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木材在中国当代建筑中的应用
2025-09-29 02:46:51 责编:小OO
文档
建筑构造(二)课程论文

论文题目: 木材在中国当代建筑中的应用

                姓       名     朱希茜    

                学     号  2009301603 

指导教师    张 芮    

                提交时间   2011,12,08 

2011年  12  月  08 日

原创性及版权声明

作者郑重声明:本论文是笔者在导师指导下进行相关学习、研究工作后取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外,尽笔者所知,论文中不包含其他人己经发表或撰写的研究成果。如需引用本论文相关内容,请注明出处。

作者:朱希茜

2011.12

木材在中国当代建筑中的应用

朱希茜

西北工业大学,陕西 西安 710072

【摘要】

木材,一种永恒的建筑材料;绿色环保,一个世界化的流行趋势。木材因其材料和结构上的特性以及美学上的价值而在发达国家的建筑中得以广泛应用,而目前我国在木材的现代应用上无论是对材料的认识、选择和加工,还是对木结构建筑的技术要点、设计方法和技术规范等方面,同西方发达国家的水平相比已有了相当大的差距。

本文从全面分析研究国内木材在建筑中的应用表现入手,挖掘木材在现代建筑中的无限潜能。希望能够通过本文,引起更多的业内人士对于运用木材设计现代建筑的问题的兴趣和重视,并引发更广泛、更深入的探讨与研究,真正使木材在新时代的建筑设计中焕发新的生命力,使中国现代的建筑更多元化、更个性化、更人性化。

【关键词】

 木材 木结构 传统表达 应用 技术革新 比较研究

【ABSTRACT】

Wood is an eternal building material, while green is a world of fashion trend. Wood, because of its material and structural characteristics and aesthetic value of buildings, can be widely used in developed countries. However, compared with the level of timber use in Western countries, the current application of timber in our country , whether the modern understanding of materials, selection and processing, or the wooden structure technical points, design and technical specifications, etc., has a considerable gap. 

This paper will start from a comprehensive analysis of domestic wood in the construction of application performance, taping the timber’s infinite potential in the modern building. I hope, through this paper, more professors will put their interests and attention on the use of wood for the design of modern buildings, and more extensive and in-depth study and research will be done. Then the wood will radiate new vitality in the modern architectural design , so that China's modern architecture will be more diversified, personalized, and humanized.

【KEY WORDS】

Wooden, wood construction, traditional expressions, application technological innovation, comparative studies 

【目录】

第一章 绪论

1.1 课题背景

 1.1.1 历史背景

1.1.2 国内外现状

1.2 相关问题的界定和思考

    1.2.1 建筑木材的概念限定

    1.2.2 木材在建筑中的应用研究的重要性

第二章 木材

2.1 木材在建筑中的应用及其特点

2.1.1 木材在建筑应用中的优势

     2.1.2 木材在建筑应用中的缺陷

     2.1.3 木材在建筑应用中的处理和保护

2.2 主要工程木材简介

     2.2.1 胶合木

     2.2.2 结果复合木材

     2.2.3 木基结构板材

 2.3 现代木质建筑的构成

     2.3.1 轻质木框架建筑

2.3.2 多层木框架建筑

2.3.3 原木建筑

第三章 现代技术下的传统表达

3.1 传统相识的重生

3.2 传统空间的再现

3.3 传统文化的升华

第四章 木材在当代中国建筑中的应用状况调查及分析

4.1 木材在当代中国建筑中的应用状况调查

4.2木材在当代中国建筑中的应用状况原因分析

4.2.1木材工业存在的主要问题

4.2.2建筑设计行业存在的问题

4.2.3社会环境存在的问题. 

第五章 国外木材在建筑中运用的成功发展及对国内的启示

5.1木材在大量性居住建筑中的应用:北美,北欧的木构住宅的引进

5.1.1发展的现状

5.1.2对国内的启示

5.2木材在大型公共建筑和混合木结构体系中的应用:环保与技术革新.

