穿斗式木构建筑改建探索

摘要：文章介绍了5.12震后援建的四川省广元市青川县骑马乡里坪村小学，记录了从一个穿斗式小破庙到一栋两层半小学校的整个过程。从对传统的穿斗式木构架改建设计和施工过程、各功能空间的处理以及对传统土墙和土楼板改良的探索等方面的解读展示了建筑师从建造的角度对设计进行的思考。

关键词：里坪小学；穿斗式木结构；木架改建；扩展面积；低造价策略

Abstract:This article introduces the whole rebuilding process of a two and a half storey school after the 5.12 earthquake in LIPING village of QIMA town in GUANGYUAN city of SICHUAN province. It shows us the designer's thinking from the perspective how to construct our building,which covers from redesigning the traditional column and tie construction、function space design to exploring how to refine our traditional earthen walls and clay floor .

Keywords:LIPING primary school；column and tie wooden construction；construction rebuild；area expansion；low-cost strategy

中图分类号：TU-098.2

文献标识码：B

文章编号：1008-0422（2011）05-0054-05

1项目背景

在5.12地震中，里坪小学原有校舍全部倒塌，大部分教学设施被毁。在当地政府的努力下，学校于2008年8月1日复课。学校搬至了原校址附近的一间破庙。目前仅有一间教室，一个教师休息室。

此庙为四川传统的穿斗式木构建筑，主体木结构略有整体倾斜。由于建筑物年代已久，房屋柱子出现裂痕，屋顶漏雨，屋内光线昏暗，窗户已无完整玻璃，地板亦为泥状。（图9）

2预期的风险和困难

2.1资金紧张

当地经济条件相对落后，加之青川县是5.12地震的重灾区，90%以上的房屋被损毁。当地政府和村民的财力、物力都被投入了农房重建。由此导致了学校建设资金的严重不足。

解决办法：向基金会募集大部分建设资金；尽可能利用当地可以取得的材料施工；建筑主体将在原有庙宇的基础之上改建，以此进一步降低成本；积极发动民众参与，让当地农民和志愿者们一起建造学校，由乡村建筑工作室负责施工工程的技术指导。

2.2与当地政府和村民的沟通

对于一个外来机构，完全融入一个村落，和当地的政府和村民协作建设一所小学是十分困难的事情。项目进行过程中必然会面临很多问题。

解决办法：乡村建筑工作室在2008年9月就进驻骑马乡里坪村，开始规划和实施里坪村的重建工作，和当地政府、村民的关系保持着密切的联系，彼此已经合作了将近10个月。我们将邀请当地政府和村民组成工作小组，由工作组对重大事宜作出决策。

2.3当地建筑材料供应紧张

5.12地震以后，青川地区大量农房需要重建，水泥、砖头、钢筋等传统建筑材料供应十分紧张。很多农户的房屋由于材料没有到位而停工。

解决办法：结合乡村建筑工作室十分丰富的农村施工经验，主要采用当地容易取得的建筑材料：木材、粘土、石块。就地取材、因地制宜，在解决建材紧缺问题的同时最大限度地实现低造价。

3项目目标

由乡村建筑工作室负责，组织里坪村骨干木匠，义工村民及广大志愿者，使用可回收再利用或农民自己可生产或就地取材的建筑材料，到2009年10月将里坪村小建成“木结构+土墙+小青瓦屋顶”的两层式建筑。建筑面积约200m2，包括4间教室，一个办公室，一个教师休息室，一间图书室，以及一个志愿者工作站。可供里坪村从学前班至四年级的儿童就读，降低低龄儿童求学困难，减轻家长负担。志愿者工作站可满足外来为里坪村做贡献的相关人员暂时性工作及住宿需求。

4方案设计

4.1总体布局

学校规模很小，采用了最简单的模式：一栋小楼加一片空地。原庙宇位于两水交界处，三面环水，环境优美、极其适合改建为学校。仅建筑东南侧为空地，修整为学生室外活动场地。

4.2结构改建

对原有穿斗式木结构庙宇的改建是这个项目的关键。该庙宇三开间，已有上百年历史，并且经历了5・12地震，主体结构基本完好，略有整体倾斜。（图10）建筑师在校正和加固原有木结构框架的基础上，对原有木结构的形制做了大胆的修改：首先将整体木结构框架向上抬高了50cm，将一层变为两层；然后将原庙宇前屋顶拆除，向上加建出一个阁楼空间，又将两层扩展为三层的使用空间，这样，建筑师用很小的木方量将建筑面积增加到原有的两倍，使用空间扩展到了原有的2.5倍，也使建筑在体量上活泼了起来；最后用石头和泥土为主要原料重新设计了外维护结构和隔墙，从通风、隔热、采光等多方面提高建筑的空间品质，同时使建筑空间及外观形式更具现代性。

