安宏業

城市化建設的深化推進,出于城市美觀與景觀構建的實際需要以及對傳統古建筑的繼承與發展,在現有的基礎上進一步探索適合于中國北方的帶有鮮明明清風格的仿古建筑構造設計方法,以此得到古典美和現代美高度統一、適用性更強的仿古建筑。
傳統古建筑具有高度的歷史價值與藝術價值,開展仿古建筑構造設計,一方面是對古代勞動人民成就的保護,另一方面還有助于弘揚民族精神,將傳統建筑風格充分發揮出來,促使建筑環境得以改善,大眾的物質生活與精神生活得以進一步豐富。中國北方明清仿古建筑作為一個重要的分支,采取科學得當的設計方法有助于確保其最終質量過關。
仿古建筑基本概述
基本定義。仿古建筑指的是在建筑形式層面上對傳統建筑進行模仿,保留傳統建筑的主要外觀特征,而在結構、施工材料以及施工技術等方面上則呈現出現代建筑的根本特點,是隸屬于近現代范疇的建筑作品。仿古建筑的種類大體被細化為兩種,第一種是按照古建筑的通則權衡,應用傳統材料與施工工藝,對古建筑做到復制、衍生與再現,構造設計要求需滿足神似形似;第二種則是前文所闡述的仿古建筑定義,該設計要求做到神似形近,充分吸收古建筑的精華,將古建筑特點看作是建筑文化的符號特征,創新設計古建筑糅合元素。
設計要求。現階段所構建的仿古建筑,絕大部分選擇應用混凝土結構,取代原本的木結構,以此提升建筑構造的穩定性與質量,為了能夠從根本上確保裝飾之后的建筑外觀效果合乎木結構要求,仿古建筑構造設計時要遵循一定的要求準則。其一,從模數要求與構件定型化層面來說,建筑物中所涵蓋的每一受力構件大小及形狀都要完全匹配古建筑模數要求,各傳力構件也同樣要嚴格遵守這一規定。其二,從屋面造型層面來說,由于建筑物屋面位置的變化最為顯著,構造要求更為嚴格,構架體系應當采取步架與舉架的處理方式,有助于最終得到越往上越陡峻、越往下越平緩的屋面坡度效果,以此充分展現出中國古建筑的獨特風格。
明清風格。是中國古建筑的一種典型風格,也是當今仿古建筑設計使用較為普遍的一種建筑風格。明清建筑既延續了以往的中國建筑美學原則,在漫長演變過程中又構成了中國傳統建筑美學的經典樣式——雍容大度、嚴密的規制、清晰的機理和高度的趣味性,當前在中國所遺留的明清建筑物數量較多,為實施我國北方明清時期仿古建筑構造建筑設計給予了豐富的實際案例依據。
中國北方明清仿古建筑構造的具體設計方法
仿古建筑案例。以山東省日照市莒國古城為例,莒縣有著上千年的歷史文化背景,對其所實施的仿古建筑構造設計,堅持貫徹文旅商融合的規劃思路,整體投資39億元,占地面積為64公頃,建筑面積為37.3萬平方米,建筑積極應用了現代化的新技術與新材料,仿古門窗選擇使用了耐用性與節能性兼具的極泰栗木,合乎“雙碳”要求,做到了傳統文化的有效傳承。莒國古城繼承了莒地的歷史文脈,著力構建了莒王宮、文昌閣及城陽王府等十大景點,繼承了明清的建筑藝術風格與文化,打造出江北水韻之城。
屋面防水層與焦渣苫背層施工設計。中國北方明清仿古建筑構造設計首先應做好屋面防水層與焦渣苫背層施工設計。中國北方明清傳統建筑的主受力構件為柱、梁、屋面與桁等,有著十分明確的受力途徑,受力較為簡單。傳統建筑中的梁是簡支梁,不具備良好的抗震能力,所以要使用斗拱這一構件。鋼筋混凝土框架中的梁和柱是鋼結構,梁承擔著抗震功能,因此木結構的拱門是架空的。目前,大多數仿古建筑屋頂工程為現澆整體式,使得椽、檁條等構件不再必要,可以拆除。
