裝配式蒙古包結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

張彬杰 谷彥彬 楊正中

關(guān)鍵詞：蒙古包 三段式結(jié)構(gòu) 裝配式建筑 預(yù)制件結(jié)構(gòu)

引言

游牧的生產(chǎn)生活創(chuàng)造了蒙古包這一獨(dú)特的民居形式，它具有可移動(dòng)、便于拆裝的建筑特征;蒙古包作為牧民遮蔽風(fēng)雨的場(chǎng)所，也為“游”和“牧”的有序開(kāi)展提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。但由于內(nèi)蒙古旅游的不當(dāng)開(kāi)發(fā)，蒙古包變成了磚混結(jié)構(gòu)的固定式房屋，形成了固定的景點(diǎn)，幾十年不變，游客體驗(yàn)到的只是蒙古包的外觀形式，而體會(huì)不到追隨水草，游牧草原的生活情境。同時(shí)，“蒙古包式建筑”在建造過(guò)程中產(chǎn)生了污水和渣土等建筑棄料，對(duì)草原環(huán)境造成了極大破壞。通過(guò)對(duì)內(nèi)蒙古旅游景區(qū)中蒙古包的田野調(diào)查和設(shè)計(jì)分析，找出其缺陷，并提出裝配式蒙古包的設(shè)計(jì)方案，還原蒙古包可移動(dòng)、便于拆裝的建筑特征，滿足游客對(duì)于草原生活的體驗(yàn)式探索以及游客回歸大自然的渴望。

一、蒙古包

蒙古包這一名稱來(lái)源于清朝，在滿語(yǔ)中“BOO”是家的意思，取其諧音“博”，也就形成了蒙古包的名稱，而蒙古族稱之為“格日”，直到今天，蒙古國(guó)仍保留著這樣的稱謂方式。因?yàn)橛文两?jīng)濟(jì)獨(dú)特的生產(chǎn)方式，要求蒙古包具備易建造和易搬遷的特質(zhì)，只有通過(guò)不斷的遷徙，才能獲得外界更廣闊的生產(chǎn)資料，蒙古族最終也得以繁衍生息。同時(shí)，蒙古包具有生態(tài)可持續(xù)的綠色理念，其材料環(huán)保，構(gòu)造輕便，取之自然，用于自然，和諧統(tǒng)一，協(xié)調(diào)共生，與自然、人、牲畜共同形成了游牧生態(tài)系統(tǒng)。隨著時(shí)代的發(fā)展，蒙古包這一建筑形式也在不斷發(fā)展和演化，最終形成了智慧、生態(tài)、可持續(xù)的建筑形式。

（一）關(guān)于內(nèi)蒙古旅游景區(qū)蒙古包的調(diào)研

經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)內(nèi)蒙古旅游景區(qū)的蒙古包主要分為兩類，一類是三段式木結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)蒙古包，另一類是磚混結(jié)構(gòu)“蒙古包式”的現(xiàn)代建筑。隨著時(shí)代的發(fā)展，前者陰冷、潮濕的居住環(huán)境逐漸顯現(xiàn)出無(wú)法滿足草原人居需求的短板，而后者只是淺顯地模仿了蒙古包的外觀樣貌，長(zhǎng)年扎根在草原上，對(duì)草原環(huán)境的傷害極大，丟失了蒙古包可移動(dòng)的建筑特征和游牧的生態(tài)理念。隨著內(nèi)蒙古旅游業(yè)的發(fā)展，旅游景區(qū)中的蒙古包應(yīng)該為游客提供更舒適的人居環(huán)境和更優(yōu)質(zhì)的旅游體驗(yàn)。

（二）缺陷分析

隨著時(shí)代的發(fā)展，內(nèi)蒙古多個(gè)旅游景區(qū)考慮到了傳統(tǒng)蒙古包簡(jiǎn)陋，潮濕、昏暗的居住環(huán)境，不能滿足游客的居住需求，為此修建了磚混結(jié)構(gòu)的固定式蒙古包，形成了固定的建筑形式，幾十年不變，但這與傳統(tǒng)蒙古包截然不同，固定式的蒙古包不具備可移動(dòng)和拆裝便捷的屬性，并且它的建筑污染也與蒙古包的生態(tài)理念背道而馳。

