王開莉， 袁 鏗， 盧湘蓉

(中國建筑科學(xué)研究院西南分院，四川成都 610041)

1 前言

1.1 項(xiàng)目背景介紹

西南地區(qū)少數(shù)民族大部分位于貧困山區(qū)，馬邊彝族自治縣地處四川省樂山市、宜賓市、涼山州結(jié)合部，自1984年成立以來，市國家扶貧開發(fā)工作重點(diǎn)縣、大小涼山綜合扶貧開發(fā)縣。近年來在中央、省、市相關(guān)部門的支持下，以大小涼山綜合扶貧開發(fā)項(xiàng)目為載體實(shí)施了彝家新寨項(xiàng)目建設(shè)。

據(jù)2015年統(tǒng)計(jì)，馬邊人口中51.45 %是漢族人，全縣有彝族、苗族等少數(shù)民族，占全縣總?cè)丝?8.55 %。其中彝族人口占48.55 %。彝族信奉原始宗教，崇拜自然、神靈、圖騰、祖先是彝族原始宗教的主要特點(diǎn)。

馬邊位于四川盆地和云貴高原的過渡地帶，屬于山地地貌，自然資源豐富。由于地形復(fù)雜，受季風(fēng)影響和山地地形的制約，全年成立體氣候。年平均濕度較大，年平均無霜期為314 d，常用暴雨、洪澇、大風(fēng)、冰雹、低溫連陰雨等氣象災(zāi)害。

1.2 舊民居建筑材料上存在的問題

經(jīng)過我院與四川村鎮(zhèn)建設(shè)發(fā)展中心對(duì)馬邊彝族自治縣貧困山區(qū)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的問題主要如下：

(1) 馬邊地區(qū)絕大部分的居民建筑修于1960～1980年代，修建所用的木質(zhì)結(jié)構(gòu)，建筑年限在30～50 a(圖1)。由于山區(qū)經(jīng)濟(jì)比較落后又缺乏抗震防災(zāi)知識(shí)，目前現(xiàn)有的建筑都存在抗震缺陷。

(2)由于馬邊縣處于山區(qū)地段，氣候相對(duì)潮濕，在施工前期對(duì)木材沒有進(jìn)行妥善的防潮處理，建筑中的木結(jié)構(gòu)已出現(xiàn)了發(fā)霉，腐爛等問題，存在一定的隱患。

圖1 馬邊地區(qū)居民建筑

2 合理選擇建筑材料

對(duì)于馬邊縣貧困區(qū)彝家村寨的建設(shè)，我們綜合考慮了彝族居民的經(jīng)濟(jì)狀況，結(jié)合少數(shù)民族特點(diǎn)，因地制宜地選用適宜的建筑材料，讓彝族人民脫離破舊、低矮、潮濕的“三房”，住上舒適敞亮的新房。

2.1 結(jié)合少數(shù)民族建筑文化特色

彝族人民的精神信仰和文化習(xí)俗確定了其建筑在布局和外立面裝飾上都與漢族民居不同。雖然彝族人在服飾和油漆彩繪上，喜歡大膽奔放地使用顏色，比如他們用鮮明的紅、黃、藍(lán)作彩繪裝飾，但是在建筑中，他們對(duì)顏色的使用還是相對(duì)比較謹(jǐn)慎的，鮮明的彩繪通常只出現(xiàn)在檐下作點(diǎn)綴[1]。

2.1.1 墻面：彝族黃色肌理涂料

整個(gè)建筑外立面造型簡約，沒有過多的裝飾性構(gòu)件，僅在屋脊及門窗框采用彝族元素的木裝飾(圖2)。

圖2 彝族民居效果

彝族自古以來就有三色文化，黃色是太陽光照在土地上所生成的溫暖的顏色。新建設(shè)的彝族民居墻面采用黃色的肌理涂料，象征著“土”富有旺盛的生命活力，孕育著居民即將收獲的祥和與喜悅[2]。

2.1.2 屋面：青色陶瓦

瓦板房是彝族傳統(tǒng)建筑文化之一，傳統(tǒng)村落是民族的瑰寶。為了改善居民的居住條件，此次新建需要拆毀部分原村寨建筑。但新建建筑應(yīng)仍然保留其傳統(tǒng)的建筑風(fēng)格，歸納提煉瓦板房聚落的建筑藝術(shù)特色和景觀意向特征，在為居民提高生活質(zhì)量的同時(shí)，也保留原有建筑的民族風(fēng)情[3]。所以在屋頂材料的選擇上，仍然選用了傳統(tǒng)的陶瓦屋頂，其外觀造型與傳統(tǒng)的彝族民居相似，使得民族傳統(tǒng)建筑文化得以可持續(xù)性地發(fā)展、傳承。

2.2 就地取材

馬邊彝族自治縣位于山區(qū)，有豐富的自然資源。就地取材可以減小材料的運(yùn)輸成本，有效降低運(yùn)輸所造成的尾氣污染，減小碳排量，保護(hù)山區(qū)環(huán)境。

