我国北方中俄木刻楞建筑防寒差异对比与启示

2021-03-24张成龙石蕙嘉赵宏宇

吉林建筑大学学报 2021年1期

张成龙，石蕙嘉，赵宏宇

吉林建筑大学建筑与规划学院,长春 130118

0 引言

目前,我国建筑行业大力推行“绿色、低碳、生态”原则,北方地区在此大环境下更需保证建筑的可持续性,而国内恰恰对该领域的研究较少.基于对我国北方村落大量实地调研和文献综述,发现寒地木刻楞建筑满足可持续发展建筑的要求且在我国北方存在两种不同类型的木刻楞建筑,分别是中式木刻楞建筑和俄式木刻楞建筑.在对比过程中,我们发现二者在营造技艺、防寒措施方面存在较大差异,其中防寒措施的差异在北方地区显得尤为重要,因此本文以此为切入点展开讨论,以期为我国北方木刻楞建筑的保护、修缮与发展提供一定的借鉴意义.

1 选择木刻楞建筑的原因与特色解读

1.1 选择北方传统木刻楞民居的原因

我国约70 %的国土面积处于寒地之中,且寒地相较于其他地区冬季时间长达4～6个月,降雪量较大,雪灾频繁,恶劣的风雪天气给人们带来很大困扰,因此寒地建筑的防寒性具有极高的研究意义.木刻楞建筑是我国北方保暖性极强的典型木结构建筑,因此本文选择我国北方木刻楞建筑作为研究对象.

“木刻楞”是居民对其所居住的圆木屋的称谓,这种井干式民居由圆木搭建,即外围护墙以圆木两端上缺口互相咬合衔接垒叠而成的、屋顶覆以木瓦的木构民居建筑[1].木刻楞建筑的建造过程中,没有用到一砖一瓦一钉,因此木刻楞建筑可以称为是传承百年的绿色建筑.我国寒地两种类型的木刻楞建筑均能适应北方寒冷的气候环境,但其在建筑围护结构和室内采暖设施方面存在巨大差异,经对比,我们发现这种差异可以体现出中国建筑文化的特色,弘扬中国建筑文化自信.

1.2 彰显我国北方建筑文化自信的木刻楞建筑特色解析

中国北方建筑文化自信是推动我国北方寒地建筑不断发展更根本、更持久的动力.与我国一样同处于高寒地区的韩国、日本,一直以来都在积极挖掘本国的文化特色,大大提升了国人自信,我们也应对中国北方寒地建筑文化形成进一步认知,识别出属于中国的文化自信,率先建构我国北方建筑文化自信的理论体系,建立典型建筑基因库.

长白山茫茫林海中就有一个能彰显我国北方建筑文化自信的百年村落——锦江木屋村(下文简称“锦江村”).曹宝明先生认为,最早的木屋村是为等待清朝康熙皇帝祭祀长白山而留守的兵丁所建,距今已有300多年的历史[2].300年以来,锦江村受到“木帮文化”的影响,村中的一切物件都由木头制成:由木墙、木瓦和木烟囱组成的木刻楞房;室内的木桶、木盆和木勺子;院子里的木仓、木圈和木障子;以及村民劳作时用到的木轮、木车、木爬犁等等.

锦江村位于长白山西南麓的森林腹部,距离抚松县漫江镇约2.5 km.建国初期,一些山东流民来此定居,因此,现在大家看到的极具地域文化特点的村落便是当地原有满族村民与“闯关东”的汉族村民共同营造而来.锦江村现已被评为国家第二批传统村落,村中的木刻楞建筑是长白山最后的传统木屋建筑,被誉为“长白山木文化的活化石”[3],其背后蕴藏的木刻楞营造技艺具有较强的环境适应性,极具研究价值.

除了以锦江木屋村中的木刻楞房为代表的中式木刻楞建筑以外,我国还有另一种类型的木刻楞建筑——中国俄式木刻楞建筑.恩和俄罗斯族民族乡是典型的俄罗斯族和华俄后裔聚居地,也是中国唯一的俄罗斯族民族乡,村内有很多带有俄罗斯风格的木刻楞建筑,故本文选取该村中的木刻楞建筑作为中国北方俄式木刻楞建筑的代表进行研究.

