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图15   表皮多样的砌筑方式

结语
本项目麻雀虽小五脏俱全,充分尊重当地的建造传统,但并没有拘泥于传统的结构体系和空间布局;而是以农民住房的一些基本的、普遍的问题为出发点,致力于探讨当地传统材料的现代构造方式,热工性能的改善,以及融合传统建造智慧等议题。
设计采用当地非常普遍的建造材料——木材和砖,在对当地传统建造、习俗充分调研和认知的基础上,运用复合建造系统并对当地技术进行改进,从而将场地限制转化为激发设计的有利要素,创造出了不同的空间和形态,来满足现代人对高品质生活的需求,同时和谐的融入当地环境。

图14   上部木屋架用木板包裹

5围护体系
半木框架建造系统的采用,赋予了墙体设计很大的自由度。本项目在建筑的南立面实验了空心墙(Cavity Wall)的构造方式,试图在不借助“外来的”保温材料的情况下,达到较好的热工效果。空心墙体为180mm+60mm+120mm的三层构造方式,180mm厚度用废旧红砖填充于木框架内部,60mm为空气间层,充分利用空气的绝热性能,120mm厚度的青砖墙作为最外层的表皮。两层墙体之间通过系墙铁拉结,增强墙体的整体稳定性。系墙铁的设计考虑了对外层表皮冷凝水的阻截,并通过墙体下部的金属披水将空腔内的冷凝水导出。空心墙的构造方式,不仅实现了较好的热物理性能,而且作为表皮的外层砖可采用多样的砌筑方式,为高窗的设置带来新的可能,同时通过砌筑方式的不同,对院内新老建筑的构造方式进行区分。

首先用小断面方木组合成框架,然后在框架内部填充砖砌体,形成半木框架建造系统(half-timber Frame Construction)。木框架与硬质填充的联合作用增加了整体结构抵抗水平力的能力——避免了受侧向力时单一框架容易曲屈破坏或单一砌体容易开裂破坏。在2015年尼泊尔大地震之后,日本建筑师坂茂(Shigeru Ban)也采用了此种建造系统为灾民设计住房。另外,此结构体系的选用,使结构的单元构件可以较小且较分散,适宜搬运、安装,使得建造更加游刃有余,减小了场地限制的影响。
屋架采用木桁架结构,较大的桁架高度为新建筑提供了一个较大跨度的空间,为改变原有的三开间格局带来了可能,最终在首层形成南北不同属性的空间格局。同时,木桁架成为“悬挂的墙体”对阁楼空间也进行了切分。
木桁架单元由三层构造组成,内部为方木料拼合而成的桁架,桁架两侧用木质板材包裹,发挥其“蒙皮效应”,形成共同作用的受力体系,增加了桁架的腹部抗拉能力和整体刚度,并且呈现出温暖的木质表面。屋架顶面也采用此种方式,增强屋顶整体结构抵抗侧向水平力的能力。此处木质板材既是结构构件的一部分又可直接作为内饰面,无需再做二次吊顶装修。

图13   阁楼空间

图12   桁架作为“悬挂的墙体”

图11   新旧建筑同样的材料

3材质分布
通过材料的处理,将新建房屋进一步融合到基地之中。南立面选择青砖砌筑,与南侧正房的青砖立面呼应,形成质感统一的院落界面。原有的院落围墙为红砖砌筑,年代较近且质量完好,选择予以保留,在其上用青砖砌筑高出的山墙部分,通过砖的颜色对“新”与“旧”加以区分。北侧有两层高度,于是相应地采用了下部红砖,上部青砖的材质分布,暗示了内部“上”与“下”的空间格局。在建筑内部,桁架结构表层的木质板材,与一层的白色墙面形成视觉对比,将阁楼与首层空间从材质方面进行了区分,这也呼应了外墙材料分布的上下关系。

4结构与材料
结构体系的选择综合考虑了材料的可获得性及建造的可操作性。首先,传统木结构所用的大截面圆木在项目地周边市场已是难以购得,且在现场的二次加工耗时费工会导致造价抬高,因此强行复制传统木结构并非本项目的最优选择;其次,新建房屋位于第二进院落,搬运材料需从街巷穿过庭院大门和正房,材料转运颇费周折;另外,只有10米宽的院子也难以承载较大的施工作业面和设备使用。此上种种都给建造过程带来了一定的困难,所以本项目选择了在市场上容易购买到的小断面的方木料,由厂商供应的成品方木不仅有多种尺寸选择,并且易于现场加工。

