传统聚居建筑的装配构件及其语汇设计研究＊
——以蒙古包为例

2021-03-04 08:44安昊嘉董丽张宇宏伟

建筑技艺 2021年2期

安昊嘉董丽张宇宏伟

大连理工大学建筑与艺术学院

由于草原独特的自然风貌和人文景观，近些年草原旅游的规模越来越大。2019年内蒙古全年接待国内外旅游者19 512.5万人次，旅游业综合收入4 651.5亿元，分别比上年增长10.1%和12.0%。传统蒙古包由于其内部空间及建筑材料的局限性[1]，室内环境略微粗简，空间尺度和功能不够完善，运用装配式技术改造蒙古包，可以提升建筑品质、传承草原建筑文化。

1 传统蒙古包形制和构造

1.1 传统蒙古包

蒙古包虽然是游牧时代的产物，但是其构造技术已经相当成熟。传统蒙古包造型浑圆，包顶呈现半球形，使其减弱了强风和暴雪带来的影响，能够良好地适应草原独特的自然环境。在结构上，陶脑、乌尼、哈纳是传统蒙古包的三大主要结构（图1）。

1.2 传统蒙古包构造

陶脑是传统蒙古包的天窗，是蒙古包重要的结构构件。陶脑的大小决定了乌尼的长度和哈纳的数量，从而影响蒙古包整体形态。其主要功能为改善包内采光和通风，促进空气流通[2]。

乌尼是截面形式为圆形的木杆，是传统蒙古包中连接陶脑和哈纳的重要构件。乌尼由于经常拆卸所以采用结实的松木或柳木制作。乌尼的上端为方形，尺寸与陶脑插口尺寸相对应，数目随陶脑大小而变化。

哈纳由许多根粗细相同的柳木条相互交叉制作而成，柳木条间的交叉点打孔后用皮钉连接到一起[3]。哈纳的数量决定了蒙古包的大小（图2）。

老式传统蒙古包最开始使用毡门（由门框和毡帘组成），木门出现的较晚[4]。门框的高度与哈纳的高度一致，门槛较高。

2 装配式蒙古包构造

近年来，国家出台多项相关政策，不断推动装配式建筑的发展，有利于蒙古包装配化设计。装配式蒙古包在保持原有文化形态的基础下可以实现设计的多样化，满足节能、隔声、抗震等现代生活的基本要求。装配式钢结构体系易于实现工业化生产和标准化生产，与之配套的墙体可采用新型节能环保材料[5]。同时，装配式的钢结构体可以有效降低建筑成本，缩短施工周期。装配式蒙古包结构设计在基础部分采用现浇方式，其他构件如钢哈纳、钢陶脑和钢乌尼等都采用预制加工形式，可现场安装，大幅度加快施工速度，减少现场湿作业（图3）。

2.1 钢陶脑结构设计

钢陶脑形式采用传统蒙古包中的插接式陶脑（图4），主体结构采用不同半径的同心圆构件，两个圆形构件用八条弓形钢条连接，相当于陶脑的“钢梁”，并且“钢梁”之间都是45°夹角。为了方便安装和运输，底部构件与“钢梁”之间采用螺栓连接的组装方式，不仅增加了钢陶脑的稳定性，而且提高了其抗压性能（图5）。

传统蒙古包中陶脑的装饰极为华丽，四龙戏珠就是贵族蒙古包中常用的形式。装配式蒙古包中也可以预制“龙”的造型，将“龙”焊接在“钢梁”上，使蒙古包的整体造型丰富多彩。

1 传统蒙古包结构

3 装配式蒙古包

2 哈纳结构示意图

4 钢陶脑安装图

5 连接节点详图

2.2 钢乌尼结构设计

钢乌尼（图6）的形式设计以“M”形桁架式托梁为主。传统蒙古包乌尼除了需要承受蒙古包本身的围护结构荷载以外，还需承受雨雪冰雹等其他荷载。装配式建筑中托梁跨度一般能达到20m，并且多用于大跨度建筑。托梁一般采用实腹钢梁，但是蒙古包如果采用实腹钢梁，钢量和自重都会相应增加，所以采用桁架式托梁不仅能满足要求，而且还能达到节约材料的效果。