（三）傳統(tǒng)蒙古包構(gòu)造分析

傳統(tǒng)蒙古包分為三段式結(jié)構(gòu)，分別為架木體系（套腦、烏尼、哈納）、苫氈體系（頂棚、幪氈、圍氈）以及繩索體系（原料繩索、連體繩索、單體繩索）。安裝蒙古包首先要確定門的位置，門的朝向一般為南。將門的位置定好后，開(kāi)始編制圍墻，選用當(dāng)?shù)氐牧緱l編制哈納，哈納扇相互之間采用皮釘打孔的方式串聯(lián)，并結(jié)合繩索進(jìn)行固定。哈納扇確定好后制作蒙古包的頂部，首先選取四個(gè)方位的烏尼桿進(jìn)行搭建，然后將烏尼桿圍合成完整的頂面并一一對(duì)應(yīng)在哈納桿的交錯(cuò)節(jié)點(diǎn)上，最終頂起拱形的套腦完成蒙古包的搭建。

二、裝配式蒙古包設(shè)計(jì)方案

（一）設(shè)計(jì)方案的提出

裝配式蒙古包滿足草原居住需求的同時(shí)也具備逐水草而居的可移動(dòng)，可拆裝的建筑特征。裝配式蒙古包也繼承了游牧的生態(tài)理念，其建筑材料、結(jié)構(gòu)均可反復(fù)拆裝，循環(huán)使用，與草原自然環(huán)境和諧統(tǒng)一，協(xié)調(diào)共生，保障草原生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展見(jiàn)圖1。

裝配式蒙古包進(jìn)行了節(jié)點(diǎn)大樣分析見(jiàn)圖2。首先，因?yàn)榭紤]到草原特殊的生態(tài)環(huán)境，在建筑底部，采用木制基礎(chǔ)層抬高建筑，以此來(lái)保護(hù)草原植被，不會(huì)因?yàn)榻ㄖ慕ㄔ於鴤Σ菰脖唬瑫r(shí)也改善了草原居住環(huán)境潮濕的問(wèn)題，并且在建筑底部設(shè)置了擋水沿，防止了雨天的雨水倒灌問(wèn)題;其次，在建筑的中部，裝配式蒙古包的頂面與立面連接方式與傳統(tǒng)蒙古包的連接方式不同，傳統(tǒng)蒙古包烏尼與哈納連接處是哈納桿的頂端向外彎曲，接受頂部烏尼的下滑力并將其傳給大地進(jìn)行化解見(jiàn)圖3，而裝配式蒙古包的烏尼與哈納連接處采用哈納內(nèi)凹的形式，使建筑的頂部和中部不在同一立面，這也使得雨天的雨水可以自然滑落到木制基礎(chǔ)層，而不會(huì)浸濕覆蓋物從而流入室內(nèi);最后，在建筑的頂部。將預(yù)制結(jié)構(gòu)件與帆布及透明膜材料相結(jié)合，最大程度地吸收外界自然光，優(yōu)化室內(nèi)的光環(huán)境。

（二）方案優(yōu)化設(shè)計(jì)

1.平面設(shè)計(jì)：裝配式蒙古包根據(jù)游客功能和審美的雙重需求對(duì)室內(nèi)的功能布局也進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，見(jiàn)圖4。第一步，裝配式蒙古包仍然延續(xù)了圓的空間形式，同時(shí)延續(xù)的還有蒙古族“尚圓”的觀念，將一個(gè)基礎(chǔ)的圓形空間進(jìn)行開(kāi)口取景，目的是將草原自然環(huán)境最大限度地融入室內(nèi)空間;第二步，以同心圓為基礎(chǔ)來(lái)劃分人流動(dòng)線及功能分區(qū);第三步，在同心圓的基礎(chǔ)上，設(shè)置雙弧線隔斷，通過(guò)軸線法則建構(gòu)功能節(jié)點(diǎn)，并依據(jù)功能間的關(guān)聯(lián)性進(jìn)行布局。