5.2.1发展的现状

5.2.2对国内的启示

5.3木材与传统美学的紧密结合:木材在日本建筑中的应用

5.3.1发展的现状

5.3.2对国内的启示

第六章 木材在中国当代建筑中的应用的策略及前景展望 

6.1如何发展木材在中国当代建筑中的应用

6.1.1转变观念 

6.1.2健全的建筑设计教育

6.1.3完善的建筑设计的规范

6.1.4解决木材的来源问题

6.1.5木材工业技术本土化及自主研发

6.2前景展望

第七章 结语

【正文】

第一章 绪论

1.1 课题背景

1.1.1 历史背景

20世纪著名的现代建筑大师赖特认为:最有人情味的材料是木材。自有人类文明史以来,木材就作为人类不可或缺的资源,广泛存在于人类的生活中,当然也包括建筑。木材是所有建筑材料中与人类最和谐的,它影响着我们的许多感受;人们都愿意亲近木材,触摸和欣赏它。极少有其它材料像木头那样能唤起人们如此多的联想—从活着的树木到加工成的产品,包括它所有的存在形式。纵观建筑发展史,木材因其结构上的性能和美学上的价值而得到广泛使用,留下了许多不朽之作;从过去的小木屋到现在的多层木构建筑,木材作为最主要的建筑材料之一,始终在建筑中占据着重要的地位:只要有合理的设计和良好的维护,木构建筑依然能维持近千年的历史。在中国,传统建筑文化一直是以木构建筑为核心体系的。建于明清时期的故宫木构建筑群、建于辽代的山西应县木塔等都是古代木构建筑的典范。在欧洲和北美各国,几百年来木结构也一直是主要使用的结构体系之一。挪威的木条教堂是欧洲最著名的木结构建筑之一,至今仍可找到古老的木教堂约28座,它们大多建于公元1200、1350年间,其中最著名的是建于1150年的乌内斯一斯塔夫教堂。200多年前,移民北美的欧洲殖民者将使用木材建造房屋的传统带到了北美,由于材料易于获得、施工周期短及能抵御不同自然条件,木结构施工被广泛应用。路易斯安那州首批殖民者建造于18世纪早期的住宅至今仍安然屹立在原址;遍布欧美各地、始建于19世纪和20世纪早期的木结构住宅至今仍是住宅中的主流。应该说木材极大地丰富了人类建筑史,提供了人类赖以生存的基本条件,是不可或缺的宝贵资源。

1.1.2 国内外现状

我国有几千年辉煌的木构建筑文化史,早在6000多年前,从河姆渡保存的干栏式建筑遗址就可以看出,木构技术已有相当高的水平。到了3500年前,我国就基本上形成了用榫卯连接梁柱的框架结构体系,至唐代趋于成熟。进入宋元明清时期,《营造法式》和《清式营造则例》的编著更系统地确定了官式木构建筑的做法。近代之后随着诸如钢、玻璃、水泥等许多新型人工材料的应用,加之木材的匮乏,我国传统木建筑文化受到极大的冲击,其发展停滞不前。

而在欧洲,木材自古就被广泛地应用在像教堂、住宅、浴场等普通建筑中。虽然近代工业的爆发,以及伴随而来的现代主义建筑冲击了传统木构文化,并使其走向没落。但从20世纪80年代开始,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。木材作为加工制造能耗低、可再生、易分解的天然建筑材料,再次得到人们的重视。近些年西方建筑界对木材的研究和利用非常热衷,在最新的技术支持下,对木材的建造观念得到了全新的演绎,木材的应用范围和表现形式获得了极大扩展。

相比之下,国内由于对木构建筑的不重视,一方面传统木构技术不断失传,另一方面现代木构技术也未得到应有发展。国内的现代木构建筑实例寥寥无几,甚至对一些工业木材都没有统一的名称。对木构建筑设计理论茫然,对新型木材产品及工艺基础知识十分缺乏。

1.2 相关问题的界定和思考

1.2.1 建筑木材的概念限定

我们所说的建筑木材主要是指木制门窗、实木地板、木梁、隔栅、析条、柱、镶板、天花板、椽子、挂瓦条、灰板条、屋架等。木材在建筑中的应用主要可分成以下三方面:

