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1.引言
在我國建筑史中將清代以前的建筑稱為古建筑,古建筑以其宏偉的氣勢,合理完善的結構,華麗的裝修為世人所矚目。在世界建筑史上堪稱獨樹一幟的建筑體系,也是世界建筑史上的一朵奇葩,但是由于戰爭、地震等一系列人為或自然災害的因素影響下,使我國古建筑保留甚少,而仿古建筑作為古建筑藝術與現代科學技術的結合的產物,不僅繼承了古建筑造型優美、氣勢恢宏的特點,而且還增強了結構抗災害能力和耐久性、并使其結構類型得到了很大的發展。這些特點使得仿古建筑行業近年來如雨后春筍得到了飛速的發展。
2.仿古建筑的建筑樣式
2.1仿古建筑樣式的發展
仿古建筑在建筑形式上較為忠實地模仿傳統建筑,并保證建筑外觀基本反映傳統建筑的主要特征。在材料和施工技術上則使用了大量的現代科技。
仿古建筑的樣式根據幾千年來古建筑的發展而來,傳統的古建筑是隨著古代文化的不斷進步演變而來。傳統的古建筑可以追溯到六、七千年前的古代人就出現了用木棍、泥草建造出簡單的穴居和淺穴居,而且在這時已經出現的“榫卯”結構。隨著科學以及文化的進步在漢唐時期傳統古建筑發展達到了第一次盛世,出現了大規模的建筑群,屋頂的樣式極大的豐富,也出現了“斗拱”結構。然而在這之后一直沒有像漢唐時期的大規模建筑群,但是由于科技的發展,傳統古建筑在造型上更加細膩、美觀,而且融入了大量印度、西亞的建筑風格。到了明清時期是傳統古建筑的鼎盛時期,由于國家的實力以及科學技術的發展都達到了較高的水平,這一時期的建筑在規模以及樣式上都達到了一個新的歷史水平。
2.2仿古建筑樣式的分類
仿古建筑繼承了幾千年來古建筑的發展到現在根據建筑樣式可以分為硬山、懸山、歇山、廡殿、攢尖五種基本形式。
硬山是指屋面僅有前后兩坡,左右兩側山墻與屋面相交,并將檁梁全部封砌在山墻內的建筑叫硬山建筑。硬山建筑是古建筑中最普通的形式,無論住宅、園林、寺廟中都有大量的這類建筑。
懸山是指屋面有前后兩坡,而且兩山屋面懸于山墻或山面屋架之外的建筑,稱為懸山(亦稱挑山)式建筑。
歇山是指屋面前后左右四個坡面,在左右坡面上各有一個垂直面,故而交出九個脊,又稱九脊殿或漢殿,曹殿,這種屋頂多用在建筑性質較為重要,體量較大的建筑上。
廡殿是指殿建筑屋面有四大坡,前后坡屋面相交形成一條正脊,兩山屋面與前后屋面相交形成四條垂脊,故廡殿又稱四阿殿、五脊殿,是中國古代建筑中至高無上的建筑形式。
攢尖平面為圓形或多邊形,上為錐形的屋頂,沒有正脊,有若干屋脊交于上端。一般亭、閣、塔常用此式屋頂。
3.仿古建筑結構形式
仿古建筑是運用傳統營造法則與現代施工技術與材料技術的完美結合,從而使得仿古建筑不但再現了古建筑的文化特征更使其抗震性能與耐久性有何很大的提高。根據建筑材料的分類仿古建筑不但繼承了古建筑中的木結構與砌體結構并衍生出抗震性能優越的鋼筋混凝土結構與鋼結構,下面將對這幾種結構進行簡單的介紹。
3.1 木結構
木結構是指以木材為主要受力體系的工程結構。與其它材料建造的結構相比,木結構具以下一些優點:木材資源再生產容易;木材具有較好的保溫隔熱性能;由于其紋理自然具有很強的親和力;木構件制作、施工方便;由于自重輕且所以具有較好的抗震性能;木結構的具有較好的塑性、韌性。但是木結構也有一些致命缺點:木材容易腐蝕,易受蟲害,木結構的防火性能較差;木結構的各向異性個方向上的各項強度差別較大。
3.2砌體結構
砌體結構是磚砌體、砌塊砌體、石砌體的總稱。因為仿古建筑大量使用的是磚和石頭砌筑,所以一般簡稱為磚石結構。
磚石結構仿古建筑具有就地取材、成本較低、耐火、隔熱、隔聲性能好以及施工方便等特點,而且磚石作為建筑材料有較高的抗壓能力使結構的承載力提高。但磚石結構也存在許多缺點:由于磚石的體積大、自重大砌筑用的砂漿粘結力較弱因此結構的抗拉、抗彎、抗剪性能較低,抗震性能差;磚石一般體積大、自重大所以材料不易運輸生產率較低。
3.3鋼筋混凝土結構
鋼筋混凝土結構仿古建筑是指仿古建筑的主要結構構件為鋼筋混凝土材料建造的仿古建筑結構。由于鋼筋混凝土結構有較好的整體性、可模性、耐久性及耐火性而且其工程造價較低所以是仿古建筑中使用最為廣泛的一種結構形式。
鋼筋混凝土可以根據需要澆注成各種仿古結構構件,能夠較好的重現古建筑的外形,鋼筋混凝土材料易于運輸,建造成本較低,建好后具有良好的耐久性、耐火性、抗震性。
3.4鋼結構
鋼結構仿古建筑是指仿古結構構件是由熱軋型鋼、鋼板或冷加工成型的薄壁型鋼制造而成的仿古建筑結構。鋼結構的特點主要有:材料強度高、韌性和塑性好;制造施工簡便,施工周期短;鋼結構質量輕,有較好的抗震性能;鋼材材質均勻,符合力學計算的假定;可重復利用,符合可持續發展的要求。但鋼結構的耐腐蝕性差、耐熱不耐火、造價成本高使得鋼結構在仿古建筑應用中有許多局限性。
4.仿古建筑結構的抗震設計理論
仿古建筑在結構的抗震設計時設計人員通過對工程實際經驗的總結提出了“小震不壞,中震可修,大震不倒”的三水準的設防標準,這是為了保證人們生命安全同時兼顧經濟節約的設計原則,以概率論為基礎提出的設計方法。 第一水準是考慮多遇地震,結構在使用期間,遭遇這類強度較低的地震頻率較高。在遭遇這類地震時結構應當不損壞且不需要修理,這就要求結構在遭遇這類地震下應處于彈性狀態,可以假定服從線性彈性理論,用彈性反應譜進行結構的地震作用計算,截面設計應滿足承載力要求,并控制結構彈性變形符合要求。第二水準是考慮基本烈度設防地震,結構在遭遇基本烈度的地震作用時,允許整體結構達到或超過屈服極限,產生一定的彈塑性變形(這時鋼筋混凝土結構會產生裂縫),結構依靠自身的塑性變形消耗地震產生的能量,從而使結構可以保存下來,經過維修結構依然可以使用。在這類地震作用下,結構的抗震設計應考慮結構的彈塑性變形。第三水準是考慮罕遇地震在罕見強烈地震作用下,結構進入較大的彈塑性變形狀態,部分結構破壞,但應避免結構的整體倒塌,保證生命安全,在罕遇地震的作用下結構抗震設計則完全是為了防止結構倒塌的設計。
5.仿古建筑的設計方法
古建筑的設計及施工主要以不斷積累的經驗、方法為主。仿古建筑在設計要做到神形兼備,就必須按照古建筑結構形式及尺寸模數進行設計。然后根據現代現行的抗震規范進行計算、設計保證結構的可靠性及安全性。最后運用現代計算機技術進行建模、計算分析。只有這樣才能保證仿古建筑既滿足古建筑的外觀樣式又能滿足現代結構的抗震以及安全需要。在仿古建筑設計最開始時,設計人員根據建筑的作用、整體美觀效果來確定仿古建筑的屋面形式、外形尺寸、屋面舉折情況等,然后根據仿古建筑的建筑模數確定各構件的幾何尺寸將整體結構的建筑模型確定下來,最后根據簡化結構模型計算,并用計算機對結構進行內力驗算,復核各結構構件是否滿足承載力以及抗震需要。
6.結束語
