李玉凤 林冠秀 孙沂楠
摘 要:以广西柳州程阳八寨为例,探讨了侗族村落建筑的适应性与可持续发展之间的关系。采用空间分析和田野调查的研究方法,从建筑布局、结构、材料和空间四个尺度分析了侗族村落建筑在生命周期中的功能和性能变化,并结合适应性建筑可持续发展的相关研究,针对目前侗族村落建筑可持续发展面临的挑战,提出了构建建筑资源大数据管理平台、以耦合机制加强侗族村落建筑资源特征识别、构建建筑智能监测模块等三个具体方案,为适应性建筑构建与可持续发展提供新的方法和思路。
关键词:侗族村落;适应性建筑;建筑监测系统
侗族是我国西南地区的少数民族之一,其传统村落具有独特的地域特色和文化内涵。侗族村落在山区环境中对土地等各类资源进行可持续利用,其建筑形式也体现了与自然环境相适应的智慧。然而,侗族村落的保护与发展面临诸多挑战,如资源匮乏、技术落后、节能意识差、建筑性能不足等,这些都影响了侗族村落建筑的可持续发展。因此,如何保护和传承侗族村落建筑的传统特色,同时提高其适应性和可持续发展能力,是亟待解决的问题。
一、建筑适应性概述
建筑的适应性是指建筑能够根据不同的时间、空间、功能、环境、社会等条件,进行相应的调整和变化,如调整空间、结构、功能和形式等,以满足不同使用者的需求和期望。建筑适应性体现了建筑的灵活性、可变性、多功能性和智能性,是建筑设计中重要的理念和方法。增强建筑适应性,有利于提高建筑的建设效率,节约资源,减少浪费,保护历史和文化遗产,促进社会公正,是一种可持续发展的设计策略。
建筑适应性的实现需要建筑设计者具有前瞻性、整体性、参与性和开放性的思维方式,能够充分了解建筑相关的环境背景、使用需求、社会影响等多方面的因素。建筑适应性的实现还强调一种持续性的设计过程,不是一次性的设计结果,它要求建筑设计者在建筑的规划、设计、施工、使用、维护、改造等各个阶段都保持关注和参与,以确保建筑的长期适应性。
二、程阳八寨简介及其建筑适应性分析
程阳八寨位于广西柳州市三江侗族自治县,由八个侗寨组成,分别是马安(鞍)寨、平坦寨、平寨、岩寨、东(懂)寨、大寨、平埔寨、吉昌寨。程阳八寨的建筑适应性可体现为四个方面。
(一)布局适应性
这些侗寨都沿着山坡或河流分布,形成了一种山水相连的景观特征。同时,在每个村落内部,也有一定的规划原则,通常以侗楼或鼓楼为中心,围绕着广场或水塘排列住宅或其他公共设施。这种布局方式既方便了村民之间的交流与互助,又满足了他们的日常生活与生产需要。
(二)结构适应性
侗族工匠在木构建筑造型设计中遵循均衡、对称、和谐的规律,并且注意运用直线、斜线、曲线、折线进行多重的组合构图,构成了比例协调、均衡对称、规整完美的建筑造型艺术,充溢着朴实自然、稳定规范的形式美感[1]。此外,其通常采用屋顶悬挑设计,这样可以有效避免雨水的侵蚀和积水。房屋通常采用高脚架结构,屋子下面留有空隙,这种结构可以确保空气的自然对流[2]。
(三)材料适应性
侗族村落建筑的材料使用在外观、内部装修和细节设计等方面充分考虑了美学需求,同时采用飞檐、斗拱等建筑形式,不仅提升了建筑的美感,还能起到遮阳避雨的作用。在内部装修方面,侗族村落建筑常采用木雕等手工艺品,极大地丰富了建筑的文化内涵和艺术气息。由此可见,侗族村落建筑材料在建筑结构、功能和美学方面都具有很强的适应性[3]。
(四)空间适应性
侗族村落建筑在室内空间的设计上,可确保同一座建筑同时作为居住、储物和生产的场所,不同空间可以适应不同需求,建筑也注重与自然环境的融合。关于这方面的研究,主要是从自然环境、社会环境、文化环境等不同角度出发,分析侗族村落建筑在选址、布局、结构、材料、空间等方面与环境相适应的特点和规律,并整理了相关文献资料。例如,从自然地理条件、生产生活方式、社会组织形式等方面入手,探讨侗族村落及其文化之间的关系。
