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新疆琼库什台村传统木构建筑建构与加固研究

发布于:2022-07-26 09:05:26 来自:建筑结构/建筑加固 0 4 [复制转发]
     

琼库什台村位于新疆伊犁河谷的特克斯县,该村先后入选“中国历史文化名村”“中国传统村落”,是伊犁河谷地区保存最完整的木构建筑群落。 处于深山之中的琼库什台村,传统民居受现代侵扰较少而得以完整保存,蕴含丰富的历史文化内涵。

村庄紧邻新疆天山世界自然遗产地,周边旅游资源丰富;村庄逐水而居,三面环山,形成典型的临水游牧聚落景观。凭借其优越的发展机遇及特色村落格局,当地政府试图规划构建“生态旅游文化名村”,以实现地区居民经济效益的增长。

发展乡村旅游业,是实现乡村振兴、产业兴旺的重大抓手,而旅游产业的发展,或多或少地打破了村中原有的宁静。并对传统建筑风貌特征及营造技艺的保护产生威胁。本文通过探究传统建筑营造的保护与利用方式,着力解决旅游产业发展与建筑风貌保护间的矛盾,对延续传统建筑营造特征及风貌保护具有重要意义。

1??传统村落与建筑现状

1.1??传统村落的发展变迁

传统村落的形成是游牧民族的生产生活方式变迁的重要标志,哈萨克族居民千百年来沿袭“四季转场,终年放牧”的传统生产方式。牧民定居后,改变了其逐水草而居,随季节搬迁的游牧生产生活方式。

琼库什台村是伊犁河谷游牧民族定居最早的的牧业村,是北疆地区哈萨克族由纯游牧到半定居再到定居的典型案例。定居前为适应游牧生活的需要,牧民居住在易于“转场迁徙”的毡房里,20世纪初,琼库什台村先民根据环境和生存的需要,选择较为平坦且临近水源的坡地,就地取材,用木材建造住宅,形成了独具特色的传统村落。

村庄内的传统木结构建筑主要是原木交替垒砌的井干式结构,当地称作“木楞房”:屋顶以树干棚架上覆枝干和泥土,以板材架起坡顶利于排水,坡度为20~25°,以起固土的作用。坡屋顶上通常种植草皮,夏季阳光直射时热量进入室内有一定的阻挡作用,屋顶覆土长草也已成为当地特色建筑风貌的重要组成部分(图1)。

图1??传统民居建造工艺示意

1.2??传统村落的保护历程

琼库什台村凭借其独特的地理空间和地域文化,富有特色的乡土建筑,已入选“国家历史文化名村”及“中国传统村落名录”,各级政府为保护和发展琼库什台村的历史文化,分别从传统村落保护、历史文化名村保护和旅游发展的角度制定了相关规划,全方位对琼库什台村做了周密的规划部署,成为保护和发展的法定依据。政府还斥资修建基础设施,逐步改善居民生活环境,对历史文化、村落格局及传统建筑营造方式等方面进行保护,但目前仍存在亟待解决的问题。

随着历史文化名村的带动效应,旅游产业的蓬勃发展对当地的生态环境带来了压力,对基础设施、公共服务设施水平等方面也有了更高的要求。

此外,随着乡村城镇化的发展,这个原生态的古村落开始兴建一些色彩、风格与传统建筑不协调的新建建筑,对传统建筑风貌及村落格局的保护形成巨大威胁。

1.3??传统村落保护现状

琼库什台村传统建筑具有强烈的地域特征和民族特色,在平面、立面、细部处理,建筑技术和施工技艺等方面都保持着传统建筑文化的印记,蕴含着丰富的历史信息,具有极强的原真性。通过对琼库什台村的实地调研,可分析琼库什台村传统建筑特征、政策实施及保护过程中存在的问题以及旅游产业发展对村落保护的威胁,结合传统文化传承及乡村振兴战略发展目标,从而探究传统建筑营造方式及风貌的保护利用方式。

2??传统木结构建筑存在的问题

2.1??传统木结构建筑风貌逐渐消失

随着城乡交流日趋频繁,城市生活方式对村民的生活和建筑建造方式产生了一定的影响,其中最典型的便是村民对传统建筑的抛弃,村民为追求更高品质的生活及满足多样化生活的需求,建造了一些砖房、彩钢板房等影响传统风貌的建筑,根据现状调研,村落内有10.45%的建筑与传统风貌不协调,会破坏传统村落的风貌特色。此外,部分民居年久失修,村民自发拆除或遗弃无法使用的住宅,且受2007年地震影响百年以上木结构建筑破坏程度较高,仅剩原小学遗址。