1.较为普遍的是家具装饰,在家具装饰中几乎处处可见。墙裙装饰、地板、墙板、户门、门窗套、窗帘盒、窗占板、暖气罩、楼梯扶手、

背景墙以及家具等。在这一领域,我国的木产品研发和应用已臻成熟,这些年木材的开发应用就一直停留在家具制造业与室内装修工程上,已经很具规模和体系。这一领域的木材应用不是本文的主要研究对象。

2.木材还常被运用于建筑模板中,木建筑模板是指用于建筑施工的模板材料,我国每年在建筑、交通、轻工等部门的施工中模板木材用量大约为500万立方米,占每年木材消耗量的很小一部分,且缺乏技术含量,也不是本文讨论的重点。

3.木结构建筑中的住宅、旅游度假别墅、低层商业建筑,以及一些仿古建筑和功能性要求的建筑结构用材和墙体围合用材,才是当代建筑中木材和人造板材的主要应用领域,也就是本文研究的重点。

1.2.2 木材在建筑中的应用研究的重要性

人类的伟大智慧己经铸就了一个高度文明的时代,但付出的代价也是惨重的,在赞叹钢筋水泥为主体的高楼大厦的同时,不知有多少人注意到了这种建筑形式采用的大量不可再生资源与现在日益恶化的自然环境有着必然的联系。在人类日益关注环境问题的今天,作为当今四大材料(钢筋、水泥、塑料、木材)中唯一可再生利用的材料,木材以其稳定、耐久性强的、天然无污染的优质特性再次展现在世人面前。无论是设施建造之前的材料生产过程,设施使用中的环保效用,还是废旧建筑回收处理问题,木材都是绝佳的绿色环保材料,其生

产与使用皆有利于环境保护。在降低建筑综合能耗、保护自然资源可持续发展有其突出的优越性,并能有效降低建筑对环境的负面影响。随着建筑环境意识的加强和木材加工技术的长足进步,木材在建筑中的应用越来越广了。在北美和欧洲发达国家,木材的采伐利用已进入了良性循环阶段,从林木种植,砍伐,加工,建造房屋到循环再利用已成规模。而我国由于长期以来林业资源匾乏和木材短缺造成木材在建筑中的应用,尤其是木构建筑的发展一直停滞不前。这也一定程度上造成了中国建筑业在体现高效、节能和绿色环保方面与国外建筑业之间存在着一定差距,不可重复利用的建筑材料使用量和建筑耗能量仍很大,是国外的3一9倍/平方米。所以目前,发展环保节能型建筑己成为中国建筑发展的趋势。

这些年国家推行新的森林管理模式,在保证森林可持续发展的前提下林木蓄有量稳步提高,经过认证的木材产品供应充足。更重要是2001年12月,中国成为世贸组织成员国后,木材进口实施零关税,进口木材不断增加。而同时中国第一本国家标准《木结构设计规范》也已经获得通过,并于2004年,1月1第一章绪论日起正式生效。这些标志着中国进入了现代木建筑的发展阶段。在这样一个发展的关键阶段,系统地研究木材在中国建筑中的应用就显得非常重要。

第二章 木材

2.1 木材在建筑中的应用及其特点

2.1.1 木材在建筑应用中的优势

木材由于其特性,作为建筑材料有其独特的优势

1.绿色环保

在当今世界,环境保护已成为一种全球性的热点问题。随着人类过度的开发,生存环境已经受到了严重的威胁,人类开始对自身的行为进行反思,并把环境保护、可持续发展作为及其重要的研究课题。在这样一个探讨的过程中,木材自然受到了极大的关注。因为木材作为建筑材料,有着无可比拟的绿色环保性能。木材具有天然可再生性,只要有土地、有阳光、有水分的地方木材就可以生长,是生产混凝土、钢材、砖头的原材料无法比拟的。其次,与其他钢筋、混凝土等材

料比较,木材不仅在生长过程中能很大的改善自然环境,而且加工过程中能耗低,废弃后可自然降解,堪称环保典范。

在世界范围的研究领域内,木材被公认为唯一对环境有正面影响的建筑材料。在建筑的设计规划,施工建造,使用运行,维护管理,拆除改建等一切活动中,木材都符合当下对于人们绿色环保的诉求,可以建筑把对自然环境的负面影响控制在最小范围内,实现建筑与环境的和谐共存。这一点,在当今形势下,是很重要的。