仿古建筑沿用了傳統古建筑的樣式,采用現代先進的設計、施工、材料技術,使得仿古建筑既能展現傳統古建筑的宏偉氣勢,有具有現代結構的可靠性、安全性。這是將傳統文化與現代先進技術的完美結合,相信隨著經濟文化的發展仿古建筑的使用將更為廣泛,所以仿古建筑必然會在建筑領域獲得光明的前景。
一、我國古建筑的發展歷程
我國古代建筑的發展大致經歷了原始社會、奴隸社會、以及封建社會的早、中、晚五個歷史階段,在封建奴隸社會時期,木構架逐漸成為中國古代建筑主流,隨著公元5世紀左右建筑技術的長足發展,建筑藝術形態日漸成熟,至漢代時,中國古代建筑的一些典型特征已基本形成,而后經過500多年的發展演變,至唐宋時代中國古代建筑發展到了它的頂峰,到封建晚期的明清時代,中國古建筑在某些方面更趨完美,著名的皇家園林有圓明園、頤和園、北海、承德避暑山莊等,私家園林則以江南的蘇州、揚州等地最為興盛,名園佳作不勝枚舉。此外,在明清時代,中國各少數民族的建筑也有了相當的發展,現存的著名建筑有的“布達拉宮”、日喀則的“札時倫布寺”,以及云南傣族的“緬寺”、貴州侗族的“風雨橋”等等,形成了各族建筑群芳吐艷、異彩紛呈的現象。
二、仿古建筑的基本定義
所謂的仿古建筑是指在建筑形式上較忠實地模仿傳統建筑,并保證建筑外觀基本上反映傳統建筑的主要特征,其結構、材料及施工技術方面均反映近現代建筑的主要特征,是近現代的建筑作品。
現今的仿古建筑物一般都是由鋼筋混凝土為主要材料建成的,并使用適當的方法使其達到仿古的目的。一般人認為,完全按照古建筑的外觀來建筑新的建筑物就是所謂的仿古建筑,其實不然。對于仿古建筑要滿足一下三個要求:
a 建筑物必須存在以下三個部分,即臺基、屋身以及屋頂,而且建筑物的主題部分的屋頂必須是傳統形式。
b 臺基、屋身以及屋頂之間的比例必須與古建筑物的比例相接近。
c 建筑物的外觀要在一定程度上能夠反映股建筑的結構特征及裝飾風格。
符合以上三個條件,才可被 稱為是仿古建筑。不可以將那些只包含了一點傳統建筑物的色彩,或者那些在建筑風格上與傳統建筑物有點相似的新建筑物就稱為仿古建筑。
三、仿古建筑物的特點及設計要求
1、仿古建筑物的特點
1)主要材料
古代建筑多數都是以木材作為建筑的主材料,所以從古代建筑遺產中可以看出,古代的建筑是由臺基、園梁、山墻、廊壁等要素共同構成在結構上軟性連接,富有韌性。古代建筑墻體是不承重的,可以敞開也可以是幕墻,到處是隔而不斷的流動空間。
2)平面特征
古代建筑一般都是以打木樁作為建筑的主體,木樁的范圍是以這個建筑物的有多大,然后再設計怎么安放,建筑物的大小是以間的大小和間數的多少來定的。中國古代以奇數為吉祥數,因此,建筑物的開間一般為單數,而且以開間越多為等級越高。
3)建筑群體
以庭院和由間形成的,層層漸進,古代建筑視角豐富與花樣多變。在群體上講究點、線、面的合理布局,強調有層次、有主次、有廣度、有深度、有變化的審美理念。特別講究中軸線的確立,古建筑的群體布局,大都采用對稱和對比的手法,重點建筑置于中軸線上,次要建筑置于兩側,既突出重點,又保持嚴格的對稱和均衡。
2、仿古建筑設計的主要要求
如今的仿古建筑物大多使用鋼筋混凝土結構而不是木結構,為了使得建筑物在裝飾之后的外觀效果能達到模結構的程度,仿古建筑物在結構設計時要滿足以下幾個要求:
1)模數要求和構件定型化
建筑物中各個受力構件的大小和形狀都要滿足古建筑的模數的要求。其他各傳力構件也要嚴格按照古建筑物中各構件的形狀和尺寸來確定。
2)屋面造型要求
建筑物屋面各部位的變化要明顯,對其構造也有很高的要求,構架體系可使用步架和舉架的方法進行處理,以達到屋面坡度越往上越陡峻,越往下越平緩的效果,將中國古建筑獨特的一面完全展現出來。
四、仿古建筑設計的主要方法
1、整體設計
建筑布局是仿古建筑整體設計的第一步,一般來說可以采取軸線布局和園林布局兩種方式。
1)軸線布局是參照中國傳統建筑的標準設計形式DD軸線對稱,在建筑物的中間用道路或是建筑形成一條中軸線,在軸線周圍依次布置相關建筑。這是仿古建筑中最常見的一種布局形式,故宮、十三陵、太廟等諸多建筑都是采用了這一布局形式,上海世博的一軸四館也是借鑒了這種設計理念,而新圓明園、大觀園、橫店影視城等現代仿古建筑區都是采用的軸線布局設計,游客置身其中,有很強的返古感。
2)園林布局。園林布局是仿古建筑中另一重要設計形式,中國傳統建筑對山水有很強的依賴性,園林布局有繞山繞水和穿山穿水兩種。繞山繞水是將山水作為建筑布局設計的中心,建筑物環繞在山水的周圍,這種設計的典型便是頤和園,這種設計的精妙之處就在于整個建筑群依靠山和水得到有機聯系,游人在任何一個地方都可以眺望到景觀的中心,南充著名的北湖公園便是采用了這種仿古形式,建成以來得到了很好的口碑。
2、細部設計
在建筑基本布局完成之后便要開始建筑的細部設計,細部設計是仿古設計的靈魂,可以讓整個建筑形象豐滿,一般來說有以下幾個方面:
1)建筑形式設計。中國傳統建筑的形式分類十分明顯,主要有塔、亭、殿、院等,建筑形式設計步驟主要便是參照中國傳統建筑的主要形式來進行仿古建筑的細部構造設計,其核心便是將各種傳統設計元素有機整合,確立一種主要設計形式,再在當中加載其他元素。例如,我們可以確定以“四合院”作為建筑的主要形式,那么在設計中就將以院落作為建筑的構成子單元,而在各個子單元中加入殿、亭等其他元素,這樣的設計使我們的建筑既顯得豐富,又有一個核心。
2)仿古建筑材料設計。中國傳統建筑主要采用磚木結構,這使得中國傳統建筑存在一個很大的問題,便是耐火耐腐能力差,使用年限不長,安全隱患大。一方面,現代木材資源緊張,大規模地使用木料既不經濟也不環保,所以材料的設計也是仿古設計中一個十分重要的因素。一般來說,可以用現澆混凝土做柱,其外包裹木工板,再打磨上漆,這樣既滿足了木柱的視覺效果,又節約了木材,增強了強度。而大型塔式、殿式仿古建筑則完全可以采用鋼筋混凝土來形成建筑物主體,其外采用清水混凝土勾縫或是采用仿古磚貼面來實現古色古香的視覺效果。
另一方面,還可以通過室內細節來加強仿古設計,這主要是對牌匾、廳廊、中式家具等古代元素的運用,在設計中可以按照傳統建筑中廳、堂、房的格局來拜訪深具傳統意味的細節家具和裝飾,這可以很大程度上提升仿古建筑的細節效果。
仿古建筑是建筑形式的一個重要分類,雖然難度較大,但是只要我們善于總結和發散傳統建筑設計的精華,同時運用現代技術和材料加以表現,那么我們的仿古設計能力一定可以邁上更高的平臺。
五、結語
綜上所述,作為現代建筑業中重要組成部分,仿古建筑沿用了傳統古建筑的樣式,采用現代先進的設計、施工、材料技術,使得仿古建筑既能展現傳統古建筑的宏偉氣勢,盡管其建造難度比較大,但是只要我們不斷總結傳統建筑設計的經驗,并將傳統文化與現代先進技術的完美結合,相信仿古建筑在建筑領域中獲勢必會得到廣泛應用。
【參考文獻】
[1] 李侃.仿古建筑興起的文化因素,藝術評論,2009,3,72-75.
