木构建筑在现代建造技术中的创新应用①

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(广西机电职业技术学院，广西 南宁 530007)

引言

人类发展的历史与建筑的发展史密不可分，从人类学会使用工具开始，木材在建筑中的运用便不断深化。

在20世纪50年代，建筑师在建筑施工中侧重于应用混凝土、金属钢架及合成材料，当今木构手法日趋升温，古为今用也日渐流行。木结构指由木材或主要由木材组成的承重结构。木结构建筑是单纯使用木材或主要由木材承受荷载的结构，通过各种榫卯手段进行连接和固定。是人类最早时期改善居住环境最直接的材料选择，在世界各地的传统建筑中被广泛采用。在现代建造技术中运用现代工艺和木构材料，并加以创新设计，提高了资源的使用效率，改善了人们的居住环境，实现了人与自然的和谐统一和可持续发展。

1 木构建筑在我国的发展简史

幅员辽阔的中华大地由于地形和气候的差异性，可供研究的木构建筑类别丰富。汉代刘安编写的《淮南子·汜论训》中记载：“古者民泽处复穴，冬日则不胜霜雪雾露，夏日则不胜暑热蚊虻。圣人乃作，为之筑土构木，以为宫室。上栋下宇，以蔽风雨，以避寒暑，而百姓安之”。由此可见，木构建筑自古以来就是中国建筑的主体，人类文明的进步使得“穴居”、“洞居”朝着更适宜人类居住的木构建筑发展，对传统木构建筑的研究始终是建筑学界的研究重点。从我国可追溯的建筑历史中查阅，木构建筑主要适用于我国长江流域一带。研究人员从考古中发现，早在6000多年以前，河姆渡时期就出现了应用木材的干栏式建筑。“干栏式房屋的建筑技术主要有打桩技术、架梁技术、绑扎技术和榫卯技术”[1]。到了后期，随着人类对工具的使用越发熟练，工具种类的不断更新，在只要能采集到木材的地方，木构建筑就得以应用和发展。1937年，梁思成与林徽因在五台山发现了一座兴建于唐代的佛光寺，这座现存第二古老的木结构的寺庙，其梁柱间的榫卯结构依然紧密相扣，不离不弃。

数千年的历史演变，木构建筑也愈发成熟，纯木构建筑逐渐演变成以木为主，陶、土、泥为辅的混合材料，以便运用于建筑之中。《诗经·大雅·緜》中记载：“古公亶父，陶復陶穴，未有家室”，“陶其土而復之，陶其壤而穴之”。从中国传统沿用的“土木之功”一词作为一切建造工程的概括名称便可看出，土与木是中国建筑采用的主要材料。

考古还发现，原始社会的建筑是没有墙体的，代替墙体的做法是使用植物编织骨架后对表面进行敷泥处理，形成原始木骨泥墙。后使用更粗大的木材加固承重墙体，提高建筑的稳固性。斗栱作为建筑特殊构件始现于西周，后来多以柱、椽作为承重结构的建造方式。

2 传统木构建筑的设计理念

建筑的本意是居所，同时也传达着文化现象，它的设计理念与自然环境、生活习俗、民族文化、经济发展乃至宗教信仰息息相关。人类文明的进步使其又被赋予了新的使命，最为突出的功能是社会功能，同时还兼具行使社交、娱乐、祭祀等功能。民国姜玉笙撰《三江县志》中记载：“凡侗族所居地方……村中必建鼓楼，栖外辟广场，铺石板，以供集会”。“鼓楼”又称“罗汉楼”，明代邝露(1604-1650)在《赤雅》中对“罗汉楼”有记载：“以大木一株埋地，作独脚楼，高百尺，烧五色瓦覆之，望之若锦鳞矣。扳男子歌唱饮瞰，夜缘宿其上”。

现今保留的分布于黔、湘、桂地区的贵州千户苗寨、侗族风雨楼等建筑风格迥异，造型独特。侗族建筑以建筑主体体现伦理思想的真，又以伦理思想的真衬托风雨桥的美，从而映射出侗家人思想道德的善.....“贵和尚中”伦理思想的体现[2]。在广西三江县城附近，有座风雨桥就命名为“人和桥”。侗族地区山高坡陡，潮湿炎热，选址多在靠山近水的地块，符合中国传统“取势纳气”之理念。侗族的鼓楼象征杉树，因为他们认为杉树可以寓意村寨安定，人丁兴旺。“风雨桥”实际是外来词，侗人称为“福桥”，有祈福免灾之意。

3 木构建筑的建造技艺

在传统的木构建筑中，东方寺庙、宫殿多以木材建造为主，与西方建筑大量采用石器作为建造材料不同，木材的延伸性、可塑性极强，也就更能体现建造者的高超技艺。木构建筑的建造技艺在中国源远流长，在距今7000多年的浙江余姚河姆渡遗址，发现了木柱残段及木板柱脚，并且出土了大量的木构件遗迹，早期人类居所使用的缠绕、绑扎的构件连接方式已被榫卯技艺所取代。相传鲁班发明了锯子、墨斗、刨子、曲尺等工具，正是这些工具的出现，木构建筑中的榫卯结构开始在传统民居中大量运用，而榫卯结构在家具制造中被发扬光大，由此产生了各种复杂工艺的结构，如楔钉榫、燕尾榫、粽角榫、双夹榫、勾挂榫、锲钉榫、半榫、通榫等。