防水層施工設計。莒國古城先在現澆屋面上做找平層,在舉折點處大體生成囊勢。養護時間不能少于7天,確保其含水率滿足設計基本要求后,才可開展正式的防水層施工設計。在屋面的正脊、垂脊以及斜脊的脊根部上方位置做0.3米高泛水,和檐口位置保持緊密的粘接狀態,收頭做到平順處理,不可高于檐口位置。同時在設計方案中要明確規定連格側面位置要全面處理干凈,杜絕出現被污染情況,防止對連檐的彩繪效果產生不良影響。完成防水層初步施工后,嚴厲禁止隨意上人情況,并開展淋水隱檢,確保通過檢驗后,才可進入到下一施工環節,也就是焦渣苫層施工,要做好有效的防護措施,避免防水層受損,一旦出現損壞問題,要第一時間采取得當的修補措施。
焦渣苫背層施工設計。確保所使用的混凝土有著正確的配合比,做到自上而下攤鋪,攤鋪平整后,在其上方進行拍打處理,使其足夠密實,囊勢造型也要達到十分順暢。此環節的主要設計內容包括,做餅、沖筋和焦渣的鋪設。將囊線吊于仿古建筑屋面上,與水泥砂漿的配制比例為1∶2,由此制備得到上口為5×5厘米的灰餅,將其堆放一天后,再進行沖砂的作業,將筋面長度限制在4~6厘米,底寬則為10~12厘米.豎向的間隔長度為1.5米,橫向則為約2米長的方格。在沖砂的過程中,還需要對加筋網片作上提處理,在養護至具備一定強度之后,再在方格內按照從下至上的原理來回填鋪苫背焦渣。莒國古城為了加快施工進度,在設計方案中選擇使用兩面分段施工方法,后續還經由隱檢養護和晾背處理,確保其可以完全干透。所使用的焦渣由白灰悶灰混合而成,機械設備要至少攪拌3天。
建筑形式設計。完成中國北方明清仿古建筑構造設計中的基本布局設計后,則不能忽略仿古建筑的細部設計,促使整體的建筑形象可以更加豐滿。從建筑形式設計層面來說,我國傳統古建筑有著多樣的形式分類,具體包括塔、殿、院及亭等,建筑形式設計步驟應當按照傳統建筑的形式來開展仿古建筑細部構造設計,有機整合多種傳統設計元素,明確一種主要的設計形式,在此基礎上進一步加載其他元素。例如,莒國古城中的城陽王府以四合院作為建筑主要形式,所以在設計過程中,將院落看作是仿古建筑構成的子單元,在每一子單元中都融入增添了殿與亭等其他元素,包括大殿、亭臺與牌坊等元素,促使仿古建筑形式豐富,且整體核心穩定,整個設計方案表現出大氣特點,同時又不會過于散亂。仿古建筑形式構造設計要同步滿足于穩定性和安全性要求,確保建筑結構足夠牢固,后續正式投入使用的生命周期較長。中國北方明清仿古建筑構造設計中的建筑色彩設計,要立足于使用場地及建筑風格,顏色要能夠充分體現出傳統建筑文化的特點,進一步增強仿古建筑的美觀性,美感與多樣性更加豐富化。當前時期的中國北方明清仿古建筑構造設計,還要重點加強燈光設計,促使仿古建筑在夜晚表現出獨特魅力,呈現出給受眾美的視覺享受與色彩光影變化。
仿古元素和現代元素融合設計。中國北方明清仿古建筑構造設計時,需充分明確仿古建筑與古代建筑之間的區別,采取仿古元素與現代元素融合的設計方法。若完全采取古代建筑的設計方法,其在正式使用后會暴露出一定的局限性,所以當前大部分的仿古建筑設計是通過在現代建筑中加載仿古元素。北京西站是非常鮮明的典型,它完全隸屬于現代建筑的范疇,但是在建筑屋頂位置則是選擇應用了我國傳統的玻璃瓦與亭臺處理方式,得以完美融合了現代元素與古典元素。莒國古城在各個景觀的內部裝飾裝修中設計加入了大量的仿古元素,仿古形式通過鏤空、廳堂布局與雕花等形式表現出來,具有鮮明的奢華特征,同時還保障了視覺效果的震撼。飛檐作為我國獨有的建筑構造,是傳統建筑對檐部進行的一種特殊處理,可以充分體現出民族風格,仿古建筑中的飛檐設計,除了使用傳統的辟邪祈福靈獸之外,也可以融合一些現代的科技因素,在上方安裝LED燈,用燈光提升其美觀度。
