秸稈砌體在民宿建筑中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)研究*

崔維鵬

(西安建筑科技大學(xué) 西安 710000)

前言

秸稈砌體是利用綠色生態(tài)的設(shè)計(jì)理念對(duì)農(nóng)業(yè)余料的再利用設(shè)計(jì)，以秸稈磚為主要材料。煤爐渣地面鋪設(shè)、風(fēng)能太陽(yáng)能利用、秸稈-廚余垃圾沼氣池系統(tǒng)、自然風(fēng)通風(fēng)技術(shù)等設(shè)計(jì)理念，并以“一帶一路”特色旅游建設(shè)的發(fā)展為契機(jī)，在如今火熱的旅游民宿潮中進(jìn)行生態(tài)民宿的改建與踐行，使民宿成為真正意義上的自然原生態(tài)、特色有情懷的綠色宜居民宿建筑。

1 背景分析

20世紀(jì)80年代民宿起源于臺(tái)灣、日本地區(qū)，是指使用自用住宅中的空閑房間或閑置房屋，結(jié)合地域文化特征及背景，以家庭自主經(jīng)營(yíng)的方式，向旅客提供享受文化特色居住之所。而如今隨著民宿的發(fā)展逐漸變熱，原有的運(yùn)作模式逐漸規(guī)?；?，甚至在民宿行業(yè)中房產(chǎn)投資商、旅游投資人士、設(shè)計(jì)行業(yè)等都爭(zhēng)先進(jìn)入民宿發(fā)展領(lǐng)域。

約10年前，我國(guó)民宿在云南麗江開(kāi)始出現(xiàn)，隨著旅游休閑業(yè)的興起，其以極快的速度遍及全國(guó)。從2015年10月底到2016年9月底，中國(guó)登記民宿客棧數(shù)量從42 658家增加到48 070家。據(jù)統(tǒng)計(jì)，截止2015年底民宿從業(yè)人員近100萬(wàn)人，市場(chǎng)規(guī)模達(dá)200億元，預(yù)計(jì)到2020年中國(guó)民宿行業(yè)營(yíng)業(yè)收入將達(dá)到360億元[1]。

我國(guó)民宿多以廢舊古宅改造為主要形式，結(jié)合各地特色傳統(tǒng)和獨(dú)特風(fēng)土人情，打造傳統(tǒng)居住建筑形式，自然原生態(tài)的居住氛圍。而新材料綠色原生態(tài)民宿市場(chǎng)當(dāng)前還處在空白狀態(tài)，全國(guó)范圍內(nèi)尚未發(fā)現(xiàn)一例大規(guī)模采用節(jié)能環(huán)保新材料、綠色生態(tài)技術(shù)，新建或者改建的原生態(tài)民宿，因此綠色民宿市場(chǎng)具有很大空間和可塑性，行業(yè)前景良好。

2 研究意義

2.1 變廢為寶，創(chuàng)造新價(jià)值

秸稈砌體采用自然中大量的廢棄物作為建設(shè)原材料，例如農(nóng)村剩余秸稈、廢棄煤爐渣、南方淡水區(qū)赤朝現(xiàn)象所產(chǎn)生的過(guò)剩藻類(lèi)制作形成的硅藻泥。將主體建筑材料使用秸稈磚等新型生態(tài)材料，這不僅進(jìn)一步增加了農(nóng)業(yè)剩余垃圾的加工利用，同時(shí)也大大緩解了農(nóng)村地區(qū)因焚燒秸稈而造成的環(huán)境污染，并且建筑成本比傳統(tǒng)混凝土建材，每平方米可減少1/4～1/5，大大壓縮了建設(shè)成本。

2.2 靈活自由，全新體驗(yàn)

對(duì)于大多數(shù)的傳統(tǒng)民宿來(lái)說(shuō)，由于其傳統(tǒng)建筑手法的經(jīng)營(yíng)成本、建設(shè)成本比較高，民宿大都立足于傳統(tǒng)農(nóng)村房屋建筑來(lái)進(jìn)行民宿改造，由于新型建筑材料和建筑方法的運(yùn)用可以大大降低成本，因此可以對(duì)老屋的空間進(jìn)行切割與組合，會(huì)在增加居住空間的功能靈活性與適應(yīng)性的同時(shí)，給使用者帶來(lái)了全新的體驗(yàn)與感受。

