黄河下游滩区乡村装配式民居设计研究——以新乡市原阳县为例

成舒宁 庄昭奎

(河南理工大学 建筑与艺术设计学院，河南 焦作 454000)

1 原阳县滩区概况

原阳县隶属河南省新乡市，地处豫北平原，南临黄河，滩区面积大，气候上夏季炎热多雨，冬季干冷多风沙。原阳古称博浪沙，自古便是黄河津渡，诸侯会盟处，兵家必争地，有着悠久的历史。国家对黄河下游滩区乡村采取迁建的思路，包含原址重建、产业引进、前村并点等模式。自从党的十八大以来,党中央高度重视生态环境保护，党中央对黄河流域生态保护与高质量发展工作尤为重视。

2 黄河下游滩区乡村民居特征及演变

2.1 黄河下游滩区乡村传统民居特征

原阳县地处中原，受中国传统文化影响，尤其是儒家思想影响较大，传统民居呈现出来较为明显的中正、对称特征。该地区传统民居建筑具有中国传统四合院民居的一般特征，以庭院为中心，建筑单体围绕庭院布置。院落整体格局以坐北朝南为主要朝向，倒座、左右厢房、正房围合形成四合院，富裕家庭的民居会在轴线纵深方向上叠加四合院，形成多进院落，甚至再在横向上扩充，形成带有跨院的多路院落，建筑群各部分之间主次分明、秩序井然。单体建筑以“间”为基本单位，形制上倒座、厢房以三开间为主，正房形制多为“明三暗五”，即正房总宽度是五个开间，但两侧的房间被厢房遮挡，在院子里能看见中间的三个开间；建筑屋顶一般采用硬山双坡的样式，一般民居多采用板瓦屋面，少部分民居正房采用筒瓦屋面。

2.2 黄河下游滩区乡村民居现代特征

伴随着社会发展和生活水平提高，原有的传统民居难以满足现代生活的需求，群众在宅基地上翻建住宅的情况成为必然，产生了第二代、第三代民居样式。第二代民居伴随着上世纪80年代到90年代乡村集体内部自主规划宅基地而产生，全村范围内宅基地统一规划布局，常见的宅基地尺寸是16m×16m，占地规模约为4分地，面积规模统一化，且较之前宽度、深度均有减小，尤其是进深方向的缩小更为明显(如图1)。为了适应新的宅基地形状，并且能留出一定的庭院空间，采取了取消正房和厢房之间空隙的做法，将正房和厢房连接成为一体，形成新的明三暗五格局，建筑正房、厢房位置的建筑空间进深与传统民居样式基本保持不变，临街的倒座房仍然存在。这个阶段民居以单层建筑为主，建筑墙体使用黏土砖砌筑，屋顶采用双坡屋顶和平屋顶结合的形制，双坡屋顶的部分使用板瓦屋面，原有四合院的格局特征还较为明显。进入21世纪之后，因为外出务工收入增加和生活条件进一步改善需要，楼房民居的建造逐步形成主流，形成第三代民居样式(如图2)。建筑单体进深增大，原有的庭院空间被内化为客厅部分，建筑内部空间被分成前、中、后三个部分，前部是客厅空间和位于两侧的卧室，中部是走道、卫生间和楼梯，后部是厨房、餐厅和小卧室，整体平面格局仍然具有一定的中正、对称特征。由于正房进深的明显增大，院落在进深方向上，已经难以容纳临街倒座房的位置，在部分院落中取消临街倒座房的做法逐步增多，传统庭院的空间围合属性进一步被弱化。

图1 第二代民居平面图

图2 第三代民居平面图

由于常年黄河水患的影响，黄河滩区居民的安全问题和经济发展问题被各级政府关注，对滩区部分乡村实施迁建扶贫计划，在乡村拆除过程中，产生了大量的建筑垃圾，同时，在未实施迁建的乡村中，用传统方式建造第三代民居的建造行为仍然流行，在建造的过程中存在一定的建筑废料，而且这部分民居在以后的迁建过程中不可避免的要产生大量的建筑垃圾。自中国共产党十八大以来，国家高度重视生态环境保护，对黄河流域制定生态保护和高质量发展政策，作为高能耗、高污染的建筑行业，在乡村迁建过程中产生的环境问题急需解决。装配式建筑技术具对自然环境具有友好性，能更好地适应社会发展需求，在第三代民居的基础上，尝试融入装配式建筑技术进行设计和建造。

