文/東南大學(xué)建筑學(xué)院 吳正浩 王海寧 徐小東

0 引言

傳統(tǒng)村落原有的“凝凍式”保護(hù)模式在實(shí)際操作中存在不少問(wèn)題與困難，不少先行者開(kāi)始轉(zhuǎn)向“活態(tài)化”保護(hù)利用，強(qiáng)調(diào)對(duì)使用者的關(guān)心與關(guān)注，已逐漸成為學(xué)界共識(shí)。傳統(tǒng)民居建筑作為居民生活的基本載體和村落風(fēng)貌構(gòu)成的基本單元，在一定程度上表征了村落的發(fā)展?jié)摿?。近年?lái)，大量傳統(tǒng)民居建筑因居住品質(zhì)低下而亟待更新。傳統(tǒng)村落規(guī)劃建設(shè)實(shí)踐表明，傳統(tǒng)建造模式因技術(shù)局限性和勞動(dòng)力流失無(wú)法很好支持量大面廣的民居建筑更新；放任居民自我更新則會(huì)致使方案不科學(xué)或風(fēng)貌存續(xù)被忽視。因此，傳統(tǒng)民居更新亟需探索一套既適應(yīng)傳統(tǒng)風(fēng)貌，滿(mǎn)足建筑品質(zhì)提升需求，同時(shí)又易于操作的全新建造思路。

隨著預(yù)制裝配等工業(yè)化技術(shù)日益成熟，諸多結(jié)合工業(yè)化制造的優(yōu)秀實(shí)踐在鄉(xiāng)村不斷展開(kāi)。如謝英俊的“協(xié)力造屋”（見(jiàn)圖1）、眾建筑的“鄉(xiāng)村插件家”（見(jiàn)圖2）、東南大學(xué)正工作室的“夢(mèng)想居”（見(jiàn)圖3）等，無(wú)不體現(xiàn)工業(yè)化制造集成性和快捷性的優(yōu)勢(shì)，并在一定程度上呈現(xiàn)在地性特征。

圖1 謝英俊的“協(xié)力造屋”

圖2 眾建筑的“鄉(xiāng)村插件家”

圖3 東南大學(xué)正工作室的“夢(mèng)想居”

目前，鄉(xiāng)村工業(yè)化實(shí)踐主要集中在民居建筑災(zāi)后重建或回遷房建設(shè)上，一般很少涉及傳統(tǒng)民居更新。本文嘗試將工業(yè)化制造的優(yōu)勢(shì)創(chuàng)新性地引入傳統(tǒng)民居更新領(lǐng)域，以宜興市周鐵社區(qū)（村）傳統(tǒng)民居建筑更新為例，通過(guò)相關(guān)工業(yè)化技術(shù)的深入應(yīng)用和建造工序信息模型的研發(fā)，初步建立傳統(tǒng)民居建筑活態(tài)化保護(hù)利用的技術(shù)構(gòu)成與實(shí)施策略。

1 傳統(tǒng)民居建筑更新與新型建筑工業(yè)化

1.1 傳統(tǒng)民居建筑更新模式

我國(guó)長(zhǎng)期存在的城鄉(xiāng)二元結(jié)構(gòu)導(dǎo)致城市和鄉(xiāng)村在建筑建造方式上呈現(xiàn)巨大分野。城市建筑工業(yè)化體系相對(duì)成熟，但傳統(tǒng)民居建筑的建造方式仍停留在以傳統(tǒng)技藝和手工模式為主的初級(jí)階段[1]。

