裝配式技術(shù)下傳統(tǒng)土木結(jié)構(gòu)民居的空間改造與設(shè)計研究

劉雅培

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

關(guān)鍵詞：裝配式技術(shù) 傳統(tǒng)土木民居 贛南民居 空間改造 設(shè)計研究

一、我國傳統(tǒng)土木民居面臨的發(fā)展問題

我國傳統(tǒng)土木民居以木構(gòu)架結(jié)合夯土墻的圍護(hù)為結(jié)構(gòu)，青瓦為屋頂面層，在抗震及保溫隔熱方面具有一定的優(yōu)勢。但早期的木料不具備防火、防蟲、防水等功能;傳統(tǒng)夯土墻以生土、沙石、石灰簡單材料構(gòu)成，歷時長也容易起縫、開裂、剝落，需要后期不斷地維護(hù)。在時代的發(fā)展下，大量土木民居因不適應(yīng)現(xiàn)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(xiàn)新舊房拼接搭建的現(xiàn)象，總體上造成了民居建筑與鄉(xiāng)村環(huán)境不協(xié)調(diào)、建筑外觀不美觀、室內(nèi)功能不合理、新舊建材資源浪費(fèi)等問題。面對鄉(xiāng)村風(fēng)貌逐漸消失，傳統(tǒng)建筑無法得到傳承與發(fā)展。針對這類民居，應(yīng)用現(xiàn)代建造技術(shù)，結(jié)合當(dāng)代人的生活需求，打造本土特色的民居建筑形制便是當(dāng)下需要研究解決的問題。

二、應(yīng)用裝配式技術(shù)修建土木結(jié)構(gòu)民居的優(yōu)勢

裝配式建筑的技術(shù)體現(xiàn)在應(yīng)用建筑信息模型軟件將大量的現(xiàn)場施工工作轉(zhuǎn)化為在工廠生產(chǎn)完成，運(yùn)至施工地點(diǎn)，進(jìn)行安裝拼接。發(fā)展至今，裝配式建筑從原先的單一性發(fā)展成更加靈活與多樣化，同時在技術(shù)上也日益成熟，那么將其應(yīng)用于修建我國的土木類民居具有以下優(yōu)勢。

1.從設(shè)計角度分析

裝配式技術(shù)在工廠預(yù)制施工前，通過BIM這種建筑信息模型軟件的應(yīng)用，具備對建筑的結(jié)構(gòu)、材料、尺寸、數(shù)據(jù)等形成標(biāo)準(zhǔn)的建造體系，在設(shè)計造型、拼接方式方面更為直觀，對造價及運(yùn)輸、施工管理等后期的維護(hù)能形成全方位的預(yù)測及把控，它所提供的建筑構(gòu)件及非構(gòu)件的空間狀態(tài)信息庫，快速提高了工作效率，節(jié)約了人力、物力及資源的成本。目前，裝配式技術(shù)對建筑形成的標(biāo)準(zhǔn)化系統(tǒng)設(shè)計有：結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、管線系統(tǒng)、地面鋪裝系統(tǒng)、墻體系統(tǒng)、屋蓋系統(tǒng)、門窗系統(tǒng)、樓梯系統(tǒng)、廚房及衛(wèi)生間系統(tǒng)、家電內(nèi)裝系統(tǒng)、設(shè)備系統(tǒng)等，可實現(xiàn)一體化裝修施工，避免現(xiàn)場施工的誤差，方便現(xiàn)場組裝，在技術(shù)發(fā)展成熟期，易于普及應(yīng)用，節(jié)約造價成本。

2.從用材工藝分析

土木類的材料在鄉(xiāng)村較容易獲取，將木材運(yùn)輸工廠進(jìn)行現(xiàn)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(gòu)件之間可用金屬錨固件、螺栓或是榫卯方式固定節(jié)點(diǎn)，方便現(xiàn)場組裝與后期拆裝，利于回收與異地重建。次，在現(xiàn)代工廠預(yù)制的夯土墻比原材料質(zhì)量好，它配比了固化劑、纖維等其他膠凝材料，通過機(jī)械設(shè)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(gòu)建的結(jié)構(gòu)建筑既能傳承當(dāng)?shù)氐慕ㄖ幕?，又能符合?dāng)代建設(shè)綠色、節(jié)能、環(huán)保建筑的要求。