4.3功能空间

学校建筑面积121m2，合计6间房。二楼附带一个阁楼间。学校西边一楼及二楼的两间房为志愿者工作站，一楼中间及东边两间房为学校教室，二楼中间一间房为图书室，二楼东边一间房为教工宿舍，三楼为三间活动室。垂直交通自由灵活的将各功能空间有效地组织起来。建筑面积虽不大，但各空间相互渗透，空间感受丰富多变，有适合孩子们聚精会神思考的角落，也有适合他们嬉戏玩闹的空间，有利于他们以自由开放的形式学习。

建筑西侧的志愿者工作站，提供给暂时工作住宿的志愿者，两层的不同空间可为不同要求的志愿者们提供更多可能性。（图11~12）由于建筑西向有良好的景观面 ，设计师在西侧山墙上设计了可旋转大窗，将窗外美景尽收眼底，亦可作门，举步便能走进“画框”里。同时装上窗扇后，它便是一个可以放置日常用品的柜子了。（图13）竹胶板部分可开启，内翻可作为柜子用，外翻可以遮阳。工作室地坪面层采用的是在白水泥砂浆上铺贴小青瓦碎片，别具风味。（图14）

一楼中间及东边两间学生教室最难解决的是采光问题。教室北墙设置黑板，需大面积完整墙面，仅能在靠东西两侧隔墙位置开竖向长窗、靠屋顶处开横向长窗。(图15)南向亦开竖向长窗与可采光的门一起提供南向采光，但仍然不能教室的采光要求。(图16)于是东侧教室通过东侧山墙开窗补给光线，(图17~18)中间教师则用东西侧墙的高窗向两侧房间“借光”。(图19)为使光线即充足又柔和，北向竖窗都向侧墙面旋转约30°，使阳光在侧墙面上进行漫反射。(图20)靠屋顶处的横向长窗将光线打在倾斜的二层房间北墙上，漫反射到黑板。(图21)从而完全满足孩子们学习的采光要求。

二层三个房间均采用三合土楼板，前阳台竹楼板，阁楼采用竹楼板和模板楼板。不同空间铺地形式的转换使空间感受的对比更加强烈。每间房带一阁楼，是很好的休闲活动空间。南墙倾斜向大地，扩展并活泼了空间。(图22)整面的美人靠和旋转竹编窗扇迎向室外活动场地，(图23)以轻盈的姿态与下面厚实的土墙对比。倚窗而坐，视线可以越过孩子们的喧闹、越过树梢直至远山。

5建筑改建过程

5.1加固地基及旧木架抬升

地震后，老房子地基受损，基脚处有多处裂痕，为了保证以后的使用安全，将这些石头掏出来，用水泥砂浆作粘结剂砌筑和勾缝，对地基重新进行加固。（图24）然后用农村传统的施工方法――运用杠杆原理很轻松的就将木架抬了50cm。抬高了的架子临时用石头垫起来。

5.2墙裙建造及柱基加固

使用石头为主料水泥砂浆作粘结剂，用惯常方法砌筑墙裙：先铺水泥砂浆后砌石块，如此层层铺砌至所需高度；最后用水泥砂浆勾缝。勾缝尽量让石块显现出来。石块均来源于当地河堤。结合墙裙砌筑过程对直接落在基地上的柱子进行校正加固。在柱脚浇筑钢筋混凝土墩，使改建后建筑更具抗震性能。(图25)

5.3木架改建

5.3.1前期准备

1）将设计图纸按照1：10的比例绘制出来与工匠一起讨论与修改。（图26）

2）制作构件尺寸工具：用墨在一根与建成木架同高的竹子上面标记出各种构件的尺寸，如有新数据要记录则把原数据擦除，便于重复利用，轻便灵活。在其上标记各种构件的尺寸，包括构件的长度及其位置，榫口位置和大小等。

3）木料准备：木匠进场之前完成对原木进行削皮，然后进行木料初步加工。构件制作的同时，部分工匠把前屋顶拆除，检查需更换的柱子楼桴等构件。

5.3.2主要构件制作

主要构件包括：柱子（包括接柱、普通柱和垂花柱）、穿（在木架中把柱子彼此拉在一起，让整扇架子成为一个整体）、楼桴（相当于檩条，承载楼板，同时还起到拉结两扇木架的作用）、檩条（置于柱子虎口之中，位于挂条之上，直接于椽子相连）、挂条（放置于柱子虎口之中，在檩条之下，起拉结木架的作用）。除上述五种主要构件外还有一些构件如：顺水（用在前屋檐雨篷处）、挑（与顺水一同构成雨篷的主要承力构件）。以上构件皆按常规制作，不作赘述。