1.仿古建筑的概念和特點
中國是世界文明古國之一。中國建筑文化歷史悠遠,形成獨特,建筑物造型優美,結構嚴謹,宏偉中不失細膩,莊嚴中不失優雅。“仿古建筑”與古建筑幾乎相同,但它已經完全脫離了具體型式的案臼,如果僅停留在型式上的理解,那么對傳統建筑的因襲照搬就在所難免,也是對仿古建筑形式的偏見。所以說對“仿古建筑”一詞全面和準確的表述是模仿古建筑設計的外在表現形式。
中國古代建筑特點體現在使用木材作為主要建筑材料,并保持構架制原則。為了保護木材,表面需加油漆,在長期的發展演變中,中國古代建筑形成獨具特色的彩畫制度,令世人嘆為觀止。鑒于木結構的耐火性很差且使用周期短,在現今建筑中已經不提倡使用;而構架制的結構形式和現在的鋼筋混凝土框架結構極為相似:傳力途徑明確,主體的承重結構和圍護結構分開。這就說明框架結構是最能體現古建筑精髓的結構形式。這也為室內空間的靈活布局創造了條件。中國古代建筑中,常用多種多樣的罩、掛落、隔扇、屏等自由靈活地分隔室內空間。但彩畫制度這一形式在現今的鋼筋混凝土結構中也只能通過外貼或噴繪等裝修手段才能達到。
2.仿古建筑的基本樣式
建筑的外部形態是在滿足了功能和結構前提下的美化。西南地區穿斗式木構民居的平面布局是以“間”為構成單位而組建成單座建筑,再以單座建筑組成庭院。現代人對居住空間有了更高的要求,不但結構多樣,功能的劃分也愈加豐富,這是傳統民居的“間”所不能滿足的。因此,仿古建筑要為今所用,就不得不作出改變。今天的“仿”主要是對古建筑的外觀造型、裝飾部件和建筑色彩的仿,對建造工藝仿的較少,柱、枋、?、斗拱等主要構件在仿造中被鋼筋水泥替代,純粹成為了體現“古”的裝飾元素。“古色古香”是現代人對古老的東西最直白的感嘆,因為色的搭配能引發人們對古的感受,中國古建筑在幾千年的發展歷程中形成了其獨特的色彩搭配體系,在重慶的仿古建筑中則主要體現了原木色的柱與枋,青色板瓦、白墻。
3..工程案例概況
近期所內通過幾個項目對仿古建筑的規劃和設計進行了很好地實踐。如下文提到的項目為東海半邊山五彩漁鎮項目,位于東海半邊山旅游度假區的新鶴片區,北臨居民點,東至新鶴沙灘,西、南接四季漁村。項目基地周邊比鄰歡樂海洋、品尚度假等主要項目。五彩漁鎮項目由三塊用地組成,總用地面積約18.31萬平方,計容建筑面約16.14萬平方米。其中本次報建項目為其中一塊標編號ZX01-09地塊,用地面積15.53萬平方米,容積率1.0,計容建筑面積約15.53萬平方米。
4.仿古建筑的做法
在仿古建筑設計實踐中,新老工藝結合運用常見三種形式。其一是基本繼承傳統古建筑的木、磚、石構造做法,局部隱蔽部位采用新工藝以彌補傳統工藝做法的不足。如在建筑的基礎采用現代地基基礎設計規范予以處理,使古建筑中常出現的基礎沉降現象得到改善;在建筑屋面系統隱蔽部位增設現代材料的防水層,有效延長了仿古建筑屋面系統的使用壽命。第二種是主體構造框架應用鋼筋混凝土或鋼結構,并通過古建筑傳統裝修方法如天花、藻井、走馬板、油飾彩畫等,使其構造框架處于隱蔽部位。其他細部構件采用傳統工藝做法。這種結合方式既能較好體現古建筑的神韻,降低建筑成本,對建筑的主體構造也起到加強作用。第三種則是基本上采用現代混凝土施工工藝去完成對古建筑形體的塑造,通過裝修裝飾的手法去體現古建筑的特點。這種方式的優點是大量應用了現代建筑技術,但復雜且精細的裝飾構件通過混凝土來實現是對施工工藝的考驗。
如何利用鋼筋混凝土結構來實現古建筑中的各個節點和構件?接下來我們通過下文來闡述仿古建筑的設計的幾個要點。
(一)合適的柱網開間
仿古建筑有較為規整的開間模數, 考慮到一扇木門的寬度在500mm到600mm之間,一般在3.6米到4.5米之間,每開間做四門或者六門。
(二)合適的層高比例
仿古民居一般做兩層,較低樓層層高高,較高樓層層高矮。為適應現代建筑的功能布局,一般首層可控制在3.3米左右,二層2.8米左右。
(三)準確的軸線定位(結構軸線、木構軸線)
仿古建筑的主體結構仍為鋼筋混凝土結構,本身有一套柱網體系。但仿古建筑仿的是木結構,故另需要一套反映木構裝飾的軸網體系。兩套軸網在大部分情況下基本一致,但在一些入口變化的地方,為保證外在的木結構開間的一致,剛勁混凝土柱位需要往里退。
(四)多樣的墻身的做法
通過實地考察我們總結出仿古建筑的幾種立面,反映到構造上就是幾種墻身的做法。
4.結語
仿古建筑的興起既有歷史的緣由,又符合現實的需要。它雖是現代機械化的產品,但我們也不能忽視其體系中承載的文化記憶,簡單地把中國古典元素同西方建筑理念組合起來,難免會落于俗套,給人留下索然無味的感觸。在經濟建設與文化復興兼顧發展的今天,文化不應該成為發展經濟的墊腳石或裝飾品,更不能將仿古建筑作為表現文化的唯一手段,因為歷史與社會總是在發展,人類的建筑文明始終該有新的篇章。
參考文獻
具體構想如下:
1.全面系統地分析國內關于古建筑專業技能型人才培養教學模式的理論依據,以此為引導,同時從社會對古建筑專業人才的需求特性出發,研究行業技能型人才的特質與具體表現形式。我們可以借助其他院校關于古建筑相關課程總結的教學經驗,和我校的古建筑專業相結合取長補短,運用行業要求引導我古建筑專業培養方案的修訂,使其更具備競爭的能力。
2.調研了解國內高校戲古建筑專業實踐課程具體形式,特別是河北省各高校相近古建筑專業實踐教學現行情況,對古建筑專業教學的內容、方法、手段、隊伍、管理進行實證考察調研,對我校的古建筑專業教學的主要實踐環節進行深入調查研究。
3.古建筑專業教學模式框架構建和系統設計。主要包括教學模式原則、體系、環節、方法、手段和評價等程序與內容的構建和設計。特別是對課程實習、實踐和實習基地的相關內容進行系統設計。以行業技能為指導,對專業實踐環節的方法、手段、內容、形式等諸方面進行深入探討和改革。
4.同時通過實證法研究。以我校古建筑專業學生為研究對象,對設計完成的技能體驗式教學模式進行實際操作。通過運作結果和掌握的第一手資料,進行實證分析,驗證技能型人才從理論上的研究。
5.基于技能型人才培養的古建筑專業教學模式實施與推廣的對策研究。主要從政策導向、評價體系、政府、社會的支持力度出發,以及高校教學設施的布置、教學計劃的安排、教學改革的激勵等方面提出可操作性的對策。
二、古建筑設計專業在我校的培養的目的及當前待解決的問題
我們進行的教改項目最終目的是以培養適應現代化建設需要的具有創新精神、實踐能力和創業精神的高素質的古建筑技能型人才為宗旨,緊密結合河北省高等教育發展形勢和河北省古建筑設計需要,對古建筑專業的技能型人才培養的模式,包括教學課程體系、內容、教學方法、教學手段、教學環節等進行綜合研究與實踐。本項目改革的目標為:在理論研究、調查分析和比較研究的基礎上,設計出新世紀古建筑專業技能型人才培養的教學模式,提出有中國特色、與國際接軌、符合社會經濟發展需要、符合新世紀特征、實踐可行性強的古建筑專業技能型人才培養的教學改革與發展的思路、教學改革方案和措施。
具體方法為:
1.加快推進我省高校古建筑專業的技能教育和實踐教學,將技能教育與實踐教學與具體的專業教學良好結合,培養技能人才。