2.施工简易、工期短

这是木材的又一个显著优点。随着木材加工技术水平的提升,现代木构建筑已经基本实现了工厂预制,现场装配的工业化流程,尤其是在欧美等发达国家。建造房屋所用的结构构件和连接件都是在工厂按标准加工生产,再运到工地,经过拼装就可以建成一座漂亮的木房子。这样一来就大大降低了施工难度,在施工现场,除了基本的土地配套设施外,不会出现成堆的砖头、钢筋、水泥和尘土飞扬的壮烈场景,建房简单得就像搭积木一样。而且装配式流程也使木构建筑施工安装的速度远远快于混凝土和砖石结构建筑,大大缩短了工期,节省了人工成本,施工质量得以保证,也易于改造和维修。

以北美最广泛应用的轻质木框架房屋的施工安装为例,一般一栋300平方米的房子主体结构的安装需15一20天的时间,如果工厂预制程度高时间将更短。要想完成所有的精装修,整个施工周期一般也不会超过四个月的时间。而这种建筑施工及安装有着较高科技含量,原因之一是在施工过程中大量地使用成品或半成品的建筑材料及设备,部分大的部件已提前在工厂预制好运到工地安装,另外施工中机械化程度高、施工工序管理先进也是主要原因之一。由于装配式的施工特点,所占用的施工现场、建筑垃圾、建筑噪音等都减少到最低的程度,也可以称为环保型建筑的典范。而如果采用传统的砖混结构湿式施工方式,那么从基础开始到竣工(不含精装修)就需要5个月。从精装修开始达到入住条件需3个月,共计需要8个月之久。

3.冬暖夏凉

由于木材为绝热体,在同样厚度的条件下,由于木材为绝热体,其隔热值比标准的混凝土高16倍,比钢材高400倍,比铝材高1600倍。即使采取通常的隔热方法,木结构房屋的隔热效果也比空心砖墙房高3倍。

木结构房屋在冬天正常的密封条件下,如果第一天开空调,使室内温度保持在20度的话,那么空调关闭后,到了第三天室温还能保持在16度。所以,木结构房屋好像一座天然的空气调节器,住在木屋里感觉就犹如四季如春,冬暖夏凉,自然十分适应。‘

4.抗震性能优良

木构房屋有良好的抗震性能。木材是一种单向受力的弹性构件,构件之间用木材特有的桦卯连接方式,形成一种高次超静定结构体系,楼板和墙体之间组成的空间箱型结构也使构件之间能相互作用,再加上木构房屋的自重较轻,地震时吸收的地震力也相对较少,所以它们在地震时大多纹丝不动,或整体稍有变形却不会散架,具有较强的抵抗重力和抗地震能力。

在日本1995年的神户大地震中,保留下来的房屋大部分是木结构房屋。我国唐山大地震仅存的房子也是木结构房屋。由于地处全球两大地震带之间,我国历来是一个多地震国家,地震活动频度高、强度大、分布广、震灾严重。在这样的情况下,木构房屋良好的抗震性能也是弥足珍贵的。

5.建造成本相当

一般来说,受到材料价格的,建造木构建筑所用的材料成本的确比混凝土或砖石结构房要高。但是,如果核算整体的成本,鉴于盖房的工人数量需求少、人工成本低、施工时间短、装修费用也低,所以房子完工后的总成本基本与混凝土等其他结构房持平。当然具体单位造价又与建筑造型、建筑地点、材料等级及施工管理有关。

1980年建造的美国华盛顿州塔科马市的竞技场,木结构拱顶的造价在承建中标时为3.02亿美元,而充气拱顶为3.55亿美元,混凝土拱顶为4.35亿美元。所以,在很多的情况下,木构建筑也是符合经济性原则的,不应一味以成本高为由拒绝探讨。