三、侗族村落建筑适应性与可持续发展
研究思路与内容
为了探讨侗族村落建筑的适应性与可持续发展之间的关系,笔者参考了一些关于适应性建筑的文献综述,从中选取了与侗族村落建筑相关的研究方向和方法。这里所说的适应性建筑即前文介绍的具有适应性的建筑,指能够根据环境、社会、经济等因素的变化而调整自身功能和性能的建筑,其有利于节约资源、提高效率、保护生态、增强韧性,从而促进可持续发展。
本文将侗族村落建筑的适应性分为四个方面,分别是布局、结构、材料和空间,并分别分析了其与可持续发展的关系,如前文所述。通过调查研究,笔者从四个适应性层次揭示了侗族村落建筑整个生命周期中的建筑适应性,将其作为村落生态适应性的研究对象,运用定性和定量的研究方法,得出侗族村落建筑的生命周期和可持续发展存在的形态关联,并从在程阳八寨侗族村落建筑中加入智能控制系统、材料再生性层面、环境与文化融合层面入手,提出侗族村落建筑可持续发展策略[4]。基于侗族村落建筑的适应性,降低建筑对环境的影响,以促进可持续发展,同时建立可持续性评估体系,对现存的侗族村落建筑进行评估,包括建筑结构强度、材料、空间布局、适应性能评估等,以确保其适应性,为侗族村落可持续发展提供参考。
四、适应性建筑的可持续发展研究概述
(一)适应性建筑的可持续发展研究内容
目前,国内关于适应性建筑可持续发展的研究主要集中在以下方面:
1.数智赋能建筑可持续发展
打造智慧能源数字化管理系统,采用人工智能、大数据分析等技术对能源数据进行深度挖掘,实现建筑运行管理高效、低碳。通过节能设计降低建筑能耗,實现高效率、低耗能,促进城乡建设绿色发展。
2.智慧城市的可持续发展与建设
使用Scopus在线数据库、“社会可持续性”和“智慧城市(smart city)”或“智慧城市(smart cities)”的布尔搜索功能启动界面文献搜索,通过数字孪生、数字转型等数字化方式促进智慧城市产业生态智能化。
3.数字孪生平台的运用
在建筑可持续发展方面采用全面感知系统,该系统可通过云控制平台处理和分析非结构化的空间和时空数据。用这些数据进行建筑环境关系计算,评估不同建筑物和环境的影响,构建数字三维空间,能让用户在虚拟环境中进行观察和操作[5]。
(二)侗族村落适应性建筑可持续发展面临的挑战
1.节能意识较差
侗族村落建筑在建造时通常采用天井,以通过庭院空间改善采光、通风等问题,这就产生了被动式节能的效果。但在节能措施层面,由于缺乏相关意识,部分居民在建筑使用或改扩建的过程中未采用宜居的节能策略,所以对于推行建筑智能管理有一定的局限性。
2.资源技术匮乏
传统侗族村落建筑常采用的材料和传统营造技艺因受到现代化生产方式的冲击,供应量减少,成本上升,致使在侗族村落建筑中使用传统材料和技术的成本可能会限制其应用范围。另外,侗族村落建筑的建造需要投入大量的人工和时间,其维护更新或修复成本也较高。
3.建筑性能不足
侗族村落建筑的建造和使用在一定程度上受到气候、环境等因素的限制,例如在地震和台风等自然灾害中,侗族村落建筑的结构和耐久性可能会受到影响。因此,侗族村落建筑需要更加强调建筑结构的稳固性和适应性。
4.建筑材料受限
耐久性及维护问题是木结构建筑的一大使用阻碍,使侗族村落建筑在材料选择、能源消耗、设计适应性等方面受到了限制。侗族村落建筑通常使用当地的天然材料,但这些材料的采集和使用可能会对当地环境造成负面影响。另外,侗族村落建筑的可持续发展也面临着文化保护和社会认可等方面的挑战。
(三)侗族村落适应性建筑可持续发展思路
第一,利用绿色建筑材料和节能技术,提高侗族村落建筑的可持续发展能力。开展能源监测和管理工作,制定能源管理标准和制度,促进能源利用效率的提高。探索使用绿色建材、节能设备,以此来改善建筑的环保性能,再引入新的设计理念,创新侗族村落建筑的设计风格,以适应现代化社会的需要。可以利用物联网技术、大数据分析和人工智能技术等来优化建筑设计、管理和运营效果,实现能源消耗的最小化和建筑的可持续发展。
