裝配式技術下傳統土木結構民居的空間改造與設計研究

劉雅培

摘要：土木民居為鄉土建筑一類，反應了早期居民改造自然、融合生產與生活的居住模式，涵蓋了有形的物質層面及生活智慧的精神層面，它是我國傳統建筑的寶貴財富。通過現代裝配式技術的營建，傳統土木民居能夠更好地改造與應用，以江西贛南天井民居為例，裝配式技術在建造形制、改造室內功能空間、營造空間環境等方面具有明顯的優勢。裝配式建造模式體系對傳承鄉土建筑文化，改造鄉村面貌，打造和諧、生態、宜居的生活環境具有現實的意義。

關鍵詞：裝配式技術 傳統土木民居 贛南民居 空間改造 設計研究

一、我國傳統土木民居面臨的發展問題

我國傳統土木民居以木構架結合夯土墻的圍護為結構，青瓦為屋頂面層，在抗震及保溫隔熱方面具有一定的優勢。但早期的木料不具備防火、防蟲、防水等功能;傳統夯土墻以生土、沙石、石灰簡單材料構成，歷時長也容易起縫、開裂、剝落，需要后期不斷地維護。在時代的發展下，大量土木民居因不適應現代人的居住生活方式而被拆除，改建為鋼筋混泥土的平房;有的變成無人居住而荒廢的危房;還有出現新舊房拼接搭建的現象，總體上造成了民居建筑與鄉村環境不協調、建筑外觀不美觀、室內功能不合理、新舊建材資源浪費等問題。面對鄉村風貌逐漸消失，傳統建筑無法得到傳承與發展。針對這類民居，應用現代建造技術，結合當代人的生活需求，打造本土特色的民居建筑形制便是當下需要研究解決的問題。

二、應用裝配式技術修建土木結構民居的優勢

裝配式建筑的技術體現在應用建筑信息模型軟件將大量的現場施工工作轉化為在工廠生產完成，運至施工地點，進行安裝拼接。發展至今，裝配式建筑從原先的單一性發展成更加靈活與多樣化，同時在技術上也日益成熟，那么將其應用于修建我國的土木類民居具有以下優勢。

1.從設計角度分析

裝配式技術在工廠預制施工前，通過BIM這種建筑信息模型軟件的應用，具備對建筑的結構、材料、尺寸、數據等形成標準的建造體系，在設計造型、拼接方式方面更為直觀，對造價及運輸、施工管理等后期的維護能形成全方位的預測及把控，它所提供的建筑構件及非構件的空間狀態信息庫，快速提高了工作效率，節約了人力、物力及資源的成本。目前，裝配式技術對建筑形成的標準化系統設計有：結構系統、管線系統、地面鋪裝系統、墻體系統、屋蓋系統、門窗系統、樓梯系統、廚房及衛生間系統、家電內裝系統、設備系統等，可實現一體化裝修施工，避免現場施工的誤差，方便現場組裝，在技術發展成熟期，易于普及應用，節約造價成本。

2.從用材工藝分析

土木類的材料在鄉村較容易獲取，將木材運輸工廠進行現代工藝加工可解決木材防火、防蟲、防腐等問題，加工后的木構件之間可用金屬錨固件、螺栓或是榫卯方式固定節點，方便現場組裝與后期拆裝，利于回收與異地重建。次，在現代工廠預制的夯土墻比原材料質量好，它配比了固化劑、纖維等其他膠凝材料，通過機械設備高密度的夯實后，墻體對屋架的承重及防水性會大大提高。土與木為主的材料所構建的結構建筑既能傳承當地的建筑文化，又能符合當代建設綠色、節能、環保建筑的要求。

3.從居住模式的發展分析

近幾年，國家多次出臺了關于裝配式建筑的實施政策，國內許多城市也出現了鋼結構、混泥土結構、木結構的裝配式建筑樣式，實現了建筑與室內裝修一體化。將其落實到鄉村，可以帶動更多的企業發展及提高就業率。在高科技、信息化、智能化、系統集成化技術研發下，鄉村會展現更加豐富，兼具舒適性及環保性的裝配式民居類建筑。

