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西部鄉(xiāng)村建筑更新策略研究與實(shí)踐

2015-01-23 05:40:59劉加平
關(guān)鍵詞:建筑

成 輝,梁 銳,3,劉加平

( 1. 西安建筑科技大學(xué)建筑學(xué)院,陜西 西安 710055;2. 西安建筑科技大學(xué)城鄉(xiāng)規(guī)劃學(xué)博士后流動(dòng)站,陜西 西安 710055;3. 西安美術(shù)學(xué)院建筑環(huán)境藝術(shù)系,陜西 西安 710065)

快速城鎮(zhèn)化進(jìn)程中,鄉(xiāng)村建筑的未來發(fā)展之路成為人們關(guān)注農(nóng)村問題的重點(diǎn).與我國中東部相比,西部地區(qū)自然環(huán)境條件惡劣、社會(huì)發(fā)展速度慢、經(jīng)濟(jì)落后、生態(tài)貧困問題突出等等劣勢[1]成為制約西部地區(qū)自然、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素.就西部鄉(xiāng)村建筑及其人居環(huán)境的建設(shè)問題,已有部分學(xué)者做出了一定的研究工作.例如運(yùn)用技術(shù)科學(xué)的研究方法,解決了鄉(xiāng)村民居現(xiàn)代化發(fā)展的若干技術(shù)問題[2-3];從技術(shù)科學(xué)角度提出了再生發(fā)展模式,改善了生土建筑居住環(huán)境質(zhì)量[4-5];針對西北地區(qū)特殊的地域條件開展了鄉(xiāng)村民居生態(tài)建筑模式研究[6-7];等等.綜觀上述研究,多從單一角度出發(fā),尚缺乏系統(tǒng)整合結(jié)構(gòu)、功能、經(jīng)濟(jì)、舒適、美觀、可持續(xù)性等各因素在更新過程中發(fā)揮作用的研究.因此,針對西部鄉(xiāng)村建筑在城鎮(zhèn)化進(jìn)程中存在的突出問題,系統(tǒng)提出更新策略,顯得尤為迫切和重要.

1 更新與發(fā)展中存在的突出問題

作者所在課題組長期持續(xù)關(guān)注西部鄉(xiāng)村建筑的發(fā)展變化,對西部鄉(xiāng)村包括陜西秦嶺山脈、四川川西、云南怒江、西藏拉薩、寧夏銀川等地開展過大量實(shí)地調(diào)查研究.就建筑涉及的相關(guān)屬性如場所文脈、建造質(zhì)量、功能空間、文化意義、環(huán)境質(zhì)量、建筑形式、經(jīng)濟(jì)有效性、意志與意識、生態(tài)環(huán)保等進(jìn)行了大量實(shí)地走訪、測量、調(diào)查與測試.以問卷訪談形式,了解當(dāng)?shù)鼐用駥Υ诉^程中建筑存在問題的看法.共發(fā)放問卷150 份,回收問卷146 份,其中有效問卷146 份.調(diào)查結(jié)果如圖1所示.研究表明,西部鄉(xiāng)村建筑在更新與發(fā)展過程中存在的問題表現(xiàn)在以下方面:建造質(zhì)量、空間功能、室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量、建筑形式、節(jié)約生態(tài)和經(jīng)濟(jì)有效性等.

圖1 建筑更新與發(fā)展中存在的突出問題Fig.1 The outstanding problems in the update and development construction

1.1 建造質(zhì)量差

長期以來,傳統(tǒng)鄉(xiāng)村建筑長期沿用依靠手工勞動(dòng)、施工人員的經(jīng)驗(yàn)、技術(shù)和方法的方式建造,缺乏科學(xué)理論指導(dǎo),缺乏對材料性質(zhì)的理性認(rèn)識.當(dāng)?shù)刭|(zhì)、氣候等自然環(huán)境條件改變時(shí),所建房屋很多出現(xiàn)裂縫、倒塌等現(xiàn)象.從上世紀(jì)八九十年代初起,各地都有模仿城市建筑建造的“現(xiàn)代鄉(xiāng)村建筑”,其建設(shè)模式大都表現(xiàn)為村民自發(fā)或請當(dāng)?shù)毓そ辰ㄔ欤捎谌狈Y(jié)構(gòu)形式、材料性質(zhì)的了解,缺少專業(yè)人員的指導(dǎo),模仿城市建筑形態(tài)建造的磚混、框架建筑,大都不滿足基本的抗震設(shè)防要求.尤其是西部偏遠(yuǎn)鄉(xiāng)村地區(qū),自行建房中材料質(zhì)量低劣,水灰比配比隨意[4-5]、施工工藝不合理等問題特別嚴(yán)重.在2008年汶川地震與2010年玉樹地震中,倒塌的多為此類建筑.