3.從居住模式的發(fā)展分析

近幾年，國家多次出臺了關(guān)于裝配式建筑的實施政策，國內(nèi)許多城市也出現(xiàn)了鋼結(jié)構(gòu)、混泥土結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)的裝配式建筑樣式，實現(xiàn)了建筑與室內(nèi)裝修一體化。將其落實到鄉(xiāng)村，可以帶動更多的企業(yè)發(fā)展及提高就業(yè)率。在高科技、信息化、智能化、系統(tǒng)集成化技術(shù)研發(fā)下，鄉(xiāng)村會展現(xiàn)更加豐富，兼具舒適性及環(huán)保性的裝配式民居類建筑。

三、國內(nèi)應(yīng)用裝配式技術(shù)修建土木結(jié)構(gòu)民居的實踐

目前，國內(nèi)應(yīng)用于鄉(xiāng)村建筑的修復(fù)改造主要以裝配式輕鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)為主。如浙江省麗水市松陽縣陳家鋪村，設(shè)計師考量了地域環(huán)境，依據(jù)原建筑風(fēng)貌，運(yùn)用裝配式輕鋼結(jié)構(gòu)體系改造傳統(tǒng)夯土木結(jié)構(gòu)民居，實施了古與新的融合設(shè)計，在室內(nèi)空間功能方面實現(xiàn)了簡約舒適又時尚個性的居室設(shè)計，成為當(dāng)?shù)馗脑焱聊久窬拥臉?biāo)志性案例。四川省廣元市昭化區(qū)柏林溝鎮(zhèn)向陽村應(yīng)用裝配式技術(shù)修建傳統(tǒng)民居風(fēng)格的現(xiàn)代夯土住宅，堅持建筑外觀設(shè)計應(yīng)用原材料、原工藝、原樣式，體現(xiàn)修舊如舊的建筑風(fēng)貌，與時俱進(jìn)布局室內(nèi)功能空間，開展了農(nóng)村住房建設(shè)的試點(diǎn)工作。江西省也在大力推進(jìn)裝配式建筑的發(fā)展，并確定了南昌、贛州等地為全省裝配式建筑發(fā)展的試點(diǎn)。至裝配式在國內(nèi)近幾年的發(fā)展，越來越多城市、鄉(xiāng)鎮(zhèn)在投入現(xiàn)代裝配式集成一體化的研發(fā)、設(shè)計與生產(chǎn)、施工。

四、應(yīng)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(tǒng)民居建筑受儒家、道家影響，崇尚“天人合一”的哲學(xué)思想，蘊(yùn)涵“四水歸堂”的理學(xué)觀念，引水入廳，引景入室，形成了內(nèi)外虛實環(huán)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(chǎn)生了直接的影響，具有非常大的人文歷史研究價值。

早期，當(dāng)?shù)厝松朴谌∮弥苓叺淖匀徊牧希缒?、生土、石料、稻草、竹片等修建土磚或夯土木結(jié)構(gòu)的住宅，總體以灰瓦、白墻、天井、小窗構(gòu)成“廳屋”式的建筑形態(tài)，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?！皬d堂”上空一般不設(shè)樓層，兩旁分別為室，側(cè)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(jù)房屋高度與大小規(guī)模而建，主要功能是提供室內(nèi)采光、排水及通風(fēng);大戶型的天井民居在正屋兩側(cè)有擴(kuò)建橫屋，正屋與橫屋又會隔天井與舍，也有縱向垂直擴(kuò)建及其他復(fù)雜的組合形式。贛派天井民居在其拓展性的布局中遵循嚴(yán)格的對稱序列及和諧關(guān)系。在民居室內(nèi)格局方面，大多數(shù)贛南鄉(xiāng)村傳統(tǒng)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(xiàn)代家具陳設(shè)的尺寸;廚房也無法滿足防火、衛(wèi)生、防潮的需求;衛(wèi)浴間也隨意在外搭建，缺少現(xiàn)代化的設(shè)施設(shè)備，造成生活諸多不便。綜合以上，需要以當(dāng)代人的生活價值觀，規(guī)劃新的平面功能分區(qū)圖見（圖1）。構(gòu)思從建筑結(jié)構(gòu)形態(tài)、空間格局、空間環(huán)境這三方面對民居進(jìn)行裝配式一體化的重構(gòu)，具體實施如下。