仿古建筑材料設計。我國傳統建筑大多為磚木結構,導致其存在一定的局限性,也就是不具備良好的耐火、耐腐蝕能力,使用生命周期較短,易埋下一定的安全隱患。再加上現階段我國的木材資源相對比較緊張,大面積地使用木料,難以同步保障經濟價值與環保價值,由此可以看出材料設計是中國北方明清仿古建筑構造設計中的關鍵要素。通常情況下,中國北方明清仿古建筑構造設計選擇應用現澆混凝土做柱,在其外部包裹一層木工板,之后進行打磨上漆處理,通過采取此設計方法,一方面可以起到良好的木柱視覺效果,另一方面也大大節省了木材的使用,古建筑的整體結構強度進一步加強。莒國古城的大型塔樓和宮殿式仿古建筑采用鋼筋混凝土作為建筑主體的建筑材料,外端采用素混凝土勾縫,外覆仿古磚,達到古色古香的視覺效果。除此之外,中國北方明清仿古建筑構造設計還應當特別關注室內細節,科學合理地使用廳廊、牌匾與中式家具等古代元素,在設計時按照傳統建筑形式的中廳、堂與房格局來選擇應用傳統意味更強的家具與細節裝飾,有助于仿古建筑細節整體表現得更加優良。仿古建筑材料的選擇與應用要立足于其使用場景與建筑風格。在建筑材料正式使用之前,應對其開展全面評估工作,確保材料品質過關,堅決杜絕使用劣質材料。
節能設計。傳統古建筑中所含有的豐富裝飾構件表現形式,如飛檐、望角等,其復雜且精細,若由混凝土來施工完成,對施工工藝的要求較為嚴格,中國北方明清仿古建筑構造設計的關鍵難點問題不在于結構本身,而在于仿古建筑是否能達成節能環保目標。中國北方明清仿古建筑要具備明亮與通透特點,窗口設置往往較大,由于北方城市有著具體的開窗面積與傳熱系數要求,給仿古建筑設計增添了一定的難度,需采取一定的措施落實節能需求。中國北方明清仿古建筑構造設計要優先考慮應用綠色環保材料,在不影響仿古建筑風格、歷史文化與藝術特點的基礎上,用綠色材料所構建的建筑形體還要具有突出的美學觀賞價值。仿古建筑要和周邊環境有著良好的協調性與統一性,在設計建筑比例時,要嚴格遵循人體工程學原理,確保仿古建筑實用性過關,可以給受眾帶來良好的體驗與感受。仿古建筑設計施工所用到的施工設備同樣要具有高效環保特點,在滿足基本使用需求的同時,還要契合現代文明、現代生活需要。
便于后期維護管理設計。仿古建筑是傳承與弘揚我國優秀古建筑文化的重要載體,是古老文化的重要組成部分。在中國北方明清仿古建筑構造設計過程中,為了避免仿古建筑投入使用后出現損害情況,還應當做好便于后期維護管理的設計工作,采取得當的設計方法。以莒國古城為例,維護管理仿古建筑,核心目標在于延長其使用周期,應以北方的環境氣候條件為基礎,做好前期設計工作。帶有明清風格的莒國古城,支撐屋面選擇應用梁支撐桁,因為此仿古建筑對進深沒有嚴格要求,所以沒有選擇使用平梁,而是應用了隨坡面的折梁,一方面可以使工程造價有所降低,另一方面也使得仿古建筑的室內高度可以被增加,減緩壓迫感。莒國古城中的文昌閣有著較大的梁跨度,所需較大的內部空間,所以在構造設計時,內部構造不應采取柱形式。若選擇應用折梁這種形式,側柱容易產生橫向水平推力,古建筑中柱的截面形式多為圓柱形。水平阻力不能通過改變柱的橫截面來實現。因此,借助中國北方明清園林建筑的外廊設計風格,將外廊也劃分為仿古建筑的范疇。該設計使用大梁連接外部走廊柱和結構邊緣柱,以共同抵抗屋頂折疊梁產生的水平推力,避免其陷入不利受力狀態,也更加便于后續對其進行維護管理。
綜上所述,我國古建筑歷史源遠流長,明清古建作為其中一種重要風格,借此設計出契合時代特征與地方特點的仿古建筑,兼顧美觀性與實用性,可用的設計方法具體集中在屋面防水層與焦渣苫背層施工設計、建筑形式設計、仿古元素和現代元素融合設計、仿古建筑材料設計、節能設計以及便于后期維護管理設計幾方面。
(作者單位:山西省文化遺產勘測與保護研究院有限責任公司)