實(shí)用型木結(jié)構(gòu)蒙古包設(shè)計(jì)初探

劉曉波 尹晶萍 付堯 曹燦

摘要：本文以游牧民族的住所蒙古包為研究對(duì)象，在對(duì)保護(hù)、傳承傳統(tǒng)蒙古包文化為核心的內(nèi)容下進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，通過(guò)改進(jìn)傳統(tǒng)蒙古包的結(jié)構(gòu)工藝和外觀造型，以滿足當(dāng)下人們審美的需求。該設(shè)計(jì)遵循蒙古包可移動(dòng)、可拆卸的特點(diǎn)，使用裝配預(yù)制建造技術(shù)與木結(jié)構(gòu)材料制作組件組裝成型。本設(shè)計(jì)在滿足實(shí)用功能的基礎(chǔ)上，解決了蒙古包實(shí)際使用中會(huì)遇到的采光、通風(fēng)、給排水、供熱、供電等多項(xiàng)問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：木結(jié)構(gòu);實(shí)用設(shè)計(jì);蒙古包;使用功能

Abstract： This paper focuses on the nomadic yurts， Innovative design under the core content of protecting and inheriting traditional yurt culture， By improving traditional yurt texture expressions， meet current aesthetic needs. The design follows the removable and detachable characteristics of the yurt， Use assembly prefabricated construction technology to make components with wooden structural materials. This design is based on practical functions，Solve a number of practical problems covering yurt lighting， ventilation， water supply and drainage， heating， power supply and other issues to meet the need of practical yurts.

Keywords： Wood structure; Practical design; Yurt; Use function.

現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)建筑以其保溫節(jié)能、低碳環(huán)保、抗震等優(yōu)點(diǎn)著稱，采用了新的結(jié)構(gòu)材料、設(shè)計(jì)、建造工藝等技術(shù)，是較為典型的節(jié)能環(huán)保型建筑[1-7]。蒙古包是蒙古族牧民所使用的一種可移動(dòng)穹頂式建筑，用于游牧生產(chǎn)生活。隨著現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展，草原人民的生產(chǎn)生活方式發(fā)生了巨大變化，傳統(tǒng)蒙古包不再是人們居住的主要形式，而是被應(yīng)用于具有民族文化底蘊(yùn)地區(qū)的生態(tài)旅游活動(dòng)中。旅游活動(dòng)對(duì)蒙古包功能和形式上的訴求以舒適、簡(jiǎn)潔、輕便、經(jīng)濟(jì)、美觀為主，這就要求新型蒙古包在設(shè)計(jì)上要采用經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的新材料和科技含量較高的新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)蒙古包居住的舒適性、造型的美觀性和建造的經(jīng)濟(jì)性[8-12]。

1 木結(jié)構(gòu)蒙古包初步設(shè)計(jì)

實(shí)用型木結(jié)構(gòu)蒙古包的設(shè)計(jì)采用了新的外觀造型、新的工藝結(jié)構(gòu)，意在解決傳統(tǒng)蒙古包在實(shí)際使用中存在的舒適性差、面積較小、使用功能單一等問(wèn)題[13-15]。整體建筑注重以人為本的設(shè)計(jì)理念，堅(jiān)持實(shí)用為主，兼顧生態(tài)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保，從根本上解決傳統(tǒng)蒙古包作為居住建筑的多項(xiàng)功能問(wèn)題。實(shí)用型蒙古包以木結(jié)構(gòu)為框架，在保留傳統(tǒng)蒙古包的基本形狀前提下，用新的造型去表現(xiàn)蒙古包[16-18]。該蒙古包的外觀造型設(shè)計(jì)在外部輪廓中加入圓弧元素，與蒙古包輪廓四周尖角處相切，頂部以半徑700mm圓形相切，四周以300mm圓形相切，最終形成圓潤(rùn)的輪廓造型。蒙古包顏色以白色為主，象征草原上的白云。蒙古包使用預(yù)制結(jié)構(gòu)成型工藝，將單獨(dú)設(shè)計(jì)的木質(zhì)結(jié)構(gòu)件加工成型，在施工現(xiàn)場(chǎng)組裝成完整的蒙古包，避免因施工造成對(duì)草原生態(tài)環(huán)境的破壞。

