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浅议木材在乡村小型建筑中的推广应用策略

申报人:朱纪光 申报日期:2024-05-30

基本情况

2024年批次
浅议木材在乡村小型建筑中的推广应用策略 学生申报
创新训练项目
工学
建筑类
学生来源于教师科研项目选题
一年期
木构是中国传统建筑最突出的特征。随着时代变迁,我国的木构建筑逐渐式微,被砌体结构和混凝土结构所取代。然而,从国外木构建筑应用的普及状况来看,木建筑依然保持着旺盛的生命力。 项目组在大学生建造大赛中仅两天就用木方条搭建了一座可容十余人休息的木亭,让我们开始思考木材在小型建筑和景观建筑中的有效利用,特别是认真评估木材在乡村建筑中的优势与目前式微的原因,并希望能寻求相应的解决措施。

1、微光乡村设计——规划赋能美丽乡村建设(互联网+红旅项目)

2、碳钢固建——钢丝碳纤维板加固建筑与桥梁的相关研究

1、广西重点研发计划项目子课题:漓江流域传统村落活化利用模式与优化调控体系研究

2、横向课题:桂林市阳朔县杨堤乡漓江流域景观保护与村庄可持续发展研究
指导老师将为本课题提供1000元资金支持。
校级

项目成员

序号 学生 所属学院 专业 年级 项目中的分工 成员类型
朱纪光 旅游与风景园林学院 城乡规划 2022 任务分配、总体把控研究内容和进程
蒋凌阳 土木工程学院 建筑学 2022 国内外修改资料收集和现状分析

指导教师

序号 教师姓名 所属学院 是否企业导师 教师类型
林兵 旅游与风景园林学院

立项依据

能源危机和节能减排要求,使绿色农房的研究和推广迫在眉睫;而地域风貌的传承,是乡村振兴的重要议题。木材以其温暖的质感、质朴的色彩,以及环保的特性,给人以亲切之感,一直是古今中外人们喜闻乐见的建筑材料。本课题将以桂林及周边乡村为例,探索木材在乡村小建筑中的有效推广使用,并分析其传承受困的关键性问题,提出相应的解决措施。

1)探索乡村民居等建筑中增加使用木材的可能性。

2)梳理和保护传统建造工艺,寻访民间老工匠。

3)探索如何使用新的构造或消防设施来改善木料的性能。

4)探讨成品预制木料市场化的可能,寻找突破观念和成本的瓶颈

5)木材在乡村建筑中应用的案例研究

在欧美发达国家 ,木结构住宅正逐渐获得青睐(如北美),甚至流行已久(如欧洲)。究其原因,除了这些国家长期以来的木结构建造传统之外,一方面是由于正交胶合木(Cross Laminated Timber, CLT)等新型木质建材在环保、抗震、防火、结构、经济性、可运输性以及建造速度和便捷程度等方面的综合优势逐渐被大众认可,另一方面则是由于相关部门和机构的联合推动,以及标准化的建造流程,使得建造需求得以延续,建造工艺得以传承。例如,美国低层木结构民居的设计建造多遵循国际标准理事会(International Code Council, ICC)的《国际住宅标准》(International Residential Code, IRC),而木材行业协会(如美国、加拿大的木材理事会)和政府部门及下属机构(如美国的住房和城市发展部HUD和加拿大政府下属住房与贷款公司CMHC)则发布了详尽的教程,全面指导木结构民居的建造流程;美国国家森林局在2019年甚至提供了900万美元的专项奖励(2019 Wood Innovation Grant Awards),用于征集提高木材使用量的方案。因此,在欧美国家,木材不仅广泛用于建造小规模民居(1-3层),体量较大的高层住宅也开始采用木结构建造,如荷兰阿姆斯特丹18层、高73米的全球最高木结构公寓Haut;超高层木结构建筑也开始进入实践阶段,如美国芝加哥市计划建造的80层木制摩天大楼River Beech Tower

反观我国,尽管传统木结构营造技艺博大精深,但自古以来就没能成为规范性的专技,而是以师徒传承模式口口相传,效率不高,学徒的视野也相当受限。典籍方面,迄今存世的古建筑营造著作仅有三部,分别为宋代的《营造法式》、清代的《工程做法则例》、解放前后整理的《营造法原》,而留下姓名的工匠寥寥无几;山区少数民族的干栏式建筑营造工艺则更加鲜为人知,其建造理论的成文与梳理亟待外力相助。

