香格里拉獨克宗古城“閃片瓦”屋頂風貌保護與替代材料探索

鄒建業 周瓊麗 范茜 張毅 陳亮

(1.云坤設計集團有限公司 云南昆明 650034;2.云南財經大學 云南昆明 650221;3.廣西建通工程設計咨詢有限公司 廣西百色 533000)

香格里拉縣獨克宗古城位于建塘草原中部，海拔3 300 m，四周有雪山環繞，中間地勢開闊，是目前中國保存最好、最大的藏民居群之一，是歷史上的滇藏茶馬古道及今天的滇藏公路的必經重鎮，是云南省歷史文化名城，古城區總面積94.4 hm2。當地的藏族民居采用坡屋頂上鋪木閃片瓦，極富有地域特色，閃片瓦屋頂是整個獨克宗古城風貌的重要組成部分[1]。獨克宗古城屋頂風貌的改造關系著整個古城風貌的保護，還關系著當地對生態環境保護的要求，以及涉藏地區經濟民生發展的要求，因此在改造中應在保護還原風貌的同時，兼顧生態環境保護和民生發展的要求。

1 香格里拉“閃片房”概述

獨克宗古城及建塘鎮轄村莊民居建筑基本為一種模式，采用木閃片屋頂的建筑形式，木閃片為長方形木片，與小中甸鎮、格咱鄉、泥汝村等基本一致，這種“木閃片瓦”的藏族民居極具有地域特色，當地的藏族民居也稱為“閃片房”。它的屋面為一種較緩的坡度形式，在結構層上一般覆蓋望板，望板上再鋪設木閃片?！澳鹃W片”主要采用樹齡較大的云冷杉進行制作，每片木閃片的尺度一般有：厚度為2～3 cm、寬度為20 cm、長度為90～120 cm。傳統民居建造一般采用木望板，現新建民居逐漸由壓型鋼板所取代。

木閃片的鋪設的主要方式包括單層鋪設法、雙層鋪設法以及墊層鋪設法這3 種方式[2]。單層鋪設法是前后兩片錯縫首尾鋪裝，可以節約大量閃片木材，但是缺乏立體感和陰影感；雙層鋪設法是上下兩層錯縫，前后首尾鋪裝，可以增加屋面層次感，但是耗費木材也較多；墊層鋪設法是用木條將單層鋪設的閃片墊起，此方法結合了單層、雙層鋪設方法的優點，既能節約木材，又能增強屋面的層次感。

2 獨克宗古城屋頂現狀及問題分析

2.1 獨克宗古城屋頂整體風貌現狀

獨克宗古城現狀的屋頂形式包括4 種類型：藍色彩鋼瓦屋頂、藍色彩鋼瓦上鋪設木閃片、木望板上鋪設木閃片、玻璃頂。有木閃片的屋頂，木閃片一般用鐵釘固定在屋面上，或者不固定直接鋪設在彩鋼瓦或木望板上[3]。部分建筑屋頂搭設了太陽能熱水器，還有部分人家搭建了陽光房，屋頂為玻璃頂。整個獨克宗古城范圍共涉及屋頂面積211 752.09 m2，房屋1 566 棟，其中歷史建筑、新建建筑等不需要改造，需要改造的屋頂面積189 862.03 m2，房屋1 363棟。

2.2 現狀木閃片屋頂存在問題

2.2.1 不利于自然生態環境保護

香格里拉地處青藏高原東南緣橫斷山脈三江縱谷區腹地，是云南省最典型的生態脆弱地區，但同時也是云南的重點林區。優美的森林環境與豐富的民俗、宗教、文化相結合的旅游資源是香格里拉旅游業發展的基本條件。隨著城鎮的快速發展，過度采伐造成森林減少，生態環境逐步退化，生態安全被削弱[4]。

屋頂木閃片作為木材質裝飾瓦片長時間作用于雨雪水、溫差等自然條件下，極易變形、發霉、腐朽。損毀的木閃片需要每年更換，而木閃片的制作需要樹齡超過百年的冷云杉，這就造成了大量的原始森林被砍伐，嚴重破壞了當地的自然生態環境。