1.2 空間不能滿足生活需求

傳統(tǒng)鄉(xiāng)村建筑是建立在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式的基礎(chǔ)之上,空間功能是按照農(nóng)業(yè)社會(huì)的生產(chǎn)和生活方式來組織的,隨著社會(huì)的發(fā)展以及城鎮(zhèn)化,人們的生活模式也逐漸發(fā)生著變化,傳統(tǒng)鄉(xiāng)村建筑難以完全滿足現(xiàn)代生活的需求.例如,存在人畜空間混淆[8]、功能分區(qū)不明[9]、衛(wèi)浴空間缺失等等.而村民受傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)和知識范圍所限,在缺乏空間調(diào)整、結(jié)構(gòu)和材料以及其他技術(shù)上的專業(yè)指導(dǎo)的情況下,很難自發(fā)地做出調(diào)整.

1.3 室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量差

傳統(tǒng)鄉(xiāng)村建筑的形態(tài)、空間構(gòu)成等除了審美需求外,更多的是人類智慧應(yīng)對自然氣候環(huán)境的結(jié)果,形成適宜于人居住的室內(nèi)環(huán)境.通過調(diào)研訪談與科學(xué)儀器的測定,傳統(tǒng)鄉(xiāng)村建筑存在著采光不足、通風(fēng)不暢、衛(wèi)生設(shè)施缺乏等村民自身無法克服的缺陷[1].因此,西部鄉(xiāng)村往往成為“臟、亂、差”的代名詞.八九十年代后模仿城市建筑建造的鄉(xiāng)村建筑,由于缺乏專業(yè)人員的指導(dǎo)和現(xiàn)代技術(shù)手段的介入,許多新建建筑僅改變了建筑形式與空間構(gòu)成,從表面上看是克服了上述缺陷,實(shí)則室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量較差,造成如“冬冷夏熱”的室內(nèi)環(huán)境,只能在春秋過渡季節(jié)使用.

1.4 地域風(fēng)貌傳承度差

多年來,盡管各方專家(包括人文地理、人類學(xué),社會(huì)學(xué)和建筑學(xué)等)從多種角度肯定了鄉(xiāng)村建筑與聚落的價(jià)值和現(xiàn)代意義,但這些優(yōu)秀的建筑與村落的數(shù)量仍在急劇減少.由于自發(fā)改善與更新方式的不當(dāng),許多地區(qū)從前那種令人神往的田園景觀,樸實(shí)和諧的居住氛圍將一去不復(fù)返.傳統(tǒng)的民居及聚居場所逐漸被由水泥和磚墻粗制濫造的新民房所侵占.鄉(xiāng)村地區(qū)的建設(shè)工作不同于城市,無需建設(shè)部門的審批程序,大都以村民的主觀意志為主導(dǎo).因此,模仿城市建筑形態(tài)建造的鄉(xiāng)村混凝土盒子隨處可見.

1.5 資源能源消耗高

隨著生活方式的轉(zhuǎn)變和生活質(zhì)量的提高,部分村民開始模仿建造“城市住宅”.由于缺少專業(yè)人員的指導(dǎo),最終建造的房屋只是換了個(gè)簡易的外殼.由于材料和室外環(huán)境的變化,缺少城市基礎(chǔ)供暖制冷系統(tǒng),導(dǎo)致村民需要更多的資源與能源來取得舒適的居住環(huán)境.盲目模仿或照搬城市的居住模式,建筑物的建造能耗、運(yùn)行能耗和污染物的排放量將數(shù)倍增加.

