新疆瓊庫什臺村傳統(tǒng)木構(gòu)建筑建構(gòu)與加固研究

瓊庫什臺村位于新疆伊犁河谷的特克斯縣，該村先后入選“中國歷史文化名村”“中國傳統(tǒng)村落”，是伊犁河谷地區(qū)保存最完整的木構(gòu)建筑群落。處于深山之中的瓊庫什臺村，傳統(tǒng)民居受現(xiàn)代侵擾較少而得以完整保存，蘊含豐富的歷史文化內(nèi)涵。村莊緊鄰新疆天山世界自然遺產(chǎn)地，周邊旅游資源豐富；村莊逐水而居，三面環(huán)山，形成典型的臨水游牧聚落景觀。憑借其優(yōu)越的發(fā)展機遇及特色村落格局，當?shù)卣噲D規(guī)劃構(gòu)建“生態(tài)旅游文化名村”，以實現(xiàn)地區(qū)居民經(jīng)濟效益的增長。發(fā)展鄉(xiāng)村旅游業(yè)，是實現(xiàn)鄉(xiāng)村振興、產(chǎn)業(yè)興旺的重大抓手，而旅游產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，或多或少地打破了村中原有的寧靜。并對傳統(tǒng)建筑風貌特征及營造技藝的保護產(chǎn)生威脅。本文通過探究傳統(tǒng)建筑營造的保護與利用方式，著力解決旅游產(chǎn)業(yè)發(fā)展與建筑風貌保護間的矛盾，對延續(xù)傳統(tǒng)建筑營造特征及風貌保護具有重要意義。1、傳統(tǒng)村落與建筑現(xiàn)狀1.1傳統(tǒng)村落的發(fā)展變遷傳統(tǒng)村落的形成是游牧民族的生產(chǎn)生活方式變遷的重要標志，哈薩克族居民千百年來沿襲“四季轉(zhuǎn)場，終年放牧”的傳統(tǒng)生產(chǎn)方式。牧民定居后，改變了其逐水草而居，隨季節(jié)搬遷的游牧生產(chǎn)生活方式。瓊庫什臺村是伊犁河谷游牧民族定居最早的的牧業(yè)村，是北疆地區(qū)哈薩克族由純游牧到半定居再到定居的典型案例。定居前為適應(yīng)游牧生活的需要，牧民居住在易于“轉(zhuǎn)場遷徙”的氈房里，20世紀初，瓊庫什臺村先民根據(jù)環(huán)境和生存的需要，選擇較為平坦且臨近水源的坡地，就地取材，用木材建造住宅，形成了獨具特色的傳統(tǒng)村落。村莊內(nèi)的傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)建筑主要是原木交替壘砌的井干式結(jié)構(gòu)，當?shù)胤Q作“木楞房”：屋頂以樹干棚架上覆枝干和泥土，以板材架起坡頂利于排水，坡度為20~25°，以起固土的作用。坡屋頂上通常種植草皮，夏季陽光直射時熱量進入室內(nèi)有一定的阻擋作用，屋頂覆土長草也已成為當?shù)靥厣ㄖL貌的重要組成部分（圖1）。圖1傳統(tǒng)民居建造工藝示意1.2傳統(tǒng)村落的保護歷程瓊庫什臺村憑借其獨特的地理空間和地域文化，富有特色的鄉(xiāng)土建筑，已入選“國家歷史文化名村”及“中國傳統(tǒng)村落名錄”，各級政府為保護和發(fā)展瓊庫什臺村的歷史文化，分別從傳統(tǒng)村落保護、歷史文化名村保護和旅游發(fā)展的角度制定了相關(guān)規(guī)劃，全方位對瓊庫什臺村做了周密的規(guī)劃部署，成為保護和發(fā)展的法定依據(jù)。政府還斥資修建基礎(chǔ)設(shè)施，逐步改善居民生活環(huán)境，對歷史文化、村落格局及傳統(tǒng)建筑營造方式等方面進行保護，但目前仍存在亟待解決的問題。隨著歷史文化名村的帶動效應(yīng)，旅游產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展對當?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境帶來了壓力，對基礎(chǔ)設(shè)施、公共服務(wù)設(shè)施水平等方面也有了更高的要求。此外，隨著鄉(xiāng)村城鎮(zhèn)化的發(fā)展，這個原生態(tài)的古村落開始興建一些色彩、風格與傳統(tǒng)建筑不協(xié)調(diào)的新建建筑，對傳統(tǒng)建筑風貌及村落格局的保護形成巨大威脅。