2.2.2 存在較大安全隱患

屋面的木閃片部分用鐵釘固定，部分直接鋪設在彩鋼瓦上，有些屋面為了防止木閃片被風吹落，用石頭或者木板壓在上面?？傮w來說屋面的木閃片都固定不牢，容易脫落，不僅影響美觀，而且存在很大安全隱患。再有，木閃片作為天然木材，是易燃物質，容易引起火災。而且獨克宗古城內的民居屋頂鱗次櫛比，如果發生火災，后果不堪設想。

2.2.3 屋頂存在漏水及蟲害問題

傳統木閃片屋面是一種較緩的坡度形式，木閃片材質疏松，再有閃片搭接時也存在縫隙，而且安裝固定時用鐵釘固定，容易打穿彩鋼瓦，這些都會導致屋頂漏水，且一旦漏水則難以修復。此外，由于瓦片是木質材料的原因，會受到潮濕、蟲害的侵蝕與破壞，所以需要定期維護與保養。

2.2.4 雜亂的屋頂形式影響古城風貌

從大龜山上俯瞰，整個古城屋頂顯得較為雜亂，有些在屋頂上滿鋪木閃片，有些只在鋪設中間部分，有些鋪設稀疏凌亂，有些甚至不鋪木閃片直接露出藍色彩鋼瓦頂，有些屋頂安裝了太陽能熱水器。這極大地破壞了古城的歷史風貌，影響了香格里拉作為國內知名旅游城市和歷史文化名城的城市形象[5]。

3 木閃片瓦屋頂風貌保護與替代的必要性

3.1 生態環境保護、節能的需要

3.1.1 節約木材，保護原始森林

傳統閃片取材于原始森林中樹齡達百年以上的云冷杉。林芝云杉-長苞冷杉通稱為云冷杉，是滇西北面積較廣的森林類型之一，但是云杉林天然更新能力較差，需要人工撫育。再有木閃片瓦材的制作需要去除邊材和心材，僅留用部分不足原材料的1/3，它的加工工藝決定了閃片板瓦的出材率極低僅有30%。在藏族建房用材中，每一幢藏房，云冷杉閃片的用量均達到10～25 m3的直接用量。再有木閃片的耐久性差，每年都需要進行維護，更換掉部分不能使用的木片，這就要消耗更多的木材。這些對當地的天然云冷杉林構成了極大的威脅。以一棟25 柱民居建筑為例，屋面面積大約255 m2。滿鋪閃片數量4 420 片，建房備用閃片2 500片，閃片板瓦的直接木材消耗23.25 m3，閃片板瓦的間接木材消耗77.5 m3。每平米屋頂的閃片直接消耗木材0.091 2 m3，間接消耗木材0.303 9 m3。按照上面的數據，整個古城改造的屋頂面積189 862.03m2，每兩年全部更新一遍木閃片，需要直接消耗木材17 315.42 m3，間接消耗木材57 699.07 m3，相當于865.5畝原始云冷杉森林的木材量，而木閃片需要的是百年以上成材的云冷杉，價值更是無法估算的。這些都對當地自然生態環境帶來較大影響，背離了“綠水青山就是金山銀山”的理念。

3.1.2 金沙江流域生態環境保護的需要

金沙江流域生態環境脆弱、敏感，抗干擾能力差。流域腹地的香格里拉地區是云南省的重要林區，近年來當地的森林資源數量有了明顯上升，但是森林系統趨于單一化，中幼齡化，森林生態功能較低。區域內水土流失仍很嚴重，常常誘發洪澇、滑坡、泥石流、崩塌等自然災害。并且間接影響了整個長江流域的生態環境。傳統工藝建造藏式“閃片”屋面，勢必會大量消耗本地森林資源，讓香格里拉脆弱的生態環境雪上加霜。因此，對古城屋頂木閃片用新型材料進行改造替換將進一步有效保護長江中上游的天然林屏障，節約能源，有效保護香格里拉的生態環境[6-7]。

3.2 歷史文化名城保護及地區發展的需要

獨克宗古城屋頂是整個獨克宗古城歷史風貌不可或缺的一部分，古城傳統閃片屋頂風貌形式各異，現狀堪憂，已經嚴重影響到古城風貌的保護，為了從根本上解決古城民居屋頂風貌和節能的問題，必須對獨克宗古城屋頂進行改造、提升，從瓦片材料的選擇和施工工藝的把控等方面著手，爭取最大限度地保護和還原古城傳統風貌。

