蒙古包的現(xiàn)代轉(zhuǎn)譯與可再生能源利用解析*

文/內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)建筑學(xué)院 內(nèi)蒙古綠色建筑工程技術(shù)研究中心 何 濤 盧亞娟 高 超

0 引言

傳統(tǒng)蒙古包作為游牧民族生活的物質(zhì)支撐與文化成果，是為適應(yīng)游牧民族生產(chǎn)生活的需要而產(chǎn)生的特定建筑形式，由羊毛、木材、牛羊皮等天然可再生材料建造而成。隨著時(shí)代發(fā)展，蒙古族牧民的生產(chǎn)生活方式由游牧轉(zhuǎn)向定居，蒙古包的耐候性和舒適性成為主要問題，使其不再適應(yīng)當(dāng)代定居后蒙古族牧民的生產(chǎn)生活需求，面臨“淘汰”的境地。正如愛德華·塞克勒所說：“建造方式隨時(shí)代的進(jìn)步而不斷發(fā)生變化，只有對(duì)傳統(tǒng)進(jìn)行批判地繼承，而且適應(yīng)時(shí)代的變化才能永葆青春活力[1]”。

研究以蒙古族住居文化的傳承問題為設(shè)計(jì)出發(fā)點(diǎn)，牧民舒適性需求與精神需求為依據(jù)，遵照森佩爾的“建筑四要素”理論[2]，將蒙古族傳統(tǒng)住居建筑——蒙古包與建構(gòu)四要素相對(duì)應(yīng)，依從材料置換原則，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)蒙古包的材料置換、構(gòu)件轉(zhuǎn)變、結(jié)構(gòu)傳承、建造技藝轉(zhuǎn)換（見表1）。通過主動(dòng)式節(jié)能技術(shù)和被動(dòng)式技術(shù)最終改善蒙古包的熱工性能。

表1 蒙古包圍護(hù)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)譯

1 蒙古包的建構(gòu)轉(zhuǎn)譯

1.1 功能分析

傳統(tǒng)蒙古包單一的功能空間已無法滿足當(dāng)代牧民的生活需求，現(xiàn)將睡覺、會(huì)客、炊事等功能空間從蒙古包內(nèi)分離，將其轉(zhuǎn)譯成臥室、客廳、廚房、衛(wèi)生間及信仰空間，并圍繞其核心空間（客廳）布局，遵從傳統(tǒng)蒙古包的空間向心性和秩序布局[3]，如圖1所示。

圖1 新型蒙古包平面

1.2 基座與火爐分析

考慮現(xiàn)代生活舒適性及建筑防潮、保溫、采暖的耐候性需求，故將蒙古包“基座”轉(zhuǎn)譯成具有防潮保溫功能的模塊，將“火爐”轉(zhuǎn)譯成采暖墻體和牧民用的“炕”，形成室內(nèi)環(huán)境調(diào)控系統(tǒng)，同時(shí)保留牧民的“地炕、暖墻”文化。陽臺(tái)采用“特朗勃墻”空氣熱循環(huán)系統(tǒng)為輔的采暖方式，同時(shí)起到門斗的作用，可緩沖嚴(yán)寒地區(qū)室外冷空氣，傳統(tǒng)火爐功能的轉(zhuǎn)譯可提高室內(nèi)環(huán)境的舒適度（見圖2），以期改變牧區(qū)以焚燒煤與干牛羊糞來采暖的生活現(xiàn)狀，同時(shí)增強(qiáng)建筑的耐候性，將建筑架空建造，既減少對(duì)草原環(huán)境的破壞，又省去對(duì)地面的開挖工序。

圖2 墻體、基座及暖墻暖炕構(gòu)造做法

1.3 “構(gòu)架/屋面”分析

傳統(tǒng)蒙古包套腦、烏尼、哈那三者嚴(yán)格控制著其比例關(guān)系。在板式蒙古包設(shè)計(jì)過程中，將原始桿系木結(jié)構(gòu)支撐體系轉(zhuǎn)換為現(xiàn)代框架式木結(jié)構(gòu)體系，其中包括由套腦轉(zhuǎn)換而成的復(fù)合木結(jié)構(gòu)圈梁模塊、由烏尼轉(zhuǎn)換而成的復(fù)合木結(jié)構(gòu)坡屋頂龍骨模塊、由哈那轉(zhuǎn)換而成的復(fù)合木結(jié)構(gòu)墻體保溫模塊，但整體參照傳統(tǒng)蒙古包的比例建造。

