彩钢瓦屋面在中国乡村建设中的风貌控制
2023-02-10四川美术学院常荣华张宽
四川美术学院 常荣华,张宽
一、彩钢瓦屋面的建设现状
彩钢瓦,又称彩色压型瓦,是采用彩色涂层钢板,经辊压冷弯成各种波形的压型板。它颜色丰富、型号多样,适用于工业与民用建筑、仓库、特种建筑、大跨度钢结构房屋的屋面、墙面以及内外墙装饰等,成了许多建筑工地、居民家庭作为临时建筑或自建房的首选材料。彩钢瓦类建筑形式一般分为四种,彩钢瓦材质分为单板和彩钢复合板,连接方式为焊接、自攻螺钉或者铆钉方式,建筑结构分为无骨架彩钢瓦房和有骨架彩钢瓦房[1]。
(一)行业情况
随着工业技术与乡村建设迅速发展,很多新兴现代工业产品如破土之笋,在全球各个国家投用于城乡建设,这些工业产品给建设行业发展起到强大的推动作用。自1987年以后,先进制瓦技术传入我国,促进了我国彩瓦工业的发展,与此同时还出现了沥青瓦、彩钢瓦等一些新的现代工业产品。从1995年开始,中国国内彩涂钢板需求和生产能力大幅提升,据统计,目前我国彩涂钢板产能超过2000 万吨/年,全球产量大约在2000 万吨/年。
彩钢瓦造型简洁、价格低廉,操作简单,深受建筑行业喜爱,尤其是工业建筑与民用建筑方面。居民自发搭建彩钢瓦屋顶的原因,常常是经济水平低下,他们想要使用成本最低、施工最简单的材料来建造空间,彩钢瓦正好满足了他们的需求,于是这种产品大量涌入乡村,对乡村建设带来了重大的影响。
(二)现状问题
1.风貌问题
彩钢瓦不像石木泥瓦等传统材料有长期的建造文化积累和美学经验,它的大量出现和乡村传统风貌发生很大的冲突。国内市面上的彩钢瓦颜色多样,乡建中被广泛投入使用的板材大多为蓝色、红色等色彩饱和度高的色彩,与周边建筑与环境形成巨大冲突,成为城乡风貌基调的主要不协调因素,使城镇乡村的传统风貌遭受强烈冲击;此外,居民在彩钢瓦工艺体系不完整的情况下自发搭建构筑物,这些构筑物虽满足了居民基本使用功能,但却无法保证建造品质,最终产生风貌不佳、工艺参差、使用体验差的效果。
2.安全问题
彩钢瓦等新兴现代工业产品大量涌入乡村,而进入乡村时这些材料并没有完整的工艺体系,所以在国内市场上与彩钢瓦相关的工艺技术大多不够规范,即材料性能不够完善,行业规范不够健全,产品质量参差不齐,导致出现了技术断层现象。于是在施工过程中如果工艺不规范,随意搭接,在大风等恶劣天气情况下,彩钢瓦屋顶易被刮到其他地方,损坏周边设备设施,或在使用过程中出现火灾或渗漏等因为材料性能问题导致的灾祸,影响人居安全。
随着城镇化进程与乡村建设的深入推进,城乡风貌控制日益成为规划建设中关注的焦点,层出不穷的违章搭建成为城乡规划建设中不可忽视的部分。面对彩钢瓦风貌不佳与技术要求不达标等问题,国内许多地方政府纷纷发布彩钢棚相关管控通告,就违建彩钢棚、阳光棚“为什么要拆、怎样拆”两个问题进行了规定。如2019年以来四川省越西县人民政府,重庆市綦江区石角镇人民政府等许多省区县均发布了相关通告;还有国家于2013年和2020年先后颁发并实施的《铁路安全管理条例》和《高速铁路安全防护管理办法》均重点关注铁路沿线彩钢瓦类建筑的安全隐患问题等。
