鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略為鄉(xiāng)村發(fā)展注入了新動能。鄉(xiāng)村建筑作為鄉(xiāng)村生活的重要載體,其優(yōu)化設計對于提升農(nóng)民生活品質(zhì),推進宜居宜業(yè)和美鄉(xiāng)村建設具有重要意義。文章分析了嚴寒地區(qū)鄉(xiāng)村建筑設計研究的背景,提出了嚴寒地區(qū)鄉(xiāng)村建筑設計原則和建筑設計策略,旨在為嚴寒地區(qū)的鄉(xiāng)村建設提供有益參考。
鄉(xiāng)村興,則國興;鄉(xiāng)村美,則國美。鄉(xiāng)村是中國的根基,基于國情立足農(nóng)情,全面實施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略,持續(xù)推進宜居宜業(yè)和美鄉(xiāng)村建設,是補短板、促協(xié)同、惠民生的重要環(huán)節(jié),是切實解決好“三農(nóng)”問題的關鍵,是全面實現(xiàn)共同富裕的必然選擇。我國的嚴寒地區(qū)氣候條件惡劣,冬季寒冷而漫長,所以人們對房屋的保溫性要求高。要想改善人居環(huán)境,提升鄉(xiāng)村生活品質(zhì),實現(xiàn)建筑綠色低碳轉型,必須重視對嚴寒地區(qū)鄉(xiāng)村建筑的設計研究工作。
嚴寒地區(qū)鄉(xiāng)村建筑設計研究的背景
在2023年發(fā)布的《關于做好2023年全面推進鄉(xiāng)村振興重點工作的意見》中,提出“扎實推進宜居宜業(yè)和美鄉(xiāng)村建設”,從加強村莊規(guī)劃建設,推進農(nóng)村人居環(huán)境整治,持續(xù)加強鄉(xiāng)村基礎設施建設以及提高公共服務能力四個方面對鄉(xiāng)村建設提出新要求。鄉(xiāng)村建筑包含住宅、公共建筑和生產(chǎn)性建筑,根據(jù)2020—2022中國城鄉(xiāng)建設統(tǒng)計年鑒統(tǒng)計,我國鄉(xiāng)村住宅、公共建筑和生產(chǎn)性建筑年末實有建筑面積逐年增長,我國村莊房屋人均住宅建筑面積逐年增加。反映了在政策的推動下,農(nóng)村經(jīng)濟得到發(fā)展,農(nóng)村居民生活水平提高,有更多的精力和資金用于改善居住環(huán)境。而在嚴寒地區(qū),惡劣的氣候條件對建筑的保暖性提出了更高要求,經(jīng)調(diào)研發(fā)現(xiàn)我國嚴寒地區(qū)的鄉(xiāng)村建筑存在以下問題。
缺乏整體規(guī)劃設計
由于對鄉(xiāng)村整體規(guī)劃的重要性認識不夠深刻,且受限于經(jīng)濟條件、人才短缺等因素,鄉(xiāng)村建筑缺乏統(tǒng)一的規(guī)劃布局,建筑布局分散,沒有從總體布局的角度規(guī)劃建筑間距,出現(xiàn)建筑擋光、通風差、影響私密性等問題。鄉(xiāng)村建筑分散的布局不僅導致基礎設施建設成本的增加,而且建筑形式、風格、色彩等方面也沒有形成區(qū)域特色,鄉(xiāng)村整體風貌欠佳。由于受家族觀念和生活習慣的影響,再加上環(huán)保節(jié)能意識薄弱,村民往往根據(jù)個人需求進行建筑選址,可能存在破壞水系、砍伐植被等破壞生態(tài)環(huán)境的行為。
建筑保暖性差,建筑能耗高