钢乌尼需要连接的构件有三个，分别是钢陶脑、钢哈纳和檩条（图7）。

（1）钢乌尼和钢陶脑的连接与传统蒙古包形式相同：在钢陶脑底部圆形构件中预留插接钢哈尼的卯眼，钢哈纳和钢陶脑之间使用端部搭接密封胶或者泡沫堵头固定（图8）。

（2）钢乌尼和钢哈纳使用端头板连接，为了分散钢构件之间的作用力，在梁腋和端头板之间加入加劲板（图9）。

（3）钢哈尼与檩条之间用连接件连接，檩条不仅连接钢哈尼，还能增强蒙古包整体刚度。檩条采用角钢和缀板焊接组成的空腹式檩条，主要优点是用钢量少。

2.3 钢哈纳结构设计

钢哈纳主要由预制哈纳和刚架柱两部分组成（图10）。预制哈纳是卷边槽形冷弯型钢和木材在工厂预制而成的成品，木材可采用其他图案形式。冷弯型钢的主要特点是节约钢材料用量、减轻构件自重、生产方便且截面形式多样。刚架柱材料采用宽翼缘工字钢，其特点是经济断面形式的H形钢，腹板厚度相较轻型工字钢厚一些，可以承受预制哈纳的重量。

预制哈纳和刚架柱之间使用连接板和螺栓相连，刚架柱与基础柱之间使用柱底板和地脚螺栓相连，地脚螺栓预制在基础柱里，并且一起预埋在地基里（图11）。

3 装配式蒙古包应用

在草原旅游中，蒙古包作为草原独特文化的代表之一，承担着包括住宿、餐饮、娱乐、文化体验在内的多重任务。传统蒙古包由于建筑材料和建造技艺的局限性，导致尺度过小、功能单一、室内环境不佳，并不能满足当前的游客需求。装配式蒙古包在保持文化符号的前提下，通过工业化和标准化生产，拥有低成本、低影响、可移动等优点，在空间尺度、室内环境、空间功能等方面做出了相应优化。

3.1 空间尺度

在日常旅游中可以将蒙古包分为三种尺度：1）小尺度蒙古包直径在3～4m之间，建筑面积在15m2左右，适合1～2人居住；2）中等尺度直径7m左右，建筑面积30m2左右，适合2～4人的家庭居住；3）较大尺度直径9m以上，建筑面积60m2左右，适合多人餐饮或者娱乐活动。装配式蒙古包通过调整刚架柱和相应乌尼的数量可以较好地满足不同尺度空间的功能需求。

3.2 热舒适性

草原旅游具有季节性，一般情况下，每年7—9月为草原旅游旺季，而冬季少有旅游接待业务。旺季期间最高气温30℃左右，最低气温则在 9℃左右。装配式蒙古包在预制哈纳外可以采用铝合金复合板材，屋面可以采用复合材料，设置双层构造，通过内层的遮阳构造，在日间减少热量传入，降低室内温度。外层作为保暖层，用以提升室内的温度和热舒适性，减少草原夜间水汽对室内舒适度的影响。

3.3 空间功能

针对传统蒙古包室内功能单一的问题，可以采用模块化的室内设备，增加功能空间。如设置模块化的整体浴室系统，内部的墙、地砖及卫浴装修均在工厂预制，地面可以采用镀锌定性支架提升稳定性。同时安装浴室专用空调机，提高洗浴空间使用的舒适度，解决传统蒙古包的洗浴问题。卫生间用品通过采用标准化模数尺寸，既降低了生产成本，又方便建造。

4 结语

通过对传统蒙古包结构的研究和分析，首先提出蒙古包装配化概念，其次研究预制轻钢建筑结构体系，最后总结一套蒙古包与轻钢建筑结构体系相结合的设计方案，包括哈纳、陶脑和乌尼等构件的装配化。除此之外，新的结构体系以工厂预制为主，减少了现场湿作业，提高了施工效率，与此同时还能保留内蒙古建筑文化特色，解决传统蒙古包在旅游中存在的不足。