装配式技术下传统土木结构民居的空间改造与设计研究

刘雅培

摘要：土木民居为乡土建筑一类，反应了早期居民改造自然、融合生产与生活的居住模式，涵盖了有形的物质层面及生活智慧的精神层面，它是我国传统建筑的宝贵财富。通过现代装配式技术的营建，传统土木民居能够更好地改造与应用，以江西赣南天井民居为例，装配式技术在建造形制、改造室内功能空间、营造空间环境等方面具有明显的优势。装配式建造模式体系对传承乡土建筑文化，改造乡村面貌，打造和谐、生态、宜居的生活环境具有现实的意义。

关键词：装配式技术 传统土木民居 赣南民居 空间改造 设计研究

一、我国传统土木民居面临的发展问题

我国传统土木民居以木构架结合夯土墙的围护为结构，青瓦为屋顶面层，在抗震及保温隔热方面具有一定的优势。但早期的木料不具备防火、防虫、防水等功能;传统夯土墙以生土、沙石、石灰简单材料构成，历时长也容易起缝、开裂、剥落，需要后期不断地维护。在时代的发展下，大量土木民居因不适应现代人的居住生活方式而被拆除，改建为钢筋混泥土的平房;有的变成无人居住而荒废的危房;还有出现新旧房拼接搭建的现象，总体上造成了民居建筑与乡村环境不协调、建筑外观不美观、室内功能不合理、新旧建材资源浪费等问题。面对乡村风貌逐渐消失，传统建筑无法得到传承与发展。针对这类民居，应用现代建造技术，结合当代人的生活需求，打造本土特色的民居建筑形制便是当下需要研究解决的问题。

二、应用装配式技术修建土木结构民居的优势

装配式建筑的技术体现在应用建筑信息模型软件将大量的现场施工工作转化为在工厂生产完成，运至施工地点，进行安装拼接。发展至今，装配式建筑从原先的单一性发展成更加灵活与多样化，同时在技术上也日益成熟，那么将其应用于修建我国的土木类民居具有以下优势。

1.从设计角度分析

装配式技术在工厂预制施工前，通过BIM这种建筑信息模型软件的应用，具备对建筑的结构、材料、尺寸、数据等形成标准的建造体系，在设计造型、拼接方式方面更为直观，对造价及运输、施工管理等后期的维护能形成全方位的预测及把控，它所提供的建筑构件及非构件的空间状态信息库，快速提高了工作效率，节约了人力、物力及资源的成本。目前，装配式技术对建筑形成的标准化系统设计有：结构系统、管线系统、地面铺装系统、墙体系统、屋盖系统、门窗系统、楼梯系统、厨房及卫生间系统、家电内装系统、设备系统等，可实现一体化装修施工，避免现场施工的误差，方便现场组装，在技术发展成熟期，易于普及应用，节约造价成本。

2.从用材工艺分析

土木类的材料在乡村较容易获取，将木材运输工厂进行现代工艺加工可解决木材防火、防虫、防腐等问题，加工后的木构件之间可用金属锚固件、螺栓或是榫卯方式固定节点，方便现场组装与后期拆装，利于回收与异地重建。次，在现代工厂预制的夯土墙比原材料质量好，它配比了固化剂、纤维等其他胶凝材料，通过机械设备高密度的夯实后，墙体对屋架的承重及防水性会大大提高。土与木为主的材料所构建的结构建筑既能传承当地的建筑文化，又能符合当代建设绿色、节能、环保建筑的要求。

3.从居住模式的发展分析

近几年，国家多次出台了关于装配式建筑的实施政策，国内许多城市也出现了钢结构、混泥土结构、木结构的装配式建筑样式，实现了建筑与室内装修一体化。将其落实到乡村，可以带动更多的企业发展及提高就业率。在高科技、信息化、智能化、系统集成化技术研发下，乡村会展现更加丰富，兼具舒适性及环保性的装配式民居类建筑。

三、国内应用装配式技术修建土木结构民居的实践

目前，国内应用于乡村建筑的修复改造主要以装配式轻钢结构及木结构为主。如浙江省丽水市松阳县陈家铺村，设计师考量了地域环境，依据原建筑风貌，运用装配式轻钢结构体系改造传统夯土木结构民居，实施了古与新的融合设计，在室内空间功能方面实现了简约舒适又时尚个性的居室设计，成为当地改造土木民居的标志性案例。四川省广元市昭化区柏林沟镇向阳村应用装配式技术修建传统民居风格的现代夯土住宅，坚持建筑外观设计应用原材料、原工艺、原样式，体现修旧如旧的建筑风貌，与时俱进布局室内功能空间，开展了农村住房建设的试点工作。江西省也在大力推进装配式建筑的发展，并确定了南昌、赣州等地为全省装配式建筑发展的试点。至装配式在国内近几年的发展，越来越多城市、乡镇在投入现代装配式集成一体化的研发、设计与生产、施工。