三、國內應用裝配式技術修建土木結構民居的實踐

目前，國內應用于鄉村建筑的修復改造主要以裝配式輕鋼結構及木結構為主。如浙江省麗水市松陽縣陳家鋪村，設計師考量了地域環境，依據原建筑風貌，運用裝配式輕鋼結構體系改造傳統夯土木結構民居，實施了古與新的融合設計，在室內空間功能方面實現了簡約舒適又時尚個性的居室設計，成為當地改造土木民居的標志性案例。四川省廣元市昭化區柏林溝鎮向陽村應用裝配式技術修建傳統民居風格的現代夯土住宅，堅持建筑外觀設計應用原材料、原工藝、原樣式，體現修舊如舊的建筑風貌，與時俱進布局室內功能空間，開展了農村住房建設的試點工作。江西省也在大力推進裝配式建筑的發展，并確定了南昌、贛州等地為全省裝配式建筑發展的試點。至裝配式在國內近幾年的發展，越來越多城市、鄉鎮在投入現代裝配式集成一體化的研發、設計與生產、施工。

四、應用裝配式改造贛南土木類天井式民居的改造建議

贛南傳統民居建筑受儒家、道家影響，崇尚“天人合一”的哲學思想，蘊涵“四水歸堂”的理學觀念，引水入廳，引景入室，形成了內外虛實環境空間的融合，同時擁有客家文化、宗祠文化，對贛派民居體系產生了直接的影響，具有非常大的人文歷史研究價值。

早期，當地人善于取用周邊的自然材料，如木、生土、石料、稻草、竹片等修建土磚或夯土木結構的住宅，總體以灰瓦、白墻、天井、小窗構成“廳屋”式的建筑形態，這種民居實際由古代中原庭院府第式民居演變而來1，一般有上下二層，中軸線對稱，房屋的正中間由上堂、天井、門廳至北朝南依序垂直排列。上堂與門廳合稱為“廳堂”，主要功能是祭祀、議事、會客、餐飲。“廳堂”上空一般不設樓層，兩旁分別為室，側門的廊角位置搭建的木制樓梯可通往二層的居室及貯藏間（早期存放糧食居多），總體兩旁室與廳等齊或者凸出。中間的橫向天井是依據房屋高度與大小規模而建，主要功能是提供室內采光、排水及通風;大戶型的天井民居在正屋兩側有擴建橫屋，正屋與橫屋又會隔天井與舍，也有縱向垂直擴建及其他復雜的組合形式。贛派天井民居在其拓展性的布局中遵循嚴格的對稱序列及和諧關系。在民居室內格局方面，大多數贛南鄉村傳統民居對餐廳及會客廳的位置定義較模糊;除廳堂外，兩邊居室的樓層較低矮，空間格局較小，無法滿足現代家具陳設的尺寸;廚房也無法滿足防火、衛生、防潮的需求;衛浴間也隨意在外搭建，缺少現代化的設施設備，造成生活諸多不便。綜合以上，需要以當代人的生活價值觀，規劃新的平面功能分區圖見（圖1）。構思從建筑結構形態、空間格局、空間環境這三方面對民居進行裝配式一體化的重構，具體實施如下。

1.構建裝配式木構架系統

早期鄉村民居以采用山上砍伐的原木進行搭建，木料的質量參差不齊，粗短、大小都不夠規范，房屋大小格局常受到木料限制，時間久了，木料開裂、蟲蛀等問題時常出見。應用裝配式建材可避免木材自然屬性的缺點，如采用膠合木建造梁柱式天井民居，不但在規格尺寸上可定義多種類型，而且強度高，還可制作大跨度的梁，建造的室內空間格局相對自由靈活，滿足了擴大原本室內空間格局不足的需求。在拼接的節點工藝上可選用榫卯及螺栓固定結構，方便組裝、拆卸。對于建筑構件，如插栱、博風板、月梁、挑托等較為明顯外露的裝飾性構件，在工廠預制設計時也較為方便對原本的造型進行比對，對還原當地特色民居建筑風貌具有一定的優勢。