以江南傳統(tǒng)磚木混合結(jié)構(gòu)民居建筑為例，目前傳統(tǒng)民居建筑更新的2種主要方式均無(wú)法系統(tǒng)解決其品質(zhì)提升和風(fēng)貌維系問(wèn)題：①聘用傳統(tǒng)技藝匠師（木匠、瓦匠、漆匠）等組成的團(tuán)隊(duì)對(duì)傳統(tǒng)民居進(jìn)行更新（見(jiàn)圖4）；②對(duì)原有房屋進(jìn)行拆除再新建磚混結(jié)構(gòu)建筑（見(jiàn)圖5）。前者可較好延續(xù)傳統(tǒng)風(fēng)貌，但因用材和技術(shù)本身限制，無(wú)法滿(mǎn)足現(xiàn)代生活要求；后者大多以城市類(lèi)型建筑為范式進(jìn)行建造，較少關(guān)注傳統(tǒng)風(fēng)貌延續(xù)。

圖4 傳統(tǒng)技藝匠師更新傳統(tǒng)民居

圖5 居民將傳統(tǒng)民居拆除新建房屋

從工程全壽命周期來(lái)看，現(xiàn)有方式大都缺乏設(shè)計(jì)與建造層面的系統(tǒng)設(shè)計(jì)和精確把控。在設(shè)計(jì)方面，二者的設(shè)計(jì)策略和技術(shù)選擇高度依賴(lài)主持工匠的經(jīng)驗(yàn)判斷和技能，具有一定的“模式化”和“模糊性”，無(wú)法針對(duì)未來(lái)的多元居住需求進(jìn)行個(gè)性化設(shè)計(jì)[2]。在建造方面，二者均高度依賴(lài)現(xiàn)場(chǎng)手工作業(yè)，存在大量現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)性設(shè)計(jì)調(diào)整與優(yōu)化。

1.2 新型建筑工業(yè)化應(yīng)用于傳統(tǒng)民居建筑更新的優(yōu)勢(shì)

住建部于2020年提出新型建筑工業(yè)化作為建筑產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向，旨在進(jìn)一步增強(qiáng)建筑全產(chǎn)業(yè)鏈同現(xiàn)代先進(jìn)的工業(yè)化和信息化技術(shù)的結(jié)合度，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級(jí)和綠色轉(zhuǎn)型[3]。裝配化、信息化、低能耗是新型建筑工業(yè)化的3個(gè)顯著特點(diǎn)。工程全壽命期系統(tǒng)化集成設(shè)計(jì)、精細(xì)化生產(chǎn)施工是其主要手段。

將新型建筑工業(yè)化技術(shù)和思路引入傳統(tǒng)民居更新中，有利于改進(jìn)工程技術(shù)模式，提升其系統(tǒng)性和完成度：①?gòu)娘L(fēng)貌保護(hù)角度，采用內(nèi)裝工業(yè)化可將現(xiàn)場(chǎng)施工對(duì)傳統(tǒng)民居的破壞程度降到最低，保護(hù)其傳統(tǒng)風(fēng)貌；②從性能提升角度，采用新材料的工業(yè)化建筑構(gòu)件、部品與就地取材的地方材料相比，能為傳統(tǒng)民居提供更好的結(jié)構(gòu)性能、物理性能和耐久性能；③從設(shè)計(jì)和建造控制角度，信息化模擬技術(shù)可在設(shè)計(jì)階段對(duì)更新技術(shù)模式和工序工法進(jìn)行直觀和有效的模擬推演；④從生態(tài)保護(hù)角度，預(yù)制裝配式施工可有效減少建筑施工過(guò)程中帶來(lái)的噪聲污染與環(huán)境污染等。

1.3 傳統(tǒng)建造與工業(yè)化制造相結(jié)合

以構(gòu)件作為建筑基本組成單元是民居建筑傳統(tǒng)建造和工業(yè)化制造建立耦合關(guān)系的關(guān)鍵。傳統(tǒng)民居建筑天然可進(jìn)行構(gòu)件拆分，民居建筑主體結(jié)構(gòu)為抬梁式、穿斗式或混合式木結(jié)構(gòu)，可進(jìn)一步分解為柱、梁、檁、椽等構(gòu)件；外圍護(hù)結(jié)構(gòu)以空斗墻和望磚青瓦屋面為主，可分解為磚、瓦等基本建筑部品。門(mén)、窗、木板墻等部品也可進(jìn)一步拆解為若干木構(gòu)件。這些構(gòu)件和部品經(jīng)由工匠手工“標(biāo)準(zhǔn)化”打造，再到現(xiàn)場(chǎng)安裝或鋪砌。