2 木結(jié)構(gòu)蒙古包細(xì)化設(shè)計(jì)

實(shí)用型蒙古包為木結(jié)構(gòu)制作，部件預(yù)制組裝完成建筑主體，設(shè)計(jì)多個(gè)實(shí)用組件來(lái)解決通風(fēng)、采光、給排水等問(wèn)題[19-24]。

2.1 組件設(shè)計(jì)概覽

該蒙古包建筑占地面積82m2，主體使用面積40.7m2，衛(wèi)生用房使用面積6.25m2。圓柱形主體半徑3.6m，等分為12個(gè)部分，建筑立面和頂棚斜面等分為12個(gè)組件，等分構(gòu)造的組件便于批量化生產(chǎn)和拆卸組裝。立面組件為承重部分，通過(guò)不同的組件設(shè)計(jì)起到承重、采光、通風(fēng)、裝飾的功能。附屬建筑為衛(wèi)生用房，與主建筑干濕分離，為主體建筑提供洗漱、沐浴等功能，通過(guò)連接門與主體貫通。

建筑主體材料采用防腐木，木質(zhì)材料作為一種可回收、質(zhì)量輕的材料可廣泛使用于蒙古包的建設(shè)[25-28]。蒙古包外層貼附FRP復(fù)合材料（Fiber Reinforced Polymer），F(xiàn)RP復(fù)合材料是由纖維材料和樹脂等基體材料按一定比例混合而成的高性能材料，具有質(zhì)輕而硬、不導(dǎo)電、機(jī)械強(qiáng)度高、可回收、耐腐蝕等特點(diǎn)[29-33]。

2.2 組件細(xì)化設(shè)計(jì)

細(xì)化組件包括頂蓋組件、頂棚組件、通風(fēng)頂桿組件、立面組件和底層組件，通過(guò)以上組件的組合，構(gòu)成整體蒙古包。當(dāng)通風(fēng)構(gòu)件打開時(shí)，可進(jìn)行空氣流通。

2.2.1 頂蓋組件

頂蓋組件位于蒙古包頂端，由整塊木材開模成型，圓錐形頂蓋可通過(guò)3段式液壓支撐桿打開，頂蓋組件打開后可形成通風(fēng)口。液壓桿由電子操控，構(gòu)成可開合頂蓋的形態(tài)，可抬升圓形頂蓋組件250mm，頂蓋下方的十字構(gòu)件能夠?yàn)橐簤簵U與圓錐形頂蓋提供支撐。

2.2.2 頂棚組件

頂棚組件位于蒙古包斜上方。提供支撐結(jié)構(gòu)，將蒙古包頂棚自圓心等分為12個(gè)組件，組件之間相互拼接構(gòu)成完整的頂棚。其中6個(gè)組件由頂蓋處作為圓心向外旋轉(zhuǎn)，通過(guò)在蒙古包內(nèi)壁設(shè)置的頂桿抬升后，可開啟10°在蒙古包上方形成通風(fēng)廊道，與頂蓋開合通風(fēng)口共同形成整個(gè)蒙古包的空氣流通系統(tǒng)。

2.2.3 通風(fēng)頂桿組件

通風(fēng)頂桿設(shè)計(jì)在室內(nèi)墻壁上，與邊緣旋轉(zhuǎn)構(gòu)件連接，手動(dòng)向上可開啟4個(gè)通風(fēng)頂棚。頂桿上方拐角設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)可節(jié)省室內(nèi)空間，頂桿與頂棚連接處由可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件組成，形成固定上下開合頂棚的工具。頂桿下方設(shè)有手握把手，墻面的固定扣件固定頂桿位。簡(jiǎn)單的圓孔穿插結(jié)構(gòu)可調(diào)節(jié)頂棚開合大小，從而調(diào)節(jié)通風(fēng)風(fēng)量，這樣的頂部通風(fēng)設(shè)計(jì)，相對(duì)于傳統(tǒng)開窗通風(fēng)，風(fēng)感較小，換氣效果直接，適合于蒙古包通風(fēng)換氣。

