第一章 绪论
1.1 研究背景
1.1.1 乡村自建住房现状
尽管我国城市化建设突飞猛进,农村人口转化率逐年升高,但不可否认的是仍然约有百分之 40 的农村长居人口并且在未来相当长的时间内此数量不会有明显的变化,同时,由于较快的城市化发展,城市诸多问题不断现象出来,例如房价飞涨、物价上涨、交通堵塞、资源紧缺等一系列问题使越来越多的城市居民向往田园生活,且有相当多的城市务工人员未来更愿意回到家乡通过积攒的积蓄修建自建房屋。
我国农村人口数量巨大,大量的乡村居民居住在自建房中,同时当前大中型城市的人口过于饱和,并且仍然呈持续上升的趋势,数以亿计的农村人口短时间内无法被城市吸收,因此大力发展农村产业,留住农村人口的同时吸引城市人口是实现农村繁荣的必由之路,这其中便少不了城乡建设的发展。随着城镇化建设的大力发展,新的农村自建房数量也如雨后春笋般迅速增长。
近年来政府一直着力于加大农村基础建设的投入用以改善乡村的人居环境与住房条件,我国现行有关建筑工程质量的相关条例、标准和技术规范等很少能够直接作用于乡村的自建住宅,因此农村大量自建体系住房有着各种质量问题[1]。例如有相当一部分的自建住房并无专业的设计和施工队的参与,加之农民更多地考虑到建造成本,以廉价的建筑材料和自己组建的不专业的施工队建设自己的住房,有可能导致建筑结构不合理、施工质量无保障、施工安全不可控,造成居住环境差、房屋不安全、施工伤亡等问题。特别当这种“三无”住房面临如地震等地质灾害时,倒塌是在所难免的,因此如何避免出现这种悲剧,给予广大乡村居民一个舒适且安全的住房就成为当下乡村住房设计与建设的新要求,尤其是在灾害频发的地区。
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1.2 研究目的、意义
1.2.1 研究目的
本研究以乡村自建住房为研究对象,系统收集并研究国内外相关文献资料以及实践案例,以四川省芦山县龙门乡白伙新村作为研究的突破口分析灾后重建项目从设计、施工到使用的动态过程,运用开源建筑理论和方法对白伙新村的重建提出新的策略,并依据新设计策略提出适合白伙新村重建工作的新方案,使重建工作更高效、建造成本更低、住房更舒适安全、更加可持续,力求通过此创新性的重建方案对未来我国灾后重建工作有一定的借鉴意义。
1.2.2 研究意义
(1)理论意义
介绍西方发达国家针对“以人为本”这一理念下的建筑发展模式,即开源建筑这一新兴的课题,并通过两个开源建筑项目案例来分析其价值与优势。同时引入基于数控制造的模块化木结构设计这一预制装配技术,对拓展预制装配的外延有借鉴价值。
(2)实践意义
1.乡镇灾后自建房重建规范化,通过开源建筑设计环节进行控制,人们有选择建筑设计方案的权力但约束自我改建的权力;
2.建筑可持续性,在设计和建造的环节控制建筑材料来源避免浪费和破坏环境;
3.大量减少成本,即运输成本,设计成本,施工成本,材料成本;
4.真正实现自建;
5.适用灾后的快速重建与容易建造和拆除的需求
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第二章 开源建筑理论与实践
2.1 开源建筑的概念
开源建筑系统或开源建筑体系是各种开源项目的集成体系,各个开源项目例如wikihouse 系统、Facit 系统等将其系统的开放资源在开源平台上公开,而每一个开源建筑系统在基于模块化设计的设计方法上彼此独立,有自己研发的模块库并且有自己的建构逻辑,因此开源建筑并非某一种设计形式或者某一种流派,而是一系列开源项目的集合(图 2. 1)。
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2.2 DfMA 原则
DfM A(Design for Manufacture&Assembly)原则,即为制造与安装而设计的原则,这是开源建筑模式的核心理念。DfM A 起源于第二次世界大战,当时福特和克莱斯勒在其武器生产过程中将其作为一项原则,最初,它被用于制造业[42]。而后在建筑领域首先由英国的开源建筑公司 Open Systems Lab 提出,其理念是为了抵抗当今气候变化、资源短缺、劳动力市场变化、人口增长、社会老龄化、医疗成本上升等的环境与社会变革所带来的建筑领域业务模式落后的现状。
DfM A 原则可以概括为以下内容:
(1)制造设计
最大程度地减少制造过程中的成本,时间和材料消耗,这还包括优化工厂建设成本,效率和精度,以及简化工厂预制流程和运输。
(2)安装设计
在组装过程中降低时间,成本,专业技能要求和建筑复杂性的阈值。这包括尽可能使组件“即插即用”、及时交付、降低现场设备成本、允许不同的团队彼此独立工作等,同时也尝试尽可能设计出没有建筑安装安全隐患的房屋。
(3)维护设计
组件与系统的彼此独立用来降低建筑物生命周期中的维护、维修和更换组件的成本和难度。
4)拆卸设计