2.構建裝配式坡屋面系統

贛南大部分傳統民居屋面為人字形瓦片屋頂，由于材料簡單，常出現潮濕、掉灰、部分殘破等情況，需要加強防水、防潮及加固處理，建議從底層到頂層分層次預制：望板、防火石膏板、A級防火擠塑聚苯保溫板、OSB板材、瀝青防水卷材、檁條、掛瓦條，將其組裝拼合，最后鋪設回收的青瓦。

3.構建裝配式墻體系統

土木結構的墻體以夯土作為材料，能起到保溫隔熱的效果，土料較容易獲取，對修建民居在工程造價方面有優勢。但夯土墻承載著來自木屋架的受力，原始材料配比不協調，易出現開裂、坍塌，處理好夯土墻體的質量與壓力是關鍵。采用現代技術工藝預制的夯土墻，在現代研發的技術工藝下，可以采用鋼絲網泥漿加固夯土墻體，增設角鋼構造柱的方法，提升墻體結構的安全性，克服了來自屋架承重而導致的裂縫問題，在防水性能方面也能有很大的提高。在預制墻體模型時，需要參照BIM建模軟件中三維視圖的尺寸數據準確定義墻體上的門、窗的開洞尺寸，預留好位置，預埋好線路，設定好插座口等設備。

4.構建裝配式地面系統

通過實地考察，大部分傳統贛南民居一層地面以素土、小卵石鋪墊，也有部分用磚鋪設，這類材料在防潮性，舒適性、美觀性、平整度方面較差;二層的樓板基本用簡單的杉木板鋪設，隔音效果及安全性方面較不理想。依據實際情況，地面實施以鋪設裝配式石材及木地板為主。一層有天井，廚衛，民居的公共區域空間需要布局用水及排水管道線路的系統設施，可考慮采用裝配式架空石材的鋪裝方式設計，預制系統層次包括支架、鋁板、活動板基層、石材表面層。設施步驟為支架與鋁板通過螺套固定;鋁板再通過螺栓與活動板基層粘結的石材表面層進行固定2;石材表面層具體可采用青石板磚作為面層，符合鄉村風格，便于清潔打掃及后期維護拆裝。也可在混泥土的地面基層上鋪設保溫隔熱層（聚苯乙烯擠塑保溫板）、平衡板層（硅酸鈣板或碳晶板）及飾面石材層，這些建材通過螺栓和螺絲豎向固定，最后在保溫隔熱層的下面安裝水電管槽3。

對于臥室空間的地面宜采用裝配式木地板的鋪裝系統，可應用裝配式防腐木及枕木構件，選擇預制SPF型材做架設的地梁，結合膠合板材鋪設，金屬連接件進行固定;或者用木地板拼接模塊（木地板本體結合墊條填充）、輕鋼龍骨模塊（包含邊框、內撐、角部組件、塑膠隔震涂層）、調平固定模塊（包含底座、調平件、緊固件、固定螺母、中心螺桿、隔震墊圈）、裝飾蓋板、裝配踢腳線模塊（包含側限緊固單元、插片、裝配踢腳線）4，進行預制組裝。

