钢结构体系,并根据空间需要灵活地进行结构布置和构造工艺设计。
钢结构产生的空间布置灵活,建筑的有效使用面积大,并且易于实现工业化生产(图9。
3.3绿色住居材料运用策略
(1黏土及其拓展材料
黏土具有很多生态效应,如良好的蓄热、隔声性能,并因此减少了取暖的能源消耗;自身可以循环再生,并避免了生产粘土砖、水泥等材料产生的二氧化碳增加以及资源损失;取材、操作方便,有利于自助式的建造住宅。
因此,土一直是民居建筑中最重要的材料之一,近年来出现了一些现代化的图14民居模型建构
168华中建筑HUAZHONGARCHITECTURE7/2008第26卷
应用形式,提高了其应用效能。
如:
草土坯墙,以土与粉碎的稻草混合形式提高了墙体的韧性;压实夹板泥土墙,采用模板浇注、层层积压,施工效率高,墙体整体性能好;现代复合泥土墙,将泥土、石灰、粉煤灰、沥青或水泥混合,墙体的承压力提高;另外在墙体中安装刚性保温板,提高墙体的热性能;“砖包皮”、“木包皮”形式有利于防潮和卫生。
(2农作物纤维
作为我国最重要的粮食产区之一,华北地区拥有大量的农作物纤维。
使用农作物纤维,一是取材方便,二是可以避免大量焚烧秸杆而造成的资源浪费、环境污染、生态失衡等。
作为建筑材料的农作物纤维利用有很多形式:
草泥,是被世界各地广泛采用的传统建筑材料。
先用粉碎机将麦秸或稻草粉碎,然后将其与适量的沙土、石灰混合加水搅拌,用作填充墙(图10。
农作物纤维块,用绳子、金属线和金属丝网来捆扎农作物纤维成块,进而将其垒砌成墙。
农作物纤维具有诸多优良的物理性能如保温隔热、防火等,也有易腐烂的问题,因此,需要加强防水、防潮处理。
农作物纤维产业化利用,如建筑用纸面草板,是以农作物废弃物稻草或麦秸为原料,不经切割粉碎,不添加任何外加剂,经高温高压制成的新型节能建筑板材。
具有体轻、保温、利废、环保、经济等特性,是值得推广的生态建材。
(3黏土、农作物纤维综合应用
华北平原地区的气候特点要求墙体既要隔热又要有蓄热能力。
土墙具有很强的蓄热能力,但是其隔热性能不足,而农作物纤维具有很强的隔热性能,刚好能弥补这一不足,因此,在建筑外墙中使用农作物纤维和土坯的组合是一种合理的选择,而美国丹佛的一项实验也证实了这一点。
(4粉煤灰
华北众多的火电站造成大量的粉煤灰堆积,破坏了生态环境。
粉煤灰含有大量的可利用成分,如所含活性氧化硅和活性氧化铝可生成较稳定的水化硅酸钙和水化铝酸钙;所含玻璃微珠使粉煤灰具有其他火山灰质材料所没有的优异特性,能改善拌和物的和易性,易于运输,具有很强的建筑应用的潜力。
①粉煤灰在砂浆中可部分代替水泥。
在砌筑和抹灰施工中,粉煤灰有利于增加混凝土后期强度,并提高抗渗裂和耐腐蚀性能。
同时节省水泥,降低混凝土成本。
②粉煤灰用于制作砌块,可以节约水泥,同时增强建筑保温隔热能力。
3.4绿色住居物理环境营造策略
结合传统方法与现代科技成果加强构造与材料措施,进一步改善建筑物理环境。
①保温:
围护结构就地取材(当地石材、土坯、黄泥、蓄热性能好,外墙应采用复合墙体域外保温形式;门窗要加强密闭性,采取适合乡村的玻璃贴膜和附加活动保温窗设计;屋顶增加保温层,利用上层空间做阁楼,形成空气缓冲层。
结合当地的气候特点建立合
理的保温、通风及防潮体系。
②防风与通风:
为抵
御风寒,外墙尽量封闭,南向开大窗,北向开小
窗。
利用地下通风道调节室内温度,在室内利用拔
风空间和拔风管增加通风,同时合理地布置窗户和
设置可控竹百叶装置对室内的通风和光线也起到一
定的作用(图11。
3.5绿色住居节能技术与措施
①利用雨水收集与中水系统一方面可以调节
室内温度,使室内冬暖夏凉,另一方面可以改善
加强墙面绿化与立体绿化,选择植物品种,充分利
用墙面、围墙、阳台进行空中绿化,加大绿化覆盖
率,改善庭院小气候。
3.7经济考虑与人力资源组织
使用免费的建筑材料:
如土、麦秸等。
采用低
技术、低造价的建筑设备。
在人力资源方面利用农
村农闲时间长,动用家中的劳动力或者亲戚朋友进
行建造和通过换工的方式组织建造,都能减少施工
费用。
4华北平原民居模型构建
(1基址及其背景
建筑基地位于河南省兰考县耿砦村,该地区属
暖温带季风气候夏季降水量较大,冬季降雪多,冬
夏季温差很大。
基址位于耿砦村南侧,东侧为马路,马路与
基址间为水渠。
北侧为相邻住户建有东西向二层瓦
房。
西侧为自家种植地,南侧为乡邻土地。
基址南北32m,东西长度不限,户主已经自备了一些砖。
(2设计特点
适用对象:
一家三代五口人的居住(夫妇、父母和一子。
功能:
满足正常家居功能,设浴室。
层数、规模:
二层、三开间,大约200m2左右(图14。
节能:
考虑太阳能、沼气和节能吊炕。
造价:
建筑造价较砖混结构住宅能够有明显的节省,约6万。
结语
当前,生存质量与环境恶化问题仍是我国欠发达地区可持续发展建筑的瓶颈。
适宜性建筑策略观念针对国情,注重现实性与可操作性,对于修正我国建筑界“重形式、轻内容”等倾向以及具体建筑实践具有一定的借鉴和指导意义。
■
参考文献
1ClarkeSnell.TheGoodHouseBook,ACommon-SenseDuidetoAlternativeHomebuilding,,solar,strawbale,cob,adobe,earthplaster.NewYork:
ADivisionofSterlingPublishingCo,Inc,2003:
10-20.
2HassanFathy.ArchitectureForThePoor,AnExperimentinRuralEgypt.NewYork:
ITDGPublishing,1995:
10-15.
3ArianMostaedi.低技术策略的住宅.北京:
机械工业出版社,2005:
24-65.
169第26卷7/2008HUAZHONGARCHITECTURE华中建筑
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