2.加快古建筑專業建設,特別是加強我省高校在實踐教學中的技能操作,快速提高我省高校古建筑專業教學水平,為河北省培養古建筑專業人才,提高河北省古建筑設計研究的能力。
3.通過一系列的教改使河北省古建筑專業的技能教學改革和教學水平步入全國前列。
最主要待解決的問題為:
現代主義建筑大多數都是強調使用功能性,很少去強調建筑的裝飾性。那么從建筑的形式和意義去分析,商業街的仿古建筑應屬于后現代主義。而且很多商業街在進行仿古建筑設計時,也運用了各種各樣紛繁復雜的傳統元素。如果仿古商業街能夠充分地考慮到地域文化和傳統內涵,那么商業街建筑就可以成為文化傳承的主要載體。
1.2仿古商業街的商業性
商業街的根本目的就是實現商業利益。因此,更多的開發商將商業街的設計采用仿古建筑是為了實現經濟效益。作為一條商業街,首先要在使用功能上遵循功能合理性,然后再進行考慮仿古性建筑設計。如果要建設仿古商業街,那么首先需要考慮以下幾個方面的問題,如何仿古、仿古的意義、仿古所傳承的文化內容是什么等,以此來凸顯仿古的真正用意。現代人們為何鐘愛百年的文化商業街,因為其更多的承載著一個城市的文化內涵。其就像現代社會的人們吃慣了大魚大肉,如果去吃一些野菜的話,就會有一種不一樣的感受。因此,需要去考慮生長在鋼筋混凝土建筑里的人們真正想要的是什么建筑,如果更好地將地域文化和傳統內涵展現給人們,這些才是仿古商業街必須去面對的問題。
2現代商業街仿古建筑方法
2.1拆除重造
將舊建筑進行整體拆除,然后在拆除的位置上按照設計的年代風格進行重建。這種拆除重建的方法,從設計方和施工方的角度而言,不但可以節約時間,而可以節約大量的資金。首先,對舊街道房屋進行整體拆除的話,設計者就相當于在一片空地上進行設計,根本不需考慮如何更好地保護文物。另外,新的商業街設計風格可以按照某一個年代的風格進行統一規劃,這樣就可以在人力和物力節約大量成本。這種拆除重建的方法固然有自身的優勢,然而它也抹殺了人們對舊街道一些記憶,將傳統建筑文化的底蘊進行了“拆除”。換而言之,這些百年老街可以認為是一筆重要的文化遺產,其不屬于某一代人的,任何人都沒有權利將之摧毀。
2.2局部改造
局部改造就是在保留一些原建筑的基礎上,對一些局部外觀進行改造,或者是對舊街道進行整體的景觀規劃。這也是很多旅游景點慣用的方法,例如我院設計的文殊坊,文殊坊是國內最集中的禪文化中心之一,匯集了千年古寺文殊院,道教圣地五岳宮以及愛道堂、金沙庵等多處古跡,被譽為“都市禪林”。
3解析仿古商業街設計失敗的原因
雖然,國內商業街更多是采用仿古建筑設計,但是沒有繼承原有的傳統文化,以至于失去了原居民生活的氣息。讓人們感覺到商業街的仿古建筑大多只是流于形式,給人一種膚淺的感覺,也可以看作是換了外衣的便利商店而已。例如蘇州寒山寺古街改造工程,其主要是以具有1400多年歷史的蘇州寒山寺為中心,因為蘇州寒山寺是非常著名的佛教圣地,擁有著非常悠久的歷史和古香古味的建筑群。政府和開發商意識到蘇州寒山寺所能夠帶來的商業價值,于是在寒山寺的臨近地段進行了商業街規劃,建造出了一條在建筑風格、比例等多方面都極為相似的仿古街道。從外觀上觀察,仿古商業街和寒山寺的建筑風格是一致的,不存在任何不協調的地方。然而在蘇州寒山寺的仿古商業街的建造時,將原有的居民全部搬遷,失去了原有的生活氣息,而且出現了很多五花八門紀念品的商店,以至于后來的游客只認為這只是一個現代便利店而已。如果在進行現代商業街仿古設計時,更多是考慮風土人情和傳統文化,而不僅僅是建筑風格,那么商業街的仿古設計也會取得一定的成功。
隨著社會的發展,人們物質生活極大的豐富,施工技術突飛猛進,能對各種突發天災作更深入的理論研究和作相應的預防;廣泛運用各種新材料,注重生活空間的細節,關注各類人群的需求。通過比較古代建筑與仿古建筑,更能明顯地看出仿古建筑的特點。建筑物設計中有很多方面是古代沒有考慮到而現時需要考慮的,如勘察、抗震、弱電、防雷、防火、節能、無障礙等。國家在此方面出臺相應的規范對設計與施工進行指引,設計人員在設計時應充分考慮場地特點與設計定位,參照規范相關規定進行設計。下文以本人操作的都勻市三江堰水生態保護區濱水景觀工程為例,闡述仿古建筑的設計及現代施工技術特點。
1項目概況
1.1項目區位
都勻簡稱勻,貴州省南部政治、經濟、文化中心,西南地區出海重要交通樞紐,黔中經濟區5大主要城市中心之一。都勻城位于“九溪歸一”的劍江河畔。
1.2設計范圍
位于劍江河上游,地塊呈南北走勢,東臨斗篷山路,西臨蘭海高速出入口,南接城市商圈,交通便利,區位優勢明顯。總規劃面積約61.8hm2,其中水資源生態保護區面積約53萬m2,文化商業街區面積約8.9萬m2。在2015年6月開始動工興建。
1.3環境資源
地塊配套湖區屬于三江交匯之地,湖區面積廣,約53萬m2。水資源豐富,水質品質高,處于劍江上游。
1.4功能定位
以凈化水體為實用功能,定位為鄰里河濱公園。
1.5建筑風格
園林建筑物和構筑物采用中國古典園林的手法,建造成各種園林類型的仿古建筑。水資源生態保護區建有豐馨廊、風雨橋、工藝閣、古棧亭、荷影亭、湖光水榭、致遠亭、水中花亭、清風廊亭、韻亭、水香坊、清華蘭亭、品茗軒、凌波雙亭、華彩樓、書香院、管理處、清風廊亭等10多個仿古建筑。
2古代建筑與仿古建筑的特點對比
2.1地質勘察
以前沒有這方面的技術,能勘察地質情況。現在新建建筑物前,需先勘察地質,土質承載力不夠,結構設計時要作特別考慮,或者進行換土等措施,確保建筑物地基穩固。建筑物的主體結構古代主要用木,近代用燒結磚、石材、瓦,現代主要用鋼筋混凝土,也有用鋼結構等。因為木材不耐腐蝕、蟲駐,而且不耐火,所以古代很多有名木建筑已經不復存在。鋼筋混凝土耐腐蝕、蟲駐、耐火,為現代采用的主要材料。三江堰項目的仿古建筑全部主體結構采用鋼筋混凝土。
2.2電氣
以前沒有電燈,用的是油燈和燭燈。自從有電燈之后,建筑拉電線。沒普及時與考慮低造價時用明裝電線槽,現時多為暗裝電線槽配插座。建筑外立面沿屋檐裝燈帶、投光燈,可使夜間效果明顯增強。古代沒有弱電。現代弱電主要有:監控系統、背景音樂、消防報警系統(煙感、溫感)、電視、電話、網絡。對于仿古建筑,有需要時,會在建筑安裝背景音樂喇叭,播放音樂,增加游人觀賞時的舒適度。大型仿古建筑,如本案的工藝閣、品茗軒安裝了消防報警系統,及配備電視、電話、網絡接口,滿足日常使用要求。
2.3給排水
考古工作者在唐代長安的巷道下面,發現有磚砌的排水暗溝,這些暗溝最后都通向大街兩側的明溝。可見以前是磚砌暗溝,雨污水合流,雨水無組織排放,不是低碳做法。現在技術進步,用塑料給排水管,不用人工取水,而且雨水、污水分開排放,有利于水資源再利用,減少污染。以前排污是挖糞坑,有機分解或者用作肥料。現在會建生化池進行凈化,然后再排到污水處理廠作二次處理。
2.4防雷