四、应用装配式改造赣南土木类天井式民居的改造建议

赣南传统民居建筑受儒家、道家影响，崇尚“天人合一”的哲学思想，蕴涵“四水归堂”的理学观念，引水入厅，引景入室，形成了内外虚实环境空间的融合，同时拥有客家文化、宗祠文化，对赣派民居体系产生了直接的影响，具有非常大的人文历史研究价值。

早期，当地人善于取用周边的自然材料，如木、生土、石料、稻草、竹片等修建土砖或夯土木结构的住宅，总体以灰瓦、白墙、天井、小窗构成“厅屋”式的建筑形态，这种民居实际由古代中原庭院府第式民居演变而来1，一般有上下二层，中轴线对称，房屋的正中间由上堂、天井、门厅至北朝南依序垂直排列。上堂与门厅合称为“厅堂”，主要功能是祭祀、议事、会客、餐饮。“厅堂”上空一般不设楼层，两旁分别为室，侧门的廊角位置搭建的木制楼梯可通往二层的居室及贮藏间（早期存放粮食居多），总体两旁室与厅等齐或者凸出。中间的横向天井是依据房屋高度与大小规模而建，主要功能是提供室内采光、排水及通风;大户型的天井民居在正屋两侧有扩建横屋，正屋与横屋又会隔天井与舍，也有纵向垂直扩建及其他复杂的组合形式。赣派天井民居在其拓展性的布局中遵循严格的对称序列及和谐关系。在民居室内格局方面，大多数赣南乡村传统民居对餐厅及会客厅的位置定义较模糊;除厅堂外，两边居室的楼层较低矮，空间格局较小，无法满足现代家具陈设的尺寸;厨房也无法满足防火、衛生、防潮的需求;卫浴间也随意在外搭建，缺少现代化的设施设备，造成生活诸多不便。综合以上，需要以当代人的生活价值观，规划新的平面功能分区图见（图1）。构思从建筑结构形态、空间格局、空间环境这三方面对民居进行装配式一体化的重构，具体实施如下。

1.构建装配式木构架系统

早期乡村民居以采用山上砍伐的原木进行搭建，木料的质量参差不齐，粗短、大小都不够规范，房屋大小格局常受到木料限制，时间久了，木料开裂、虫蛀等问题时常出见。应用装配式建材可避免木材自然属性的缺点，如采用胶合木建造梁柱式天井民居，不但在规格尺寸上可定义多种类型，而且强度高，还可制作大跨度的梁，建造的室内空间格局相对自由灵活，满足了扩大原本室内空间格局不足的需求。在拼接的节点工艺上可选用榫卯及螺栓固定结构，方便组装、拆卸。对于建筑构件，如插栱、博风板、月梁、挑托等较为明显外露的装饰性构件，在工厂预制设计时也较为方便对原本的造型进行比对，对还原当地特色民居建筑风貌具有一定的优势。

2.构建装配式坡屋面系统

赣南大部分传统民居屋面为人字形瓦片屋顶，由于材料简单，常出现潮湿、掉灰、部分残破等情况，需要加强防水、防潮及加固处理，建议从底层到顶层分层次预制：望板、防火石膏板、A级防火挤塑聚苯保温板、OSB板材、沥青防水卷材、檩条、挂瓦条，将其组装拼合，最后铺设回收的青瓦。

3.构建装配式墙体系统

土木结构的墙体以夯土作为材料，能起到保温隔热的效果，土料较容易获取，对修建民居在工程造价方面有优势。但夯土墙承载着来自木屋架的受力，原始材料配比不协调，易出现开裂、坍塌，处理好夯土墙体的质量与压力是关键。采用现代技术工艺预制的夯土墙，在现代研发的技术工艺下，可以采用钢丝网泥浆加固夯土墙体，增设角钢构造柱的方法，提升墙体结构的安全性，克服了来自屋架承重而导致的裂缝问题，在防水性能方面也能有很大的提高。在预制墙体模型时，需要参照BIM建模软件中三维视图的尺寸数据准确定义墙体上的门、窗的开洞尺寸，预留好位置，预埋好线路，设定好插座口等设备。

4.构建装配式地面系统

通过实地考察，大部分传统赣南民居一层地面以素土、小卵石铺垫，也有部分用砖铺设，这类材料在防潮性，舒适性、美观性、平整度方面较差;二层的楼板基本用简单的杉木板铺设，隔音效果及安全性方面较不理想。依据实际情况，地面实施以铺设装配式石材及木地板为主。一层有天井，厨卫，民居的公共区域空间需要布局用水及排水管道线路的系统设施，可考虑采用装配式架空石材的铺装方式设计，预制系統层次包括支架、铝板、活动板基层、石材表面层。设施步骤为支架与铝板通过螺套固定;铝板再通过螺栓与活动板基层粘结的石材表面层进行固定2;石材表面层具体可采用青石板砖作为面层，符合乡村风格，便于清洁打扫及后期维护拆装。也可在混泥土的地面基层上铺设保温隔热层（聚苯乙烯挤塑保温板）、平衡板层（硅酸钙板或碳晶板）及饰面石材层，这些建材通过螺栓和螺丝竖向固定，最后在保温隔热层的下面安装水电管槽3。