新型建筑工業(yè)化中理解建筑的重要理念就是“構(gòu)件”的分類(lèi)與組合[4]。以裝配式住宅為例，建筑被看作一個(gè)構(gòu)件的系統(tǒng)，可進(jìn)行逐級(jí)分解形成層級(jí)分明的構(gòu)件表。通過(guò)對(duì)不同類(lèi)型建筑構(gòu)件的生產(chǎn)、成型、運(yùn)輸、定位、連接、裝配、使用的研究，可使建筑設(shè)計(jì)、建筑施工、建筑運(yùn)維、修繕改建等階段建立起有效關(guān)聯(lián)性，形成全過(guò)程設(shè)計(jì)、建造控制[5]。

相似的建造邏輯給二者帶來(lái)建造層面相互融合的可能性及文化層面的認(rèn)同基礎(chǔ)。在民居建筑更新改造過(guò)程中，可新增構(gòu)件以提升品質(zhì)，也可對(duì)不合宜的傳統(tǒng)構(gòu)件用工業(yè)化預(yù)制構(gòu)件進(jìn)行整體替換或局部更換。此外，考慮到大多數(shù)傳統(tǒng)村落的地理區(qū)位、施工環(huán)境和建造技藝水平，大型機(jī)械設(shè)備和重型材料不適合在傳統(tǒng)村落改造中大規(guī)模應(yīng)用，建議采用裝配式輕型結(jié)構(gòu)或小型預(yù)制構(gòu)件，并適當(dāng)糅合手工作業(yè)施工。

結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，新型建筑工業(yè)化技術(shù)與傳統(tǒng)營(yíng)建相結(jié)合是新型建筑工業(yè)化應(yīng)用于傳統(tǒng)民居活態(tài)化保護(hù)利用的適宜技術(shù)路徑，即采用裝配式技術(shù)對(duì)民居更新中的重點(diǎn)和難點(diǎn)部分進(jìn)行工廠預(yù)制，其他部分則保留傳統(tǒng)建造工藝與材料，相關(guān)營(yíng)建過(guò)程可通過(guò)信息技術(shù)確保與設(shè)計(jì)高度契合。

2 實(shí)例探究

2.1 項(xiàng)目概況

為更好探索建筑工業(yè)化技術(shù)在傳統(tǒng)民居活態(tài)化保護(hù)利用中的應(yīng)用，選取宜興周鐵社區(qū)（村）建筑進(jìn)行研究。該建筑為1層單坡，占地僅24m2。建筑臨河而建，南接鄉(xiāng)村公廁，北接1個(gè)三開(kāi)間民宅，同南北兩屋共用墻體（見(jiàn)圖6）。建筑內(nèi)部為2個(gè)房間，西側(cè)房間為餐廚一體，西墻有小窗但通風(fēng)采光效果不佳。東側(cè)房間為臥室，臥室小窗緊臨鄰戶(hù)加建的輔助用房，房間采光和通風(fēng)性能不佳。因單坡斜屋頂限制，建筑室內(nèi)平均高度較低，最低處不足1.5m，建筑屋面因年久失修出現(xiàn)塌陷、滲漏問(wèn)題。建筑水電皆為后接，管線無(wú)序暴露，存在一定安全隱患。業(yè)主希望將其改成包含廚房、衛(wèi)生間、起居空間和臥室的雙人居所，在提高整體建筑功能和物理性能的同時(shí)，解決采光、通風(fēng)不足問(wèn)題，并改善居住品質(zhì)。