古代建筑沒有考慮防雷,所以建筑物會受雷擊,處于建筑物中的人也會有生命危險。本工程的仿古建筑為三級防雷建筑,按照《建筑物防雷設計規范》(GB50057-2010)版進行設計。設計方法:在屋頂上設暗裝避雷帶(采用直徑12鍍鋅圓鋼),與屋頂金屬構件焊接連通,并結合避雷短針,作為防雷接閃器。突出屋面的所有金屬構件與避雷帶焊接連。利用柱內的主筋作暗裝防雷引下線,利用基礎地梁內的底筋作接地體,防雷引下線與接地裝置之間的連接采用電焊焊接。無地梁處敷設與地梁底筋同規格同埋深的鍍鋅圓鋼。電氣與防雷共用接地裝置,接地電阻4歐姆。接地電阻達不到要求,補打人工接地極。進行如上的防雷設計可以避免雷擊對建筑物的傷害,并確保建筑物內人員的安全。圖1豐馨廊-0.100基礎接地平面圖圖2豐馨廊一層防雷平面圖
2.5防火
結合《建筑設計防火規范》GB50016-2014對仿古建筑進行防火設計。建筑類別:二類,耐火等級:二級。根據規范不超過3層的一、二級耐火等級的建筑每層面積小于500m2,且第2層和第3層的人數之和不超過100人的可只設一個樓梯。長度超過24m的仿古建筑室外疏散樓梯應采用防煙樓梯間或室外疏散樓梯。本項目的品茗軒與管理處首層面積均未超過500m2,故室內只設置1個樓梯。
2.6節能
本工程依據《公共建筑節能設計標準》GB50189-2005第五章對比評定法,并通過天正節能軟件分析,設計建筑物空調采暖年耗電量之和小于基礎建筑物空調采暖年耗電量之和的1/2,滿足《公共建筑節能設計標準》的要求。大部分仿古建筑南北對流,有良好通風采光并有效降低能耗。本工程外墻采用外墻漆飾面BRY膠粉聚苯顆粒保溫漿料外墻外保溫系統。門窗按“宋式”木作門窗制作,節能措施有:玻璃采用5透明+12A+5透明,木門窗對開時做和合縫,所有風縫均用木飾條貼縫,提高木門窗的保溫節能性能。門窗的氣密性等級不低于現行國家標準《建筑外窗氣密性能分級及檢測方法》GB/T7106-2008規定的4級。
2.7無障礙設計
根據《無障礙設計》規范,城市中的各類公園應進行無障礙設計,設計內容包括:綠地停車場、售票處、出入口、無障礙瀏覽路線、游憩區的無障礙設計、常規設施的無障礙設計、無障礙標識系統。旅游景點周邊道路也應有無障礙設計。三江堰公園入口門建筑物同時設置臺階和輪椅坡道出入口,輪椅坡道凈寬度1.5m,供殘疾人通行,并在公共衛生間旁單獨設置無障礙衛生間。無障礙衛生間內有報警裝置,供殘疾人需要幫助時使用。人行道設置導盲磚,坡度符合規范要求,路口位置緣石坡道坡口高出車行道地面10mm。綠地停車場專門設計了無障礙機動車停車位。景區設置有無障礙標識系統。
隨著世界經濟的全球化及信息化,各國文化也在日益發生著相互激蕩、碰撞及交流。在這樣的時代,我國現代建筑設計需要適應時代潮流,積極吸取傳統元素的優點,融匯于自身以實現對傳統文化的傳承,推動現代建筑事業的發展。文章主要對此進行闡述,講述了齊齊哈爾市清真寺修繕過程中遇到的問題,并詳細論述其應用,以推動我國現代建筑設計水平的進一步提升。如何把民間工藝美術色彩及傳統元素應用在古建筑修繕中是中華民族文化的一個重要組成部分。
一、民間工藝美術色彩及傳統元素和建筑設計的關系
德國的瑪雅在其《裝飾藝術手冊》一書中,論述了對傳統文化、歷史主義和藝術的喜愛。該書暢銷世界各地,也在表述著藝術設計與傳統文化的關系,兩者是密不可分的,絕對的分離也是不存在的,其中,傳統文化可以為藝術設計提供豐富的藝術靈感與經驗資料,藝術設計也是植根于傳統文化之中的傳承與創造。于是,可以說,傳統文化與建筑設計的關系主要可以分為以下兩方面。深化對于兩者關系的認識,有利于給予傳統元素在現代建筑設計中準確的定位與傳承發展。
作為一個藝術品種,工藝美術是通過視覺形象,通過對一定物質材料的藝術加工、制作而完成的物質產品。如果說材料是制作工藝品的“血肉”,那色彩就是工藝品的“皮膚”了。正如人的皮膚是最外露的機體一樣,工藝品的色彩則是整個作品中最能直接作用于人的感官的、最敏感的部分。為此,色彩美就是整個工藝美中最具直觀效果的一種美了。
多品種多門類的中國民間工藝品顏色的豐富多彩表現得令人目眩心醉,是極具審美價值的。作為審美客體的色彩是客觀存在,但以怎樣的色彩為美卻是極具主觀情調的。怎樣使審美主體與客體統一起來,獲得對工藝品色彩美的準確的審美把握呢?我們認為,應根據具體的工藝品制作、形成的過程,就其材料、質地、裝飾手段、工藝條件等多方面的因素去品鑒工藝美術的色彩美。
據《中國工藝美術簡史》一書介紹,單就釉色而言,明清期間就有鮮紅、霽紅、寶石紅、豇豆紅、霽藍、寶石藍、孔雀綠、澆黃、魚子黃、鱔魚黃、茄皮紫等。再加上“戧金”、“炙金”、“描金”、“抹金”、“抹銀”等技術方法的創新,色彩就更艷麗多姿了。工藝品的這種色彩風格,能滿足不同人的不同審美情趣以及不同環境、場所對色彩的不同要求,反映了工藝品以其外在的形式所烘托的氣氛、情調可以影響、作用于人們的情感思想的功能。
二、建筑設計立足于傳統文化之中
建筑設計也是一種藝術,一種文化的反映,即必須一定的文化環境中展示的,傳達的也是一種理念、一種價值及審美觀念。而人們的建筑設計又往往是建立于前人的基礎之上或者以前的經驗基礎上,所以,可以說是,建筑設計立足于傳統文化之中。另一方面,盡管有些設計師嘗試脫離于傳統,實現真正的“新設計”,這也是不現實的,縱然再新穎的設計也是吸收傳統的經驗而進行的創新。如著名的建筑設計大師貝津銘在巴黎盧浮宮前的“玻璃金字塔”設計,則正是源于古老的埃及金字塔的靈感創意,成功地與盧浮宮首尾呼應,成為一大文明建筑。同樣是貝先生的建筑設計風格,在蘇州的蘇州博物館則大大吸取了老子的《道德經》里的空間觀念,融匯了自然與建筑的魅力,充分做到了尊重歷史、尊重自然,實現了“蘇而新,中而新”。這些,都是將傳統元素很好的融入到現代建筑設計之中得以巧妙傳承。
事物總有發展的源頭,建筑設計也一樣,一般任何一個建筑設計都可以在傳統文化的漫漫長河中找到源頭。建筑設計是一種藝術的創新,而創新是在原有源頭上的發展。在現代建筑設計中,要想實現真正的建筑設計風格的突破,往往需要尊重歷史,尊重傳統的建筑文化,從中吸取優秀的傳統經驗與理念、方法等,加以融合與現代建筑之中,才可以實現“藝術的再生”。如2010年我們的上海世博中國館的建筑設計便是傳承了中國古代“天人合一”的哲學理念,其中,傳統元素在現代建筑設計中傳承的淋漓盡致。也可以看出,傳統文化是現代建筑設計得創作源泉。在色彩應用上采用了中國紅的設計,把中國的傳統色彩體現的淋漓盡致。
三、民間美術的色彩對比
冷暖對比是民間美術作品中運用的較多的一種表現手法。色彩的冷暖是相對心理反映而言的。色彩心理學把橘紅的純色定為最暖色,把天藍色的純色定為最冷色。凡在色相環上臨近紅色的紅橙、橙、黃橙、黃看成是暖色;凡臨近藍色的紫、藍綠、綠、黃綠看作是冷色。以冷暖差別組合形成的對比就是冷暖對比。如圖民間手工藝中的風箏的色彩在色彩使用時使用的就是色彩對比中冷暖對比的方法,色彩豐富、變化新穎。現代設計中色彩的豐富運用也是很重要的原則。
四、傳承與發展
