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研究型设计1-美丽乡村规划及建筑设计方法及应用毕业论文

 2022-02-13 20:36:05  

论文总字数:17184字

摘 要

美丽乡村建设是中国共产党第十六届五中全会提出新时期农村城镇化建设运动。美丽乡村建设不同于一般的城市建设,它立足于乡村环境、受限于乡村建设条件,需要根据乡村现实情况进行符合实际的建筑设计与规划。本文从江苏地区乡村建造发展历史、现阶段乡村建造技术手段出发,系统论述了美丽乡村建设过程中,基于建筑建造以及推进建筑工业化的建筑设计注意要点。

关键词

美丽乡村 乡村建设 建筑建造 建造技术 乡土建筑

1 江苏地区乡村建造技术的发展(历史性研究)

1.1. 建国前的传统乡建技术

20世纪50年代以前的中国,长期处于封建社会时期。自给自足的小农经济和中国传统文化中中庸思想的影响,使得中国的建筑建造技术长期处于对前人经验的总结与改进的发展阶段。同时受制于城乡发展程度的巨大差异,乡村地区的建造活动更是长期呈现封闭式发展的情况。中国人长久以来的定居思想也使得村落间的建造活动交流十分稀少。但这也在很大程度上促成了乡村建筑地域性特点的形成。

江苏地区大致处于长江流域吴越楚川文化圈,形成了独特了苏式建筑风格。又因临近古徽州,故而建筑风格中也有浓厚的徽派民居风格。其营造方式也与徽州等江南地区相似。

1.1.1. 传统屋面

屋面形式以硬山顶为主,为增强装饰效果,多在屋面上增加脊饰。主要由屋架、檩条、椽子、小青瓦、望板组成,通过木屋架承受屋面荷载,其形式主要有两种:其一,在椽条上密铺方形木椽,其上再布置望砖和屋面瓦;另一种直接在屋架上加铺一寸厚木板,板上再铺方砖和瓦。屋面瓦多采用空挂形式,底瓦大头向上,盖瓦大头向下。由于江南地区属于亚热带季风气候区,夏季降雨、日照量均较大,因而屋檐在沿房屋进深方向出挑较长。

1.1.2. 传统墙面

江苏地区传统建筑围护墙体主要通过青砖和石材砌筑而成,其砌筑的方式主要有实滚砌、空斗砌、花滚砌等。通常江苏地区的乡土建筑是由多种砌筑方式组合而成。石滚砌一般用于墙体的重要部位,如建筑外墙、墙基、门窗洞口的两侧、纵横墙交接处、室内地坪以下勒脚墙、楼房下层等集中承受荷载的部位。空斗砌一般在内墙和隔墙中使用,次要的建筑以及平房一般也采用空斗墙。

1.1.3. 传统防潮

传统的防潮做法包括地面防潮和墙身防潮。地面防潮主要是抬高住宅地面标高,使之高出街道或庭院2-3个踏步,或者使室内地面部分架空。墙身防潮主要是在使用石材或石滚砌灰砖砌筑墙身勒脚。

江苏地区传统乡村建筑特点总结来说就是以穿斗木框架为结构体系,以砖砌墙体作为围护体系,以青瓦作为其屋面材料。屋顶形式以硬山顶为主,空间布局多呈现出二、三进的院落形式。

1.2. 建国至21世纪前的乡建技术

20世纪50年代至21世纪前夕,伴随着农村社会生产力水平的发展、中国社会的现代化发展以及传统建筑材料来源的日渐匮乏,第一次世界大战后出现的大量近现代建筑材料和建造方式开始进入农村建筑行业。这对乡村建筑的建造方式产生了深远的影响。

其最主要的表现在于,农村地区传统的建筑材料如木材、瓦等使用量开始有所减少,而以砖混结构为代表的近现代建造方式以及混凝土、钢筋、石膏板、石棉瓦等现代建筑材料开始占据一定份额。这种变化的快速发展始于80年代后的改革开放。农村生产方式的转变大大解放了农村生产力,而乡村与城市之间的联系也不断加强。农民建筑师开始越来越多的接触到与他们原始经验所不同的结构形式、建造方式。这促使农村住宅建造技术的更新换代。此时,房屋的结构体系以砖混为主;围护结构与承重结构合一,以实心砖为主;屋面材料采用石棉瓦、压型钢板或沿用传统青瓦为主。

但这种外来式的技术交流,使得建筑师对于从未接触过的外来技术有了一些追随潮流的崇拜。社会发展过程中的一些历史问题也在一段时间内的社会中产生了对于传统建造方式的否定和推翻。在众多原因的复杂作用下,80年代后,砖混结构居住建筑近乎野草一般泛滥开来。这样的泛滥也同样造成了一些问题,例如农村建筑地域性特征缺失、传统建造技术的失传以及技术革新中建筑质量低下等问题。