1.3傳統(tǒng)村落保護現(xiàn)狀瓊庫什臺村傳統(tǒng)建筑具有強烈的地域特征和民族特色，在平面、立面、細部處理，建筑技術(shù)和施工技藝等方面都保持著傳統(tǒng)建筑文化的印記，蘊含著豐富的歷史信息，具有極強的原真性。通過對瓊庫什臺村的實地調(diào)研，可分析瓊庫什臺村傳統(tǒng)建筑特征、政策實施及保護過程中存在的問題以及旅游產(chǎn)業(yè)發(fā)展對村落保護的威脅，結(jié)合傳統(tǒng)文化傳承及鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略發(fā)展目標，從而探究傳統(tǒng)建筑營造方式及風貌的保護利用方式。2、傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)建筑存在的問題2.1傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)建筑風貌逐漸消失隨著城鄉(xiāng)交流日趨頻繁，城市生活方式對村民的生活和建筑建造方式產(chǎn)生了一定的影響，其中最典型的便是村民對傳統(tǒng)建筑的拋棄，村民為追求更高品質(zhì)的生活及滿足多樣化生活的需求，建造了一些磚房、彩鋼板房等影響傳統(tǒng)風貌的建筑，根據(jù)現(xiàn)狀調(diào)研，村落內(nèi)有10.45%的建筑與傳統(tǒng)風貌不協(xié)調(diào)，會破壞傳統(tǒng)村落的風貌特色。此外，部分民居年久失修，村民自發(fā)拆除或遺棄無法使用的住宅，且受2007年地震影響百年以上木結(jié)構(gòu)建筑破壞程度較高，僅剩原小學遺址。2.2部分民居年久失修，房屋結(jié)構(gòu)受損嚴重村莊內(nèi)建筑多為木結(jié)構(gòu)，因木材防腐性能較差，未及時更換或維修，導(dǎo)致地基、梁、柱、門窗等木材腐朽。村落內(nèi)7.33%的建筑年久失修，不能滿足基本生活需求，房屋結(jié)構(gòu)受損情況嚴重，影響了房屋正常使用。村民對年代久遠且質(zhì)量較差的建筑缺乏保護意識，也導(dǎo)致了部分傳統(tǒng)民居因未進行修繕而被廢棄。2.3屋頂承重能力較差，屋頂覆土植草引發(fā)結(jié)構(gòu)問題瓊庫什臺村民居一般采用覆土植草屋頂，考慮到存在的改變木結(jié)構(gòu)的使用要求、荷載增加會導(dǎo)致構(gòu)件承載力降低，甚至彎曲劈裂、底部折斷及糟朽折斷，由于屋頂承重能力較差，房屋面臨著倒塌等安全風險。建筑屋頂覆土植草會對屋頂結(jié)構(gòu)造成影響，草坪的根系也會破壞房屋屋面結(jié)構(gòu)，造成屋面滲漏。2.4山區(qū)冬季寒冷，木屋保溫性能較差瓊庫什臺村位于深山中，受地形影響冬季氣候寒冷，年平均氣溫僅8~9℃，全年中2月份最冷且晝夜溫差較大。木材是一種天然的隔熱材料，其熱阻值比標準混凝土材料高16倍，但保溫性能遠不如磚石結(jié)構(gòu)或混凝土建筑。木結(jié)構(gòu)墻體、木制門窗的氣密性較差致使冬季冷風滲入屋內(nèi)，降低室內(nèi)溫度，難以滿足冬季居民生活需求。由于氣候寒冷且室內(nèi)難以保持舒適的溫度，制約了冬季旅游項目的發(fā)展。2.5基礎(chǔ)設(shè)施不足，難以滿足生活需要瓊庫什臺村地理位置偏遠，經(jīng)電網(wǎng)改造，實現(xiàn)了國網(wǎng)供電，但村民對現(xiàn)代化生活的追求提升后，用電需求逐漸增大，導(dǎo)致局部供電不足。同時游客人數(shù)增多，也導(dǎo)致電力設(shè)施難以滿足旺季時大規(guī)模用電和道路及景觀照明用電。居民為滿足供電需求在屋頂架設(shè)太陽能、光伏板等供電設(shè)施，破壞了村莊整體風貌特色。3、傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)建筑加固與修繕策略研究瓊庫什臺村居民居住方式由氈房到木楞房的轉(zhuǎn)變，是生產(chǎn)生活方式轉(zhuǎn)型的重要標志。