圖6 試點(diǎn)建筑外貌

通過(guò)整體風(fēng)貌考量和建筑性能評(píng)估，設(shè)計(jì)保留原有外墻，拆除翻建原建筑屋頂，采用“嵌宅”這一原型展開(kāi)設(shè)計(jì)，即在原有墻內(nèi)重新置入新的兼顧風(fēng)貌和性能的功能模塊，實(shí)現(xiàn)建筑活態(tài)化保護(hù)利用（見(jiàn)圖7）。

圖7 “嵌宅”——新功能體置入老墻

在新型建筑工業(yè)化技術(shù)的適宜性應(yīng)用方面，設(shè)計(jì)重點(diǎn)關(guān)注結(jié)合工業(yè)化技術(shù)模式選擇，以及通過(guò)建造工序信息模型對(duì)設(shè)計(jì)和建造階段進(jìn)行精準(zhǔn)控制與再現(xiàn)。

2.2 結(jié)合工業(yè)化技術(shù)的技術(shù)模式選擇

改造采用預(yù)制裝配技術(shù)和本地建造工藝相結(jié)合的策略，主要體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)體系更新、功能模塊置入、復(fù)合墻體優(yōu)化、設(shè)備系統(tǒng)優(yōu)化等4個(gè)方面，如圖8所示。

圖8 民居更新爆炸分析

1）結(jié)構(gòu)體系更新 考慮到使用空間、采光條件、結(jié)構(gòu)性能的局限，移除坍塌屋頂，并通過(guò)置入抬梁式木屋架支撐新屋面，其北側(cè)保持原有屋頂高度，提升南側(cè)檐口高度，以確保符合CECS 360：2013《村鎮(zhèn)傳統(tǒng)住宅設(shè)計(jì)規(guī)范》中剖屋頂內(nèi)局部?jī)舾卟坏陀?.1m的要求[6]。

2）功能模塊置入 由于市政水管位于建筑東側(cè)，故在建筑南部置入衛(wèi)生間單元模塊，東部置入廚房單元模塊，完善建筑功能；通過(guò)修改內(nèi)部隔墻和門(mén)洞位置，調(diào)整功能流線，以保證臥室私密性，并形成更多使用界面；置入可變餐桌-收納模塊，有效利用垂直空間，通過(guò)折疊餐桌增加空間彈性。

3）復(fù)合墻體優(yōu)化 建筑外墻分為2類(lèi)：①建筑東西兩側(cè)的毛石穿斗混合外墻導(dǎo)熱系數(shù)大、防水性能和氣密性較差，且自身結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性也因地基沉降有所削弱，這類(lèi)墻體外立面蘊(yùn)含村落傳統(tǒng)文化和材料信息，需保留并加以利用，可在墻體內(nèi)側(cè)安裝50mm厚ALC板，與原有墻體形成復(fù)合墻體，以提升墻體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、熱工性能和隔聲性能；②墻體與周邊建筑共用墻體整體結(jié)構(gòu)性能良好，在其內(nèi)側(cè)增設(shè)保溫防水構(gòu)造層提升熱工性能。

4）設(shè)備系統(tǒng)優(yōu)化 通過(guò)屋頂抬升，在新屋頂和舊墻體的間隙安裝成品高側(cè)窗，為衛(wèi)生間、廚房、餐廳提供側(cè)向自然采光。將臥室相鄰儲(chǔ)物間重新開(kāi)放為天井空間，并在臥室上方屋頂設(shè)置成品天窗，為臥室增加自然采光。同時(shí)，新的高窗和天窗與原有門(mén)窗洞口可有效組織室內(nèi)自然通風(fēng)。水電走線方面，將原有外露的水、電走線重新布局，將其與衛(wèi)生間模塊、廚房模塊、復(fù)合墻體整合設(shè)計(jì)。

2.3 工序設(shè)計(jì)與工序模型應(yīng)用

傳統(tǒng)民居建筑營(yíng)建方式復(fù)雜，其活態(tài)化保護(hù)過(guò)程夾雜已建部分和改擴(kuò)建部分，故其復(fù)雜程度遠(yuǎn)高于城市住宅類(lèi)已高度定性化的建造方法。為更好地提升在地建造的完成度，在傳統(tǒng)方案、施工圖設(shè)計(jì)及節(jié)點(diǎn)構(gòu)造設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步應(yīng)用施工工藝和展開(kāi)工序設(shè)計(jì)（見(jiàn)表1）。