1.6 經(jīng)濟(jì)有效性差

建房的經(jīng)濟(jì)成本包括了建設(shè)成本與運(yùn)行成本兩大部分.有效性既不是一味降低成本,也不是不計(jì)成本投入,而是建立在降低建設(shè)成本與節(jié)約運(yùn)行成本基礎(chǔ)上的有效利用[10].為了模仿城市建筑的“現(xiàn)代化”[11],許多西部鄉(xiāng)村建筑出現(xiàn)隨意改變圍護(hù)結(jié)構(gòu)厚度等做法,導(dǎo)致新建筑需要通過增加空調(diào)與采暖設(shè)施改變室內(nèi)環(huán)境舒適度差的現(xiàn)實(shí),看似節(jié)約建設(shè)成本,實(shí)則大大增加了運(yùn)行成本.因此,這樣的建筑投入有效性是極差的.

建立在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式基礎(chǔ)之上的傳統(tǒng)鄉(xiāng)村建筑,不論建筑形式、空間功能、室內(nèi)物理環(huán)境、視覺與心理環(huán)境等,與建立在工業(yè)文明之上的現(xiàn)代建筑存在巨大差異;同時(shí),也與現(xiàn)代生活方式的要求存在巨大差距.通過對上述問題的梳理發(fā)現(xiàn),西部鄉(xiāng)村建筑在更新與發(fā)展過程中在結(jié)構(gòu)、空間、環(huán)境、形態(tài)、生態(tài)、經(jīng)濟(jì)等諸多方面存在突出問題.由于聚居規(guī)模小而布點(diǎn)分散、生產(chǎn)與生活功能需求相對綜合多樣,又具有簡單化、寬松化的使用特點(diǎn),鄉(xiāng)村建筑與城市建筑的規(guī)律完全不同[12].實(shí)踐操作層面上,倘若模仿和照搬城市建筑,只能是“城市問題農(nóng)村化”,既無益于節(jié)能減排和低碳建筑事業(yè),也丟失了優(yōu)秀的建筑文化傳統(tǒng).因此,如何較好地應(yīng)對城市化過程中建筑自身質(zhì)量問題、環(huán)境問題和文化傳承問題,是鄉(xiāng)村建筑可持續(xù)發(fā)展所面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn).

2 更新策略

2.1 更新目標(biāo)

西部鄉(xiāng)村建筑的更新與發(fā)展應(yīng)以可持續(xù)建筑為目標(biāo),其遵循的基本原則包括[13]:節(jié)約化、生態(tài)化、人性化、無害化、集約化,體現(xiàn)出其環(huán)境、社會(huì)文化和經(jīng)濟(jì)三方面的意義(聯(lián)合國 21世紀(jì)議程).民居建筑的生態(tài)性[14]是“基于安全、便利、經(jīng)濟(jì)、美觀、舒適等性能前提下更高一位的需求,各性能指標(biāo)需逐級滿足,若不能滿足之前的性能,一味地要求節(jié)能、綠色、生態(tài),是不可能實(shí)現(xiàn)的,也是沒有意義的.”如若要達(dá)到可持續(xù)發(fā)展目標(biāo),就應(yīng)首先解決目前存在的突出問題,對西部鄉(xiāng)村建筑而言,具體須從改善居住環(huán)境質(zhì)量、傳承地域文化、節(jié)約能源與資源等方面逐層開展與遞進(jìn).

2.2 更新策略

為了達(dá)到建筑的可持續(xù)發(fā)展目標(biāo),避免“城市問題鄉(xiāng)村化”的覆轍,針對西部鄉(xiāng)村建筑更新與發(fā)展過程中存在的結(jié)構(gòu)安全隱患、空間不能滿足功能需求、室內(nèi)環(huán)境舒適度差、地域文化傳承度差、資源能源消耗高、經(jīng)濟(jì)有效性差等突出問題,從結(jié)構(gòu)體系、功能空間、室內(nèi)環(huán)境、建筑形態(tài)、節(jié)約生態(tài)、經(jīng)濟(jì)有效等六個(gè)方面出發(fā)構(gòu)建相關(guān)更新框架與具體策略.具體內(nèi)容如表1~6所示.