近年來香格里拉加快推進全域旅游，打造“國際旅游目的地”，全方位提升城市功能。獨克宗古城作為香格里拉市甚至迪慶州景點的門戶和窗口，其環境風貌的品質對全州的旅游產業整體提升有著不可替代的推動作用，對香格里拉市城市建設也起著不可替代的推動作用。獨克宗古城屋頂的現狀已對古城風貌產生負面影響，屋頂風貌的改造提升已迫在眉睫。

再有香格里拉市的抗震設防烈度為8 度，現狀閃片屋頂的松散的固定方式完全不能滿足抗震設防的要求，當發生設防烈度相應等級地震時，會造成較大地震破壞，和財物損失。屋頂改造也是抗震設防的要求。香格里拉地處高寒山區，冬季氣溫較低，建筑保溫是關乎民生的一個重要工程，傳統的閃片瓦在保溫、抗凍均有一定缺陷，對屋面進行提升改造，提升建筑保溫性能，對改善民生，提升居民居住環境具有積極的促進作用。

3.3 防止火災、墜落等安全性問題的需要

獨克宗古城內傳統建筑鱗次櫛比，房屋的主體結構和裝飾多為木材，并且大多數房屋都是屋頂相連接，而屋頂所用的傳統木閃片極易燃燒，非常容易引起火災，造成不可估量的損失，不利于古城的保護[8-9]。再有傳統木閃片一般是直接放置在屋頂上，層層遞進，一般用鐵釘簡單固定，或者在風大的區域會用石頭或者木板壓住，受天氣的影響，時常發生木板或者石塊被風吹墜落的情形，這些都對以旅游為主的獨克宗古城帶來較大的安全隱患。

在獨克宗古城木閃片屋頂風貌提升改造中屋頂閃片瓦應采用不燃材料，固定瓦片時可采用膨脹螺栓等更為牢固的固定方式，可有效防止屋頂瓦材的墜落和火災的發生，消除古城的安全隱患。

4 獨克宗古城屋頂改造方式及效果

在“木閃片瓦”改造替代中，材料的選擇既要外觀上同“木閃片”盡量相似，又要滿足一定的物理性能，適應當地的自然氣候條件。

4.1 瓦片替換材料對比選擇

結合材料性能和外觀，選擇以下4 種瓦材作為現狀“木閃片”的替代瓦材，具體情況見表1。

表1 替換瓦材對比表

4.1.1 新型閃片瓦

新型閃片瓦主要材料為纖維水泥板（Fiber Cement Board，縮寫為FC 板）。纖維水泥板，又稱纖維增強水泥板，是以纖維和水泥為主要原材料生產的建筑用水泥平板。用于改造的新型閃片瓦體積密度在干燥條件下達到了1.9 g/cm3，屬于優等高壓高密度板材。其耐火絕緣，屬于不燃材料；防水防潮，一般不會下陷或變形；隔熱隔音、導熱系數低，有良好的隔熱保溫性能；外觀顏色均勻、表面平整；安全無害，低于國家“建筑材料放射衛生防護標準”；耐酸堿、耐腐蝕、耐候性好，使用壽命長；可加工及二次裝修性能好。但是新型閃片瓦其在香格里拉地區極端凍融條件下的耐久性性能還需要進一步復測、驗證。新型閃片瓦每平米價格大約186.27元（包括原屋面拆除及運輸費、材料費、機械費、人工費、各種規費及稅金），它輕質、高強、低價，從性能和外觀來看都較符合要求[4]。

4.1.2 瀝青油氈瓦

瀝青油氈瓦是以玻璃纖氈為主要胎基材料，經浸漬和涂蓋優質氧化瀝青后，上表面覆彩色礦物粒料或片料，下表面覆細砂隔離材料和自粘瀝青點并覆防黏膜，經切割制成的瓦狀屋面瓦，它是集裝飾、防水雙重功能于一體的柔性瓦狀屋面防水片材。瀝青油氈瓦的品種繁多，與閃片瓦材形式較為接近的是直角瓦。瀝青油氈瓦每平米大約224 元（包括原屋面拆除及運輸費、材料費、機械費、人工費、各種規費及稅金），是國外現行替代木板瓦的常用材料，雖然該產品用以替代閃片，從形式和功能上都比較成熟，但價格偏高，外觀形象同傳統木閃片差距較大，而且技術本地化尚需時日。

