裝配式蒙古包結(jié)構(gòu)設(shè)計分析
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摘要：使用裝配式建筑的形式，優(yōu)化蒙古包的構(gòu)造方式，使其拆裝便利，可循環(huán)使用，設(shè)計更適合現(xiàn)代草原人居環(huán)境的裝配式蒙古包，保障草原生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。運(yùn)用田野考察方法分析得出內(nèi)蒙古旅游景區(qū)“蒙古包式建筑”的缺陷，從理論研究和模型實(shí)驗(yàn)兩方面對裝配式蒙古包的功能、構(gòu)造、形式、材料等進(jìn)行較為系統(tǒng)的研究。采用傳統(tǒng)蒙古包三段式結(jié)構(gòu)與現(xiàn)代預(yù)制件結(jié)構(gòu)相結(jié)合的構(gòu)造方式，對裝配式蒙古包的構(gòu)造關(guān)系進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計研究。針對當(dāng)下草原人居環(huán)境功能與審美的雙重需求，解決裝配式蒙古包的構(gòu)造方式、功能布局、保溫隔熱和自然采光等問題。設(shè)計出更適合內(nèi)蒙古草原旅游的裝配式蒙古包，為游客提供更舒適的人居環(huán)境和更優(yōu)質(zhì)的旅游體驗(yàn)。
關(guān)鍵詞：蒙古包；三段式結(jié)構(gòu)；裝配式建筑；預(yù)制件結(jié)構(gòu)
引言
游牧的生產(chǎn)生活創(chuàng)造了蒙古包這一獨(dú)特的民居形式，它具有可移動、便于拆裝的建筑特征；蒙古包作為牧民遮蔽風(fēng)雨的場所，也為“游”和“牧”的有序開展提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。但由于內(nèi)蒙古旅游的不當(dāng)開發(fā)，蒙古包變成了磚混結(jié)構(gòu)的固定式房屋，形成了固定的景點(diǎn)，幾十年不變，游客體驗(yàn)到的只是蒙古包的外觀形式，而體會不到追隨水草，游牧草原的生活情境。同時，“蒙古包式建筑”在建造過程中產(chǎn)生了污水和渣土等建筑棄料，對草原環(huán)境造成了極大破壞。通過對內(nèi)蒙古旅游景區(qū)中蒙古包的田野調(diào)查和設(shè)計分析，找出其缺陷，并提出裝配式蒙古包的設(shè)計方案，還原蒙古包可移動、便于拆裝的建筑特征，滿足游客對于草原生活的體驗(yàn)式探索以及游客回歸大自然的渴望。
一、蒙古包
蒙古包這一名稱來源于清朝，在滿語中“BOO”是家的意思，取其諧音“博”，也就形成了蒙古包的名稱，而蒙古族稱之為“格日”，直到今天，蒙古國仍保留著這樣的稱謂方式。因?yàn)橛文两?jīng)濟(jì)獨(dú)特的生產(chǎn)方式，要求蒙古包具備易建造和易搬遷的特質(zhì)，只有通過不斷的遷徙，才能獲得外界更廣闊的生產(chǎn)資料，蒙古族最終也得以繁衍生息。同時，蒙古包具有生態(tài)可持續(xù)的綠色理念，其材料環(huán)保，構(gòu)造輕便，取之自然，用于自然，和諧統(tǒng)一，協(xié)調(diào)共生，與自然、人、牲畜共同形成了游牧生態(tài)系統(tǒng)。隨著時代的發(fā)展，蒙古包這一建筑形式也在不斷發(fā)展和演化，最終形成了智慧、生態(tài)、可持續(xù)的建筑形式。
（一）關(guān)于內(nèi)蒙古旅游景區(qū)蒙古包的調(diào)研經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)內(nèi)蒙古旅游景區(qū)的蒙古包主要分為兩類，一類是三段式木結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)蒙古包，另一類是磚混結(jié)構(gòu)“蒙古包式”的現(xiàn)代建筑。隨著時代的發(fā)展，前者陰冷、潮濕的居住環(huán)境逐漸顯現(xiàn)出無法滿足草原人居需求的短板，而后者只是淺顯地模仿了蒙古包的外觀樣貌，長年扎根在草原上，對草原環(huán)境的傷害極大，丟失了蒙古包可移動的建筑特征和游牧的生態(tài)理念。隨著內(nèi)蒙古旅游業(yè)的發(fā)展，旅游景區(qū)中的蒙古包應(yīng)該為游客提供更舒適的人居環(huán)境和更優(yōu)質(zhì)的旅游體驗(yàn)。