2.1.2 木材在建筑应用中的缺陷

当然木材的缺陷也使不容小觑的。

1.收缩、变形与开裂

众所周知,木材作为一种天然材料,有其与身俱来的缺陷,其中收缩、变形与开裂就是最常见的现象。这是由于木材自身的物理特性决定的,处在自然环境中木材的吸湿与平衡含水率必将随空气温度、湿度的变化而变化。木材作为生材的含水率是比较高的,以云杉为例,平均生材含水率约为132%;而一般环境的平衡含水率远远低于生材的含水率。而在建筑中对木材又有使用含水率的要求。为达到与环境的含水率和使用要求的含水率相平衡,木材中的多余水分必须蒸发出去,蒸发后木材的含水率会低于饱和点。而木材的含水率在饱和点以下变化,就会引起木材的湿胀或干裂。如果未经合格的干燥处理,当与湿度大的空气接触时会发生湿胀,将导致地板翘起和家具的门、抽屉关不上的现象;相反当这些家具置于湿度低的空气中时,就会发生干缩,导致木质门窗有缝隙,接桦松脱和开裂、变形,而当把木材作为建筑结构或者围护用材时,这些现象会带来更严重的后果。【“饱和点是指木材中的游离水完全蒸发,孔壁水尚未开始蒸发时木材的含水率。】

2.木材的霉变与蛀蚀

木材的主要化学组成是木质素、纤维素和半纤维素以及许多次要成分,如树脂、脂肪、蜡、单宁、果胶质、蛋白质、淀粉等,这都是虫蛀和蛀蚀的基本条件;木材的吸湿和降解又导致其易霉变。蛀蚀和霉变都导致木材的强度下降,影响木建筑的强度和使用的耐久性。我国是一个蛀虫和白蚁危害均十分严重的国家,木结构建筑每年因蛀虫和白蚁所造成的损失不可估量。所以木材要运用到建筑中,最基本的要素之一,就是在使用之前做好防霉和防蛀处理。

3.木材的可燃性

木材易燃是众所周知的事实,中国历史上多少豪华的亭台楼阁,宫殿庙宇都是在不经意间付之一炬,令人扼腕。与其他建筑材料相比,易燃是木材最致命的缺陷,也是其渐渐退出建筑舞台的原因之一。所以当我们把木材用作建筑材料的时候,防火就成为一项极为重要的系统工程了。

其他建筑材料一般依赖于结构材料的耐火极限和燃烧性能,只要符合阻止火焰产生、消防报警、控制火焰增长、和扑灭火焰等各项规范要求就可以了。但木材是一种可燃性材料,不仅其自身可以燃烧,而且会在燃烧过程中产生热量更助长了火焰的发展(一般说来,当周围温度上升至260~330℃时,木材开始显著热分解,产生可燃性气体;当温度达到330℃以上时,木材就能够自燃)。虽然木材在燃烧的初期,表面会产生碳化层,这在一定程度上可以减缓火焰进一步向木构件内部燃烧的速度,但是碳化的平均速度是每分钟0.60毫米,木材会由外向内逐渐炭化,最终将导致木材失去其承载能力,这对建筑结构的防火是很不利的。

正是由于这样的特性,各国对木材在建筑应用中的防火要求都有严格的规定。在国内,我们在《建筑材料燃烧性能分级方法》标准中把木材分类于B2,即可燃性材料;同时在《高层建筑民用建筑设计防火规范》标准及《建筑内部装第二章木材修设计防火规范》标准中,都明确规定作为非承重墙、走道两侧隔墙的耐火极限为1小时,房间隔墙为0.5一0.7小时;吊顶为0.25小时。木材要用于建筑中,必须进行防火处理,来达到这一耐火极限。

2.1.3木材在建筑应用中的处理和保护

1.木材的干燥

为了防止木材的收缩、变形与开裂,必须对木材进行干燥,只有将木材干燥到规定的含水率后,才能保障其在长期使用过程中的稳定性。木材的干燥包括自然干燥和人工干燥两种方法。

自然干燥是指将木材放置在阴凉处,搁置成垛,在自然条件下利用自然通风和太阳能辐射进行干燥。这种方法的优点是简单易行;但同时也存在着干燥周期偏长的缺点,一般要经过数年或数月,才能达到一定的干燥要求;且干燥程度最大只能达到平衡含水率为止,干燥过程中容易发生开裂和腐朽等现象。所以在实际中往往只是将自然干燥作为人工干燥的辅助措施,从而达到降低人工干燥的能耗的目的。