第二,建立可持续性评估体系,以评估和监测侗族村落建筑的可持续发展水平。建立侗族村落建筑数据库,收集、整理、储存侗族村落建筑的结构、材料和形态等方面的信息。针对建筑的形态功能多样性、空间格局异质性以及时空演化复杂性,包括环保性、能源利用效率、文化传承和社会效益等方面的指标,建立一体化的区域建筑特征评估与监测系统,对区域建筑及景观进行长时序、多尺度、全方位的感知、评估和监测。
五、侗族村落建筑的可持续发展方案
(一)构建建筑资源大数据管理平台
基于对建筑可持续性评估体系和建筑特征评估数据更新系统的文献研究,建立统一的数据存储标准、弹性存储方案以及侗族村落建筑大数据监测体系。对侗族村落建筑的数据进行分类和标准化处理,包括基本信息、地理位置、历史沿革、建筑特点、文化内涵、保护状况等。也可以为海量内外部异构数据资源的管理和应用提供支持工具,实现异构数据的集中管理,并为上层应用提供数据资源的使用机制和服务能力。同时,利用大数据分析技术,挖掘侗族村落建筑的价值和潜力,为不同的用户和场景提供定制化的服务。
(二)建立耦合机制,加强侗族村落建筑资源特征识别
特征识别是对数据进行深度挖掘和理解。为了提高侗族村落建筑资源特征识别的准确性和效率,可以通过耦合机制整合特征识别模型与其他系统或工具,从而实现对侗族村落建筑资源数据的自动化、智能化特征提取、分类、匹配。通过耦合机制,可以与其他系统或工具进行数据共享和交互,并根据不同场景提供不同层次或角度的特征信息。将特征识别模型与其他系统或工具进行耦合,建立实时监测系统,对建筑资源进行定期或实时的特征识别和更新。使用传感器、监控摄像头等设备,收集建筑资源的实时数据,并将其输入特征识别模型中进行分析和更新。
(三)构建建筑智能监测模块
构建侗族村落建筑智能监测模块,从而实现对建筑性能和环境参数的实时监测和优化。这样可以为建筑的可持续性设计和管理提供数据支持,帮助实现更高效、更环保的建筑运营和维护。借助建筑智能监测模块可以分析和比较不同数据,提供决策支持,以改善建筑的能耗效率、室内环境质量等可持续发展指标。
六、结语
本文以更好地传承侗寨村落的建筑特色为出发点,提出应基于建筑的适应性,运用相应技术解决现存问题。具体来说,提出了利用绿色建筑材料和节能技术、建立可持续性评估体系等建议,并进一步提出了构建建筑资源大数据管理平台、以耦合机制加强侗族村落建筑资源特征识别、构建建筑智能监测模块等三个具体方案,旨在为侗族村落建筑的可持续发展提供新的方法和思路,希望能引起更多人对少数民族村落建筑可持续发展问题的关注和思考,为我国乡村振兴贡献一份力量。
参考文献:
[1]王红,刘建德,李杰.利用弹性理论进行建筑生态环境空间预测分析:以贵州省黔东南侗族村镇建筑为例[J].城市规划,2005(12):93-96.
[2]梁伟,李纳璺.侗族传统村落建筑景观保护与分析:以柳州三江程阳八寨为例[J].艺术科技,2019(8):102,104.
[3]董阮建,宁培锋,李希文,等.基于非物质文化遗产背景下广西三江侗族未来建筑保护与发展研究[J].课程教育研究,2018(11):8.
[4]刘旻.创造与延续:历史建筑适应性再生概念的界定[J].建筑学报,2011(5):31-35.
[5]郭荣华.论可再生能源建筑能耗智能監测系统体系结构的设计[J].智能建筑与智慧城市,2018(8):42-43.
作者简介:
李玉凤,广西师范大学硕士研究生。研究方向:环境空间艺术设计。
林冠秀,广西师范大学硕士研究生。研究方向:环境空间艺术设计。
孙沂楠,广西师范大学硕士研究生。研究方向:环境空间艺术设计。