2.3 留住鄉(xiāng)愁，延續(xù)傳統(tǒng)鄉(xiāng)村文化

當(dāng)下混凝土高層建筑空間密閉，傳統(tǒng)鋼筋混凝土建設(shè)缺乏特色，人們對(duì)千篇一律的水泥森林普遍感到毫無(wú)新意，在旅游居住的過(guò)程中也難以去融入當(dāng)?shù)氐膫鹘y(tǒng)與特色，去獲得對(duì)于精神需求的滿足。民宿的出現(xiàn)不僅在精神層面上把質(zhì)樸原生態(tài)的農(nóng)村、農(nóng)業(yè)文明的發(fā)展歷史保留了下來(lái)，還把傳統(tǒng)的鄉(xiāng)村文化歷史引進(jìn)城市、旅游區(qū)中，二者相得益彰，還提高了城市的旅游影響力，將鄉(xiāng)愁保存下來(lái)。

3 秸稈砌體的特征研究

3.1 節(jié)能特征

建筑節(jié)能是指建筑在選址、規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建造和使用過(guò)程中，通過(guò)合理的規(guī)劃設(shè)計(jì)，采用節(jié)能型的建筑材料、產(chǎn)品和設(shè)備加強(qiáng)建筑物節(jié)能[2]。除此之外，將建筑的節(jié)能與生產(chǎn)資料的可再生能源相結(jié)合進(jìn)行應(yīng)用，在一定程度上促使建筑能耗得到有效的降低及后期建筑垃圾的有效處理。

簡(jiǎn)單理解則是在不影響使用者對(duì)建筑空間舒適性需求的同時(shí)，可以最大限度地提高建筑建造和使用過(guò)程中的能源與資源利用率。通過(guò)大量的實(shí)踐研究表明，墻體保溫隔熱是建筑節(jié)能措施中最為有效的方法，因?yàn)閾?jù)數(shù)據(jù)資料表明，房屋的取暖和降溫消耗掉了大部分能源。

其中非常重要的一種就是秸稈墻體材料，可用于綠色宜居民宿建設(shè)和針對(duì)不同的建筑熱工進(jìn)行分區(qū)。建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的節(jié)能設(shè)計(jì)對(duì)于保溫和隔熱有不同的側(cè)重點(diǎn)，對(duì)于地上部分，秸稈砌體通過(guò)秸稈材料的特殊性實(shí)現(xiàn)夏涼冬暖地區(qū)要求設(shè)計(jì)，并且其有著良好的抗震、隔音、防火防潮等特性。對(duì)于下沉式空間，考慮到土壤的熱工性能，可利用淺層地表土壤中的熱量實(shí)現(xiàn)對(duì)保溫、隔熱的控制處理。

其中地表淺層可以簡(jiǎn)單的理解為是一個(gè)大型的太陽(yáng)能集熱器，其收集了將近半數(shù)的太陽(yáng)所發(fā)射出的能量。一般情況下，地下土壤，一定深度范圍內(nèi)，會(huì)有一個(gè)相對(duì)恒定的溫度[3]。

通過(guò)對(duì)比秸稈砌體與其他建筑墻體材料的熱傳率、體積比熱容等參數(shù)，可以發(fā)現(xiàn)秸稈砌體作為墻體使用材料，能耗顯著低于日光下土壤、紅磚等傳統(tǒng)建造材料。秸稈砌體作為墻體圍護(hù)材料的保溫性能明顯優(yōu)于當(dāng)下的其他圍護(hù)材料，例如土墻、磚墻。200 mm厚的秸稈墻板，保溫系數(shù)高于370 mm粘土磚墻4倍，使用秸稈作為墻體材料取暖熱耗降低4倍，取暖成本減少4倍[4]。相同厚度的秸稈磚替代傳統(tǒng)紅磚后，能夠使室內(nèi)外溫度保持16.7 ℃的溫差，冬暖夏涼，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)材節(jié)能的作用。

表1 墻體材料的導(dǎo)熱性能(W/(m·k))