古建筑是人類的寶貴遺產、不可再生的文化資源,保護歷史古跡,是文明進步戰勝愚昧落后的顯著標志。隨著古建筑的減少,古老的記憶正在消失,傳統的文化氣息也日益淡化。如何有效保護古建筑,延續中華文明的文脈,已經成為一項重要任務。要認識到保護建筑文化遺產的重要性,在保護與利用相互聯系、相互制約的關系中,要根據具體情況來應對現代社會節奏帶給古建筑的沖擊,使古代建筑遺產受到妥善保護,把中國工藝美術的色彩及中國傳統元素應用在古建筑的修繕中,使其文化價值得以彰顯并得到最大化的利用,這才是古代建筑遺產傳承與發展的真正意義。
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中圖分類號:TU318
文獻標識碼:B
文章編號:1008-0422(2006)04-0121-02
收稿日期:2006-02-25
作者簡介:鄧曉春(1973-),女,1995年畢業于華中理工大學工業與民用建筑專業,湖南省建筑設計院內聘高級工程師,一級注冊結構工程師。
1 引言
中國古建筑雖然歷經了數千年的演變,但其獨特的結構方法和布置規模始終沒有改變,并且是世界上獨具風格的一門建筑學科,是世界建筑藝術寶庫中的一顆璀璨明珠。中式傳統古建筑以木結構為主,在材料選用、平面處理和藝術造型等方面都有許多自己的特點,但隨著社會的發展與進步,傳統木結構在防火與防腐方面的缺陷也日益明顯,新技術、新材料的運用使仿古建筑的設計和建造成為可能,這也是對中國古建筑文化的繼承與發展。現代仿古建筑以鋼筋混凝土為主體結構,改變了傳統中國古建筑以木結構組合為主的受力系統,吸收了傳統中國古建筑風格的精華,在鋼筋混凝土結構的基礎上,將傳統古建筑的造型、部件等,作為裝飾效果,從而達到建筑上的仿古目的。以下本文將就某工程實例對此種建筑的結構設計談幾點體會,能為同行在設計工作中提供一些參考。
2 中國古代建筑的特點
中國古代建筑是以木構架為主的一種結構方式,平面布局內向含蓄,層次豐富,均衡對稱,空間布局靈活,承重與圍護結構分工明確;在建筑的設計和施工中很早就實行了模數制和構件的定型化,對于建筑整體到局部的形式、尺度和做法都有相當詳細的規定。中國古代建筑還獨創了斗拱的結構形式,并充分運用色彩的裝飾手段,使建筑物顯得莊重而華麗。
中國古代建筑的結構方式有“疊梁式”、“穿斗式”、“井干式”三種,屋頂形式有硬山頂、懸山頂、廡殿頂、歇山頂、攢尖頂和復合頂。
3 仿古建筑的結構設計要求
現階段的仿古建筑多采用鋼筋混凝土結構代替木結構,為了達到油漆彩繪之后與木構架相同的外觀效果,與傳統的鋼筋混凝土結構相比,仿古建筑的結構設計具有以下特殊要求:
3.1模數要求和構件定型化
各受力構件的規格需滿足古典建筑的模數要求,傳力體系的構成極其各構件的尺度和形體完全仿照古代木結構中柱、梁、枋、檁的相應做法。
3.2屋面造型要求
屋面變化顯著,造型要求高,構架體系采用了步架和舉架的處理方法,使屋面坡度越往上越陡峻,越往下越平緩,形成了曲線優美、出檐深遠的特征,體現了我國古代建筑的造型特點。
3.3建筑中有大量的具有獨特裝飾作用的結構構件,其中最具有代表性的是斗拱和雀替。
斗拱:斗拱中方型的底座叫做斗,上面錯落搭建的船形木塊叫做拱。斗拱是中國傳統古建筑特有的型制,它位于木結構梁和柱子之間,具有傳導屋面荷載、加大屋檐挑出長度、縮短梁枋跨度、吸收地震能量等結構作用和裝飾作用,是中國古代建筑中最具特色的部分之一。對于仿古建筑而言,因主體結構為鋼筋;昆凝土,裝飾常常成為斗拱的主要作用。
雀替:用于額枋(檐枋)與檐柱相交處,近似于三角形,表面有雕刻裝飾的構件。可以縮短梁枋的凈跨距離,具有輔助拉結和裝飾雙重功能。
4 工程實例
4.1工程概況
開福寺位于長沙城北,它是一座殿字宏偉、氣勢非凡的千年古寺,具有“三湘名剎”之稱。開福寺始建于五代時期,距今已有一千多年的歷史,現有的寺院規模已不能滿足佛教事業的發展需要,自2004年開始修復擴建,大悲殿的建設就是其擴建工程子項之一。大悲殿為南方單層雙重檐仿古建筑,建筑面積1200m2,總高度25m,面闊七間,共37.8m,進深六間,共30.6m。屋頂形式為歇山頂,黃色琉璃瓦鋪蓋,飛檐翹角,氣魄雄偉,檐下為七踩斗拱。室內采用“露明造”,使空間更高大、更寬敞。該建筑采用了鋼筋;昆凝土仿木結構。
4.2大悲殿的結構體系
采用現澆鋼筋混凝土仿木框架結構,用SATWE程序進行整體計算,主受力框架用PK程序復核計算配筋。結構方式按照古建筑中的“疊梁式”,構架體系采用了步架和舉架的處理方法,其傳力途徑也明顯不同于傳統鋼筋混凝土建筑,屋面荷載通過T形屋面板傳給屋面檁條梁,再由梁架逐層往下傳遞,最終通過最底層的梁傳給框架柱。主受力框架立面詳見圖1。由于大殿建成后需供奉大尊佛像,故殿內抽掉了兩根里金柱,使相臨柱子間跨度分別達到了19.8m和18.6m。建筑平面圖詳見圖2。這么大的跨度在傳統古建筑中是罕見的,而為了保持室內“露明造”的完整性,在15.5m標高處設3根斷面為400x1200的交叉轉換梁(位于4軸、5軸、C軸上),共同支撐其上的柱子和屋面梁架體系。
4.3屋面板的設計
木結構的屋面木基層是由望板和椽組成的,這就使得仿古建筑的屋面板截面形式為T形,單向受力,板肋之間的距離很近、肋高較小見圖3,加上屋面陡峻圖4(大悲殿屋脊處為九五舉)、造型復雜,屋面一次性全現澆施工難度很大,支模困難,混凝土澆注質量和外觀效果均難保證。故將屋面板設計成疊合板,先預制單塊的預應力混凝土T形板(或幾塊T形板組合)作為底模,再在底模上綁扎鋼筋網,用細石混凝土澆注疊合層,完成后二者形成整體共同受力。設計時按疊合前和疊合后分階段對T形板進行強度計算、抗裂驗算、撓度驗算。分別滿足施工階段和使用階段的受力要求。
4.4斗拱和雀替的設計
在主體結構為鋼筋混凝土的仿古建筑中,斗拱是作為受力構件還是純裝飾構件?采用木結構還是鋼筋;昆凝土結構?這就值得探討了,筆者在考察其他仿古建筑時了解到其斗拱大多是采用鋼筋;昆凝土預制構件,各級斗與拱之間通過預埋件焊接連接(尺度較大時)或座漿連接(尺度較小時),斗拱在結構中為受力構件。這種做法的主要缺點是做工較粗糙、不美觀,而且前者由于構件數量太多防腐和維修費用較高,后者受力不太可靠。故本工程的斗拱采用木結構,且僅作為裝飾構件,不考慮其受力。屋檐荷載通過斗拱上方的現澆;昆凝土桃尖梁以及斗拱中間的現澆混凝土剪力墻傳給剪力墻下方的額枋,斗和拱在桃尖梁施工前安裝就位。
雀替僅作為裝飾部分,不考慮其受力,采用鋼筋混凝土預制構件,用定型模板在施工現場制作。主體結構施工時在相應位置留設預埋件,預制的雀替通過預埋件與主體結構的額枋(檐枋)和檐柱焊接連接。
木斗拱與混凝土的預制雀替都是作為裝飾構件,與主體結構不是一起現澆成型,但采取了上述方式與受力構件連接后,再經過油漆彩繪處理,整個建筑物渾然一體,完全達到了傳統木結構的藝術效果。建成后的大悲殿入口屋檐照片圖4。
5 結束語
鋼筋混凝土結構的仿木仿古建筑,因組合形式變化大,構件形狀復雜,其空間梁板的形狀定型和模板、鋼筋施工是最大的難題,給傳統的鋼筋混凝土結構設計帶來了許多挑戰,本文探討了一些新的思路,力求用現代的構造和裝飾處理,還原其傳統古代建筑的風格。大悲殿于2004年4月完成設計,同年5月開工,2005年年底建筑竣工圖50