人工干燥的方法则很多,包括窑干法、液体干燥法、高频电流电场干操法、红外线于燥法、离心力干燥法和真空干燥法等。具体的选择则要具体要求和经济条件加以选择。生产中较为常用的是窑干法。窑干法是将木材置于具有保温隔热的密闭建筑物内,控制干燥介质(空气、炉气体、过热蒸汽等)的温度,湿度与气流速度和方向,进行木材干燥处理。

2.木材的防蛀防腐处理

由于木材的天然化学组成,使得木材极易受到虫蛀和腐蚀。所以在投入使用前,要对木材进行防蛀防腐处理。加压处理就是针对这一缺点所作的预防措施。方法是将水溶性的防腐剂置于封闭的容器内,经加压使化学物渗透到木材的内部,渗透的深度和保留程度视建筑要求而不同。加压处理的木材,有效的防御了受昆虫、微生物和腐蚀性真茵的噬食,大大的延长和确保了木材在建筑上的使用寿命。

3.木材的防火处理

由于火的巨大破坏性,在木构建筑中防火处理始终是摆在第一位的,一般通过防火剂对木材进行化学处理。所谓的化学处理就是通过防火剂的浸渍和表面涂覆两种途径来实现防火目的的。

防火剂的浸渍处理与防腐剂的浸渍处理方法相类似,主要的作用是在起火时,能阻止或延缓木材温度的升高,降低火焰蔓延的速度以及减低火焰穿透木材的速度。

而表面涂覆处理是将防火剂涂覆在木材表面,主要作用是将木材与热源隔开,以阻止木材的受热分解和放出可燃气休,此外还可防止空气直接与木材接触。表面涂覆处理多用于提高己建成的木结构的防火能力。

4.木材的结构保护

除了在木材加工过程中对其进行干燥、防蛀、防火处理,在木构建筑的设计施工过程中也可以通过一系列的手段来达到保护木材,提高建筑物的使用寿命的目的。

一般来说,大部分的措施都是为了确保木材干燥,防止水分渗透,保证木结构的防潮防水性能而设计的。因为除了少数的大灾大难,大多数木构建筑面临的更直接的问题是自然环境中的水对其所产生的潜移默化的负面影响。

在现代木构建筑设计中,有许多行之有效的方法可以解决这一问题。例如在木结构和建筑物基础之间设置一层防水层,在屋顶设置防水气流通道,在外墙饰面与墙体之间留有通风空间或者铺设透气防水膜,在结构连接部位做好防止由湿度变化产生的收缩和膨胀对构件产生破坏的预应力措施等技术手段,使木结构框架保持在一个透气、干燥的环境中,避免建筑物中水在木材表面的长期沉积,并且通过先期结构框架材料的防水加工处理,保证了木结构的防潮、防水性能。在防火方面,在防火等级要求苛刻的建筑中,除了在木材加工过程中运用化学防火剂进行防火处理,还可以在房屋建造过程中采取在木材表面覆盖难燃或不燃的板材来达到防火的目的,这些板材通常是防火石膏板,水泥刨花板或石膏刨花板等。如此一来,通过阻断火焰和木结构的接触,就可以提升建筑的防火等级,满足规定的耐火极限。木材和木制品以及人造板是建筑不可缺的材料,充分利用和发挥它的优良性能为人类服务,克服它的某些不足,无疑将会节约木材,延长木材的使用寿命,自然而然可以使木材在建筑中发挥更大的作用。

2.2 主要工程木材简介

原始木材易燃、易腐、强度不均、尺寸等天然缺陷,局限了其在现代建筑中的应用。工业木材克服了天然木材的缺陷,使木构的表现力在现代营造技术中得到发掘与发展。

“工程木材”是对应用于建筑工程中的工业木材产品的总称。它们是用黏合剂,把木屑、薄板、木桨纤维或其他小尺寸、低等木材粘合,制造出的一种大的、高强度的结构单元或结构组合单元。由于在生产过程中,木材按等级被详细地划分,并进行了防腐、防火等处