3 装配式建筑技术对当地民居的适应性设计

3.1 单体模块设计

保留建筑的空间逻辑，强化单体建筑“间”的概念。通过对传统民居建筑与第二代、第三代民居单体的长、宽、高尺寸和门窗洞口尺寸进行分析研究，结合建筑构造理论知识，基本单元尺寸以扩大模数3M为基本单位，门窗洞口以基本模数M为基本单位，将全部空间归纳成四种满足建筑构造模数的基本单元模块(如图3)，根据实际建筑基地朝向、周边环境条件，对单元模块的结构受力能力、通风采光效果、保温隔热系数等关键要素进行模拟分析计算，按照建筑室内声、光、热等环境热舒适度系数进行环境控制，使单元模块内部空间满足人体舒适度要求。

图3 基本单元模块

3.2 建筑空间设计

在建筑空间组织上，以第三代民居为基础，以客厅、起居空间为中心，周边布置卧室、厨房、卫生间、交通等类型的空间，建筑空间的对称性和前、中、后三个空间层次保留。在空间尺度的处理上，结合现代生活家具布置和室内采暖、制冷需求，卧室空间平面长、 宽尺寸基本保持不变，高度进行适当压缩， 控制为3m或者3.3m的取值。为满足多样化的会客和家庭起居需求，在满足建筑构造扩大模数3m的前提下，客厅起居和餐厅空间采用模块之间预留的方式取得， 竖向尺寸可以随卧室、厨房、卫生间高度取值， 或者采用两层通高的方式，形成家庭的特色空间。

3.3 建筑造型设计

建筑单体多采用双坡屋顶的样式，由于宅基地形状方正，而且建筑轮廓充满宅基地边界是该地区流行做法，因此单体建筑外轮廓较为方正，朝向两侧和后部的界面平整、无造型突出，建筑的正立面朝向庭院，是重要的造型设计的部位(如图4)。卧室、餐厅、厨房、卫生间等空间门窗洞口的设置保持上下对位，而客厅起居空间引入玻璃幕墙元素，采用适当凸出的设计手法，满足充足采光的同时，是体现现代建筑特征的重要设计元素，建筑外立面可以采用涂料或者面砖装饰的做法。

图4 装配式民居造型

3.4 构造节点设计

构造节点的设计主要存在于墙身、基础、预留空间和屋面(如图5)。单元模块墙体位置通过结构受力和声环境计算，除转角和中间加固部位，其他部分墙体均减小厚度，这种做法不仅可以节省建材、减小荷载，形成的凹槽可以作为填充保温材料的空间。建筑基础采用常规的条形基础，属于传统的基础类型，由于上部的单元模块结构传力特征与框架结构相近，因此基础中可以减去圈梁构造。单体模块之间预留的客厅起居和餐厅空间，在不通高空间的设计方案中，需增加钢梁和压型钢板组合楼板来分隔楼层空间，客厅起居、餐厅空间前后建筑界面需要增加传统的砌体结构来形成维护。屋面的设计保留传统民居双坡屋顶的样式，为了减轻结构荷载，采用轻钢结构形成屋架

图5 施工中的构造部位

结构，屋面采用轻钢结构上挂金属瓦的构造做法。

4 装配式建筑技术的建造优势

4.1 速度快，便于快速施工

通过装配式建筑技术在民居建造中的运用来看，仅建筑基础和屋顶部分需要常规的作业方式进行施工，建筑主体部位可以实现单元模块化，单元模块可以由工厂工业化生产的方式完成，实现运输、吊装就位，通过预埋焊接、坐浆等方式快速完成主体部分的施工过程，施工的效率大大提高，受环境影响较小。

4.2 造价低，有助于控制成本

建筑主体部位单元模块的生产由工程批量完成，与现场传统的人力施工相比，其施工造价大大降低，有助于控制建造的成本。

4.3 生态性与环境舒适度

建筑单元模块的原料选取较为广泛，材料的制造过程可以实现对建筑垃圾、施工废料的消耗，同时，装配式建筑模块单元制造过程中所产生的建筑垃圾可以控制在较低水平，而且可以实现工厂内部的废料循环利用，在原材料选用、生产过程环节表现出来较为明显的生态性。单元模块的构造特征更容易实现保温层的铺贴，可以使建筑建成之后的运营周期具有更低的能耗和更好的环境舒适度。

5 结 语

黄河下游滩区文化底蕴深厚，其乡村具有较为特殊的自然和人文环境，受地方传统文化和社会发展的影响，民居的变迁和更新是一个缓慢的过程。在滩区迁建和黄河流域生态保护与高质量发展的社会背景下，装配式技术在民居建造中的利用尝试，在施工速度、造价控制、生态性等方面体现出来较为明显的优势，符合国家生态保护与高质量发展的政策，对滩区的迁建工作有利。对装配式建筑技术的应用研究和推广，应该在更大范围内开展。