參考文獻:
一、前言
古建筑是中華名族的瑰寶,是中國歷史和智慧的結晶。隨著中國經濟的飛速發展,工業化水平不斷提高,人們在遭受生態環境惡劣、氣候異常、能源匱乏等一系列因素的影響后,承載著數千年文化底蘊的古建筑,已不僅可以滿足人們的居住需求,更是作為人們精神的棲息地。于是,在建筑行業,古建筑再次有了屬于自己的活力。由于古建筑在其設計,施工,構筑等方面都具有獨特的要求,如果沒有進行很好的電氣設計,就會給人們工作和生活帶來各種問題。因此,在古建筑再度興起時候,設計人員必須處理好電氣設計與古建筑的關系。
二、古建筑的構造特點
1. 木料是最主要的建筑材料
古建筑把木料作為最主要的建筑材料是有著一定的自然歷史背景的。首先,古代中國居民多居住在黃河流域,那里森林茂密,相對于磚石而言,用木頭做材料更方便就地取材。其次,我國的氣候比較復雜,氣候變化較快,采用木質結構的建筑,可以因為溫度、濕度,甚至是光線的不同而隨意的變換墻壁的高矮厚薄,方便快捷,便于操作。最后,我國自古地質災害較多,山體滑坡、地震、泥石流等一系列的災害嚴重威脅著人民生命安全。房屋采用木質結構,可以利用木料獨有的柔韌性和構造節點的伸縮性,大幅度降低房屋倒塌的概率,以此減少自然災害帶來的威脅。但如此之大的木材使用量,使得古建筑耐火等級極低。
2.構造特殊,內部可燃物多
中國古建筑將木構架作為其主要施工材料,經過多年發展,已經成為獨特的木構梁柱系統,主要有抬梁式、穿斗式、井干式等幾種,其中以抬梁式運用廣泛,同時又創造出了自己的木構形式,既滿足了人們的各種需求,又具有良好的建筑審美風格[1]。古建筑屋頂由木材造型的斗拱、天花、藻井等類似爐膛結構組成,易于燃燒,屋頂結實,發生火災時,內部熱量不容易散發,火災危害性大且不易撲滅。古建筑內部木材表面多有油漆彩繪,這種材料屬于易燃物,屋內陳設多以木制屏風,并以大量的紙質字畫和絲綢織物用于裝飾,這些材料都大大增加了引起火災的幾率。
3.我國古建筑多形體方正,庭院相連
我國的古建筑多是一系列單體建筑組合而成,布局有著嚴格的方向性,從整體看給人一種中正平和,大氣肅穆的感觸,但齊整卻不壓抑,內部設計多別有洞天,高低錯落,飛檐交臂,建筑與建筑間彼此通過回廊相連,形成龐大的建筑群,防火間距明顯不足。
三、古建筑電氣設計應注意的問題
古建筑多以木料為主要建筑材料,形體多樣,結構相對較為復雜。現行的古建筑多為宮殿建筑、民宅、祭祀建筑、宗教建筑和古典園林等。將現代電氣設計應用到古建筑中去,是建筑設計的客觀需求,但也給設計和施工帶來了一定的挑戰。因此,要結合古建筑的具體特點,綜合對建筑結構,材質,建筑的功能,居住者的思想境界等一系列因素予以考慮,做出科學合理的電氣設計,加強對細節的控制,促進現代電氣設計與古建筑的完美融合,共同方便居住者生活。以下分別從建筑防雷設計、照明設計和火災報警設計三方面闡述建筑電氣設計在古建筑中應注意的問題:
1. 古建筑防雷接地設計
古建筑大多有高聳的屋頂和屋脊,而這也正好為帶電云層創造了放電條件。在遵守我國相關防雷技術規范GB 50057 - 2010 《建筑物防雷設計規范 》的情況下,根據建筑物類別及建筑物年預計雷擊次數確定建筑物防雷保護等級。依據建筑物防雷的工作原理、借鑒新建工程防雷的施工做法、按建筑物地處的環境位置、區域的水文地質氣候條件、建筑物結構形式、使用功能特點,綜合古建專業維修施工的經驗,對古建筑設置防直擊雷和感應雷的措施。古建筑多為木質結構建筑,既要保護建筑免遭雷擊又要避免雷擊給建筑物帶來的火災隱患,防雷設計應注意以下三個方面:首先,接閃帶宜沿建筑物外邊緣明敷設以確保靠外側的接閃帶最先接雷,避免木結構建筑遭雷擊;其次,為滿足功能和美觀的要求,引下線都暗敷在結構體內,但是對于古建筑多為木結構,木材本身具有易燃性,因此,引下線不允許敷設在木結構體內,應沿建筑物外墻設卡子明敷,保證與建筑物的距離不小于10cm,確保雷電流安全引下;最后,為保證良好的導電性,接閃器和引下線宜采用圓銅材質代替熱鍍鋅鋼材質[2]。
2. 照明設計應注意的問題
古建筑有優美的外輪廓線,用輪廓照明勾勒建筑外廓常會有較好的效果,但是輪廓照明不應用的過多,選擇照明部位是照明設計中一個很重要的問題,它對形體塑造、景觀效果、光景氣氛都有極大的影響。古建筑復合立面的層次、各層次的特點和作用、景觀中深處的魅力、立面對兩個空間的連接等方面是燈光照明設計中應該著力表現的地方[3]。比如對庭院的照明設計,它的燈光景觀構成中既要有精致細膩的墻面紋飾光影圖案,又應有街道或廣場等開敞空間中所使用的燈光手法及空間氛圍;庭院夜景的塑造包括對圍合庭院的各單體建筑物立面的照明表現、各單體建筑物室內燈光的適度配置、庭院之外延伸空間的照明、“借景”的燈光塑造、庭院內部配置景物的燈光塑造等。此外,室外燈具防護等級應為IP65,照明配電箱應采用過電流保護的剩余電流動作斷路器,配電箱外殼應采用不燃材料。
3.古建筑電氣設計中火災報警設計
古建筑由于其特殊的建筑材料和特殊的結構設計,因此,對防火防災要求較高,要在古建筑中做好火災報警系統。火災報警系統的安裝必須本著不破壞古建筑的外部美觀的情況下,在合理的位置安裝設備和設計路由。以感煙探測器的安裝為例,首先,選擇的報警設備必須有較高的靈敏度,能夠在火災發生的初期就能發出警報,并且可以有效探測木材燃燒后的煙霧;能夠有效地克服亭內空氣流動對煙霧探測的影響;能夠在不破壞原建筑結構、外觀的前提下安裝報警設備;古建筑多開敞、溫度變化大、粉塵多,對火災探測器報警的準確性有很高的要求,要能夠有效的避免誤報,避免由于誤報造成恐慌和其他連帶損失;整個系統需要維護簡單、易行,盡量避免系統維護工作對古建筑造成的破壞[4]。
四、建筑電氣設計與古建筑的維護管理建議
1.根據《古建筑消防管理規則》第十四條規定“在古建筑中安裝電燈和其他電氣設備,必須經文物行政管理部門和公安消防部門批準,并嚴格執行電氣安全技術規程”,因此,未經批準不得在古建筑內擅自安裝用電設施。
2.利用先進的科學技術,在古建筑中安裝先進的監控系統,對整個古建筑進行實時監控,時刻保證整個古建筑系統的安全穩定。
3. 合理選擇電氣管線敷設路由,既保證供電可靠又不影響美觀。根據古建筑的構造特點,在進行電氣管線設計安裝時,穿過木構件的導線應采用穿金屬管保護,科學選擇合理路線,既符合建筑的實際情況,又可以和周圍的藝術氣息融合為一體,做到實用美觀。
五、結束語
我國的古建筑以木結構舉架支撐為主要表征,以靈活多變,布局和精巧細致的裝飾聞名于世,是我國的民族智慧結晶。完善古建筑電氣設計所面對的問題,是保證整個建筑系統安全協調的重要舉措,有助于保證整個古建筑實用和藝術價值的實現,有助于促進整個古建行業的發展。
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中圖分類號:S611 文獻標識碼:A 文章編號:
一、參數化設計技術的概念