2 我国北方木刻楞建筑营造技艺的梳理与对比

我国北方现存的木刻楞建筑可分为两类,即中式木刻楞和俄式木刻楞(见图1).

中式木刻楞一般是指靠近山林,周边有丰富木材和石材资源的木刻楞建筑,这类木刻楞建筑的居民以人数较少的少数民族居多,建筑中往往会表现出明显的民族特色.

俄式木刻楞是指地处中俄边境,华俄后裔或俄罗斯人曾经居住过的边界地区的木刻楞建筑,这类木刻楞建筑与俄罗斯本土的木刻楞建筑差别不大,具有欧洲特点,且具有较高的艺术价值、观赏价值和使用价值,被人们称之为“立体的彩色雕塑”[4].

(a) 锦江村木刻楞建筑

(b) 恩和村木刻楞建筑

2.1 俄式木刻楞建筑营造技艺解析

俄罗斯地处东欧,气候寒冷,森林密布,因此以木结构为主的木刻楞房便成为俄罗斯先民最早居住的场所.俄国十月革命后,许多俄罗斯人越过界河来到额尔古纳市定居,因此我国现存的俄式木刻楞建筑是在俄罗斯民居的基础上进行继承和发展,又经多年演变而成,现已有400余年的历史[5], 其大多位于与俄罗斯临近的我国北部地区(见表1).

表1 我国俄式木刻楞建筑分类[6]Table 1 Classification of Russian-style woodcut slabs in my country

2.1.1 内蒙古东北部俄式木刻楞建筑营造技艺解析

恩和俄罗斯族民族乡(下文简称“恩和村”)是中国唯一的俄罗斯民族乡,故以此为代表剖析俄式木刻楞建筑更具说服性.该地区位于大兴安岭山脉西北麓,冬季时间较长、寒冷且多积雪,四季特征显著,土地肥沃,植被茂盛,村内林场施业区木材蓄积量达到1 098万m3[7].恩和村的木刻楞建筑建造时,通常先用石块垒砌成坚固的地基,然后选用极好的粗大原木交错垒砌成墙体,每层原木间垫以干苔藓,达到避风保暖的效果.为避免冬季雪荷载过大,屋顶坡度一般较大,覆以铁皮或“灯笼板”(劈材板),数十年不腐.为增强防寒性能,室内一般设有吊顶和木地板.俄式木刻楞建筑虽然外观粗犷,但门窗和地板均涂有油漆,且喜欢用五角星图案装饰檐口、山花等部位.

2.1.2 黑、吉、辽和内蒙古4省的中东铁路沿线地区俄式木刻楞建筑营造技艺解析

中东铁路沿线地区的木刻楞建筑于1901年始建,是在铁路通车运营后才开始进行建设的[8].木刻楞建筑由直径20 cm、长度10 m左右的原木搭建而成,木材一般选用落叶松,将其去除树皮和枝丫后,在原木两端凿出缺口相互咬合层层垒叠在石砌的地基上.建筑立面分为上、中、下3个部分,上部为屋顶部分,常见的类型为人字形的铁皮屋顶,以减少冬季积雪的重压,屋顶常开天窗,用于通风和储藏物品;中部为整栋建筑的关键部位,主要包含门斗、楼梯、山花以及屋檐、门檐、窗檐等一系列檐下装饰;下部为台基部分,石块坚硬的材质为整栋建筑增加了稳定感.

2.2 中式木刻楞建筑营造技艺解析

目前，我国北方现存的中式木刻楞建筑大多为人数较少的少数民族民居(见表2),具有较强的民族特色.至今为止整个东北地区保存最为完好的木刻楞建筑群即为锦江村的东北满族木刻楞建筑,因此本文以此作为中式木刻楞建筑的代表与俄式木刻楞进行对比分析,更具说服力.