此外,这一时期的农村建筑建造仍然未改变传统建筑营造中以人力为主要建造劳动力,大量使用砖等手工施工材料和砌筑等人工施工方式。从这一角度来看,乡村与城市在这一时期的建造发展程度大致相当。

1.3. 21世纪后的乡建技术的发展

21世纪之后,互联网时代的到来,农村地区和城市之间的信息差距缩小。政府在推进城市现代化建设的过程之后,也开始着手进行乡镇的现代化改造。同时,改革开放中率先富裕起的一部分农村人在返乡的过程中,带回了大量城市建筑建设经验,这就使得农村建筑建造方式的进一步转型成为可能。

这一阶段的农村建筑在建设方式上大致可以分为两类:第一类是以政府、设计院为设计建设方的公共服务建筑,另一类则是农民自发营建的住宅建筑。

1.3.1 公共服务建筑

在最初的一段时间内,由于农村交通运输、施工人员技术水平等原因的影响,公共建筑仍然延续了80年代后的营造方式,以砖混为主要的结构体系,以大量人力劳动为施工形式。 但近年来,在党中央提出新型城镇化建设的背景下,以及王澍等建筑师的先行实践下,越来越多的农村公共建筑开始采用与城市建筑建设方式的营造方式。即以框架体系为结构体系,以钢筋混凝土、钢材作为主要的建筑材料。这种现代化的营造方式需要大量的工业化生产力以及充足的资金、交通保障,因而,较多的适用于政府出资建造的大型公共建筑中。

1.3.2 乡村住宅建筑

与公共建筑有所不同的是,乡村地区的住宅建筑建造现代化程度较为滞后。这一方面是由于农村住宅大部分由农民自发建设完成,在建造过程中可以调用的劳动力数量和机械化程度较低;另一方面是因为房屋的建造成本相对较低,在采用的建筑材料方面较多的沿用传统的手工作业材料。钢材、混凝土的应用程度相对较低。其建设方式仍以人工作业方式为主。 其建造特点总结来说是:结构形式以砖混结构为主体,局部混合有框架结构。建筑材料材料以砌块为主,钢材、玻璃等工业化材料主要用于门窗等局部构件上。

除了这两类建筑之外,还有一些在现代建筑师带头下建造的示范性、实验性建筑。这类建筑以王澍在洞桥镇大溪村、文村的建筑实践为代表。体现了建筑师在处理传统地域性特征与现代化标准化建造方式之间矛盾的探索。这一类型也成为现代建筑行业在进行美丽乡村建设设计中的优秀范例。它们采用现代化的结构体系、建筑材料。但在施工处理以及特征节点上,依旧延续了传统的建造工艺。并将体现文化底蕴的材料点缀式、符号化的应用在建筑上。这种传统与现代的组合方式一方面实现了乡村建设的工业化发展、满足了乡村住宅的现代化功能改造需要;另一方面有效的保护和延续了传统的地域性特色。对于这类设计建造方式的探讨将在后文详细展开。

2 美丽乡村建造技术的特点(比较研究)

2.1. 乡村建造技术与城市建造技术的区别

美丽乡村建造的建造技术根本上来说是乡村的建造技术。它以农村为建设环境,以农民为建设者,因而具有其鲜明的特点。这种乡土化的建造方式、建造环境与我们在本科五年接触的大部分城市建筑有着孑然的不同。这种不同体现在建造材料的选择、结构系统的选用、施工方式的组织上。

2.1.1 材料选择上的区别

建筑与建筑材料的关系可以这样描述:建筑材料通过定位与定型构成建筑整体。因而,建筑材料定型的方式、难易以及建筑材料的生产、运输决定了对于建筑材料的选择。因而在分析城市与乡村建筑在材料选择上的区别时,可以从材料生产、运输、定型定位方式三个方面进行考虑。

2.1.1.1 材料的生产

城市之中,材料的主要经由大工厂生产,其工业化、商品化的程度较高。此外,城市的消费水平相对较高,在原材料和生产工艺上可以做出更为昂贵的选择。所以城市建造材料通常选用商品混凝土、钢材、玻璃、各类石油化工产品等。这类材料的生产通常需要购入种类多样的原材料,提升了原材料成本。因而在生产时,需要扩大生产规模,以降低材料成本。大规模的材料生产就自然造成了材料自身的尺寸、规格标准化。由于工厂可以实现材料的机械化加工,所以在生产时能够对材料进行复杂的加工,生产出的产品能够拥有出色的性能以及复杂的造型。