參數化設計技術是 CAD 技術在實際應用中提出的課題,它不僅可使CAD 系統具有交互式繪圖功能,還具有自動繪圖的功能。通過參數驅動機制,可以對圖形的幾何數據進行參數化修改。但是,在修改的同時,還要滿足圖形的約束條件,需要約束間關聯性的驅動手段棗的約束聯動,約束聯動是通過約束間的關系實現的驅動方法。目前它是 CAD 技術應用領域內的一個重要的,且待進一步研究的課題。實現參數化繪圖是現階段 CAD 軟件開發的核心任務之一。
由于上述應用背景,國內外對參數化設計做了大量的研究。目前參數化技術大致可分為如下三種方法:1、基于幾何約束的數學方法;2、基于幾何原理的人工智能方法;3、基于特征模型的造型方法。其中數學方法又分為初等方法(PrimaryApproach)和代數方法(Algebraic Approach)。初等方法利用預先設定的算法,求解一些特定的幾何約束。這種方法簡單,易于實現,但僅適用于只有水平和垂直方向約束的場合;代數法則將幾何約束轉換成代數方程,形成一個非線性方程組。該方程組求解較困難,因此實際應用受到限制。人工智能方法是利用專家系統,對圖形中的幾何關系和約束進行理解。運用幾何原理推導出新的約束,這種方法的速度較慢,交互性不好,特征造型方法是三維實體造型技術的發展,目前正在探討之中。
二、模數化的中國古建筑構造
中國古代建筑的設計一般是從建筑細部作起,然后再逐漸擴展至建筑構架,再到建筑物本體。在這個過程中結合考慮建筑群體的總體布局要求,是從小到大的設計方法。在宋朝《營造法式》中,李明仲提出“構屋之制,以‘材’為祖,材分八等,度屋之大小,因而用之”。第一次明確提出“材”作為模數,并且機動地視建筑的規模、大小、體量選用不同規格的“材”反映了古人的建造能力和建筑經驗已經達到相當高的水平。宋朝時的‘材’分為八個等級,“材”的基本尺寸即斷面的高和寬。在“營造法式”中稱為“廣”和“厚”。
模數是選定的標準尺寸單位,是建筑物、建筑構件、配件或者建筑制品及有關設備等相互協調尺寸的基礎。以模數為基礎,可以擴大為系統數值,組成模數數列。
模數的出現反映了建筑發展的歷史進步,這是因為:
a 模數適用于大規模建筑,在建筑工程中各個工種都以模數為依據,分工預制構件是實現大規模營建的必須手段。
b 模數便于經濟理財,取得最佳經濟效益。
c 模數便于合理使用原材料,增進構件,配件的通用性和互換性,這是建筑規模日漸擴大的必然結果。
到清朝,以斗口作為設計的基本模數,而斗口又稱為“口份“”是指斗拱中平身科斗拱的座斗上用以承托昂或者翹的卯口。卯口的寬度就是所用昂、拱的用料寬度。清朝《工程作法》中規定建筑及各構件尺寸以“口份“”計算。凡是有斗拱的建筑,其基本模數就是斗口。清斗口分為 11 個等級。但是,在我國現存的古建筑實物中,斗口尺寸往往根據具體情況進行調整和變化,而非死板硬套。以北京太和殿一組建筑為例,太和殿斗口為 3 寸 是七等材 而太和門斗口則是 2.8 寸,貞度門、昭德門斗口則為 2.6 寸。既不是七等材的尺寸,也不是八等材的尺寸。太和殿南廡和周圍廊用的是 2.5 寸的斗口,為八等材。從這一組建造可以看出,在實際應用過程中斗口的尺寸是可以依據建筑的規模、主次等級等關系進行適當的調整的。在無斗拱的古建筑中,由于不使用斗拱,它們用的基本模數是柱徑(是指檐柱的柱徑),此時,古建筑的開間、構件的規格以及門窗等裝飾都以柱徑為參數。所以無論什么形式的古建筑都有其基本模數。
三、特征化的中國古建筑細部
當一座古建筑的建筑等級、規模確定以后,設計者選擇好適當等級的斗口,其一切相關的尺寸如柱網軸線、建筑高度、建筑開間數、建筑進深等等都決定了。建筑的體量設計也就完成了。但是,古建筑上千變萬化的細部裝飾又讓人頭痛不已,例如斗拱的具體形式、吻獸的形式、裝修圖案、色彩、欄桿造型的變化。每一個古建筑仿佛都有自己的個性,采用不同的裝飾圖案,不同的圖案來源不同,其含義也就大不相同。有來自佛教故事的,也有來自民間寓言的,來自歷史傳說的,甚至于追求吉祥寓意的。大量的古建筑細部實物如同浩瀚的大海一樣等待現代的建筑師們去探索和研究。
但是,當我們靜下心來,細細品味古建筑細部時,我們驚喜地發現許多原本看起來復雜的古建筑細部其脈絡輪廓卻是如此簡潔清晰。例如:斗拱的形式和構造看來十分復雜,什幺五鋪座、七鋪座、九鋪座,往往讓人頭暈目眩。但是其建造卻是十分有規律可循的。斗拱分為偷心造和計心造兩種。其具體構件如下:
a 升、斗。為正方形構件,因其形狀酷似古代量器而得名,是整攢斗拱的連接的結點。
b 拱。實際上是橫木枋,兩頭微微彎曲,做成卷殺,按照部位分為正心瓜拱、正心萬拱、廂拱等等。
c 斗拱中的縱向構件。按照器具體形式的不同分為翹、昂、螞蚱頭、撐頭木和桁椀等。
d 枋。是寬 1 斗口 高 2 斗口的長方形木條,安裝在各層的萬拱和最外層的廂拱上,將一攢攢斗拱連接成一層完整的斗拱層,其具體的尺寸也有詳細的規范。
一般來說,古建筑的欄桿一般分為兩類:木欄桿和石欄桿。由于年代久遠,木欄桿現在很少見到實物,所以目前現存的古建筑欄桿幾乎都是石欄桿。其構造由地柎、欄板和望柱組成。臺階上的欄板柱子由地柎、欄板、望柱和抱鼓石組成,其各部位尺寸也有詳盡的規范。望柱上的柱頭在不同的建筑中具體的做法也差異很大,累計有云龍柱頭、云鳳柱頭、石榴頭、蓮瓣柱頭、獅子柱頭等具體形式。但是,無論欄桿的細部作法再怎樣豐富多彩,它們的構件在組成上是幾乎一致的,都由地柎、欄板和望柱三大部件組合而成,而且地柎欄板和望柱的尺寸由建筑的斗口模數決定,望柱頭和欄板的位置定位點和基底標高也能確立。不同的只是形狀的不同或者是形式特征的不同而已,其細部特征也就建立了。同樣的還有凈瓶和抱鼓石部分,它們的空間定位和尺寸大小都是建立在該建筑斗口的基礎上,不同的僅僅是它們的具體造型也就是面集特征。
四、古建筑參數化設計的意義
總的來說,現代建筑設計的思路是從大到小的進行建筑設計,先了解大的環境情況,再分析建筑的總體功能需求,最后才是建筑細部的處理。雖然現代建筑設計出的建筑造型比較復雜,形體組合也比較豐富,但是其基本的構建關系仍然比較一致。換句話說,由于建筑施工技術和材料技術的限制,現代建筑的基本構成部分是一樣的。那么,我們可以將現代建筑的設計由大化小,化整為零,建立建筑基本組成部分的參數化關系,然后在設計時將它們組合起來。目前,人們為了完成古建筑設計的繪圖工作和建模工作 用了各種各樣的辦法。圖 1就是其中一種,它是將斗拱等部分做成材質進行貼圖。但我們可以清楚地看出其斗拱部分沒有陰影變化,而參數化設計就能解決這個問題。因為其參數化本身就是將各個組成部分的三維參數關系輸入計算機,完成古建筑構件的三維全尺寸地設計和建模工作。如圖2在此基礎上可以直接進行后期處理。
圖1故宮太和殿
圖2古建筑參數化設計的結果渲染圖
五、結語
中國古建筑文化浩瀚精深,我國的古建筑物中所包含大量的地方文化內涵和民風民俗尚未得到發掘 還有許多細部構造在本文也尚未提及,有待進一步的研究。希望社會大眾對古建筑文化保護能夠引起重視,早日出現適用于古建筑設計和現代建筑設計的計算機輔助設計軟件。
參考文獻:
[1] 童秉樞 現代 CAD 技術 北京 清華大學出版社 2000