“材料置換論”中描述道：“在建筑的發(fā)展進(jìn)程中，為了使傳統(tǒng)建筑文化符號(hào)得以展現(xiàn)，經(jīng)常會(huì)發(fā)生兩種不同材料表現(xiàn)同一類建筑[4]?！比绻畔ＥD對(duì)石料的建構(gòu)方式可完美解釋木結(jié)構(gòu)建筑。框架結(jié)構(gòu)蒙古包的結(jié)構(gòu)體系，通過“材料置換”再現(xiàn)傳統(tǒng)蒙古包的結(jié)構(gòu)邏輯特征。室內(nèi)各功能通過屋頂采光增加了通風(fēng)采光內(nèi)涵；屋頂斜向構(gòu)件匯聚一處，以新形式表達(dá)傳統(tǒng)蒙古包住居匯聚的精神特質(zhì)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)構(gòu)件受力特點(diǎn)的清晰可讀，保留傳統(tǒng)蒙古包的空間形態(tài)。

1.4 “輕質(zhì)圍合表膜”分析

“建筑四要素”中“輕質(zhì)圍合的膜”是指建筑除支撐結(jié)構(gòu)外起圍護(hù)作用的結(jié)構(gòu)，人們運(yùn)用編織工藝制作織物，作為原始茅屋的圍合[5]。傳統(tǒng)蒙古包的圍護(hù)體系由毛皮繩綁扎多層毛氈和苫布圍合而成，其中氈子（頂氈、圍氈、蓋氈）起保溫作用，苫布則作為防水膜起防水作用，而哈那部位的毛氈、苫布根據(jù)需要可“起氈”或“加氈”。蒙古包建構(gòu)轉(zhuǎn)譯嘗試由傳統(tǒng)桿件體系轉(zhuǎn)為現(xiàn)代框架體系，進(jìn)而引發(fā)保溫防水等圍護(hù)構(gòu)件產(chǎn)生變化。其中圍氈和頂氈轉(zhuǎn)換為現(xiàn)代保溫材料——發(fā)泡聚氨酯板材模塊，起保溫作用；蓋氈轉(zhuǎn)換為屋頂玻璃天窗，起通風(fēng)采光作用；而其防水作用的苫布則轉(zhuǎn)換成與木材融為一體的防水劑，為保持木材的自然本色。

1.5 建造方式分析

游牧民族常年遷徙于蒙古高原之上，從而衍化出搭建簡(jiǎn)單且運(yùn)輸方便的氈包類建筑[6]，蒙古包作為現(xiàn)存氈包類建筑的類型之一，傳承了便于裝配的特性。而現(xiàn)代裝配式技術(shù)及其原理與蒙古包的傳統(tǒng)建造特性相契合。

在框架蒙古包建構(gòu)轉(zhuǎn)譯中，為延續(xù)傳統(tǒng)蒙古包結(jié)構(gòu)和建造特點(diǎn)，將圍護(hù)構(gòu)件與結(jié)構(gòu)構(gòu)件分離，并有目的地延續(xù)傳統(tǒng)蒙古包呈現(xiàn)的形式特點(diǎn)，強(qiáng)化建筑的結(jié)構(gòu)和建造邏輯（見圖3，4），真實(shí)地表達(dá)材料，體現(xiàn)其幾何學(xué)上的線形特征，使其不再隱藏和掩飾，達(dá)到建筑的內(nèi)外統(tǒng)一，實(shí)現(xiàn)框架式蒙古包建構(gòu)的邏輯化。