傳統(tǒng)建筑營造方式是古村落居民為適應(yīng)特殊地形及氣候作出的適應(yīng)性營造方式，村落內(nèi)形成了較為完整的木結(jié)構(gòu)建筑群。研究傳統(tǒng)建筑建構(gòu)方式加固與修繕方式策略，有利于保護和傳承傳統(tǒng)建筑風貌特征。此外，充滿地域特色、歷史文化的建筑群落，吸引著大量游客來此觀光，可帶動村莊旅游產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，實現(xiàn)“鄉(xiāng)村振興、產(chǎn)業(yè)興旺”的目標。3.1分級保護傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)建筑在進行傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)保護時，應(yīng)明確建筑風貌整治模式，優(yōu)先啟動保護、修繕，對現(xiàn)狀建筑風貌進行分類處理，明確各類建筑的保護模式。對能反映村落歷史的歷史建筑進行保護修繕，按相關(guān)要求對建筑外立面等進行保養(yǎng)、對內(nèi)部木結(jié)構(gòu)進行加固或修復(fù)；對傳統(tǒng)風貌建筑采取維修改善的方式，在不改變外觀特征的前提下進行適當?shù)木S修加固，外觀宜體現(xiàn)傳統(tǒng)建筑風貌，如木結(jié)構(gòu)、草屋頂、雕花柱等。對于傳統(tǒng)風貌協(xié)調(diào)的建筑可予保留，并適當添加傳統(tǒng)民居的特色裝飾元素，控制與其相關(guān)的一切建設(shè)活動，使之與歷史風貌相協(xié)調(diào)。對與傳統(tǒng)風貌不協(xié)調(diào)的建筑予以整治更新，在與歷史風貌相協(xié)調(diào)的前提下對建筑進行內(nèi)部改造和外部更新。屋頂仍延用傳統(tǒng)雙坡植草屋頂，拆除屋頂光伏板等設(shè)施；木質(zhì)門窗進行防腐處理和增強氣密性處理，墻體采用傳統(tǒng)井干式木結(jié)構(gòu)，整根圓木交錯搭接，對木材進行防腐處理或更換；外廊采用木質(zhì)廊柱和欄桿，并裝飾傳統(tǒng)哈薩克花紋雕刻；臺基及臺階采用鵝卵石混砂泥漿砌筑，可高于地面或平行設(shè)置，并通過植被、花卉等景觀修飾地坪（圖2）。圖2傳統(tǒng)建筑立面改造示意3.2傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)建筑的整體加固由于屋頂荷載加重與木結(jié)構(gòu)問題，存在屋內(nèi)梁彎曲與破壞的安全隱患。因此須對傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)建筑梁進行加固修繕，采用碳纖維布加固抗彎木結(jié)構(gòu)建筑，增加整體承載力，傳統(tǒng)加固方式主要有加釘法、附加構(gòu)件法、局部更換法等，往往會破壞建筑物的原有風貌，并且還會帶來新問題。而碳纖維布由于其幾何可塑性大、易剪裁成形、強度高、質(zhì)量輕和易于施工等優(yōu)點，與傳統(tǒng)方法相比具有良好的特性，是一種適合古建筑木結(jié)構(gòu)的加固材料。通過在梁底、木柱、望板、檁條上粘貼碳纖維布的方式（圖3），有效的實現(xiàn)對建筑結(jié)構(gòu)的加固改良，提高建筑質(zhì)量，更好的保護修繕傳統(tǒng)建筑。圖3加固位置示意3.3傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)建筑“草屋頂”特征的延續(xù)沿用傳統(tǒng)覆土方式，采用適應(yīng)本地氣候條件的本地土壤及草籽，在滿足屋面覆土植草的前提下，提高房屋的保溫和抗風能力。嘗試使用本地土壤及草籽模塊化培育天然草皮，新建民居可將培育完成的草皮鋪設(shè)在屋面上，在短時間內(nèi)實現(xiàn)屋面長草，提高草坪的成活率；通過濾網(wǎng)、三維植被網(wǎng)等材料固定土壤，以利植物生長。屋頂草坪還需加強日常維護管理，定期更換。