表1 結(jié)構(gòu)體系Tab.1 Construction

表2 功能空間Tab.2 Function and space

表3 室內(nèi)環(huán)境Tab.3 Indoor environment

表4 地域風(fēng)貌Tab.4 Regional characteristics

表5 節(jié)約生態(tài)Tab.5 Ecological conservation

表6 經(jīng)濟(jì)成本Tab.6 Economic costs

3 更新實(shí)踐

更新實(shí)踐開展地為四川省彭州通濟(jì)鎮(zhèn)大坪村.5.12汶川大地震發(fā)生后,大坪村受災(zāi)極其嚴(yán)重,單體房屋均破壞嚴(yán)重,無法繼續(xù)居住.依據(jù)前文提出的鄉(xiāng)村建筑更新目標(biāo)與更新策略,在對當(dāng)?shù)卦薪ㄖ毕莩浞至私夂螅n題組對當(dāng)?shù)亟ㄖM(jìn)行了災(zāi)后設(shè)計(jì),包括以下內(nèi)容:

3.1 結(jié)構(gòu)體系

由一棟在地震中只歪不倒的木結(jié)構(gòu)老房子引發(fā)我們在設(shè)計(jì)中沿用當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)穿斗木構(gòu)架體系(如圖2~3)與抹泥竹笆墻圍護(hù)結(jié)構(gòu).傳統(tǒng)的穿斗木構(gòu)架結(jié)構(gòu)體系,通過橫向的梁和檁條同縱向的屋架連接,將整個(gè)結(jié)構(gòu)聯(lián)系在一起,加強(qiáng)了房屋的整體穩(wěn)定性.應(yīng)用當(dāng)?shù)厥a(chǎn)的木與竹作為建筑的主要材料,舊房中的一些木構(gòu)件可以再次回收利用.采取簡單的加固措施提升其抗震性能,滿足設(shè)防要求.

圖2 當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)穿斗式木構(gòu)架形式Fig.2 Local traditional Chuan Dou-style timber structure

圖3 新建木結(jié)構(gòu)形式Fig.3 Timber structure of the new construction

3.2 功能空間

依據(jù)傳統(tǒng)民居的“一”字型布局特點(diǎn),主房部分包括中心的堂屋(起居室)以及兩側(cè)的主人臥室,廂房部分包括客臥、餐廳、廚房、衛(wèi)生間等內(nèi)容.廂房部分可依據(jù)家庭規(guī)模與經(jīng)濟(jì)狀況添加于主房兩側(cè).隨經(jīng)濟(jì)狀況及人口規(guī)模的改變,新建民居的平面布局建立模塊概念.基本模塊由主房和廂房構(gòu)成“一”字型(如圖 4)、“L”型(如圖 5)、“U”型(如圖6)等多種方式.多功能模塊由陽光間、儲藏室、廚房、衛(wèi)生間等功能組成,與基本模塊隨意組織,形成圍合、半圍合的院落形式.

圖4 “一”字型Fig.4 “-” shape

圖5 “L”型Fig.5 “L” shape

圖6 “U”型Fig.6 “U” shape

3.3 室內(nèi)環(huán)境

新建筑在設(shè)計(jì)時(shí),充分運(yùn)用自然通風(fēng)、采光、保溫等被動(dòng)式方法.運(yùn)用DOE2.1E對新民居圍護(hù)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì),采用雙層竹板或木板,中間填充聚苯乙烯泡沫板或草泥的構(gòu)造做法,提高圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫隔熱性能.運(yùn)用Airpak模型進(jìn)行自然通風(fēng)模擬與優(yōu)化設(shè)計(jì)(如圖7~8),調(diào)整房屋的開間與進(jìn)深,設(shè)計(jì)窗戶與通風(fēng)口,夏季利用室內(nèi)外風(fēng)壓形成穿堂風(fēng).運(yùn)用Ecotect模擬室內(nèi)光環(huán)境(如圖9~10),降低了房間的開間和進(jìn)深,且增加了開窗.上述三者綜合研究,得到室內(nèi)環(huán)境最優(yōu)方案.

圖7 1.5 m平面風(fēng)速分布Fig.7 Wind speed distribution at 1.5 m

圖8 4.5 m平面風(fēng)速分布Fig.8 Wind speed distribution at 4.5 m

圖9 一層采光系數(shù)示意圖Fig.9 Daylight factor on the ground floor

圖10 二層采光系數(shù)示意圖Fig.10 Daylight factor on the second floor

3.4 建筑造型

主房與廂房高低錯(cuò)落,搭接有序.廂房隨從于主房,穿插自然,相輔相成,形成主從相伴的建筑形式.一主一從的建筑造型形成了均衡、穩(wěn)定的構(gòu)圖效果,主房采取雙坡等坡、廂房采取雙坡不等坡的屋頂形式.屋頂采用小青瓦敷設(shè),墻身采用木板或竹膠板,以木墻青頂?shù)娜岷蜕逝c質(zhì)感融于山間樹林(如圖11~13).