对于卧室空间的地面宜采用装配式木地板的铺装系统，可应用装配式防腐木及枕木构件，选择预制SPF型材做架设的地梁，结合胶合板材铺设，金属连接件进行固定;或者用木地板拼接模块（木地板本体结合垫条填充）、轻钢龙骨模块（包含边框、内撑、角部组件、塑胶隔震涂层）、调平固定模块（包含底座、调平件、紧固件、固定螺母、中心螺杆、隔震垫圈）、装饰盖板、装配踢脚线模块（包含侧限紧固单元、插片、装配踢脚线）4，进行预制组装。

5.优化室内功能空间（1）室内公共区域空间

传统赣南民居建筑的空间格局依据“礼制”思想及家族成员的辈分有序安排室内功能空间的使用，较为程式化，因此定义新的空间格局为满足当代人舒适性，人性化的要求是改造的重点。建议将上堂屋作为餐厅使用同时满足祭祀需求，墙面色彩保留夯土本色或用水泥砂浆涂饰后涂上白色漆饰面，部分墙面也可选择青砖饰面，以凸显其重要空间区域位置。为加强乡村厅屋会客的需求，向外扩建门厅作为会客厅，悬挂吊灯，增设现代简约的木制、藤制休闲座椅，摆放茶几、电视、桌子、柜子等家居用品。原灶房改造为现代厨房，依据人体工程学及用户的工作尺寸，预制防火墙板结合吊柜、地柜等厨房系统，按照装配式一体化的模块设计进行安装。一层公共卫浴间可设计在楼道廊角位置，卫浴间以一体化的装修施工，室内立面建议以青砖或石材预制设计，与预埋的线路管道及冷热水管道连接，在融入现代功能生活需求基础上取得与传统建筑相协调的效果。二层的贮藏室依据居民生活需求考虑保留原功能或者改造为书房、茶室等功能空间，满足现代人丰富的精神文化生活需求。

（2）室内私密性空间

针对卧室的改造，需要了解传统赣南民居卧室空间尺寸较小、阴暗、潮湿等问题，需要扩大空间，合理考虑家具床品、衣柜、家电摆放的具体位置。在空间界面设计上，应抬高一层及二层的顶棚，一楼卧室顶棚以预制的木制平顶设计为主，二层以人字坡屋顶为造型，可选择挂吊灯，或者用暗藏LED灯带，如需空调暖气设备可纳入装配式吊顶层一体化设计。在夯土隔墙界面基础上，还可提取本土传统特色民居中木壁鼓墙及织壁粉灰间隔墙的竹编纹样元素5，预制成能组装拆卸的木装饰面板、竹藤编制装饰板、木制镂空雕花工艺的艺术墙板等，适当装饰于电视背景墙及床头背景墙，使居室每一间界面装修各具特色，既传承了本土民居建筑文化又符合现代个性化装修的要求。卧室内部除了增设装配式一体化的卫浴间系统外，还可依据需求增加休闲阳台。

6.美化环境营造室内外景观

天井民居本身具备室内“虚”环境空间，厅堂中心的天井位置可晨沐朝霞、夜观星斗，但传统民居中的天井在功能设施上较为简单，天井中的水也较为污浊。作为室内水景元素，通过装配式一体化改造一层地面铺装系统的基础上，天井内的水通过地坪下管道设置流向建筑四周的渠沟再排向河中。天井内可养水生植物、鱼类，形成室内厅堂一道美丽的风景线。

至于门外的空坪，周边可以种植绿色低矮的植物营造庭院氛围，摆放石制或者木制的户外休闲座椅、遮阳伞，满足一天劳作后休闲的场所，同时也起到美化乡村庭院景观的作用。

通过以上设计构思结合装配式技术，构建赣南民居构想设计图见（图2）。

结语

建筑是连接精神境界与生活环境的载体，传统民居具有社会价值和独特的人文价值，是我国建筑中重要的组成部分。在改造传统土木结构民居设计方案中需考虑本身民居建筑的形态及当地人的生活习惯、民俗风情，再结合当地环境，善于取用建材加工预制，合理将乡村本土文化与现代生活方式相契合，为传统民居的再利用和延续创造出可行性的方案。装配式建筑不但能为我们提供理想的生活空间，同时还可以实现创造物化的价值，对建设美丽乡村，延续传统建筑文化有一定的示范作用。

注释：

1肖龙，王研霞.赣南客家民居夯土建筑形制与工艺[J].设计艺术研究，2015（2）：121-125.

2蓝建勋，洪志诚，李琼德，许艺晖.一种装配式架空地面石材铺贴结构：中国，201721430581.8[P].2018-06-29.

3刘志强，王洋，苗磊.装配式地面系统：中国，201810971853.8[P].2018-11-09.

4张亮.新型装配式木地板铺装系统的制作方法：中国，201921688544.6[P].2020-08-07.

5黄浩.江西民居[M].北京：中国建筑工业出版社，2008：154-155.

注：本文系2017年福建省教育厅中青年教师教育科研基金项目立项课题（社科类），项目编号：JAS171196。