經(jīng)調(diào)研發(fā)現(xiàn),嚴寒地區(qū)鄉(xiāng)村建筑普遍存在室內(nèi)熱舒適水平低、用于采暖的能耗高等問題。造成建筑保溫性能差、能耗高的原因是復雜的,包括規(guī)劃設計、建筑技術條件、經(jīng)濟發(fā)展水平、圍護結構性能等多方面因素。
千村一面,地域特色淡薄
我國嚴寒地區(qū)的鄉(xiāng)村,大都有廣闊的生存空間且民族眾多,各民族在長期生活實踐中積累了大量的建筑智慧,豐富多樣的民居建筑是最好的代表。例如,屋頂作為建筑的第五立面,在不同的民族中就有不同的表現(xiàn)形式,朝鮮族的屋頂,多采用歇山式屋頂、四坡屋頂、囤頂、雙坡屋頂;而滿族民居多采用坡度較陡的雙坡屋頂。不同民族獨特的文化、風俗和傳統(tǒng),共同塑造了嚴寒地區(qū)豐富多彩的民居建筑。但隨著建筑技術的發(fā)展,建筑材料與技術給予的趨同性使民居建筑失去原有的地域性和民族性,出現(xiàn)“千村一面”的現(xiàn)象。
嚴寒地區(qū)鄉(xiāng)村建筑設計原則
在地性設計原則
任何一幢建筑都處于一定的環(huán)境中,在地性設計原則強調(diào)建筑與特定地點的融合,是小范圍內(nèi)多維度的結合,強調(diào)建筑的地域特色和文化屬性。在地性設計原則體現(xiàn)了對人的尊重與回應,關注不同背景下人們對生活、工作和娛樂等方面的需求。鄉(xiāng)村建設不僅要塑形,更要鑄魂,保護并延續(xù)歷史文脈,對傳統(tǒng)文化中優(yōu)秀的元素進行提取、簡化和轉譯,協(xié)調(diào)新建建筑與場所環(huán)境的關系,是守護鄉(xiāng)村文化根脈、激活鄉(xiāng)村建設的重要途徑。分析場地的特點,結合自然條件,挖掘環(huán)境資源,協(xié)調(diào)鄉(xiāng)村建筑與周圍環(huán)境的關系,構成有機整體,表達了鄉(xiāng)村建筑對環(huán)境場所的尊重與回應。
低碳可持續(xù)性原則
低碳可持續(xù)性原則貫穿建筑全生命周期,在規(guī)劃設計階段要充分了解周圍環(huán)境條件,尊重生態(tài)環(huán)境,利用自然資源,降低對場地的開發(fā)強度。嚴寒地區(qū)的鄉(xiāng)村建筑對保溫性能要求較高,在設計和建設階段,可以采用被動式建筑、裝配式建筑等新建筑方式,提高圍護結構保溫性能。采用高效率供暖方式,鼓勵采用太陽能、生物質(zhì)能、地熱能等清潔能源,減少碳排放。全面深化健康智能、綠色節(jié)能、安全舒適的理念,堅持完善嚴寒地區(qū)鄉(xiāng)村建筑節(jié)能改造全過程的管理細節(jié),聚焦綠色低碳高性能建筑材料,鄉(xiāng)村建筑拆除后建筑材料可回收再利用,降低建筑的維護成本和建筑垃圾的產(chǎn)生以創(chuàng)新促發(fā)展,堅持以科學的方法降碳節(jié)能。
低影響設計原則
規(guī)劃設計過程中要順應環(huán)境,避免建造過程中大規(guī)模挖填土方,不僅要保護耕地還要保護植被。因地制宜推進生活污水、垃圾治理和農(nóng)村廁改,健全鄉(xiāng)村生活垃圾分類收運處置體系,完善鄉(xiāng)村再生資源回收利用網(wǎng)絡,協(xié)同推進鄉(xiāng)村有機生活垃圾、糞污、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有機廢棄物資源化處理利用。
嚴寒地區(qū)鄉(xiāng)村建筑設計策略
規(guī)劃設計與室內(nèi)布局
1.多方合作的規(guī)劃與設計模式