5.優化室內功能空間（1）室內公共區域空間

傳統贛南民居建筑的空間格局依據“禮制”思想及家族成員的輩分有序安排室內功能空間的使用，較為程式化，因此定義新的空間格局為滿足當代人舒適性，人性化的要求是改造的重點。建議將上堂屋作為餐廳使用同時滿足祭祀需求，墻面色彩保留夯土本色或用水泥砂漿涂飾后涂上白色漆飾面，部分墻面也可選擇青磚飾面，以凸顯其重要空間區域位置。為加強鄉村廳屋會客的需求，向外擴建門廳作為會客廳，懸掛吊燈，增設現代簡約的木制、藤制休閑座椅，擺放茶幾、電視、桌子、柜子等家居用品。原灶房改造為現代廚房，依據人體工程學及用戶的工作尺寸，預制防火墻板結合吊柜、地柜等廚房系統，按照裝配式一體化的模塊設計進行安裝。一層公共衛浴間可設計在樓道廊角位置，衛浴間以一體化的裝修施工，室內立面建議以青磚或石材預制設計，與預埋的線路管道及冷熱水管道連接，在融入現代功能生活需求基礎上取得與傳統建筑相協調的效果。二層的貯藏室依據居民生活需求考慮保留原功能或者改造為書房、茶室等功能空間，滿足現代人豐富的精神文化生活需求。

（2）室內私密性空間

針對臥室的改造，需要了解傳統贛南民居臥室空間尺寸較小、陰暗、潮濕等問題，需要擴大空間，合理考慮家具床品、衣柜、家電擺放的具體位置。在空間界面設計上，應抬高一層及二層的頂棚，一樓臥室頂棚以預制的木制平頂設計為主，二層以人字坡屋頂為造型，可選擇掛吊燈，或者用暗藏LED燈帶，如需空調暖氣設備可納入裝配式吊頂層一體化設計。在夯土隔墻界面基礎上，還可提取本土傳統特色民居中木壁鼓墻及織壁粉灰間隔墻的竹編紋樣元素5，預制成能組裝拆卸的木裝飾面板、竹藤編制裝飾板、木制鏤空雕花工藝的藝術墻板等，適當裝飾于電視背景墻及床頭背景墻，使居室每一間界面裝修各具特色，既傳承了本土民居建筑文化又符合現代個性化裝修的要求。臥室內部除了增設裝配式一體化的衛浴間系統外，還可依據需求增加休閑陽臺。

6.美化環境營造室內外景觀

天井民居本身具備室內“虛”環境空間，廳堂中心的天井位置可晨沐朝霞、夜觀星斗，但傳統民居中的天井在功能設施上較為簡單，天井中的水也較為污濁。作為室內水景元素，通過裝配式一體化改造一層地面鋪裝系統的基礎上，天井內的水通過地坪下管道設置流向建筑四周的渠溝再排向河中。天井內可養水生植物、魚類，形成室內廳堂一道美麗的風景線。

至于門外的空坪，周邊可以種植綠色低矮的植物營造庭院氛圍，擺放石制或者木制的戶外休閑座椅、遮陽傘，滿足一天勞作后休閑的場所，同時也起到美化鄉村庭院景觀的作用。

通過以上設計構思結合裝配式技術，構建贛南民居構想設計圖見（圖2）。

結語

建筑是連接精神境界與生活環境的載體，傳統民居具有社會價值和獨特的人文價值，是我國建筑中重要的組成部分。在改造傳統土木結構民居設計方案中需考慮本身民居建筑的形態及當地人的生活習慣、民俗風情，再結合當地環境，善于取用建材加工預制，合理將鄉村本土文化與現代生活方式相契合，為傳統民居的再利用和延續創造出可行性的方案。裝配式建筑不但能為我們提供理想的生活空間，同時還可以實現創造物化的價值，對建設美麗鄉村，延續傳統建筑文化有一定的示范作用。

注釋：

1肖龍，王研霞.贛南客家民居夯土建筑形制與工藝[J].設計藝術研究，2015（2）：121-125.

2藍建勛，洪志誠，李瓊德，許藝暉.一種裝配式架空地面石材鋪貼結構：中國，201721430581.8[P].2018-06-29.

3劉志強，王洋，苗磊.裝配式地面系統：中國，201810971853.8[P].2018-11-09.

4張亮.新型裝配式木地板鋪裝系統的制作方法：中國，201921688544.6[P].2020-08-07.

5黃浩.江西民居[M].北京：中國建筑工業出版社，2008：154-155.

注：本文系2017年福建省教育廳中青年教師教育科研基金項目立項課題（社科類），項目編號：JAS171196。