实际上,与传统屋面材料相比,彩钢瓦有着独特的优势,虽存在一定缺陷,但随着国内外专业人士对相关工艺的探讨研究,彩钢结构与彩钢屋面的工艺技术正不断提高,目前已有较为成熟的工艺可供学习,只要是有助于提高人们生活质量的产品都值得鼓励发展。因此,与其不断遏制彩钢构筑物的建设,不如提高其工艺技术和艺术审美的设计与管控,使其转换为乡村建设中的一抹亮色。笔者认为,居民在面对彩钢瓦屋面建设时,可在现有工艺的基础上进行优化设计,将彩钢瓦屋面与建筑整体立面、周边环境的风格结合,设计的方向首先要满足屋顶风貌不破坏周边环境风貌的基本要求,其次,再在此基础上完善屋顶构造。
二、彩钢瓦的材料性能
(一)性能优势
彩钢瓦型号多样、颜色丰富、外观简洁易清理,彩钢压型板屋面体系具有强度高、可抗震、可防水、可防风、可保温;以及自重轻、搭建维护较简便、经久耐用不易变形等诸多优势,此外,彩钢瓦屋面造价低廉、市面上施工工艺较为简便,适用于不同跨度的建筑空间,所以自材料引进以来广受建筑行业喜爱。
(二)性能局限
彩钢板喷漆层在紫外线照射下易老化,导致钢板易受潮生锈;施工不够规范,导致屋面破损或节点衔接粗糙均易形成渗漏隐患。此外,由于彩钢瓦在高温下易受热变形,当外界温度达到360°高温时就会燃烧,所以在彩钢瓦屋顶的后期运维中,若运营不当或欠缺就容易引发火灾[2]。
三、彩钢瓦屋面的风貌管控
如今国内乡村的传统风貌正受诸多不良因素蚕食,风貌控制正是乡村建设中重要的一环,而彩钢瓦的现状问题又是对乡村风貌造成不良影响的要素,面临建设美丽乡村的需要和现状问题的挑战,彩钢瓦屋面问题迫切需要解决。
笔者认为在中国乡村建设中,外彩钢瓦屋面具备良好的建造潜力。彩瓦涂料颜色选择是否恰当、施工工艺是否规范是影响其风貌的决定性因素,总的来说,协调环境的屋面颜色、合理美观的屋面造型设计、简洁完整的施工效果就是彩钢瓦屋面建设过程中的要点所在,因此,若要提高彩钢瓦的建造品质,那对彩钢瓦屋面的风貌控制尤为重要。如何才能使彩钢瓦屋面这种现代材料与传统风貌形成很好的对比,就需要充分理解该材料的优点与局限,并通过设计、建造和管理三个途径来解决。本文对风貌控制的方式总结如下。
(一)提升设计水平
风貌效果的提升:
1.色彩协调性
彩钢瓦的色彩选择应遵循与环境协调、统一的原则。在乡村建设中,对于即将新建的彩钢瓦屋面,无论是单体建筑还是建筑附属构筑物,彩钢瓦色彩应与建筑主体或周边环境协调,可选择浅灰、深灰这类灰色系的低饱和颜色,避免出现与周边风貌冲突大、不协调的高饱和色彩;对于已建的、除色彩外其他方面符合相关规范的彩钢瓦屋面,进行改色处理;若村庄聚落屋顶的颜色整体为高饱和色调,新建的彩钢瓦屋顶的颜色选择也可适当调整,与其协调搭配。
在乡村建设中,许多追求节约成本目的的彩钢瓦屋顶建造实例,虽然工艺并不完善,屋檐单薄未收口,但已满足了不破坏周边环境风貌的基本要求。例如由云南大理景致设计公司设计的“汲舍咖啡屋”和“稻田咖啡厅”。这两个例子的建筑空间趣味性和建筑立面美观性突出,让人不自觉忽略了屋顶处理的不足,从视觉效果看,无论是近观还是远观,建筑整体色彩的搭配都与环境较为和谐,可见屋面颜色的选择对建筑的风格基调和氛围十分重要。