2.2??部分民居年久失修,房屋结构受损严重

村庄内建筑多为木结构,因木材防腐性能较差,未及时更换或维修,导致地基、梁、柱、门窗等木材腐朽。村落内7.33% 的建筑年久失修,不能满足基本生活需求,房屋结构受损情况严重,影响了房屋正常使用。村民对年代久远且质量较差的建筑缺乏保护意识,也导致了部分传统民居因未进行修缮而被废弃。

2.3??屋顶承重能力较差,屋顶覆土植草引发结构问题

琼库什台村民居一般采用覆土植草屋顶,考虑到存在的改变木结构的使用要求、荷载增加会导致构件承载力降低,甚至弯曲劈裂、底部折断及糟朽折断,由于屋顶承重能力较差,房屋面临着倒塌等安全风险。

建筑屋顶覆土植草会对屋顶结构造成影响,草坪的根系也会破坏房屋屋面结构,造成屋面渗漏。

2.4??山区冬季寒冷,木屋保温性能较差

琼库什台村位于深山中,受地形影响冬季气候寒冷,年平均气温仅8~9℃,全年中2月份最冷且昼夜温差较大。木材是一种天然的隔热材料,其热阻值比标准混凝土材料高16倍,但保温性能远不如砖石结构或混凝土建筑。

木结构墙体、木制门窗的气密性较差致使冬季冷风渗入屋内,降低室内温度,难以满足冬季居民生活需求。由于气候寒冷且室内难以保持舒适的温度,制约了冬季旅游项目的发展。

2.5??基础设施不足,难以满足生活需要

琼库什台村地理位置偏远,经电网改造,实现了国网供电,但村民对现代化生活的追求提升后,用电需求逐渐增大,导致局部供电不足。同时游客人数增多,也导致电力设施难以满足旺季时大规模用电和道路及景观照明用电。居民为满足供电需求在屋顶架设太阳能、光伏板等供电设施,破坏了村庄整体风貌特色。

3??传统木结构建筑加固与修缮策略研究

琼库什台村居民居住方式由毡房到木楞房的转变,是生产生活方式转型的重要标志。传统建筑营造方式是古村落居民为适应特殊地形及气候作出的适应性营造方式,村落内形成了较为完整的木结构建筑群。研究传统建筑建构方式加固与修缮方式策略,有利于保护和传承传统建筑风貌特征。

此外,充满地域特色、历史文化的建筑群落,吸引着大量游客来此观光,可带动村庄旅游产业的发展,实现“乡村振兴、产业兴旺”的目标。

3.1??分级保护传统木结构建筑

在进行传统木结构保护时,应明确建筑风貌整治模式,优先启动保护、修缮,对现状建筑风貌进行分类处理,明确各类建筑的保护模式。

对能反映村落历史的历史建筑进行保护修缮,按相关要求对建筑外立面等进行保养、对内部木结构进行加固或修复;对传统风貌建筑采取维修改善的方式,在不改变外观特征的前提下进行适当的维修加固,外观宜体现传统建筑风貌,如木结构、草屋顶、雕花柱等。

对于传统风貌协调的建筑可予保留,并适当添加传统民居的特色装饰元素,控制与其相关的一切建设活动,使之与历史风貌相协调。对与传统风貌不协调的建筑予以整治更新,在与历史风貌相协调的前提下对建筑进行内部改造和外部更新。

屋顶仍延用传统双坡植草屋顶,拆除屋顶光伏板等设施;木质门窗进行防腐处理和增强气密性处理,墙体采用传统井干式木结构,整根圆木交错搭接,对木材进行防腐处理或更换;外廊采用木质廊柱和栏杆,并装饰传统哈萨克花纹雕刻;台基及台阶采用鹅卵石混砂泥浆砌筑,可高于地面或平行设置,并通过植被、花卉等景观修饰地坪(图2)。

图2??传统建筑立面改造示意

3.2??传统木结构建筑的整体加固

由于屋顶荷载加重与木结构问题,存在屋内梁弯曲与破坏的安全隐患。因此须对传统木结构建筑梁进行加固修缮,采用碳纤维布加固抗弯木结构建筑,增加整体承载力,传统加固方式主要有加钉法、附加构件法、局部更换法等,往往会破坏建筑物的原有风貌,并且还会带来新问题。

而碳纤维布由于其几何可塑性大、易剪裁成形、强度高、质量轻和易于施工等优点,与传统方法相比具有良好的特性,是一种适合古建筑木结构的加固材料。

通过在梁底、木柱、望板、檩条上粘贴碳纤维布的方式(图3),有效的实现对建筑结构的加固改良,提高建筑质量,更好的保护修缮传统建筑。

图3??加固位置示意

3.3??传统木结构建筑“草屋顶”特征的延续

沿用传统覆土方式,采用适应本地气候条件的本地土壤及草籽,在满足屋面覆土植草的前提下,提高房屋的保温和抗风能力。尝试使用本地土壤及草籽模块化培育天然草皮,新建民居可将培育完成的草皮铺设在屋面上,在短时间内实现屋面长草,提高草坪的成活率;通过滤网、三维植被网等材料固定土壤,以利植物生长。屋顶草坪还需加强日常维护管理,定期更换。