2.2.1 采用當(dāng)?shù)卦牧希簵l石、杉木等

馬邊森林資源豐富且樹木種類多，質(zhì)量較好，其中杉木其紋理順直，易加工，有較好的耐腐性能，力學(xué)性能良好，不易開裂變形，是彝族人民建造傳統(tǒng)民居的首選建筑用材之一。在新建建筑中，木材主要用于門窗框的裝飾等。馬邊彝族自治縣當(dāng)?shù)赜惺募庸す?，?duì)當(dāng)?shù)厥倪M(jìn)行加工，加工的石塊可以用作砌養(yǎng)殖區(qū)等。

合理運(yùn)用當(dāng)?shù)氐脑牧?，成本低廉，材料來源于大自然且可再生，?duì)居民區(qū)周圍的生態(tài)環(huán)境不會(huì)造成污染。

2.2.2 老建筑舊材料二次合理運(yùn)用

原建筑主要采用木制結(jié)構(gòu)，一些未被腐蝕，未被蟲蛀的完整木材可以回收利用。例如，傳統(tǒng)彝族居民有在屋外曬玉米的習(xí)俗?；厥盏哪静目梢杂米鞔罱〞裼衩准茏?圖3)、圍欄欄柵也可以運(yùn)用舊房卸木條進(jìn)行拼接加工。院壩地面采用當(dāng)?shù)芈咽促N，養(yǎng)殖區(qū)可用舊房回收的石材砌成。

圖3 彝族居民屋外玉米架子

2.3 合理選用結(jié)構(gòu)材料

建筑結(jié)構(gòu)是建筑的骨骼，是受力構(gòu)件，應(yīng)滿足建筑的使用功能和造型。建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定直接影響著建筑的使用安全和使用年限。經(jīng)過對(duì)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)條件，建筑造型，使用需求等多方面考察，分析了木結(jié)構(gòu)，磚混結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)三種建筑結(jié)構(gòu)，并對(duì)其使用性能進(jìn)行了對(duì)比。

2.3.1 木結(jié)構(gòu)

彝族傳統(tǒng)民居一般都由木結(jié)構(gòu)建成。木結(jié)構(gòu)有很多優(yōu)點(diǎn)：木結(jié)構(gòu)建筑具有綠色環(huán)保的特點(diǎn)，木材料是可再生材料，可生物降解材料；輕質(zhì)木材有較好的抗震性能，設(shè)計(jì)靈活，宜修建低矮的住房；彝族傳統(tǒng)民居中常在檐下用木結(jié)構(gòu)的榫卯構(gòu)件作裝飾，美觀大方，具有民族風(fēng)情[4](圖4)。

圖4 彝族民居木結(jié)構(gòu)效果

但木結(jié)構(gòu)也同時(shí)存在一些缺點(diǎn)：木結(jié)構(gòu)耐腐蝕性差，在山區(qū)容易被蟲蛀；山區(qū)氣候潮濕，舊民居中木材被雨水，蟲蛀腐蝕嚴(yán)重；木結(jié)構(gòu)防火性能差，易遭受火災(zāi)；使用壽命較短。

2.3.2 磚混結(jié)構(gòu)

磚混結(jié)構(gòu)在現(xiàn)代建筑中的使用已經(jīng)比較廣泛了，自19世紀(jì)發(fā)展至今，磚混結(jié)構(gòu)主要用于住宅建筑，且多為六層以下低矮建筑。磚混結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是顯而易見的。

磚混結(jié)構(gòu)便于取材，一般砌磚都是由黏土燒制的，燒磚的技術(shù)也相對(duì)成熟普及，模塊化的制作有利于設(shè)計(jì)施工。磚混結(jié)構(gòu)對(duì)施工建設(shè)人員要求較低，不需要使用復(fù)雜的機(jī)械設(shè)備。

磚混結(jié)構(gòu)的成本低廉，可以節(jié)約大量的水泥，鋼筋、木材等材料；相較于木結(jié)構(gòu)，磚混結(jié)構(gòu)的耐火性和耐久性較強(qiáng)，建筑壽命較長。

但是磚混結(jié)構(gòu)也有缺點(diǎn)，其最大的問題就是頂層和墻體易受到溫度的影響產(chǎn)生裂縫，危害建筑的穩(wěn)定性和堅(jiān)固性。磚混結(jié)構(gòu)的抗震性能較差[5]。

2.3.3 鋼結(jié)構(gòu)

鋼結(jié)構(gòu)在我國的發(fā)展較晚，20世紀(jì)末開始大量運(yùn)用鋼結(jié)構(gòu)修建住宅。鋼結(jié)構(gòu)住宅發(fā)揮了其鋼材高強(qiáng)度和高彈性變形模量的特點(diǎn)，與傳統(tǒng)的磚混結(jié)構(gòu)相比，具有如下優(yōu)勢(shì)。