图10  剖面图

图9  首层大厅

图8  北侧窄院

在功能需求方面,业主希望有一处用于聚会的大空间,而当地传统建筑的空间形制并不能满足此要求。因此,新建房屋内部空间的划分有别于传统的三开间模式,首先在垂直方向用高大的木桁架将空间划分为两层——拥有大空间的一层和别致阁楼的二层。再用一道横向贯通的格架系统将首层划分出不同属性的空间——南侧的主要空间和北侧的附属空间。格架系统上的开口与外围护墙体的开口共同作用,使得内与内、内与外的空间联系丰富有趣。主要空间的西端是入口玄关,作为缓冲区并与卫生间和厨房便捷连通;东侧的大空间,平时用于生活起居和家庭用餐,同时也考虑了业主招待朋友及大家庭聚会的需要,并在最东端设置了冬季烤火取暖用的壁炉;玄关与大厅之间采用软性的推拉门做空间分隔,在推拉门完全收到两侧时,则会形成一个东西向完全贯通的大空间,以灵活应对更大的空间需求。附属空间自西向东分别为卫生间,简餐厨房,卧室,小书房;书房向北侧宅院开门,可进入一个相对密闭、面向天空的内庭院。附属空间上方为阁楼空间,可品茶,休息,静坐,凭窗眺望北侧田园风光。

图7  剖轴测图

图6  院落剖面图

图5  院落平面图

图4  场地现状

图3  场地模型

图1  北立面下部红砖与上部青砖

在近二三十年我国农村地区建设的居住房屋,由于农民经济能力的不足、在技术上的缺失和轻视等多种原因,呈现为一种粗放、随意简化的发展状态,大量存在的砖木结构房屋便是其中的一种代表。
这种房屋不仅抗震能力差、存在结构安全隐患,在采光通风、保温隔热等热工性能方面也有着明显的缺陷。然而在笔者看来,建筑所使用的低成本材料本身并不存在问题,问题在于如何有效、巧妙的组合。
建筑师试图通过此微型项目对一些普遍性的基本问题进行探讨,并在设计上提出改进措施。
本项目是为一对青年夫妇在家乡建造的度假小屋,业主希望能有一个宽敞的空间用于朋友或者大家庭的聚会。如何在满足空间需求,保证舒适性的同时,又能与传统风貌和谐共处,并在结构、构造及热工等技术层面提出优化可能,成为这次设计的关注点。

图2  建成后南立面

1场地
项目位于陕西省渭南市一个典型的关中传统村落。村庄的结构和肌理特征明显,院落排列与道路街巷横平竖直,村内的宅院大多为南北细长东西狭窄。本项目所在院落坐北朝南,前后两进,南北向总长度55米,东西向宽10米,南侧大门通向道路,北侧紧临农田果园,东西两侧均有邻家院宅。中间正房是南北向双坡屋顶,西厢房为单坡屋顶。本项目位于第二进院子,拆除原有杂物间,新建一栋用于居住和休闲聚会的房屋。

2空间与形态
新建房屋采用单坡屋顶形式,简洁的形体处理顺从原有的村庄肌理和建筑尺度,单坡屋顶的形态延续了当地将雨水排到自家院落的传统。新建体量与南侧双坡屋顶的正房围合出尺度宜人的小庭院。整个院落自南向北地面标高逐渐提升,为减少工程的土方量,设计上充分利用原有地形,自然地形成小台地;自北向南找坡排水,汇入正房檐下原有排水系统,一路向南排出院落,既顺应地势,又体现了传统朴素认知的“四水归堂”的说法,有趣又合理。同时,在房屋位置的选择上,尊重当地“留有后路”的传统说法,又考虑到北侧田地标高高出院落将近一米,会有大量湿气侵扰,于是与北侧院墙间留出一窄院。

项目名称:合阳半宅
项目地点:陕西省渭南市合阳县刘彦村
项目功能:居住、聚会
建筑面积:80㎡
结构形式:半木框架系统
设计时间:2013

文/ 张东光 Zhang Dongguang    刘文娟  Liu Wenjuan

乡村住宅系统性优化的技术模式探讨

——合阳半宅
DISCUSSION OF TECHNICAL MODE ON THE SYSTEMATIC OPTIMIZATION OF RURAL HOUSING

Atelier Heimat | 合木建筑工作室