设计使建筑物尽可能简单安全地拆卸,从而可以重复使用尽可能多的组件。
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第三章 四川省芦山县龙门乡白伙新村震后重建调研..............................57
3.1 调研内容与目的.............................57
3.1.1 调研内容........................................57
3.1.2 调研目的.............................................57
第四章 基于开源建筑的龙门乡白伙新村震后重建策略...................................79
4.1 设计准备阶段的策略.............................79
4.1.1 建筑维度的重建原则............................79
4.1.2 开源设计指导思想.....................................81
第五章 重建策略指导下的开源建筑模式设计方法------以白伙新村方案为例.........89
5.1 设计背景及目标............................89
5.1.1 设计背景.............................89
5.1.2 设计目标.......................................90
第五章 重建策略指导下的开源建筑模式设计方法------以白伙新村方案为例
5.1 设计背景及目标
5.1.1 设计背景
本章将遵循开源建筑设计的原则,以参数设计、模块化设计与数控机床切割作为主要的技术手段,并按照第四章的重建策略为白伙新村的重建提供开源模式的设计方案。设计的前提是联系乡村生活的实际情景,并符合重建工作的要求,吸收与保留当地优良的传统民居特色,在体现传统文化的同时进行合理的创新。
(1)建筑风格
建筑风格力求多样统一,即在保留西南民居传统双坡屋顶的特点的前提下,不对村落预设某种特定的风格,而是让白伙新村居民在模块库中进行样式的选取,开源建筑模式设计的优势之一便是高度自由的个性化定制,这种建筑语言充分发挥建构逻辑并最大程度尊重居民的意愿,建筑师的作用是将居民选择的方案进一步的丰富与完善,让建筑变为以简洁、现代为主导风格又藏有传统的影子,体现地域性。
(2)材料
材料是建筑外在表现性的决定因素,材料的选取与资金条件、环境特点和审美习俗有关。木材作为开源建筑主要的材料,尤其是现代木建筑具有许多优势,例如适用性增强,现代技术有效地解决了木结构防火、防腐、防风、防虫、隔声等问题,木结构寿命得以延长[61]。
为了结合数控机床进行构件的切割与加工处理,需要有选择性地选取木材种类。可供机床切割的木材品种众多,例如价格较低的定向刨花板(OSB),以及价格更高的云杉或者桦木等。部分维护构件根据房屋内部的功能和白伙新村不同农户家庭的需求会有玻璃、轻质砖、瓷砖等现代性的材料可供选择与替换,屋顶则为防水瓦屋面。
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结论与展望
当前建筑技术不断地发展与进步,建筑从设计到建造的方式越来越多样化、系统化、高效化。建筑学面对各种各样的问题有更加合理的解决方案。本文由自开源建筑理论的特征引发思考,以四川省雅安市龙门乡镇白伙新村的灾后重建项目为研究目标,对白伙新村自建住宅进行数据采样以及技术分解,引入“开源建筑”理论框架,对白伙新村灾后重建项目提出开源模式的优化策略,并将此策略转化为开源建筑模式的优化设计方案。同时,总结了契合现代乡村自建住宅灾后重建的原则,也就建筑师与政府等第三方部门的介入性提出建议。
(1)开源建筑理论与实践案例的总结
1)全球化设计,在地化建造原则
优质的建筑设计方案不再成为某些人群的特权,建筑方案的来源也不局限于某一个建筑设计师或某个建筑设计部门,通过互联网,掌握核心技术的建筑师和设计团队可以将优秀的住宅方案在个人平台或开源平台共享,给予全世界任何国家和地区有自建能力与有住房需求的房屋自建者一份可靠的建筑设计资源。这些资源可以是免费的,也可以收取低昂的服务费用用以支付给设计师和团队。
2)模块化设计与数控机床制造技术相结合
开源建筑理论是一个设计概念和想法,支撑这一设计的技术手段是以模块化为核心、以数控机床制造技术为方法的组合。单纯的模块化设计无法给予户主一个低成本的自建方案,因此必须通过数控机床将建筑模块“打印”出来,户主只需要简单的工具与少量的人力便可进行房屋的修建。
3)全生命周期可把控
由建筑师和团队精心研发的开源住宅方案可以确保建筑的设计和构件预制阶段的可靠性,模块化的设计可以确保户主在使用阶段出现个别部位损坏的可替换性,以及建筑拆除后的可回收与循环利用。
参考文献(略)