4.1.3 植物纖維瓦

植物纖維瓦具有高性能、低成本的特點，材料中不含甲苯、甲醛、氨、重金屬等對人體有害的物質和放射性元素。植物纖維瓦以麥秸、稻草秸、玉米秸、煙桿、蘆葦等為主要原料，加入氯化鎂、鋁鎂硅酸鹽礦粉和少量改性劑，經特殊工藝壓制而成，不但節約資源，降低能耗，還具備能釋放負離子和放射遠紅外線功能。但是其耐水性、耐候性、強度都不如新型閃片瓦，能否滿足香格里拉當地特殊氣候環境的要求還需要進一步驗證。

植物纖維瓦每平米價格大約203.11 元（包括原屋面拆除及運輸費、材料費、機械費、人工費、各種規費及稅金），這種瓦片由于投產時間不長，社會影響小，物理性能還需要進一步核驗，植物纖維瓦的市場占有率還不高，價格也相對較高。但這種瓦材較為環保，是比較具有價值和競爭性的木閃片替代產品。

4.1.4 竹膠合板

竹膠合板的生產周期短，用其加工建筑構件可以有效解決木材資源不足的問題。以竹材為原料將其加工成篾并編制成席，再經干燥、施膠，將竹席按不同厚度要求進行數層疊合并熱壓固結得到的產品即為竹膠合板[10]。竹膠合板自重輕（約850 kg/m3)，加工后具有較好的結構性能。利用竹平板加工的閃片在建筑效果上更接近冷杉閃片。竹膠合板每平米價格大約196.85元（包括原屋面拆除及運輸費、材料費、機械費、人工費、各種規費及稅金），硬度較木材要好，抗拉強度是木材的1.5～2.0 倍。具有防水防潮防腐防堿等特點。但遠達不到作為屋面瓦材的物理性能。

通過以上4 種替代瓦材對比分析，新型閃片瓦不管從外觀、物理性能，還是經濟指標來看，都是較為適合獨克宗古城民居的替換瓦材。

4.2 傳統木閃片屋頂與替代新型瓦片的性能對比

除了對替代材料進行比較外，我們對新型閃片瓦和傳統木閃片進行了比較分析，新型閃片瓦不管從性能還是價格來看，都比傳統木閃片具有優勢。再有新型閃片瓦的使用可以節約大量森林資源，有利于自然環境保護，具體見表2。

表2 傳統木閃片與新型閃片瓦相關指標比較表

4.3 新型瓦片替換后的效果以及需要改進的地方

為了更接近木閃片瓦的風貌形式，新型瓦片在安裝的時候采用類似墊層鋪設的方法，先在望板上定位安裝木龍骨，再用首尾相接的方式安裝新型瓦片，安裝瓦片的時候可以采用膨脹螺栓固定，加強其穩定性，最后接縫的位置再做打膠處理。改造后的屋面效果比較接近“木閃片”風貌效果，但是整體效果還是存在一些問題需要改進。首先，瓦片的色彩還需要進一步調整，瓦片的色彩應不過分統一，可以存在一定差異，盡量模仿自然木閃片的色彩；其次，瓦片在鋪設搭接時可以不用過分整齊，可以前后左右稍微錯縫，使得搭接后的瓦片風貌更接近自然狀態下木閃片的搭接風貌[11]。最后，瓦片上的仿木紋應仿造云冷杉豎紋紋理，使瓦片外觀更接近木閃片，具體見圖1。

圖1 新型瓦片替換效果

總之，新型閃片瓦的物理性能優越、外觀形象也貼近傳統木閃片，而且新型閃片瓦的施工工藝和生產工藝也還有很大的提升空間，可以在色彩和搭接上更加接近原始風貌。

5 結語

香格里拉獨克宗古城屋面雜亂無章，嚴重影響了整個古城的風貌，再有屋面木閃片的大規模使用也不利生態環境保護，因此獨克宗古城屋面木閃片改造替換已迫在眉睫。在改造中最為重要的就是最大限度地還原古城歷史風貌，同時還要滿足當地氣候條件對熱工性能的要求，因此在選擇替換材料的時候應該兼顧這兩方面的要求，可以選擇新型的閃片瓦材，既能從外觀上滿足風貌的相似性，又能滿足居民基本居住舒適性的要求。在改造中還應不斷總結，解決風貌上生硬不一致的地方，讓替換后的屋頂在風貌上盡量同原來的屋頂一致。