2.2.4 立面組件

該木結(jié)構(gòu)蒙古包被設(shè)計(jì)成12個(gè)等分立面組件，分別為2個(gè)門組件，4個(gè)帶窗組件，4個(gè)封閉墻面組件，2個(gè)星芒狀鋼化玻璃組件。星芒狀玻璃的設(shè)計(jì)靈感源于夜空中的繁星，該設(shè)計(jì)還能提供部分采光功能并起到美化視覺的效果，整體組件由防腐木制成，起到立面的承重作用，各組件通過(guò)連接件在施工現(xiàn)場(chǎng)組裝成型。

2.2.5底層組件

底層組件位于蒙古包下方靠近地面處。室內(nèi)地面部分由木材制作拼接而成，地面與承重骨架相距120mm，通過(guò)拼接形成密封的室內(nèi)地面，室內(nèi)地面部分與承重骨架構(gòu)成隔空層，可在隔空層中排布水、電、暖等設(shè)施。隔空層下方為承重骨架，承重骨架由鋼材構(gòu)成，半徑為3300mm，骨架格柵尺寸為400×400mm，厚24mm。作為承重構(gòu)件，其為整體建筑提供鏈接基架，建筑上方組件通過(guò)鏈接件與骨架相連，便于拆裝，基座為8條長(zhǎng)方形木質(zhì)柱體，與中央相連，每條長(zhǎng)方形柱體尺寸為2760mm×500mm×100mm，內(nèi)部設(shè)置水電線纜。方形柱體與地面直接接觸，多條柱體連接保持蒙古包在地面的穩(wěn)定性。

2.3 空氣流通分析

當(dāng)頂蓋組件與頂棚可開啟組件全部打開時(shí)，室外冷空氣通過(guò)頂棚組件流入下沉，室內(nèi)熱空氣通過(guò)打開的頂蓋上升排出，形成室內(nèi)空氣的循環(huán)。不同組件的開合角度不同，可形成不同風(fēng)量的空氣循環(huán)以應(yīng)對(duì)外界冷暖干濕空氣對(duì)蒙古包內(nèi)部環(huán)境的影響。頂部開啟上下循環(huán)方式的通風(fēng)口，相對(duì)橫向?qū)α餮h(huán)風(fēng)感小、循環(huán)效率高，下方架高處與地面形成多個(gè)貫通通道，地面氣流在下方流通循環(huán)，帶走地面濕氣。

3 結(jié)語(yǔ)

本文介紹的實(shí)用型木結(jié)構(gòu)蒙古包的設(shè)計(jì)在保護(hù)傳統(tǒng)蒙古包的工藝結(jié)構(gòu)和外觀造型的同時(shí)，增加了具有現(xiàn)代特色的結(jié)構(gòu)工藝和外觀造型元素，使其在傳承經(jīng)典的同時(shí)，提高了蒙古包居住的舒適性和使用的便利性。通過(guò)增加科技配置、預(yù)裝組件來(lái)改善蒙古包使用條件，此設(shè)計(jì)既保留了原有蒙古包的風(fēng)格，又增加了多項(xiàng)實(shí)用功能，使蒙古包展現(xiàn)出新的活力。

在對(duì)這種可移動(dòng)式實(shí)用型木結(jié)構(gòu)蒙古包的設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們遵循適度開發(fā)、保護(hù)優(yōu)先的發(fā)展思路，使蒙古包在使用過(guò)程中能盡量減少對(duì)草原生態(tài)的破壞，將草原生活的便利性、舒適性及科學(xué)性放在首位去思考設(shè)計(jì)。

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