与之相反,在乡村地区,材料的生产一般会在村镇的小工坊之中完成,这种生产方式必然造成材料的工业化、商品化的程度较低。加之乡村地域的生活成本、消费水平偏低,因而在材料选用上,不得不大规模使用低成本产品。通常选用的有烧结砖、养护砖。另一方面,由于乡村自然资源丰富,能够从广泛的乡野之中就地取材,所以木材、石材、芦苇、茅草等自然程度较高的材料也能够实现有效的利用。尽管乡村建筑材料的种类相较于城市更为丰富,但这些材料的结构受力简单,所能组成的结构形式单一。因而很少在材料的形式上有较多的变化,多呈现出规整的块状与条状。当然,由于缺乏统一的制造流程以及标准化的工业制造设备,材料的质量、规格层次不齐。材料的外观也多由于生产、养护工艺的限制出现瑕疵。

2.1.1.2 材料的运输

城市之中的建筑材料材料运输,主要通过陆路交通运输完成。城市之中的道路条件良好,路基承载能力较高。运输车辆的载重能力好,运输条件良好,因而可以运输一些非标准尺寸的构件、材料。由于存在有混凝土搅拌车,商品混凝土可以液态形式运输,混凝土的配料和搅拌可以在工厂之中完成,混凝土的性能和施工和易性都能够得到较好的保证。玻璃、钢材采用货车运输,而成熟的道路情况和良好的车辆条件避免了不必要的震动和碰撞。使运输大尺寸构件、非标准化构件成为了可能。

乡村之中的运输以道路运输为主,在江苏的一些河流发达地区也会采用水路运输。由于运输条件的相对落后,材料只能以尽可能便携的方式加以运送。以混凝土为例,乡村之中的混凝土多是将水泥、石料、砂子分别以固态的形式、标准包运输之后再行搅拌,因而乡村建筑之中的混凝土材料质量、性能都不如城市建筑。且能够使用的数量也远小于城市建筑,在因而设计中较少选用。石料和砖材由于块材的尺寸标准,形状规整,便于分批次运输而得到广泛的采用。钢材、玻璃、木材的运输同样有以上的问题,因而在设计之中需控制构件的尺寸和形状。将尺寸控制在易于运输的范围内。

2.1.1.3 材料的成型与定位

这里所说的材料成型与定位是指建筑材料在建筑施工工地上的成型与定位。城市建设中,需要在施工现场定型的材料主要是指混凝土、石膏、沥青这类非固态材料以及砖、砌块等块材的定型。混凝土等液态材料主要通过模具的架构实现,而砌体可以通过人工砌筑完成定型。施工所需要的技术水平和手段相对较高。而在构件的定位时,可以通过采用一些科技手段实现,所以构件定位精确,施工精度高,能够满足一些高精度的设计要求。

农村地区的材料成型以工人施工为主,砖材、石材都可以通过人工砌筑的方式实现定型,而木材、竹材可以在工地设临时工厂进行加工。但在施工工艺和定型上,由于只能通过工匠的肉眼、经验完成,因而建设误差,施工精度不高。所以在设计时,尽可能减少错动和开口,从而降低施工难度,以配合乡村地区的施工能力。

2.1.2 结构系统选择上的区别

结构系统的选择一方面由结构材料的特性决定,一方面受到建筑使用功能的影响,通常是这两类因素共同作用的结果。本文在此将建筑按使用功能粗略的划分为居住建筑与公共建筑两类。

城市之中的居住建筑,通常以高层建筑的形式出现。江苏地区的城市住宅一般是板式小高层或点式高层住宅。在这两种住宅形式中,较多采用剪力墙结构或核心筒结构。这样的结构选择也与前文所论述的城市所用建筑材料有关——钢筋混凝土有关,钢筋混凝土所能提供良好建筑整体性、刚度以及承载能力都使得剪力墙结构与核心筒结构的使用成为可能。此外,在公共建筑之中,对于大尺寸、大跨度空间的需求,对建筑横向受力构件提出更高的要求。在使用钢筋混凝土作为结构材料时,通常采用框架结构作为主要的结构形式;而在使用钢材作为结构材料时,可以选择框架、网壳、悬索等作为主要的结构形式。

在农村地区居住建筑的建设中,建筑形式主要以独栋低层住宅为主,且农村地区的建筑材料选择多以砌块为主,因而其结构形式以砖混为主。而在局部需要有较大面积采光或较大跨度空间时,也会混杂有框架结构形式。农村地区的公共建筑功能和形式需求与城市建筑相仿,所采用的结构形式与城市建筑相仿,但仍以控制成本为任务,所以较多的采用框架结构。