以木架形式建造的屋舍通常由柱、斗拱、梁、檩、枋等构件组成框架，墙体起到分隔及稳固框架的作用。传统建造结构有抬梁式、穿斗式、井干式三种。抬梁式在北方地区应用广泛，首先沿着进深设立石础，再在石础上安置较粗的木材为柱，各柱之间架梁联构，于梁之上是瓜柱，构成完整的屋架；横向的枋联系柱顶，梁头与瓜柱顶做横向的檩，檩上承受椽子和屋面，最大化地释放了建筑空间。穿斗式结构在南方地区使用比较普遍，工艺方法是沿居所的进深进行梁柱的布置，柱子的密度较大，不需要立梁，各木材采用相互贯穿的方式进行连接，柱顶直接承檩。井干式结构因其外观厚重，应用范围不广，是将圆木或半圆木两端开凹榫，组合成矩形的木框，层层相叠作为墙壁，实际是作为木承重结构墙来使用。

在欧洲，木制材料曾被广泛地应用在像教堂、住宅、浴场等普通建筑中。随着近代工业革命的爆发，现代钢筋混凝土建筑冲击了传统木构文化，并使其走向没落。

20世纪80年代，随着生态与人文关怀的思想逐渐受到重视，人们开始更多地关注建筑的生态与可持续发展。其中，瑞典与北美的传统建造技术又有不同，多以樟卯和木钉接合。“前者是将底部削切以适合另一构件顶端(以此相连接)；后者则是将原木叠放，中间的缝隙用人造合成物填充”[3]。

4 现代建造技术中的创新应用

木结构建筑外观独特别致，富有质感，备受瞩目，这是民众选择木结构做项目的重要因素。居室项目开发企业看重的是木结构建筑这一特点，已将其塑造成木结构建筑在中国建筑市场销售的关键因素。

现代建造技术的发展是在沿袭历史与传统的基础上加以创新，而结构的形式创新是现代建造技术体系的核心，它决定了建筑物的外形、空间利用、施工技术等。现代建筑造型多高大恢弘、结构复杂，尤其是音乐厅、歌剧院、展馆等场所，对跨度、造型、抗震等方面要求更为苛刻。木构建筑结构根据材料方案可分为轻型木结构、重木结构以及各种形式的混合结构，轻型木结构有小断面规格的木材形成超静定框架结构，多用于住宅建筑；重木结构主要采用胶合木或大断面的原木作为结构材，多用于大型公共建筑和商业建筑等。

人的感观对木材材质有着天然的亲切，通过构造，再结合味道、光影可以带来不一样的感受。20世纪由于金属、混凝土、合成材料等建材的使用，对提升建造速度、建筑物承载力等方面带来了历史性变革。特别是合成材料技术极大地释放了木质材料的可塑性(木材粘合)，如FRP增强层板是经过加热、碾压、粘合及灭活处理的新型材料，具有强刚度、耐火、抗弯曲等特点。材料的革新使得木构建筑的空间跨度取得了突破性进步，现代建造技术开始重视木构的回归。

轻型木框架结构又分为梁柱结构体系及轻型木结构体系。梁柱结构是典型的传统木结构建筑结构形式，现代梁柱结构虽传承了这一形式，但木结构构件之间的连接也不再限于榫卯等传统技术，有铆接、销接、嵌套、粘接等，即使采用榫卯，企口的形式也更加简洁和制作精准[4]，但仿古建筑除外。其次，轻型木结构亦早已有之，它的工艺相对而言更简单，基本是采用柱梁框架的形式。其优点是节省材料、施工工艺简单、抗震性好；复合式木结构主要以钢筋混凝土、木材、原石等材料混合运用，主基架结构一般不使用木材。

钢木结构的运用更为广泛，它利用了钢材材质的坚固耐久，将建筑物的形态与主体结构的受力相结合，设计出大跨度三维立体桁架结构。结构中受力稳定，空间感强，建筑的使用面积成倍增加。此类建筑主材为钢筋桩基，木材分割建面。钢材起到的是连接、稳固作用，有效避免了木材强度不足、跨度受限的缺陷；木材的可塑性则完美呈现，而且大大缩短了建设周期，节约了人工成本。

5 结语

法国哲学家罗兰巴特说：最先进的文明存在于最细微之处。优秀的建筑往往体现在建筑的精细上，无论是传统榫卯嵌接、焊缝锻炼，还是拉曲延伸、搭吊弯穿都是古今融会贯通。现代建筑要追求精致性设计，木结构的运用必不可少，这需要建筑师始终保持一种传承与创新的理念。