1.構(gòu)建裝配式木構(gòu)架系統(tǒng)

早期鄉(xiāng)村民居以采用山上砍伐的原木進(jìn)行搭建，木料的質(zhì)量參差不齊，粗短、大小都不夠規(guī)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(yīng)用裝配式建材可避免木材自然屬性的缺點(diǎn)，如采用膠合木建造梁柱式天井民居，不但在規(guī)格尺寸上可定義多種類型，而且強(qiáng)度高，還可制作大跨度的梁，建造的室內(nèi)空間格局相對自由靈活，滿足了擴(kuò)大原本室內(nèi)空間格局不足的需求。在拼接的節(jié)點(diǎn)工藝上可選用榫卯及螺栓固定結(jié)構(gòu)，方便組裝、拆卸。對于建筑構(gòu)件，如插栱、博風(fēng)板、月梁、挑托等較為明顯外露的裝飾性構(gòu)件，在工廠預(yù)制設(shè)計時也較為方便對原本的造型進(jìn)行比對，對還原當(dāng)?shù)靥厣窬咏ㄖL(fēng)貌具有一定的優(yōu)勢。

2.構(gòu)建裝配式坡屋面系統(tǒng)

贛南大部分傳統(tǒng)民居屋面為人字形瓦片屋頂，由于材料簡單，常出現(xiàn)潮濕、掉灰、部分殘破等情況，需要加強(qiáng)防水、防潮及加固處理，建議從底層到頂層分層次預(yù)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(shè)回收的青瓦。

3.構(gòu)建裝配式墻體系統(tǒng)

土木結(jié)構(gòu)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(yōu)勢。但夯土墻承載著來自木屋架的受力，原始材料配比不協(xié)調(diào)，易出現(xiàn)開裂、坍塌，處理好夯土墻體的質(zhì)量與壓力是關(guān)鍵。采用現(xiàn)代技術(shù)工藝預(yù)制的夯土墻，在現(xiàn)代研發(fā)的技術(shù)工藝下，可以采用鋼絲網(wǎng)泥漿加固夯土墻體，增設(shè)角鋼構(gòu)造柱的方法，提升墻體結(jié)構(gòu)的安全性，克服了來自屋架承重而導(dǎo)致的裂縫問題，在防水性能方面也能有很大的提高。在預(yù)制墻體模型時，需要參照BIM建模軟件中三維視圖的尺寸數(shù)據(jù)準(zhǔn)確定義墻體上的門、窗的開洞尺寸，預(yù)留好位置，預(yù)埋好線路，設(shè)定好插座口等設(shè)備。

4.構(gòu)建裝配式地面系統(tǒng)

通過實地考察，大部分傳統(tǒng)贛南民居一層地面以素土、小卵石鋪墊，也有部分用磚鋪設(shè)，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(shè)，隔音效果及安全性方面較不理想。依據(jù)實際情況，地面實施以鋪設(shè)裝配式石材及木地板為主。一層有天井，廚衛(wèi)，民居的公共區(qū)域空間需要布局用水及排水管道線路的系統(tǒng)設(shè)施，可考慮采用裝配式架空石材的鋪裝方式設(shè)計，預(yù)制系統(tǒng)層次包括支架、鋁板、活動板基層、石材表面層。設(shè)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(jié)的石材表面層進(jìn)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(xiāng)村風(fēng)格，便于清潔打掃及后期維護(hù)拆裝。也可在混泥土的地面基層上鋪設(shè)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(tǒng)，可應(yīng)用裝配式防腐木及枕木構(gòu)件，選擇預(yù)制SPF型材做架設(shè)的地梁，結(jié)合膠合板材鋪設(shè)，金屬連接件進(jìn)行固定;或者用木地板拼接模塊（木地板本體結(jié)合墊條填充）、輕鋼龍骨模塊（包含邊框、內(nèi)撐、角部組件、塑膠隔震涂層）、調(diào)平固定模塊（包含底座、調(diào)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(cè)限緊固單元、插片、裝配踢腳線）4，進(jìn)行預(yù)制組裝。