结合木结构加固改造改良屋面排水防水结构,通过增加新型防水材料或设置多道保护层,提高屋顶的防水及排水能力,在保护屋面质量的前提下,延续“覆土植草”的传统建筑风貌特征(图4)。

图4??屋顶结构形式及防水结构改良做法

(1)在传统屋面做法的基础上,采用抗冲击能力极强的防水材料——高分子防护排水异型片,能在–40~60℃温度条件下使用,适合当地气候、重量较轻且耐植物根系穿刺,防水能力强,可解决屋面植草带来的承重及防水问题,提高屋面的排水、防水能力应用该材料需考虑风速较大时的稳定性问题。

(2)在传统屋面做法基础上增加过滤层、排水层、保护层及耐根刺防水层,通过设置多道防水抗渗保护层提高屋面的防水能力,其中过滤层可有效避免水土流失。通常使用200?g/㎡的聚酯无纺布;排水层采用带凹凸的高密度聚乙烯硬质塑料疏、排水板,对减轻覆土植草屋面荷载效果明显,且强度较高;保护层使用无纺布、高密度聚乙烯复合防水卷材、聚乙烯丙纶复合防水卷材、水泥砂浆层及C20混凝土等;耐根刺防水层胎基由复合铜箔与聚酯无纺布构成,防水层至少做两道,其中间部分的材料应具有相容性。

3.4??提升建筑室内保温性能

(1)墙体采用原木、抹泥、工程木加保温材料的构造方式,保温材料和工程木隐藏在内部结构中。采用三段式砌筑,只更改内部装饰,柱外露以表现其文脉特征。对墙体内部加以改造,构件的中空部分填入保温材料(图5)。

图5??屋顶结构形式及防水结构改良示意

(2)屋顶结构选择导热系数低、吸水量小的材料;不宜选择密度和重量过大的材料,以防出现屋面坍塌。结合当地环境设置倒置式屋面,还可利用斜面与平面组成的间层形成密闭空间,加强屋面的保温性能。

(3)将铝合金门窗或铝塑复合门窗与地域材料结合使用,窗框由木扇型材、干燥剂、密封胶条、扇铝型材、等压腔、五金配件等构成,外部由3层落叶松胶合木制成。窗扇四周根据开关方式安装联动装置,窗框与窗扇周边安装橡胶密封条,表面涂防腐材料;双层或3层中空玻璃填充氦气,木质窗框的设计保留传统建筑形态;外观满足地域性追求,内部铝合金窗框配合五金连接件,以增加实用性和密闭性(图6)。

图6??墙体保温做法示意

3.5??合理应用绿色能源

为解决村庄局部供电不足的问题,在不破坏传统建筑风貌的前提下,利用光伏板太阳能发电,可将设备嵌入屋面构造层,并赋予同样的颜色,使太阳能设备与屋面构造一体化,以有效体现地域建筑的整体性。

草顶建筑可在院内设置伙房、凉棚、晾晒奶酪的棚架等景观小品,在棚架顶部安装全屋顶镶嵌式太阳能光伏板,使用时露出太阳能光伏板;不使用时用干草帘或树皮即可,也可在主要建筑的侧墙面或次要建筑、位置较为隐蔽建筑的正立面墙体上安装壁挂式太阳能设备,对现状为平屋顶且供电需求较大的公共建筑,可将光伏板设于屋顶,在不影响建筑风貌的同时解决用电困难问题。

4??结束语

传统村落能较为完整地反映某一历史时期内聚落形成及格局演变的过程,是展示空间格局、传统建筑风貌、人居环境特色和民俗风情的真实载体。琼库什台村具有典型的游牧聚落特征,完整的木结构建筑群是哈萨克族居民文化与智慧的结晶,是从“游牧”到“定居”历史发展的重要实证。

村落保护应从延续历史的角度出发,注重传统建筑本身的保护,从建筑结构、使用功能、风貌特色等方面进行全面保护修缮。

采用新材料、新技术,在不影响建筑风貌的同时提升建筑质量及功能,使传统建筑更好地满足由时代发展带来的多样化需求。

当前的保护利用不应仅局限于传统建筑的保护,还应同时注重村庄整体文化景观的保护与利用,特别是对传统院落环境、街巷空间等方面的活化保护,可通过借鉴国外案例,因地制宜地保护传统村落风貌格局。

本文通过探究琼库什台村传统建筑营造方式的保护利用方式,对带动村庄旅游产业发展,实现产业兴旺具有重要意,还可对乡村振兴背景下哈萨克族传统建筑保护利用方式和风貌保护提供借鉴。

 


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