圖3 傳統(tǒng)蒙古包搭建過程

圖4 構(gòu)件轉(zhuǎn)譯后蒙古包建構(gòu)邏輯

綜上所述，轉(zhuǎn)譯后采用現(xiàn)代裝配式的生產(chǎn)方式，各結(jié)構(gòu)構(gòu)件經(jīng)由傳統(tǒng)木工手工藝轉(zhuǎn)換為現(xiàn)代工廠數(shù)字化、批量化的生產(chǎn)方式，進(jìn)行實(shí)地建造。傳統(tǒng)蒙古包在建造過程中，各構(gòu)件的連接方式以插接和捆接為主，故在轉(zhuǎn)譯過程中除將桿件轉(zhuǎn)譯為木框架桿件外，還將桿件插接轉(zhuǎn)譯為框架支撐構(gòu)件榫卯插接，將捆接所使用的牛皮筋轉(zhuǎn)譯為鉸接連接構(gòu)件以增加其穩(wěn)定性。同時(shí)，各圍護(hù)構(gòu)件與承重梁柱之間采用企口連接，并用橡塑海綿鑲嵌在縫隙中，使建筑各構(gòu)件之間更加嚴(yán)密，既滿足裝配化要求，又改善住居質(zhì)量。

2 建筑可再生能源分析

2.1 風(fēng)能

內(nèi)蒙古地處我國(guó)內(nèi)陸，大陸性氣候明顯，而且處于高原地區(qū)，地勢(shì)平坦，受西北氣流影響明顯，故常年風(fēng)速較大[7]，為風(fēng)能利用提供了客觀條件。

如今，在牧區(qū)配有風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，風(fēng)能源源不斷地為國(guó)家電網(wǎng)輸送電力，一定程度上可解決區(qū)域的用電荒問題。在內(nèi)蒙古也可配有體積較小的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，主要用于路燈照明。若將小型風(fēng)發(fā)電機(jī)組安裝在蒙古包附屬建筑上（如撮羅子）（見圖5）[8]，則可充分利用內(nèi)蒙古的風(fēng)力資源，既可儲(chǔ)藏生活物品，又可儲(chǔ)藏發(fā)電設(shè)備。

圖5 可再生能源與蒙古包附屬建筑的結(jié)合

2.2 太陽能

因全年日照時(shí)間長(zhǎng)，太陽能是牧區(qū)使用最多的可再生能源之一。例如，呼和浩特市年平均日照時(shí)數(shù)為2863h[9]，除采用被動(dòng)式采光房保暖外，也可用于太陽能發(fā)電。將太陽能光伏板做成扇狀，用時(shí)打開，不用或遇到惡劣天氣時(shí)關(guān)閉，也可與“撮羅子”結(jié)合，解決設(shè)備空間問題。但在牧區(qū)僅利用太陽能發(fā)電無法滿足牧民生活需求，還需其他能源，例如煤炭資源，為減少利用不可再生資源，需將太陽能和風(fēng)能等可再生能源結(jié)合使用，共同為建筑服務(wù)。

2.3 太陽能、風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)與蒙古包建筑的契合

太陽能和風(fēng)能同為清潔能源，均具有很強(qiáng)的不可操控性，各有優(yōu)缺點(diǎn)，例如，太陽能無法在夜間和陰雨天等惡劣天氣中運(yùn)行，而風(fēng)能卻不受其條件限制，只受風(fēng)力大小的影響。故可將二者結(jié)合，取長(zhǎng)補(bǔ)短，不間斷地為建筑提供電力資源。太陽能和風(fēng)能在蒙古包中主要提供日常生活用電，包括洗衣做飯、照明及冬季采暖等方面，其中以冬季采暖占比較高；太陽能光伏板和風(fēng)力發(fā)電設(shè)備與建筑相互獨(dú)立，環(huán)布在建筑四周，設(shè)備和建筑之間的相互干擾減少（見圖6），發(fā)電設(shè)備的數(shù)量可根據(jù)每戶的能源需求靈活選擇。

圖6 發(fā)電系統(tǒng)與建筑的空間關(guān)系

3 結(jié)語

研究以木框架蒙古包的設(shè)計(jì)實(shí)踐為途徑解決蒙古族當(dāng)代的住居問題，并以森佩爾“建筑四要素”為理論依據(jù)，以材料置換、構(gòu)件轉(zhuǎn)變、結(jié)構(gòu)傳承、建造技藝轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)譯思路，對(duì)蒙古包內(nèi)部的各功能空間、圍護(hù)結(jié)構(gòu)材料、結(jié)構(gòu)形式、整體建筑形態(tài)進(jìn)行轉(zhuǎn)譯，以期傳承傳統(tǒng)蒙古包住居建構(gòu)文化，使木框架蒙古包既滿足定居牧民住居的需求，又通過利用可再生能源實(shí)現(xiàn)舒適性，滿足從事游牧生活居民的需要，為蒙古包住居的可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。