5.優(yōu)化室內(nèi)功能空間（1）室內(nèi)公共區(qū)域空間

傳統(tǒng)贛南民居建筑的空間格局依據(jù)“禮制”思想及家族成員的輩分有序安排室內(nèi)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(dāng)代人舒適性，人性化的要求是改造的重點(diǎn)。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(qū)域位置。為加強(qiáng)鄉(xiāng)村廳屋會客的需求，向外擴(kuò)建門廳作為會客廳，懸掛吊燈，增設(shè)現(xiàn)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(xiàn)代廚房，依據(jù)人體工程學(xué)及用戶的工作尺寸，預(yù)制防火墻板結(jié)合吊柜、地柜等廚房系統(tǒng)，按照裝配式一體化的模塊設(shè)計進(jìn)行安裝。一層公共衛(wèi)浴間可設(shè)計在樓道廊角位置，衛(wèi)浴間以一體化的裝修施工，室內(nèi)立面建議以青磚或石材預(yù)制設(shè)計，與預(yù)埋的線路管道及冷熱水管道連接，在融入現(xiàn)代功能生活需求基礎(chǔ)上取得與傳統(tǒng)建筑相協(xié)調(diào)的效果。二層的貯藏室依據(jù)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(xiàn)代人豐富的精神文化生活需求。

（2）室內(nèi)私密性空間

針對臥室的改造，需要了解傳統(tǒng)贛南民居臥室空間尺寸較小、陰暗、潮濕等問題，需要擴(kuò)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(shè)計上，應(yīng)抬高一層及二層的頂棚，一樓臥室頂棚以預(yù)制的木制平頂設(shè)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(diào)暖氣設(shè)備可納入裝配式吊頂層一體化設(shè)計。在夯土隔墻界面基礎(chǔ)上，還可提取本土傳統(tǒng)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(yù)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(shù)墻板等，適當(dāng)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(xiàn)代個性化裝修的要求。臥室內(nèi)部除了增設(shè)裝配式一體化的衛(wèi)浴間系統(tǒng)外，還可依據(jù)需求增加休閑陽臺。

6.美化環(huán)境營造室內(nèi)外景觀

天井民居本身具備室內(nèi)“虛”環(huán)境空間，廳堂中心的天井位置可晨沐朝霞、夜觀星斗，但傳統(tǒng)民居中的天井在功能設(shè)施上較為簡單，天井中的水也較為污濁。作為室內(nèi)水景元素，通過裝配式一體化改造一層地面鋪裝系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，天井內(nèi)的水通過地坪下管道設(shè)置流向建筑四周的渠溝再排向河中。天井內(nèi)可養(yǎng)水生植物、魚類，形成室內(nèi)廳堂一道美麗的風(fēng)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(xiāng)村庭院景觀的作用。

通過以上設(shè)計構(gòu)思結(jié)合裝配式技術(shù)，構(gòu)建贛南民居構(gòu)想設(shè)計圖見（圖2）。

結(jié)語

建筑是連接精神境界與生活環(huán)境的載體，傳統(tǒng)民居具有社會價值和獨(dú)特的人文價值，是我國建筑中重要的組成部分。在改造傳統(tǒng)土木結(jié)構(gòu)民居設(shè)計方案中需考慮本身民居建筑的形態(tài)及當(dāng)?shù)厝说纳盍?xí)慣、民俗風(fēng)情，再結(jié)合當(dāng)?shù)丨h(huán)境，善于取用建材加工預(yù)制，合理將鄉(xiāng)村本土文化與現(xiàn)代生活方式相契合，為傳統(tǒng)民居的再利用和延續(xù)創(chuàng)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(xiàn)創(chuàng)造物化的價值，對建設(shè)美麗鄉(xiāng)村，延續(xù)傳統(tǒng)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(shè)計藝術(shù)研究，2015（2）：121-125.

2藍(lán)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(jié)構(gòu)：中國，201721430581.8[P].2018-06-29.

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

4張亮.新型裝配式木地板鋪裝系統(tǒng)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(yè)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。