結(jié)合木結(jié)構(gòu)加固改造改良屋面排水防水結(jié)構(gòu)，通過增加新型防水材料或設(shè)置多道保護層，提高屋頂?shù)姆浪芭潘芰?，在保護屋面質(zhì)量的前提下，延續(xù)“覆土植草”的傳統(tǒng)建筑風貌特征（圖4）。圖4屋頂結(jié)構(gòu)形式及防水結(jié)構(gòu)改良做法（1）在傳統(tǒng)屋面做法的基礎(chǔ)上，采用抗沖擊能力極強的防水材料——高分子防護排水異型片，能在–40~60℃溫度條件下使用，適合當?shù)貧夂?、重量較輕且耐植物根系穿刺，防水能力強，可解決屋面植草帶來的承重及防水問題，提高屋面的排水、防水能力應(yīng)用該材料需考慮風速較大時的穩(wěn)定性問題。（2）在傳統(tǒng)屋面做法基礎(chǔ)上增加過濾層、排水層、保護層及耐根刺防水層，通過設(shè)置多道防水抗?jié)B保護層提高屋面的防水能力，其中過濾層可有效避免水土流失。通常使用200?g/㎡的聚酯無紡布；排水層采用帶凹凸的高密度聚乙烯硬質(zhì)塑料疏、排水板，對減輕覆土植草屋面荷載效果明顯，且強度較高；保護層使用無紡布、高密度聚乙烯復(fù)合防水卷材、聚乙烯丙綸復(fù)合防水卷材、水泥砂漿層及C20混凝土等；耐根刺防水層胎基由復(fù)合銅箔與聚酯無紡布構(gòu)成，防水層至少做兩道，其中間部分的材料應(yīng)具有相容性。3.4提升建筑室內(nèi)保溫性能（1）墻體采用原木、抹泥、工程木加保溫材料的構(gòu)造方式，保溫材料和工程木隱藏在內(nèi)部結(jié)構(gòu)中。采用三段式砌筑，只更改內(nèi)部裝飾，柱外露以表現(xiàn)其文脈特征。對墻體內(nèi)部加以改造，構(gòu)件的中空部分填入保溫材料（圖5）。圖5屋頂結(jié)構(gòu)形式及防水結(jié)構(gòu)改良示意（2）屋頂結(jié)構(gòu)選擇導(dǎo)熱系數(shù)低、吸水量小的材料；不宜選擇密度和重量過大的材料，以防出現(xiàn)屋面坍塌。結(jié)合當?shù)丨h(huán)境設(shè)置倒置式屋面，還可利用斜面與平面組成的間層形成密閉空間，加強屋面的保溫性能。（3）將鋁合金門窗或鋁塑復(fù)合門窗與地域材料結(jié)合使用，窗框由木扇型材、干燥劑、密封膠條、扇鋁型材、等壓腔、五金配件等構(gòu)成，外部由3層落葉松膠合木制成。窗扇四周根據(jù)開關(guān)方式安裝聯(lián)動裝置，窗框與窗扇周邊安裝橡膠密封條，表面涂防腐材料；雙層或3層中空玻璃填充氦氣，木質(zhì)窗框的設(shè)計保留傳統(tǒng)建筑形態(tài)；外觀滿足地域性追求，內(nèi)部鋁合金窗框配合五金連接件，以增加實用性和密閉性（圖6）。圖6墻體保溫做法示意3.5合理應(yīng)用綠色能源為解決村莊局部供電不足的問題，在不破壞傳統(tǒng)建筑風貌的前提下，利用光伏板太陽能發(fā)電，可將設(shè)備嵌入屋面構(gòu)造層，并賦予同樣的顏色，使太陽能設(shè)備與屋面構(gòu)造一體化，以有效體現(xiàn)地域建筑的整體性。草頂建筑可在院內(nèi)設(shè)置伙房、涼棚、晾曬奶酪的棚架等景觀小品，在棚架頂部安裝全屋頂鑲嵌式太陽能光伏板，使用時露出太陽能光伏板；不使用時用干草簾或樹皮即可，也可在主要建筑的側(cè)墻面或次要建筑、位置較為隱蔽建筑的正立面墻體上安裝壁掛式太陽能設(shè)備，對現(xiàn)狀為平屋頂且供電需求較大的公共建筑，可將光伏板設(shè)于屋頂，在不影響建筑風貌的同時解決用電困難問題。4、結(jié)束語傳統(tǒng)村落能較為完整地反映某一歷史時期內(nèi)聚落形成及格局演變的過程，是展示空間格局、傳統(tǒng)建筑風貌、人居環(huán)境特色和民俗風情的真實載體。瓊庫什臺村具有典型的游牧聚落特征，完整的木結(jié)構(gòu)建筑群是哈薩克族居民文化與智慧的結(jié)晶，是從“游牧”到“定居”歷史發(fā)展的重要實證。村落保護應(yīng)從延續(xù)歷史的角度出發(fā)，注重傳統(tǒng)建筑本身的保護，從建筑結(jié)構(gòu)、使用功能、風貌