理,因此工程木材不仅在各种性能上都优于天然木材,而且还大大提高了木材的利用率,降低了原材料的浪费。工程木材主要分成四大部分:胶合木、结构复合木材、木基结构板材和组合木构件。

2.2.1 胶合木

可根据工程结构需要制作成几乎任何宽度、任何截面的构件。若重量相同,胶合木的强度要高于钢材。这意味着使用极少量的中间支持,胶合木梁便能实现更大的跨度。在一些木构发达国家通常将符合某些最小尺寸要求的胶合木归为重木结构(重木结构在着火后会在木质表面形成一层具有良好滞火作用的炭化层,其耐火极限反而高于钢结构和预应混凝土结构)。

2.2.2 结构复合木材

主要包括:单板层积材(Laminated VeneerLumber 简称LVL)(中国的《木结构施工质量验收规范》GB50206-2002 中称旋切板胶合木);平行木片胶合木(Parallel Strand Lumber简称PSL);层叠木片胶合木(Laminated Strand Lumber简称LSL);定向木片胶合木(Oriented Strand Lumber简称OSL)以及其他具有类似特征的复合木。一般LSL的强度和刚度以及尺寸稳定性都稍低于LVL、PSL,当含水率变化时, LSL的厚度胀缩比LVL、PSL的胀缩要大。

结构复合木材被广泛地用在轻型木结构中的梁、柱、过梁以及重型木结构的构件中。实验数据显示其抗弯强度是标准强度等级的规格材的3倍,刚度高出30%。

2.2.3 木基结构板材

胶合板              定向木片板             COMPLY

主要包括结构胶合板、定向木片板、COMPLY和其他复合板结构

胶合板(Structural Plywood)被认为是最早使用的结构板,它是指将三层以上的薄木板或木制品胶合而成的一种单板。

定向刨花板(Oriented strand board简称OSB)是将长度在30 mm~80 mm,厚度小于1 mm的薄木片,利用防水粘合剂,采用与胶合板相似的十字交叉方法,分层定向铺装加压制成。

COM-PLY是一种属于APA(美国工程木协会)产品的复合板的名称,它由纤维板置于两块薄木片之间,叠压胶合而成。COM-PLY的生产在保持正反面为木纹外观的同时,更有效地利用了木材资源。

2.2.4 组合木构件

目前,木基结构板材大量用于轻型木结构房屋的楼面板、屋面板和墙面板,并与胶合木或结构复合木材制成组合木构件。作为结构构件,面板除了承载竖向重力荷载外,更主要起到传递和承载由风和地震荷载引起的侧向荷载,所以称作结构板材,以示与不承重的非结构板材的区别。

2.3 现代木质建筑的构成

2.3.1 轻质木框架建筑

轻质木框架建筑是用规格材、木质结构板材、石膏板等制作的木骨架墙体、楼盖和屋盖系统构成的建筑体系,在国外被普遍运用于居住建筑中,也可用于较大规模的商业和公共建筑物。

木结构框架一般支承在混凝土基础上,最常采用的方式是平台框架结构。上层的楼板框架套在底层的上面作为平台来构筑墙体,墙体结构建造在平台上。墙体通常构造包括单层底板、中心间隔的木柱和双层的顶板。首层墙的底板用螺钉锚固在基础上。然后是将楼板、天

花托梁和屋顶椽子架在墙的顶端。这些构件的尺寸由跨度和受荷载情况决定。

木柱隔墙承受屋顶、天花和楼板的竖向荷载并将其传到基础上。套有结构木板的墙体则作为剪力墙将风暴和地震时的水平荷载传递到下层楼板,直到基础。房屋的外墙构造一般为木龙骨、抹灰和石材贴面;而内墙和天花的处理则是抹灰或贴石膏板。