如圖5所示，鋼結(jié)構(gòu)建筑僅靠鋼框架體系承重，墻體其圍護(hù)和空間分割的作用，可以使住房達(dá)到大空間、凈空高、室內(nèi)無柱的效果，有效增加建筑使用面積；鋼結(jié)構(gòu)的延展性和抗震性都明顯優(yōu)于其他兩種結(jié)構(gòu)，在高烈度震區(qū)，使用鋼結(jié)構(gòu)更加有利；鋼結(jié)構(gòu)施工速度快，周期短，只需現(xiàn)場(chǎng)施工裝配，且施工現(xiàn)場(chǎng)文明、整潔，對(duì)周圍環(huán)境污染較小，并且鋼材可以重復(fù)使用，因此鋼結(jié)構(gòu)建筑也符合當(dāng)前國家對(duì)建筑可持續(xù)化發(fā)展的要求。

當(dāng)然，鋼結(jié)構(gòu)建筑的劣勢(shì)也顯而易見，相較于木結(jié)構(gòu)和磚混結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)的建設(shè)成本較高，且在當(dāng)?shù)貨]有生產(chǎn)廠商的情況下需要去外地采購，產(chǎn)生一定的運(yùn)輸費(fèi)用。

圖5 彝族民居鋼結(jié)構(gòu)示意

3 各類型材料造價(jià)估算與分析

由上述對(duì)建筑材料的使用分析可見，傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)建筑由于在耐腐蝕、防火、使用壽命上表現(xiàn)較差，新建建筑主要考慮采用磚混結(jié)構(gòu)或鋼結(jié)構(gòu)。通過市場(chǎng)調(diào)查，對(duì)各類型材料的造價(jià)進(jìn)行了估算。在此次新建項(xiàng)目中，一共推出了8套戶型，本文中以82 m2的戶型為例。表1是除去結(jié)構(gòu)外，其他材料的估算表，兩個(gè)方案采取同樣的材料，估算包括地基及基礎(chǔ)、屋面、墻體、內(nèi)外工程、門、窗、水電費(fèi)等。

表1 彝族新寨項(xiàng)目建筑造價(jià)估算(除結(jié)構(gòu))

表2和表3分別為磚混結(jié)構(gòu)估算表和鋼結(jié)構(gòu)估算表。由圖表可見，磚混結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)成本造價(jià)相差較大，磚混結(jié)構(gòu)平均每1 m2僅16.6元，而使用鋼結(jié)構(gòu)平均每1 m2達(dá)245.9元，每1 m2相差229.3元。在綜合考慮稅收、管理費(fèi)和利潤的情況下，磚混結(jié)構(gòu)的成本966 元/m2，而鋼結(jié)構(gòu)為1212 元/m2，相較磚混結(jié)構(gòu)貴246 元/m2。由此可見，雖然鋼結(jié)構(gòu)建筑在建筑使用性能上有優(yōu)勢(shì)，但成本造價(jià)較高。

4 傳統(tǒng)材料與新材料結(jié)合

本項(xiàng)目中的鋼結(jié)構(gòu)采用冷彎薄壁輕鋼結(jié)構(gòu)，是一種新型材料，相比較于普通的磚混、砌體結(jié)構(gòu)，在抗震、保溫隔熱、節(jié)省施工土地、生態(tài)環(huán)保等方便有顯著的優(yōu)勢(shì)[6]，但單獨(dú)使用鋼結(jié)構(gòu)造價(jià)較高。

表2 彝族新寨項(xiàng)目磚混結(jié)構(gòu)造價(jià)估算

表3 彝族新寨項(xiàng)目鋼結(jié)構(gòu)造價(jià)估算

綜合考慮馬邊山區(qū)彝族的民族特色及其貧困的經(jīng)濟(jì)現(xiàn)狀，在重建的過程中，將傳統(tǒng)材料和新型鋼結(jié)構(gòu)相結(jié)合。主要結(jié)構(gòu)采用鋼結(jié)構(gòu)，綜合使用木材、石材等當(dāng)?shù)夭牧献鐾庋b飾和鋪地，使整個(gè)建筑有著現(xiàn)代化的內(nèi)置，傳統(tǒng)民族風(fēng)味美觀的造型。

綜上所述，我院提出優(yōu)化方案，以附房結(jié)構(gòu)利舊和附房墻面利舊的方式，減少部分成本。新方案造價(jià)估算如表4所示。

如表4所示，優(yōu)化方案減少了9 %的墻體建造費(fèi)用，與原鋼結(jié)構(gòu)方案相比，綜合單價(jià)減少了121元/m2。從可持續(xù)發(fā)展考慮，鋼結(jié)構(gòu)建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好，使用壽命長，優(yōu)化方案性價(jià)比高，在預(yù)算足夠的情況下，建議使用鋼結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案。

5 結(jié)束語

馬邊彝族自治縣位于四川山區(qū)地域，經(jīng)濟(jì)貧困，為改善馬

表4 彝族新寨項(xiàng)目鋼結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案造價(jià)估算

邊居民生活，重建彝族村寨，通過多方面調(diào)研、考察、研究，在建筑材料的選擇上提出了多種方案，并進(jìn)行了使用性能和經(jīng)濟(jì)成本的評(píng)估與分析。推薦采用新型薄壁輕鋼為主結(jié)構(gòu)，以傳統(tǒng)木材和石材為輔，為馬邊居民打造現(xiàn)代化與民族特色為一體、舒適健康、生態(tài)環(huán)保的綠色家園。