表2 我国中式木刻楞建筑分类Table 2 Classification of Chinese-style woodcut buildings in my country

2.2.1 东北满族木刻楞建筑营造技艺解析

东北满族木刻楞建筑由木墙、木瓦、木烟囱组成,其建筑底部没有石质地基,而是沿建筑框架四周向下挖30 cm左右的土沟,将原木嵌入其中,然后将室内地面用石头夯实填平.地基做好以后,将砍了凹槽的红松木纵横交错咬合成墙体,原木之间以榫卯形式进行连接,大大提升了建筑结构的抗震性.屋顶所用的瓦片来自于锦江村周边森林的木片、桦树皮或山草,是井干式木屋特有的屋顶形式.木烟囱为整个木屋的至高点,一般选用森林中枯死的大树,选择一段长度约3 m、直径约50 cm且又长又直的朽木备用,用火将朽木内烧空并使其碳化,外涂一层泥巴,立于屋外,再用一根横木与屋内火炕相连.

2.2.2 鄂伦春族木刻楞建筑营造技艺解析

鄂伦春族是我国人口最少的民族之一,人口分布于内蒙古东北部和黑龙江北部[9],世代生活于贝加尔湖、黑龙江南北、大小兴安岭的山林地带.木刻楞建筑的墙体是由完整的大原木垛起来的,木杆一般选用直径30 cm左右的原木,把原木的两端砍平,原木之间的搭接方式类似于中国古代的榫卯结构:在每根原木的两端留出相同尺寸的凹槽并相互咬合起来,最后用草泥将木结构室内空间的缝隙封死,起到保暖的作用.鄂伦春族的木刻楞建筑虽然从外形上看稍显笨重,但却十分坚固,并且具有防水、耐寒的特点.

2.2.3 赫哲族木刻楞建筑营造技艺解析

赫哲族也是我国人口最少的少数民族之一,是渔猎民族的典型代表,主要居住在我国的东北部,分布于黑龙江、乌苏里江、松花江流域[10].修建木刻楞建筑需先用石材垒建地基,然后将森林原木通过手斧的加工变成规整的原木滚,再通过逐层垒造叠积的方式搭建起木刻楞建筑的墙体,整个建造过程中全部采用木头楔子加以固定,没有用到一根铁钉.

为了应对冬季的寒冷气候,赫哲族人将干苔藓填充到原木的缝隙之间,起到防风、保暖的作用.赫哲族的木刻楞建筑是赫哲族长期渔猎文化的典型代表,是艺术性与功能性的结合体,是赫哲族人劳动智慧的物化表现[11].

2.2.4 图瓦族木刻楞建筑营造技艺解析

图瓦人主要居住在新疆维吾尔自治区西北部的禾木村,禾木村地处阿勒泰山南麓地区,降水量与南疆相比较大,四季分明,森林茂盛且草甸丰厚.

图瓦族木刻楞建筑的主要建筑材料为红松原木和木质条板,选择直径约30 cm笔直的原木,在两端采取斧劈开槽的方式,将开槽加工后的原木上下对扣形成咬接,构成稳定牢固的框架,然后将原木层垒起来,搭建起既是承重结构又是围护结构的木刻楞建筑.为提高建筑的气密性能,还会在红松原木之间填塞当地称为“努克”的高原苔藓.

2.3 我国北方中俄木刻楞建筑营造技艺对比

由于地理位置、气候环境和民族习惯的不同,中俄木刻楞建筑在不同建筑部位的营造技艺上也存在差异,主要分为以下3个方面(见表3).

表3 我国中俄木刻楞建筑营造技艺差异对比Table 3 Comparison of the differences in the construction techniques of Chinese and Russian woodcut buildings

3 木刻楞建筑的防寒差异性对比与启示

3.1 建筑围护结构的防寒差异性对比

木刻楞建筑围护结构的材料为木材,干燥后的木材含水率极低,其绝热性能很好,同样厚度下,木材的隔热值比标准的混凝土高16倍,比钢材高400倍,比铝材高1 600倍[12].在冬日室外环境相同的情况下,木刻楞房的室内温度高于混凝土房6 ℃左右,防寒效果是空心砖墙的3倍.虽同为木刻楞建筑，但中俄两式木刻楞建筑在围护结构方面还是存在异同(见图2).