（二）缺陷分析隨著時代的發(fā)展，內(nèi)蒙古多個旅游景區(qū)考慮到了傳統(tǒng)蒙古包簡陋，潮濕、昏暗的居住環(huán)境，不能滿足游客的居住需求，為此修建了磚混結(jié)構(gòu)的固定式蒙古包，形成了固定的建筑形式，幾十年不變，但這與傳統(tǒng)蒙古包截然不同，固定式的蒙古包不具備可移動和拆裝便捷的屬性，并且它的建筑污染也與蒙古包的生態(tài)理念背道而馳。
（三）傳統(tǒng)蒙古包構(gòu)造分析傳統(tǒng)蒙古包分為三段式結(jié)構(gòu)，分別為架木體系（套腦、烏尼、哈納）、苫氈體系（頂棚、幪氈、圍氈）以及繩索體系（原料繩索、連體繩索、單體繩索）。安裝蒙古包首先要確定門的位置，門的朝向一般為南。將門的位置定好后，開始編制圍墻，選用當(dāng)?shù)氐牧緱l編制哈納，哈納扇相互之間采用皮釘打孔的方式串聯(lián)，并結(jié)合繩索進(jìn)行固定。哈納扇確定好后制作蒙古包的頂部，首先選取四個方位的烏尼桿進(jìn)行搭建，然后將烏尼桿圍合成完整的頂面并一一對應(yīng)在哈納桿的交錯節(jié)點(diǎn)上，最終頂起拱形的套腦完成蒙古包的搭建。
二、裝配式蒙古包設(shè)計方案
（一）設(shè)計方案的提出裝配式蒙古包滿足草原居住需求的同時也具備逐水草而居的可移動，可拆裝的建筑特征。裝配式蒙古包也繼承了游牧的生態(tài)理念，其建筑材料、結(jié)構(gòu)均可反復(fù)拆裝，循環(huán)使用，與草原自然環(huán)境和諧統(tǒng)一，協(xié)調(diào)共生，保障草原生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展見圖1。裝配式蒙古包進(jìn)行了節(jié)點(diǎn)大樣分析見圖2。首先，因?yàn)榭紤]到草原特殊的生態(tài)環(huán)境，在建筑底部，采用木制基礎(chǔ)層抬高建筑，以此來保護(hù)草原植被，不會因?yàn)榻ㄖ慕ㄔ於鴤Σ菰脖?，同時也改善了草原居住環(huán)境潮濕的問題，并且在建筑底部設(shè)置了擋水沿，防止了雨天的雨水倒灌問題；其次，在建筑的中部，裝配式蒙古包的頂面與立面連接方式與傳統(tǒng)蒙古包的連接方式不同，傳統(tǒng)蒙古包烏尼與哈納連接處是哈納桿的頂端向外彎曲，接受頂部烏尼的下滑力并將其傳給大地進(jìn)行化解見圖3，而裝配式蒙古包的烏尼與哈納連接處采用哈納內(nèi)凹的形式，使建筑的頂部和中部不在同一立面，這也使得雨天的雨水可以自然滑落到木制基礎(chǔ)層，而不會浸濕覆蓋物從而流入室內(nèi)；最后，在建筑的頂部。將預(yù)制結(jié)構(gòu)件與帆布及透明膜材料相結(jié)合，最大程度地吸收外界自然光，優(yōu)化室內(nèi)的光環(huán)境。
（二）方案優(yōu)化設(shè)計1.平面設(shè)計：裝配式蒙古包根據(jù)游客功能和審美的雙重需求對室內(nèi)的功能布局也進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計，見圖4。第一步，裝配式蒙古包仍然延續(xù)了圓的空間形式，同時延續(xù)的還有蒙古族“尚圓”的觀念，將一個基礎(chǔ)的圓形空間進(jìn)行開口取景，目的是將草原自然環(huán)境最大限度地融入室內(nèi)空間；第二步，以同心圓為基礎(chǔ)來劃分人流動線及功能分區(qū)；第三步，在同心圓的基礎(chǔ)上，設(shè)置雙弧線隔斷，通過軸線法則建構(gòu)功能節(jié)點(diǎn)，并依據(jù)功能間的關(guān)聯(lián)性進(jìn)行布局。