2.艺术效果挖掘
屋面单一色彩的协调是屋面风貌控制的基础,我们还可以在此基础上挖掘彩钢瓦的艺术效果。例如福建的“都团村公共服务中心”就是讨论彩钢瓦色彩与组合方式的尝试,也是对中国乡村20世纪90年代后新民居大量使用新型现代工业产品“瓦”的一种艺术化实践。
都团村公共服务中心的屋顶采用了鲜艳的釉面瓦,建筑中夸张的大屋顶成为建筑的重要视觉元素,不只是因为其夸张的造型,也是因为瓦的颜色搭配大胆。釉面瓦也叫彩色琉璃瓦,琉璃瓦与彩钢瓦的材质是一样的,都是采用镀锌板或彩涂板,只是型号和形状不同,所以名称不同。项目中瓦面颜色的选择为黑、灰、红、橙、深绿、浅蓝,瓦的排序并非完全随机,图案的原型来自周边荷塘和稻田的航拍图,但经过了抽象和调整,使施工相对便捷。如今釉面瓦与瓷砖、彩钢瓦齐名,成为学者批判其为破坏乡村风貌的罪魁祸首,此案建筑师是希望探讨这类材料在现代乡村建筑中当代审美性的可能性,实乃一次大胆又有成效的一次尝试。项目中的创新之处值得我们学习,但施工中明显的不足之处降低了整体效果,比如因釉面瓦方正的规格与屋顶圆滑的弧线边界有了冲突,导致屋檐瓦的边界施工效果参差不齐,收口效果不佳,实为遗憾之处。由此可见,在彩钢瓦的创新实践中,也应该充分考虑材料的规格与形态,使其便于施工又效果甚佳。
(二)物理性能的优化
1.屋面坡度设计
彩钢瓦的屋面设计应遵循实用、合理的原则。屋面坡度设计不宜过小,以防瓦与瓦凸起处搭接缝不够严密,雨大时出现渗漏现象。坡屋顶造型设计时尽量避免起脊处向一侧墙体找坡的样式,优先选用向四周找坡自由排水的样式,屋面雨水管设置充足,方便屋面雨水及时排出。
2.材料性能优化
对彩钢瓦性能的优化,需要对彩钢瓦表面涂料进行优化,提升彩钢瓦的保温隔热、防水防风等能力,还需要针对性能带来的问题,优化解决方案。面对彩钢瓦屋面防水和防火等问题,应当遵循“正确分析、科学选材、严格施工、合理造价”四个原则。要依据合理的设计规范,包括屋面坡度、彩瓦性能等方面入手考虑其他因素;要因地制宜,根据不同地区的温度、环境等差异,采用不同类型的搭接方式;要与时俱进,随着各种新型材料的技术发展与性能优化,在充分考虑造价的基础上,对彩瓦屋面的选择上,应尽量选择具较强耐腐蚀性的材料,增加屋面耐久性[3]。
3.构造细节完善
彩钢瓦的施工工艺应遵循完整、规范的原则。彩钢瓦屋面的施工应根据相关工艺流程进行,屋面的防水与设计、施工、使用各个环节密切相关,这是一个系统工作,应引起重视。在建设过程中,应根据相关规范,完善雨水管、天沟、屋脊等要素的施工,根据建筑的使用要求完善保温隔热等功能的工艺。禁止居民一味节约成本,忽略使用安全,随意搭建具有安全隐患的不符合规范的构筑物。
因为施工工艺不规范和完整度不高,诸多因素易造成屋顶渗漏问题,如屋顶材料不一、屋面造型设计不合理、排水组织不到位等设计因素;板材损坏、钉子不牢固不到位,错误施打、关键结点施工不到位、搭接不到位等施工因素;屋面随意进行堆载,随意加装太阳能、排风帽等设备的使用因素等[4]。因此,在彩钢瓦屋面搭建过程中,对横向搭接节点、纵向搭接节点、特殊阴角瓦处等彩钢瓦屋面相关施工过程、工艺技术的规范性应得到重视。