裝配式蒙古包空間半徑為3790mm，面積為45㎡見(jiàn)圖5。分別設(shè)有休息區(qū)，起居室，辦公區(qū)，吧臺(tái)區(qū)，衛(wèi)生間，衣帽間，洽談區(qū)以及兩個(gè)門廳。雙弧線的隔斷材料性質(zhì)不同，休息區(qū)的隔斷材料為木材，保護(hù)游客隱私，而洽談區(qū)隔斷為玻璃材質(zhì)，可以最大限度納入外界的自然景觀，洽談區(qū)的背面同時(shí)也用作電視背景墻，做到同一界面的多次利用。衛(wèi)生間為干濕分區(qū)，將洗手臺(tái)置于外側(cè)，洗手間內(nèi)部采用免水沖式馬桶，真空收納不設(shè)管線，無(wú)需水資源配合裝配式建筑的移動(dòng)、搬遷?？臻g中西側(cè)和東側(cè)設(shè)有簡(jiǎn)易的吧臺(tái)區(qū)和辦公區(qū)，分別滿足游客的簡(jiǎn)餐和辦公需求。

2.結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)：裝配式蒙古包的預(yù)制件分為三項(xiàng)式和兩項(xiàng)式見(jiàn)圖6。三項(xiàng)預(yù)制件頂部與烏尼桿連接，底部與兩根哈納桿連接，均可通過(guò)預(yù)制件中心軸控制夾角的大小，烏尼與哈納的夾角越大，裝配式蒙古包的高度越高。在預(yù)制件的外側(cè)設(shè)有圓形孔洞，采用預(yù)制圓環(huán)將橫向所有預(yù)制件進(jìn)行串聯(lián)并統(tǒng)一固定。兩項(xiàng)式預(yù)制件相較于三項(xiàng)式，缺少了頂部連接烏尼的部分。兩項(xiàng)式預(yù)制件分別用于裝配式蒙古包的頂部和底部，負(fù)責(zé)連接套腦和底部預(yù)制圓環(huán)，同樣可以通過(guò)中心軸的旋轉(zhuǎn)控制夾角的大小。哈納扇之間也采用預(yù)制件進(jìn)行連接，預(yù)制件的夾角越大，裝配式蒙古包的跨度大，建筑低矮;反之跨度小，建筑高聳。哈納扇拆裝也較為便利，哈納扇以扇為單位進(jìn)行組合拆卸，保證了收納和運(yùn)輸?shù)谋憬菪浴?/p>

3.整體構(gòu)造設(shè)計(jì)：裝配式蒙古包的結(jié)構(gòu)爆炸圖見(jiàn)圖7。首先，裝配式蒙古包的預(yù)制件結(jié)構(gòu)分為預(yù)制圓環(huán)、預(yù)制結(jié)構(gòu)件和本土木材。預(yù)制結(jié)構(gòu)件又分為三部分，頂部是兩項(xiàng)式預(yù)制件，連接烏尼與套腦，通過(guò)烏尼與套腦的夾角確定裝配式蒙古包的高度;中部連接哈納與烏尼，通過(guò)哈納相互之間的夾角確定裝配式蒙古包的跨度，同時(shí)采用中部預(yù)制圓環(huán)的方式進(jìn)行加固收緊。底部同樣是兩項(xiàng)式預(yù)制件，完成最終的哈納收口，并且連接底部的預(yù)制圓環(huán)。

三、設(shè)計(jì)方案

（一）裝配式蒙古包室內(nèi)方案演示

以下是裝配式蒙古包的室內(nèi)空間呈現(xiàn)見(jiàn)圖8～10。視角是由西向東，分別對(duì)辦公區(qū)、洽談區(qū)、休息區(qū)及遠(yuǎn)處的吧臺(tái)進(jìn)行繪制。采用簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)的方式塑造空間，做到建筑輕便并使其最大程度地與自然對(duì)話。裝配式蒙古包通過(guò)建筑的頂面及立面共同吸收外界的自然光?？臻g中所運(yùn)用的材料和結(jié)構(gòu)均可循環(huán)使用，空間本身也在傳遞逐水草而居的建筑文化特征。

裝配式蒙古包營(yíng)地三維呈現(xiàn)：裝配式蒙古包營(yíng)地秉承了逐水草而居的游牧生活特征，它是一種動(dòng)態(tài)的草原旅游過(guò)程，它可以在草原生態(tài)資源消耗了十分之一的情況下進(jìn)行移動(dòng)，保障草原的生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。其與單一定點(diǎn)式旅游景區(qū)或酒店不同，可以使游客在不同旅游營(yíng)地和線路的游覽過(guò)程中，領(lǐng)略不同的草原環(huán)境和文化情境，滿足游客對(duì)于草原文化體驗(yàn)式探索以及游客回歸大自然的渴望見(jiàn)圖11～15。