3.2 應(yīng)用特征

隨著中國(guó)旅游業(yè)的發(fā)展，更多的民宿設(shè)計(jì)運(yùn)用優(yōu)秀的古代的建筑建造方式。以傳統(tǒng)的四合院風(fēng)格為例，在建造時(shí)體現(xiàn)了傳統(tǒng)與現(xiàn)代的結(jié)合，在滿足現(xiàn)代化需求的基礎(chǔ)上最大限度地保留了當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)建筑風(fēng)格。為此在民宿的設(shè)計(jì)中需結(jié)合四合院的建筑布局及內(nèi)部空間劃分，其中四合院住宅中的庭院四周閉合中間開(kāi)敞、露天，可以通過(guò)內(nèi)景營(yíng)造良好小型氣候區(qū)，減緩不良外在氣候的影響。秸稈砌體結(jié)合傳統(tǒng)的建筑布局與手法，一方面既可以在夏天有效地遮蔭納涼的空間場(chǎng)所，另一方面又可以在冬天很好地達(dá)到采光保暖、抵風(fēng)抗寒的空間防護(hù)。

圖1 四合院模型通風(fēng)示意圖

圖2 秸稈砌體模塊示意圖

除此之外，露天通透的庭院空間通過(guò)自然風(fēng)壓進(jìn)行通風(fēng)，同時(shí)采用秸稈作為建筑原料，將其壓實(shí)成磚，作為保溫隔熱的建筑材料，可以進(jìn)一步減小建筑的能耗，體現(xiàn)綠色生態(tài)與自然的設(shè)計(jì)理念及民宿建筑的功能要求。

秸稈砌體模塊的制作可以主要包括3個(gè)部分，分別是保溫秸稈砌體、榫頭和凹槽。其利用古代榫卯結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，其中①號(hào)外面板存在于②號(hào)內(nèi)襯板的兩側(cè)，榫頭位于②號(hào)內(nèi)襯板的上端，凹槽位于②號(hào)內(nèi)襯板的下端，錯(cuò)開(kāi)放置①號(hào)外面板和②號(hào)內(nèi)襯板，這樣榫頭和凹槽就形成了，并具備安裝簡(jiǎn)單、不需要任何附加連接件、強(qiáng)度高、內(nèi)外墻兼用等特征。

4 研究總結(jié)

綜上所述，通過(guò)分析研究秸稈砌體在民宿建筑中的應(yīng)用，它具備以下3點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：

(1)原材料成本較低。秸稈砌體采用農(nóng)業(yè)剩余秸稈為原料進(jìn)行生產(chǎn)制作，相對(duì)于原有混凝土建筑材料，有效降低生產(chǎn)原料的成本，在降低砌體生產(chǎn)成本的同時(shí)實(shí)現(xiàn)環(huán)保和節(jié)能的目的。除此之外，秸稈砌體所形成的不同規(guī)格的組合配件，可以通過(guò)裝配化的生產(chǎn)及使用模式，可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的批量化生產(chǎn)，進(jìn)一步降低生產(chǎn)制作的成本。

(2)具備綠色節(jié)能特征。因秸稈砌體熱傳導(dǎo)系數(shù)遠(yuǎn)優(yōu)于其他建筑墻體建材，故使用秸稈磚來(lái)建造房屋可以達(dá)到對(duì)建筑能耗的有效降低。除此之外，秸稈砌體還可以吸收一定程度的噪音，為民宿客人創(chuàng)建一個(gè)安靜的休息環(huán)境。

(3)體現(xiàn)建筑的安全性。秸稈材料的使用壽命很長(zhǎng)，且這個(gè)觀點(diǎn)已經(jīng)被西方一些發(fā)達(dá)國(guó)家所證實(shí)，1886年建于內(nèi)部拉斯加州內(nèi)距今最早的秸稈建筑物，已有100多年的歷史了，且仍然可以居住。

秸稈砌體每米工作面可以承擔(dān)500 kg的荷載，若是對(duì)秸稈墻體的縱向方面設(shè)有有足夠的穩(wěn)定支撐，還可以承受更高的荷載值。除此之外，秸稈材料具有一定的抗震性，當(dāng)秸稈砌體受到荷載時(shí)，會(huì)有些許壓縮現(xiàn)象，而當(dāng)荷載被解除時(shí)秸稈砌體則會(huì)恢復(fù)其原狀，其物理彈性可以有效的增進(jìn)其居住的安全性。