随着乡村建设的不断探索与发展,乡村公共活动中心、便民中心等公共服务建筑成为村内必不可少的空间,这类空间通常是许多建筑设计师大显身手的地方,它们往往是设计师和项目委托者对成本控制和艺术性融合的产物,所以在这类空间建设中,或不只是这类空间的建设中,如乡村民宿或小型商业建筑等,彩钢瓦屋面成许多设计师的选择。在如浙江的“安吉大雁洼小院子”这些实例中,屋面处理不仅满足了屋面色彩的协调性,同时在工艺完整度与美观性上达到了一定标准,屋面体系中屋脊、檐口收边、天沟等要素工艺完善、造型简洁,使该建筑体量不仅融入了传统村落的整体氛围,还成为村内人气高、形象佳的场所。
就工艺技术而言,其他国家的乡村的彩钢瓦屋面技术与市场就更加成熟,在全世界的诸多乡村建设案例中不难看出,设计师在满足风貌协调和基本功能的基础上,体现了当下国际市场完整的施工工艺与更好的品质,并且还为建筑的美观性做出了更多尝试。如屋脊、天沟、雨水管的多种样式选型,对檐口、檐底的收边处理,屋面与墙体的材料相互呼应等方面,都是彩瓦建设品质高低的体现,也是我们在彩瓦乡村建设中应该学习借鉴的地方。
(三)管控建设实施
1.完善相关规范
推动制定彩钢瓦行业的相关建设标准,并进行多方面宣传。主管部门可牵头开展“彩钢瓦类房屋设施建设的标准试验研究”,形成彩钢瓦类房屋在乡村建设的技术标准建议,提出乡建中彩钢瓦类房屋设施改良方案以及彩钢瓦类房屋设施建筑的相关规定。在此基础上,相关部门颁布国家标准,为乡村环境综合整治提供依据。
2.有效推进落实
政府部门可严令拆除不符合安全规范的违章彩钢瓦构筑物;对需要自建房屋的民户申明搭建规范,建成后进行审核,审核通过方可投入使用;在使用过程中业主应注重屋面堆载,防止不合理堆载,给屋面造成过大的变形形成渗漏隐患。彩钢瓦屋面是一个完整的防水体系,使用过程中业主应尽量避免在屋面开洞安装设备,增加漏水风险,若确需安装设备,需确保防水体系不被破坏,并选择专业施工队伍进行安装。
四、结语
彩钢瓦鲜艳的颜色,低廉的价格、良好的性能,施工的便捷等优势,让其成为民间乐于使用的建材。但在学界,特别是在建筑、文化学者眼中,彩钢瓦是破坏乡村传统风貌的重要因素之一。这种审美的分歧导致建筑师喜欢的朴素、工艺较为精致烦琐的材料并不被普通乡村所接受,而村民因为功能需要和节约成本所选择的“廉价”材料也很难得到学者的认可。这是一个值得我们思考的问题和有待解决的矛盾。
在对屋面的建设中,实用性、实惠性、美观性、耐久性都十分重要,对乡村村民来说,自建房屋时实用且实惠才是他们的首要原则。所以,建议在对彩钢瓦屋面技术的优化与乡村风貌的管控过程中,需要充分考虑使用者即村民的出发点与目的,在提高施工美观效果的同时,也应在保证安全性能的基础上,适当简化施工工艺,应避免为强制达到美观效果而增加多余的施工成本和操作难度,本末倒置。本文结合国内外的部分案例分析,总结出以上几个在乡建中对彩钢瓦屋面风貌控制的方式,希望能为当下美丽乡村建设提供参考与借鉴,提高乡村人居环境质量。