（二）裝配式蒙古包模型實(shí)驗(yàn)

1.制訂模型方案：首先通過(guò)手繪和計(jì)算機(jī)軟件結(jié)合的方式設(shè)計(jì)出裝配式蒙古包的結(jié)構(gòu)，然后采用3D打印技術(shù)制作結(jié)構(gòu)預(yù)制件，因保證模型實(shí)驗(yàn)的可操作性，設(shè)計(jì)預(yù)制件孔徑為1.5mm，模型壁厚為1.5mm。而烏尼桿和哈納桿都采用3mm木棍，并將木桿手工削出1.3mm的榫頭，保證木材與預(yù)制件連接的合理性。裝配式模型整體的比例為1：24，模型高度為140mm見(jiàn)圖16～19。

裝配式蒙古包的模型制作流程如下：首先，我們將預(yù)先打印好的預(yù)制結(jié)構(gòu)件進(jìn)行打孔并采用3mm的木棍將其連接，并保證其可旋轉(zhuǎn)，具有一定的活動(dòng)空間。其次，將購(gòu)買的3mm木棍進(jìn)行加工，將木棍的兩頭削減至1.3mm，為下一步連接預(yù)制件做準(zhǔn)備，底部哈納同理，然后將木棍的一端與頂部的套腦連接，另一端與中部預(yù)制圓環(huán)和預(yù)制結(jié)構(gòu)件連接，同時(shí)哈納一端與中部預(yù)制結(jié)構(gòu)件連接，另一端與底部預(yù)制結(jié)構(gòu)件連接。最后，根據(jù)平面布置圖打印空間布局模型，并將其與之前制作好的裝配式蒙古包結(jié)構(gòu)相結(jié)合，最終完成了裝配式蒙古包的模型制作。

2.模型實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析：裝配式蒙古包的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是從逐水草而居的游牧生活方式出發(fā)，它具備了蒙古包便于拆裝，可移動(dòng)的建筑屬性見(jiàn)圖20。通過(guò)現(xiàn)代預(yù)制件結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)三段式結(jié)構(gòu)相結(jié)合的方式，使其拆裝便利，可循環(huán)使用，保障草原生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和蒙古包文化兩方面，都具有一定的借鑒意義。

結(jié)語(yǔ)

對(duì)于裝配式蒙古包拆裝便捷性考量是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本要求。通過(guò)田野調(diào)查發(fā)現(xiàn)內(nèi)蒙古旅游景區(qū)中固定式蒙古包造成的草原生態(tài)環(huán)境破壞、內(nèi)蒙古旅游形式單一，游客體驗(yàn)質(zhì)量不佳以及文化資源開(kāi)發(fā)欠缺等問(wèn)題。采用文獻(xiàn)閱讀的方法分析得出內(nèi)蒙古旅游景區(qū)問(wèn)題的原因，現(xiàn)內(nèi)蒙古旅游景區(qū)的固定式蒙古包不再具備可移動(dòng)的建筑特征，缺失了游牧的生態(tài)理念。最后采用理論研究與模型實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方式，以裝配式蒙古包結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為切入點(diǎn)。以生態(tài)建筑為設(shè)計(jì)理念，以拆裝便利，可移動(dòng)，也可循環(huán)使用為設(shè)計(jì)策略，對(duì)裝配式蒙古包與草原生態(tài)環(huán)境的關(guān)聯(lián)性做綜合性的設(shè)計(jì)探討。設(shè)計(jì)出更適合內(nèi)蒙古草原旅游環(huán)境的裝配式蒙古包，為游客提供更舒適的居住環(huán)境和更優(yōu)質(zhì)的旅游體驗(yàn)，使游客體驗(yàn)到游牧生活情境的同時(shí)，也可以獲得蒙古族文化的歸屬感和認(rèn)同感。以裝配式蒙古包結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為例，對(duì)內(nèi)蒙古旅游景區(qū)蒙古包的相關(guān)問(wèn)題，提供了一種新的設(shè)計(jì)思路。