表1 民居活態(tài)化保護(hù)利用工藝和工序設(shè)計(jì)

本文對(duì)設(shè)計(jì)中常用的建模軟件Trimble SketchUp進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，形成“建造-設(shè)計(jì)”一體化輔助設(shè)計(jì)插件工具，使設(shè)計(jì)階段可模擬真實(shí)建造過(guò)程中的具體工藝和工序，并能進(jìn)行直觀和有效的模擬推演（見(jiàn)圖9），進(jìn)而形成“設(shè)計(jì)-建造模擬-設(shè)計(jì)”的循環(huán)修正模式。在施工階段，該模型可進(jìn)一步擴(kuò)展，在地可視化指導(dǎo)施工過(guò)程。

圖9 “建造-設(shè)計(jì)”一體化輔助設(shè)計(jì)插件工具界面

3 結(jié)語(yǔ)

傳統(tǒng)民居建筑因建造年代、材料、技藝、使用狀況及未來(lái)使用人群等因素的不確定性，需要有針對(duì)性地提出更新策略。通過(guò)實(shí)踐探索，提出結(jié)合新型建筑工業(yè)化的傳統(tǒng)民居建筑更新的工程思路。

傳統(tǒng)民居建筑更新應(yīng)遵循設(shè)計(jì)集成系統(tǒng)化、營(yíng)建技術(shù)工業(yè)化、工藝工序信息化3個(gè)原則：①應(yīng)綜合風(fēng)貌延續(xù)、性能提升和功能優(yōu)化等對(duì)民居建筑進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)；②在民居建筑更新的技術(shù)路徑選擇中嘗試采用新型建材、裝配式構(gòu)件；③通過(guò)工序信息模型強(qiáng)化設(shè)計(jì)建造層面的深度優(yōu)化，同時(shí)建立設(shè)計(jì)方和施工方之間的有效信息傳遞。

在實(shí)施策略層面，工程具體展開(kāi)之前需對(duì)村落情況、業(yè)主需求和建筑現(xiàn)狀進(jìn)行充分認(rèn)知與分析后再進(jìn)行總體策略規(guī)劃。在深化階段，需結(jié)合具體需求選擇工業(yè)化技術(shù)模式，并通過(guò)工序設(shè)計(jì)和工序模型的建立調(diào)整和驗(yàn)證構(gòu)造設(shè)計(jì)。在施工階段，設(shè)計(jì)方需提供施工圖紙、工序模型對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工進(jìn)行指導(dǎo)。由此形成對(duì)民居建筑設(shè)計(jì)、精細(xì)化建造考量及充分的設(shè)計(jì)信息傳達(dá)（見(jiàn)圖10）。

圖10 基于新型建筑工業(yè)化的傳統(tǒng)民居建筑更新的工程思路

量大面廣的傳統(tǒng)民居建筑不能以“凝凍式”的方式進(jìn)行保護(hù)，其生命力和文化價(jià)值應(yīng)體現(xiàn)在適應(yīng)時(shí)代需求的良好品質(zhì)之上[7]。因此，本文通過(guò)實(shí)踐提出一種結(jié)合傳統(tǒng)營(yíng)造，將新型工業(yè)化技術(shù)引入傳統(tǒng)民居建筑活態(tài)化保護(hù)更新中的創(chuàng)新思路。通過(guò)系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)層面提供更高效的技術(shù)模式選擇，同時(shí)通過(guò)信息化技術(shù)進(jìn)一步深化建造細(xì)節(jié)，提高施工效率和完成度，在保留民居建筑文化遺產(chǎn)價(jià)值的前提下，有效實(shí)現(xiàn)功能性與物理性能的整體提升。