多方通力協(xié)作完成嚴寒地區(qū)鄉(xiāng)村的規(guī)劃與設計,實現(xiàn)跨領域合作。政府要發(fā)揮在規(guī)劃引導、政策支持、組織保障等方面作用;建筑師和規(guī)劃師應運用在建筑設計與鄉(xiāng)村規(guī)劃方面的專業(yè)能力;農(nóng)民群眾應通過多種方式參與項目建設,以方便農(nóng)村居民生活為標準,積極參與鄉(xiāng)村的規(guī)劃與設計。
2.低影響設計策略
根據(jù)地區(qū)的氣候和地理條件進行組團規(guī)劃,保證鄉(xiāng)村建筑間距,統(tǒng)籌規(guī)劃布局,避免建筑擋光和影響通風。優(yōu)化鄉(xiāng)村建筑的朝向,充分利用太陽能資源,獲取冬季的溫暖,同時采取必要的遮陽措施,避免夏季的烈日,造成室內(nèi)過熱。強化鄉(xiāng)村空間設計和風貌管控,形成具有和美風貌和地域文化感知的格局,注意生態(tài)環(huán)境與寒地聚落景觀的協(xié)調(diào)融合,采用本土建筑材料,如木材、石材等,盡可能避免產(chǎn)業(yè)趨同帶來的商業(yè)化和人工化的影響。
采暖系統(tǒng)選擇與熱環(huán)境設計
選擇適宜的采暖系統(tǒng)對嚴寒地區(qū)鄉(xiāng)村建筑進行熱環(huán)境設計,是提升嚴寒地區(qū)鄉(xiāng)村建筑品質(zhì)的重要步驟。
1.火炕與火爐采暖系統(tǒng)
火炕與火爐是傳統(tǒng)的供暖方式?;鹂皇羌彝ゾ奂涣鞯膱鏊粌H具有社交功能,同時也是重要的取暖設施,冬季漫長而寒冷,火炕通過燒煤、燒柴和燒秸稈等方式,使炕面受熱,為人們營造了溫暖舒適的休息環(huán)境。但是火炕和火爐采暖溫度不夠均勻,熱量供應有限,特別是室內(nèi)房間比較大的情況下,不能有效保證室內(nèi)溫度。
2.鍋爐采暖系統(tǒng)
鍋爐是以當?shù)爻S玫馁Y源做燃料,例如秸稈,木材,煤炭等。通過燃燒燃料產(chǎn)生熱能,將水加熱生成熱水或蒸汽,通過管道輸送到終端,在室內(nèi)進行散熱。常見的散熱方式包括:暖氣片和地熱盤管。暖氣片通過對流的方式散熱,形成空氣循環(huán)來提升室內(nèi)溫度。暖氣片安裝位置較為靈活,可根據(jù)需要選擇明裝或者暗裝。暖氣片安裝會占用一定的室內(nèi)空間,靠近暖氣片周圍的溫度會高一些,室內(nèi)溫度不均衡。另一種鍋爐散熱的方式是將加熱的水或蒸汽通過管道送到地暖盤管中,主要以輻射的方式均勻地向室內(nèi)散發(fā)熱量,室內(nèi)溫度均衡,舒適度更好。
3.太陽能與輔助熱源結合的采暖系統(tǒng)
太陽能與輔助熱源結合的采暖系統(tǒng),工作原理是:在光照條件好的情況下,太陽能集熱器將收集的太陽能轉化為熱能,熱交換器加熱循環(huán)水,通過管道把熱水輸送到終端,散熱方式包括暖氣片和地暖盤管。隨著技術的發(fā)展,綠色低碳理念深入人心,為采暖方式提供了更多的選擇,如電采暖系統(tǒng)、地熱能采暖系統(tǒng)等,采暖系統(tǒng)的選擇需要結合所在地區(qū)資源條件、經(jīng)濟水平、人口結構、風俗習慣等方面內(nèi)容具體分析選擇。
4.熱緩沖空間
為了保證室內(nèi)的熱舒適性,需要設置熱緩沖空間。熱緩沖空間是指設置具有緩沖作用的空間減少室內(nèi)外熱量交換,保證室內(nèi)熱舒適性。熱緩沖空間的圍護結構需要有較好的保溫隔熱性能,緩沖空間的規(guī)模要根據(jù)實際情況合理設計,避免空間過大造成浪費,空間太小起不到好的緩沖效果,建立緩沖空間與室內(nèi)空間有效的熱傳遞通道,固定式的熱緩沖空間需要注意通風與遮陽,特別是在炎熱的夏季。