(a) 俄式木刻楞建筑墙体构造图

(b) 中式木刻楞建筑墙体构造图

3.1.1 俄式木刻楞建筑围护结构防寒措施解析

恩和村的木刻楞建筑在墙身上下两原木之间夹垫本地晒干后的苔藓,用来增加密闭性和保暖性,此外建筑墙体还采用双层夹板的形式,增强建筑的防寒性能.屋顶举架高度在3 m以上,能同时保证室内的通风和采光,且通常会在房屋前修建一间“门斗”,形似走廊,冬季具有很强的防风、保暖功能.

3.1.2 中式木刻楞建筑围护结构防寒措施解析

锦江村的木刻楞建筑采用木骨泥墙这种复合墙体的做法来应对冬季的寒冷气候[13].将混合乌拉草的黄泥在内外墙分别涂抹3次,使建筑墙体达到坚固、耐腐蚀、抗震性强的效果.黄泥中需加入一些浸泡后的乌拉草,使乌拉草、黄泥和水充分融合在一起,用这种黄泥涂抹过的墙体具有极好的热工性能、冬暖夏凉,而且乌拉草可以吸湿防潮,防止水分结冰涨裂墙体.原木和黄泥组合成的木骨泥墙通常能达到30多厘米厚,足以抵御冬季的寒风.

3.2 室内采暖设施的防寒差异性对比

3.2.1 俄式木刻楞建筑室内采暖措施解析

恩和村的木刻楞建筑室内有土坯垒砌的火墙,使得室内十分温暖,屋顶大多有天窗,壁炉的烟囱与天窗的排气通道相连,可以将室内烟尘快速排出室外[14].冬季室内燃起壁炉,壁炉的搭建方法古老且科学,能够节省材料并保持室内的清洁,炉子上通常搭建有烤箱,在寒冷的冬季可以加热食物、茶饮.此外,炉子上还可覆以木板,用来烘烤被褥.总之,壁炉是人们度过寒冬不可或缺的.

3.2.2 中式木刻楞建筑室内采暖措施解析

锦江村采用灶台、火炕、火墙主被动结合能源高效循环利用的室内采暖机制来应对冬季的严寒.火炕是木刻楞建筑的主要采暖设施,人们的饮食起居均在炕上进行,这也是满族的炕上文化.屋内有一整居室开间的火炕,宽度约为1.6 m～1.8 m,高度一般为60 cm～70 cm.室内灶台、火炕、火墙三者相连,烧饭时产生的热量能温暖整个房间,燃烧过程中产生的灰烬由木烟囱排到田野间,滋养土地,实现了能源的高效循环利用.

3.3 木刻楞建筑防寒技术对当代启示

木刻楞建筑作为我国北方建筑文化自信的代表,应该得到较好的修缮与传承.我国北方现存的中俄两式木刻楞建筑大多依山而建,取材方便.但是目前在经济发展的冲击下,我国大部分林区都面临着生态保护和经济转型的双重挑战,树木资源较为短缺,无法满足木刻楞建筑修缮的需求.不过我们仍可采用一些低碳环保的现代建筑材料,在不破坏木刻楞建筑外观的前提下,对木刻楞建筑进行修缮,既保护了生态环境,又将木刻楞建筑独有的建筑文化特色留存下来.

(1) 传统木刻楞建筑材料再利用. 木刻楞建筑材料主要是木材和石材,这些材料具有可循环利用的特点,生态价值突出.木刻楞建筑拆卸以后,没有被虫蛀腐蚀的木构件完全可以在新建建筑中二次利用,这样做不仅可以大大降低成本还能保护环境,节约木材资源.

(2) 新型材料的现代应用. 为解决传统建筑材料短缺、风化等问题,在进行木刻楞建筑修缮和新建的过程中,应在不破坏传统建筑风貌特色的前提下,适当采用新型材料.如选用在寒地应用较广的XPS挤塑板对木刻楞建筑的围护结构进行内保温处理,再涂以防火喷漆,最后室内墙面仍以旧报纸糊面,在不影响木刻楞建筑室内装修布置的前提下,运用新型材料提升建筑整体防寒性能.