5.3.3木架现场修整及加建

首先更换原木架的腐朽构件、校正原有木架。

然后根据现有设计对木架进行加工。对屋顶前坡的柱子柱头进行接柱处理：对旧有的柱子的虎口进行修整，把柱子抬起至接柱处接好后加穿，之后用木栓把穿和柱子固定再加抓钉。(图27)改建以二楼前阳台建造为例，先 在正立面原有四根柱子上打榫口，再安装楼桴，两边装好后打木栓固定，最后安装挂条等构件。(图28~30)屋顶则采用新木板和旧有完好木板更替铺钉的方法满铺椽子，可以更好地节省材料。（图31）然后用电锯修平。雨篷屋顶的椽子则采用传统的铺钉方法和样式。(图32)

5.3.4木架加固

木架修整过程中的每个环节都有对木架的加固，主要包括如下几种措施：对接柱的接口薄弱的部位进行加固；加地穿和斜撑加强整体刚度；为减轻二层楼板楼桴的受力加牛腿；(图33)对接口薄弱的连接处加和钢板和抓钉。

5.4屋顶建造

雨篷的建造分钉挂瓦条和盖瓦两道工序，另外两个屋顶则做保温层和防水层。坡屋顶先用木屑垫高，间隔90cm，然后在间隔里铺泡沫作为保温层。防水布铺着在保温材料之上，挂瓦条之下。这样可降低施工难度，同时确保瓦下层的空气流动。传瓦由里坪村的孩子们帮忙完成的。(图34)所用德阳瓦是地震前小学屋顶上的瓦，用粘土烧制而成。

5.5墙体建造

1)外墙墙体。首先钉墙体木方龙骨，后钉铁网。边钉铁网边加填充物：泥土。两者交替进行，施工快捷。泥土并无夯实，只将土稍加湿润靠其自重垒实。利用墙体龙骨把窗子装上。（图35~36）最后黏土灰浆抹墙，灰浆配比大约为泥土：细砂：白灰=3：7：2。抹灰两道，第二道抹灰配比中细砂含量有所增高。外墙墙体为改良的木龙骨土墙，就地取材、施工方便、造价低廉，仍具有土墙良好的隔热隔声特性。

2)隔墙采用的是传统的竹编墙，以竹片作墙体龙骨，（图37）在其上抹粘土灰浆。斜墙则用木方作主龙骨。

3)室内墙体粉白。室内墙体包括室内隔墙，外墙室内面。共三道：第一道是白石灰+白水泥+头发，其配比为1：3：适量；第二道、三道是粉刷腻子，收光。

5.6楼板建造

三合土楼板龙骨分两种：木方与竹子，都需要钢网把土兜住。钢网在木方下直接与楼桴接触,木方则把钢网压住，用钉子固定再楼桴上，同时还用扎丝把木方与钢网绑紧。（图38）楼板用竹子作龙骨用150宽的C型钢收边。竹子与楼桴的固定后铺免裁钢网。 一纵一横的组合方式使受力更加合理。建筑师在三合土楼板的建造中做了一些尝试，有一间楼板是没有加水泥，而其他两间楼板均加了水泥，看孰优孰劣。把混合物搅拌均匀，加水发酵，用震动机压实，铲子调整、棍棒捶打平整，便涂抹桐油，收光。一段时间后没有加水泥的楼板出现了裂纹。加了水泥的楼板完好，无裂纹。(图39)最后用适当配比的白石灰、白水泥还有头发的混合物将免裁钢网掩盖，让木头显现出来。前阳台竹楼板按常规制作。(图40)

5.7地坪建造

一楼两间教室地坪建造工序：用震动机压实震平粗底，第二天便可用细砂作骨料的水泥砂浆打面层。完成后的地坪平而光亮。工作室地坪则在震平的粗底上采用白水泥砂浆上铺贴小青瓦碎片作为面层。

5.8后期工程

工程内容主要为小木构：美人靠及斜窗、隔窗、室内楼梯、书架、工作室大窗、前阳台栏杆、门制作及安装、窗芯安装。另外，室外主楼梯为轻钢结构，由民宅援建所余钢材焊接制作。(图41)

6总结

对传统木构建筑，人们或修整或拆除或仿建，却极少出现改建的案例。基于震后的特殊条件，建筑师面对质疑声大胆提出并坚持了改建的方案，并在建筑设计和施工上都做了很多的尝试与探索，在一个破败的传统穿斗式木构建筑的基础上，用大量传统木构件结合少量轻钢构件建造了这样一个现代建筑。建筑师从建造的角度思考设计，每一个空间的创造每一处细节的处理都基于材料和构建方式。这个亦古亦今的建筑，面积虽小，却像一件艺术品立于水岸。从它身上能感受到青年一代建筑师对建筑艺术探索的热情与执着，也看到了面对困境和难题时应有的态度。