裝配式蒙古包空間半徑為3790mm，面積為45㎡見圖5。分別設(shè)有休息區(qū)，起居室，辦公區(qū)，吧臺區(qū)，衛(wèi)生間，衣帽間，洽談區(qū)以及兩個門廳。雙弧線的隔斷材料性質(zhì)不同，休息區(qū)的隔斷材料為木材，保護(hù)游客隱私，而洽談區(qū)隔斷為玻璃材質(zhì)，可以最大限度納入外界的自然景觀，洽談區(qū)的背面同時也用作電視背景墻，做到同一界面的多次利用。衛(wèi)生間為干濕分區(qū)，將洗手臺置于外側(cè)，洗手間內(nèi)部采用免水沖式馬桶，真空收納不設(shè)管線，無需水資源配合裝配式建筑的移動、搬遷?？臻g中西側(cè)和東側(cè)設(shè)有簡易的吧臺區(qū)和辦公區(qū)，分別滿足游客的簡餐和辦公需求。2.結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)設(shè)計：裝配式蒙古包的預(yù)制件分為三項(xiàng)式和兩項(xiàng)式見圖6。三項(xiàng)預(yù)制件頂部與烏尼桿連接，底部與兩根哈納桿連接，均可通過預(yù)制件中心軸控制夾角的大小，烏尼與哈納的夾角越大，裝配式蒙古包的高度越高。在預(yù)制件的外側(cè)設(shè)有圓形孔洞，采用預(yù)制圓環(huán)將橫向所有預(yù)制件進(jìn)行串聯(lián)并統(tǒng)一固定。兩項(xiàng)式預(yù)制件相較于三項(xiàng)式，缺少了頂部連接烏尼的部分。兩項(xiàng)式預(yù)制件分別用于裝配式蒙古包的頂部和底部，負(fù)責(zé)連接套腦和底部預(yù)制圓環(huán)，同樣可以通過中心軸的旋轉(zhuǎn)控制夾角的大小。哈納扇之間也采用預(yù)制件進(jìn)行連接，預(yù)制件的夾角越大，裝配式蒙古包的跨度大，建筑低矮；反之跨度小，建筑高聳。哈納扇拆裝也較為便利，哈納扇以扇為單位進(jìn)行組合拆卸，保證了收納和運(yùn)輸?shù)谋憬菪浴?.整體構(gòu)造設(shè)計：裝配式蒙古包的結(jié)構(gòu)爆炸圖見圖7。首先，裝配式蒙古包的預(yù)制件結(jié)構(gòu)分為預(yù)制圓環(huán)、預(yù)制結(jié)構(gòu)件和本土木材。預(yù)制結(jié)構(gòu)件又分為三部分，頂部是兩項(xiàng)式預(yù)制件，連接烏尼與套腦，通過烏尼與套腦的夾角確定裝配式蒙古包的高度；中部連接哈納與烏尼，通過哈納相互之間的夾角確定裝配式蒙古包的跨度，同時采用中部預(yù)制圓環(huán)的方式進(jìn)行加固收緊。底部同樣是兩項(xiàng)式預(yù)制件，完成最終的哈納收口，并且連接底部的預(yù)制圓環(huán)。
三、設(shè)計方案
（一）裝配式蒙古包室內(nèi)方案演示以下是裝配式蒙古包的室內(nèi)空間呈現(xiàn)見圖8～10。視角是由西向東，分別對辦公區(qū)、洽談區(qū)、休息區(qū)及遠(yuǎn)處的吧臺進(jìn)行繪制。采用簡化設(shè)計的方式塑造空間，做到建筑輕便并使其最大程度地與自然對話。裝配式蒙古包通過建筑的頂面及立面共同吸收外界的自然光?？臻g中所運(yùn)用的材料和結(jié)構(gòu)均可循環(huán)使用，空間本身也在傳遞逐水草而居的建筑文化特征。裝配式蒙古包營地三維呈現(xiàn)：裝配式蒙古包營地秉承了逐水草而居的游牧生活特征，它是一種動態(tài)的草原旅游過程，它可以在草原生態(tài)資源消耗了十分之一的情況下進(jìn)行移動，保障草原的生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。其與單一定點(diǎn)式旅游景區(qū)或酒店不同，可以使游客在不同旅游營地和線路的游覽過程中，領(lǐng)略不同的草原環(huán)境和文化情境，滿足游客對于草原文化體驗(yàn)式探索以及游客回歸大自然的渴望見圖11～15。