嚴寒地區(qū)鄉(xiāng)村建筑的圍護結構節(jié)能改造
對既有鄉(xiāng)村建筑圍護結構進行節(jié)能改造,可以提升建筑整體性能,兼具經(jīng)濟性和高效性。
外墻節(jié)能改造
經(jīng)調(diào)研發(fā)現(xiàn),嚴寒地區(qū)的鄉(xiāng)村既有建筑,多數(shù)存在外墻沒有做保溫或保溫層厚度不夠的問題。常用的保溫材料包括聚苯乙烯泡沫板、擠塑聚苯乙烯泡面板、巖棉板等,根據(jù)保溫材料位置的不同,外墻保溫分為外墻外保溫和外墻內(nèi)保溫。外墻外保溫是指在建筑外墻外側設置保溫層,外墻內(nèi)保溫是指在外墻結構的內(nèi)表面做保溫層,外墻外保溫是目前應用最廣泛的外墻節(jié)能改造方式。
門窗節(jié)能改造
門窗是建筑圍護結構保溫的薄弱環(huán)節(jié),對門窗進行節(jié)能改造需要重點關注傳熱系數(shù)和氣密性。對門窗的縫隙進行密縫處理,天氣寒冷時可以減少冷空氣的滲入。此外,還可以根據(jù)門窗的使用情況采用適宜的改造方案。當原有外窗變形嚴重、保溫性能極差,沒有修復利用價值時,可以考慮更換節(jié)能型外窗。若原有外窗現(xiàn)狀保持完好,可以在原窗戶外增設一層窗,提升窗戶整體性能,使建筑外窗舊貌換新顏。
屋頂節(jié)能改造
保溫工程與防水工程是屋面節(jié)能改造的重點,保溫與防水彼此影響。屋面保溫問題表現(xiàn)在屋面結構導熱系數(shù)大、防護效果不佳、穿屋面結構和女兒墻泛水處易出現(xiàn)熱橋等。屋面防水問題集中體現(xiàn)在防水層出現(xiàn)不同程度的老化、泛水處開裂滲水等。當原屋面存在使用年限久、保溫性能差、漏水嚴重等嚴重影響正常生產(chǎn)生活使用的情況時,應清除原有屋面保護層、保溫層及防水層,鋪設新屋面。當原屋面使用年限較短,承載力和安全性均符合要求,防水層保持較好,這種情況就不需要大拆大改,僅需對局部屋面采取修漏補縫的方式改造維護即可。
圍護結構改造的地域性建設
在鄉(xiāng)村建筑圍護結構改造的建設中,因地制宜是至關重要的原則。為了避免出現(xiàn)“千村一面”和地域特色的淡薄現(xiàn)象,我們應當深入挖掘每個村莊獨特的歷史文脈、自然環(huán)境和社會經(jīng)濟條件。在設計時應充分考慮各個鄉(xiāng)村的氣候特點,采用適合當?shù)貧夂驐l件的建筑材料和技術。例如,在多雨地區(qū)重視屋頂和排水系統(tǒng)的設計,在寒冷地區(qū)則加強墻體的保溫性能。同時,應尊重并融入地方傳統(tǒng)建筑風格,利用當?shù)靥赜械慕ㄖ牧虾徒ㄔ旆椒?,這樣不僅能減少建設成本,還有助于保持鄉(xiāng)村建筑的獨特風貌。此外,應鼓勵村民參與到改造過程中來,利用他們對村莊的理解和情感,讓改造項目更貼合村民的實際需求和期望。通過這些措施,可以使鄉(xiāng)村建筑改造既滿足現(xiàn)代生活的需求,又能保留和弘揚各自地域的文化特色,從而避免同質(zhì)化。
文章以鄉(xiāng)村振興最新要求為指導,分析了嚴寒地區(qū)鄉(xiāng)村建筑的現(xiàn)狀及存在的問題,結合嚴寒地區(qū)氣候特點,提出了在地性設計原則、低碳可持續(xù)性原則和低影響設計原則,并從規(guī)劃設計與室內(nèi)布局、采暖系統(tǒng)選擇與熱環(huán)境設計和圍護結構節(jié)能改造三個方面探討了嚴寒地區(qū)鄉(xiāng)村建筑的設計策略,以期助力嚴寒地區(qū)美麗鄉(xiāng)村建設。
(作者單位:長春工程學院)