2.1.3 选择施工方式上的区别

施工方式的选择受到施工时间地点、施工材料、施工器械、施工人员等现实情况的影响,主要反映建筑所在地区的生产能力、工业化水平。

城市地区,生产力水平、工业化程度均较高,施工器械的机械化水平高,施工材料的施工难度也较大,因而在施工方式的组织上,人力所参与的程度不大,而机械参与度大。自动化、工业化施工的方式较为成熟。构件尺寸通常做的较大,以最大化利用施工器械的施工能力。

反观农村地区,施工材料的尺寸更加适宜人力施工,而低下的工业化、机械化程度也致使施工组织中的机械参与程度较为低下。大尺寸构件的起吊、安装往往不如城市建筑之中方便。因而在设计之中,需要按照施工现实条件的情况,合理的分割构件的尺寸,便于建筑施工。

2.2. 现代美丽乡村建造技术与传统乡村建造技术的区别

美丽乡村虽然与传统乡村建造同属农村建造方式,但这二者之中仍有差别。在建国之后推进的乡村建设以及乡村城镇化建设之中,广泛推进乡村现代化建设,虽然在这一过程中取得了很多突出的成就,但仍然造成了地域性文化缺失,资源缺失等问题。美丽乡村建设就是为了能够妥善应对这样的局面所提出的新型城镇化措施。与传统的乡村建设方式相比,其建造方式的突出变化体现在新材料的引入、以及新建造方式的引入。

2.2.1 新材料的引入

2.2.1.1 新木材

传统的乡村建设中,主要以自然木材作为建筑材料,将其加工为原木、板材、块材等。这些材料的防腐、防火以及力学性能均不够良好。为了能够提高建筑木材的耐久能力,现今在自然木材的使用中,都会先进行防腐、防潮、防火处理,以提高其相应的能力。

除此之外,传统木材在力学上的性能已经被利用的十分充分,单纯通过技术手段的处理难以再行提高。为了能够在现代建筑空间之中使用木材作为结构材料,引入了现代的工业生产木材——胶合木。胶合木(集成材)与成材相比,强度大,许用弯曲应力可提高50%,而且结构均匀,内应力小,不易开裂和翘曲变形;大断面的集成材还有较高的耐火性能。其优点在于:

1. 因为使用干燥材,可防止在使用过程中产生变形、开裂等;

2. 尺寸自由度大,能满足要求跨度和断面形状的梁;

3. 充分发挥木材特性,可以吸收震动、装饰随意;

4. 易于进行防腐防虫处理,且效果好。

2.2.1.2 新钢材

在传统乡村建设中,钢材主要以钢筋、塑钢窗等次要构件的形式出现。主要以发挥其力学性能为主,鲜有将其作为主要的建筑构件应用于建筑设计中。

现今,随着城郊建筑大量采用钢结构,钢材开始渐渐替代钢筋混凝土成为建筑中最为主要的建筑材料。钢结构主要使用型钢、压型钢板等形式的钢材,具有结构性能好、易于生产、便于施工的特点,故而使用越发广泛。此外,钢材的力学特征性能与传统建筑材料中木材的特征相似,能够在意象上较好的还原传统建筑特征。因而,在美丽乡村建设之中,可将钢材以结构构件的形式加以引入,丰富乡村住宅的建筑形式。

2.2.1.3 砌体材料

传统建造材料中的砌体材料以实心黏土砖为主,后来随着国家政策的出台,渐渐为多孔砖取代。但总的来说,这些砌块仍然维持传统的标准尺寸,及240mm×115mm×53mm。这种尺寸的砌块虽然能够很好的砌筑,并形成丰富多样的效果,但砌块尺寸相对偏小,施工速度慢,难以实现机械化施工。故而在美丽乡村住宅设计时,可以考虑引入尺寸更大的混凝土砌块。与传统砌块相比,现代大砌块具有更出色的物理、力学性能,且在施工时能够更好的发挥施工器械的施工效率。

2.2.2 新建造方式(工业化方式)的引入

正如前文所言,传统的建造方式以人工建造为主,施工运输的对象以建筑材料为主,其施工效率低下,施工质量难以保证。美丽乡村建设作为新型城镇化的重要组成部分,自然需要引入更为低碳高效的工业化建造方式。

工业化建造方式其根本要义在于将工地的建造过程更多的在工厂完成。将材料预先制成构件,将构件运输至工地,再装配成建筑。构件的尺寸以满足工业化施工为要求,在施工器械允许的情况下,尽可能的扩大构件尺寸。这样的建造方式,使施工现场的操作程序变得更为简单,建筑工过程之中,湿作业量大大减少,因而可以极大的缩短工期。同时,材料成型为构件的过程变为在构件厂完成,这一过程由原先施工人员凭经验完成变为一系列可控的生产过程,构件质量大大提升。高质量的构件在进行装配施工时,所形成的误差也大大减小,建筑整体的质量由此同步提高。

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