（二）裝配式蒙古包模型實(shí)驗(yàn)1.制訂模型方案：首先通過手繪和計算機(jī)軟件結(jié)合的方式設(shè)計出裝配式蒙古包的結(jié)構(gòu)，然后采用3D打印技術(shù)制作結(jié)構(gòu)預(yù)制件，因保證模型實(shí)驗(yàn)的可操作性，設(shè)計預(yù)制件孔徑為1.5mm，模型壁厚為1.5mm。而烏尼桿和哈納桿都采用3mm木棍，并將木桿手工削出1.3mm的榫頭，保證木材與預(yù)制件連接的合理性。裝配式模型整體的比例為1：24，模型高度為140mm見圖16～19。裝配式蒙古包的模型制作流程如下：首先，我們將預(yù)先打印好的預(yù)制結(jié)構(gòu)件進(jìn)行打孔并采用3mm的木棍將其連接，并保證其可旋轉(zhuǎn)，具有一定的活動空間。其次，將購買的3mm木棍進(jìn)行加工，將木棍的兩頭削減至1.3mm，為下一步連接預(yù)制件做準(zhǔn)備，底部哈納同理，然后將木棍的一端與頂部的套腦連接，另一端與中部預(yù)制圓環(huán)和預(yù)制結(jié)構(gòu)件連接，同時哈納一端與中部預(yù)制結(jié)構(gòu)件連接，另一端與底部預(yù)制結(jié)構(gòu)件連接。最后，根據(jù)平面布置圖打印空間布局模型，并將其與之前制作好的裝配式蒙古包結(jié)構(gòu)相結(jié)合，最終完成了裝配式蒙古包的模型制作。2.模型實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析：裝配式蒙古包的結(jié)構(gòu)設(shè)計是從逐水草而居的游牧生活方式出發(fā)，它具備了蒙古包便于拆裝，可移動的建筑屬性見圖20。通過現(xiàn)代預(yù)制件結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)三段式結(jié)構(gòu)相結(jié)合的方式，使其拆裝便利，可循環(huán)使用，保障草原生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。從結(jié)構(gòu)設(shè)計和蒙古包文化兩方面，都具有一定的借鑒意義。
結(jié)語
對于裝配式蒙古包拆裝便捷性考量是結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本要求。通過田野調(diào)查發(fā)現(xiàn)內(nèi)蒙古旅游景區(qū)中固定式蒙古包造成的草原生態(tài)環(huán)境破壞、內(nèi)蒙古旅游形式單一，游客體驗(yàn)質(zhì)量不佳以及文化資源開發(fā)欠缺等問題。采用文獻(xiàn)閱讀的方法分析得出內(nèi)蒙古旅游景區(qū)問題的原因，現(xiàn)內(nèi)蒙古旅游景區(qū)的固定式蒙古包不再具備可移動的建筑特征，缺失了游牧的生態(tài)理念。最后采用理論研究與模型實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方式，以裝配式蒙古包結(jié)構(gòu)設(shè)計為切入點(diǎn)。以生態(tài)建筑為設(shè)計理念，以拆裝便利，可移動，也可循環(huán)使用為設(shè)計策略，對裝配式蒙古包與草原生態(tài)環(huán)境的關(guān)聯(lián)性做綜合性的設(shè)計探討。設(shè)計出更適合內(nèi)蒙古草原旅游環(huán)境的裝配式蒙古包，為游客提供更舒適的居住環(huán)境和更優(yōu)質(zhì)的旅游體驗(yàn)，使游客體驗(yàn)到游牧生活情境的同時，也可以獲得蒙古族文化的歸屬感和認(rèn)同感。以裝配式蒙古包結(jié)構(gòu)設(shè)計為例，對內(nèi)蒙古旅游景區(qū)蒙古包的相關(guān)問題，提供了一種新的設(shè)計思路。
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作者：張彬杰 谷彥彬 楊正中 單位：內(nèi)蒙古師范大學(xué)國際設(shè)計藝術(shù)學(xué)院