圖11 建筑造型一Fig.11 Building style 1

圖12 建筑造型二Fig.12 Building style 2

圖13 建筑造型三Fig.13 Building style 3

3.5 節(jié)約生態(tài)

建筑材料的選擇注重降低對能源資源的消耗.適宜的圍護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)造措施使得新建民居達(dá)到冬暖夏涼的效果.當(dāng)?shù)厥a(chǎn)黃連植物秸稈可作為沼氣原料,為村民提供部分炊事能源,同時(shí)又可以為照明、用熱等提供方便.設(shè)計(jì)中采用了直接式和附加陽光間等太陽能利用技術(shù),最大程度地利用太陽能進(jìn)行采暖與采光,可在居住者經(jīng)濟(jì)條件改善后隨時(shí)加建.

3.6 經(jīng)濟(jì)成本

在控制建設(shè)成本方面,回收利用舊房的材料;選取當(dāng)?shù)亟ú模档瓦\(yùn)輸成本;改進(jìn)當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)建房技術(shù),開展建造技術(shù)知識普及培訓(xùn).自助與互助的建造方式,節(jié)省大量人工成本.據(jù)調(diào)研統(tǒng)計(jì),當(dāng)?shù)氐湫偷淖≌瑔畏皆靸r(jià)約為1 000~1 200 元/m2.通過降低建造成本的措施,使得大坪村重建的單方造價(jià)僅占正常建設(shè)的1/2左右,即平均單方造價(jià)約500 元/m2(其中不包括小工費(fèi)用、裝修費(fèi)用及村民自有、經(jīng)批準(zhǔn)砍伐和原有舊屋回收利用的材料費(fèi)用).在降低能源消耗運(yùn)行成本方面,利用空間組織穿堂風(fēng)以利夏季通風(fēng);采用挑檐解決夏季遮陽;提高圍護(hù)結(jié)構(gòu)的冬季保溫、夏季隔熱能力;開發(fā)利用太陽能、沼氣等可再生能源的利用.

4 結(jié)論

快速城鎮(zhèn)化進(jìn)程中,鄉(xiāng)村建筑存在建造質(zhì)量差、空間不能滿足功能需求、室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量差、地域風(fēng)貌傳承度差、資源能源消耗高、經(jīng)濟(jì)有效性差等突出問題,給鄉(xiāng)村更新發(fā)展帶來巨大障礙.本文針對上述問題,提出以下更新策略:

(1) 從場址選擇、結(jié)構(gòu)選型、抗震設(shè)防、建筑布局等方面注重解決結(jié)構(gòu)安全性問題;

(2) 尊重當(dāng)?shù)厝嗽械纳罾砟睢⒎犀F(xiàn)代生產(chǎn)生活方式、增加周邊公共服務(wù)設(shè)施以期滿足人對建筑的功能需求;

(3) 通過調(diào)節(jié)和改善物理環(huán)境與心理環(huán)境來改善室內(nèi)環(huán)境舒適度;

(4) 從形態(tài)、色彩、質(zhì)感等方面考慮建筑的造型設(shè)計(jì),以利建筑傳承當(dāng)?shù)氐赜蝻L(fēng)貌;

(5) 發(fā)揮節(jié)地、節(jié)能、節(jié)材、節(jié)水等節(jié)約高效措施,將人工與自然環(huán)境作為整體設(shè)計(jì)達(dá)到生態(tài)平衡,并將公眾參與融入設(shè)計(jì)過程的始終;

(6) 設(shè)計(jì)階段在安全環(huán)保的前提下就考慮建造成本,并從建筑形體、圍護(hù)結(jié)構(gòu)、可再生能源、材料、技術(shù)等方面考慮建成后的運(yùn)行成本的有效性問題.

上述更新策略在四川大坪村鄉(xiāng)村建筑更新實(shí)踐中得以應(yīng)用,在村民可接受的經(jīng)濟(jì)范圍內(nèi),解決了結(jié)構(gòu)安全性問題,改善了村民的居住環(huán)境質(zhì)量,傳承了川西地域文化,節(jié)約了能源與資源,并與自然環(huán)境相得益彰,達(dá)到了建筑可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo).

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