近年来,国内少数民族传统民居及营造工艺已成为学术界关注和研究的焦点,尤以云南、青海、四川、湖南、广西等五大少数民族集中省份为代表。虽研究侧重点各有不同,但均对少数民族传统民居保护与传承工作提供了一些可操作、系统化的模式,具有一定的指导意义及参考作用。例如,庄磊的《建构视野下云南部分少数民族传统民居保护与传承》和马若予的《西双版纳基诺族传统民居营造技艺研究——以基诺乡洛特老寨为例》,针对云南省少数民族传统民居营建工艺,探索出由传统“自我营造”模式向当代“建筑师参与”模式转变的良性发展道路,提出了三种民居保护性演进模式:编写指导手册、建设示范性民居样板房、参与实际施工过程。但这些策略仅停留在构想阶段,关键的第一步(编写指导手册)尚未付诸实施。

可见,我国与欧美发达国家在木结构民居建筑方面差距明显,有必要学习国际先进经验,从建造理论的梳理入手,逐步提升技术和管理水平,促进传统木构建筑的传承与发展。

1)本课题关注重点不在具体的建筑设计或村落保护,而是非物质文化遗产——传统木构建筑营造工艺的有效传承和传统工匠境遇的改善。

2)在继承传统工艺的基础上,通过研究优化设计,对传统木建筑的功能缺陷进行改良与创新,使木构建筑重新被市场接受。

项目特色

木材作为一种可再生的自然资源,在小型建筑中的应用具有独特的创新点和特色。在乡村建筑中推广木构建筑,有利于凸显地域特色和体现建筑材料的绿色环保。为

结构创新:木材具有很好的抗震性和韧性,可以设计出复杂的结构形状。在小亭子设计中,可以利用木材的这些特性,创造出独特的结构形式,如弯曲梁、拱顶、椭圆形框架等,使亭子具有更强的稳定性和美观性。

材料创新:通过现代科技手段,可以对木材进行改性处理,提高其耐久性、防火性能和防水性能。例如,使用防腐剂处理木材,使其具有更好的抗腐性能;或者采用新型木材复合材料,如碳纤维增强木材,提高其物理性能。

环保节能:木材是一种可再生资源,使用木材建造小亭子具有很好的环保性能。同时,木材具有良好的热传导性能,可以有效地调节室内温度,节能降耗。

技术路线:

综合使用文献研究、实地调研、访谈、案例研究等方法,开展课题研究。

1)木结构建筑在广西乡村的传承现状及原因分析

2)国内外木构建筑应用状况差异及其原因分析

3)国内外建筑工匠培训对比研究

拟解决的问题:

研发适合现代乡村生产生活需求、将本地传统特色的建筑元素融入木构建筑中设计方案,使其经济适用、降低能耗,建筑风貌传承地方特色

预期成果:完成研究论文一篇,并争取在专业期刊上发表。

120246月—8月,资料收集整理,并选择典型居住区实地调研、访谈;完成国家政策的背景分析和国内外相关研究的文献综述。

220249月—11月,数据分析,建立儿童需求度和满意度的数学模型;总结归纳现状居住区公共空间存在的主要问题。

3202412月—2月,完成儿童友好公共空间模型构建和策略研究

420253月—5月,完成研究论文,结项并投稿。

1.  与本项目有关的研究积累和已取得的成绩

    1)在大一的建筑初步设计课程中,指导老师邀请了阳朔的大木作工匠现场指导木材的加工、装饰、拼接等技艺。并在广西第五届大学生建造大赛中搭建出唯一可容许屋顶上人施工、完工后可容纳十余人休息的木亭。

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    2)参与了指导老师的研究生团队“微光乡村设计”,将以“规划赋能美丽乡村建设”为主题参加互联网+“青年红色筑梦之旅”活动,已经开始了一些乡村调研;并以“木材在乡村建筑中的推广应用为研究方向,阅读了大量的相关文献,并完成了8000字左右的研究综述和调研报告。


 已具备的条件,尚缺少的条件及解决方法

本课题依托 “微光乡村设计”团队和指导老师的在研课题,并可依托桂林理工大学“广西绿色建材与建筑工业化重点实验室”,利用各项检验设备进行相关建筑材料的能效测试。具备较好的研究条件。

经费预算

开支科目 预算经费(元) 主要用途 阶段下达经费计划(元)
前半阶段 后半阶段
预算经费总额 3000.00 1000.00 2000.00
1. 业务费 3000.00 1000.00 2000.00
(1)计算、分析、测试费 200.00 200.00 0.00
(2)能源动力费 0.00 0.00 0.00
(3)会议、差旅费 800.00 乡村调研 800.00 0.00
(4)文献检索费 0.00 0.00 0.00
(5)论文出版费 2000.00 0.00 2000.00
2. 仪器设备购置费 0.00 0.00 0.00
3. 实验装置试制费 0.00 0.00 0.00
4. 材料费 0.00 0.00 0.00
结束