2.3.2 多层木框架建筑

住房短缺是现今全球许多主要的工业化城市都面临着的问题。多层木框架建筑建造迅速,经济便捷的特点使其成为城市经济住房的首要选择。

多层木框架建筑一般是3一5层,建筑形式上往往采用将3一4层木框架住宅建在底层预应力混凝土框架的车库和商业空间上面的方式。所以多层木框架房屋特别适合作为“填充”项目建在城市中心的小街区里,作为安置性的经济住房。

2.3.3 原木建筑

原木建筑一般都是用原木建造的住宅建筑。它有许多种不同的样式,作为是传统的建筑形式,原木牢固的结构和良好的保温使房屋具有极佳的性能,结合现代设施,是极为优良的住宅形式。

在建造时,原木是最主要的结构构件和围护构件,按照不同的构筑方式进行加工处理。加工后的原木构件内外侧可以是圆的、直的、斜的,端侧也分为圆的、直的、有凹凸槽的或特殊处理的。

其中,最常见的原木形式是圆形,有两种传统的建造技术:瑞典加工法和北美加工法。前一种方法是将底部削切以适合另一构件顶端并以此相连接;后者则是将原木叠放,中间的缝隙用人造合成物填充。两种方法在发源地都有广泛的运用。

第三章 现代技术下的传统表达

如何使现代建筑摆脱无个性、冰冷的国际风格,使其反映地方特色,表现传统文化,一直以来是建筑师们思索的问题。现代木构建筑为我们找到了一个很好的方向。木材所固有的装饰特点、结构和构造逻辑上朴素直观的营造方式、形态上丰富强烈的表现力都很好地体现了建构的文化理念。

在现代技术下,工程木材与其他材料相结合被广泛应用。小到室内大到跨度超过百米的大型公共建筑,均有体现木材优越性的成功例证。通过对这些现代木构建筑的梳理,我把木构技术在地域传统表达方面分为形式、空间、文化三个层次。

3.1 传统形式的重生

“对我来说,建造木结构建筑的最大收益和兴趣,在于怎样修正过分关注数寄屋室内外各个表面及细部的倾向,返归木构建筑的本质,从中发掘一种更为精炼有力的当代表现手法”。安藤忠雄在1992年设

斗拱的重新演绎  资料来源:《建筑意》第一辑

胶合木梁柱构成的框架体系支撑着整座建筑。屋顶是半透明的特氟隆张拉膜结构。建筑的正面和背面都是条状结构复合木板做成的弧面外墙。在这栋建筑上,安藤对传统木建筑的框架结构进行了重新整合,巧妙地吸取了传统建筑语汇,利用现代技术重新演绎了一个具有浓郁日本中部神殿特色的木构建筑。通过不施油漆的木结构和白粉墙等,有意强调了材料的原本状态, 无形之中反映出日本传统文化以及日本人独特的美学精神。

一座独具传统韵味与象征性的太鼓桥直插入建筑主体,把参观者引入高达11 m 的观景平台, 进而到达展馆内部。在展馆入口是一个硕大的多层开敞空间——两组分别由四根木柱形成的束柱以及其上由截面为265 mm×265 mm的胶合木层层出挑的“斗拱”而构成的柱式门廊。这种利用传统斗拱原理而建的柱式让人们深刻体会到隐藏在这种木构营造方式中的东方传统斗拱意向。外墙面呈弧形的曲翘方式也是对神殿形式的隐约再现。在顶层的展室中, 强烈的阳光穿过半透明的特氟隆膜屋顶所形成的均匀漫射光,使得该建筑的木架结构散

发着美丽而又柔和的自然光泽,让人不禁联想到日式的木格纸门窗的空间意象。

3.2 传统空间的再现

空间是一种超越了可描述概念的意念。它的表达依靠于形成其空间的物质实体来实现。木材作为具有代表性的传统建筑材料,对传统空间的表达具有很强的标志性。在营造传统空间方面更具有亲和力与认同感。

斯基罗斯礼拜堂  资料来源:《新型木建筑》

费伊·琼斯(Fay Jones)设计过大量的木构作品,其中为人所熟知的斯基罗斯礼拜堂和刺冠礼拜堂就巧妙地运用现代木构建筑技术重现了传统空间

的主题。

位于美国加利福尼亚州罗斯·希尔斯纪念公园内的斯基罗斯礼拜堂(Skyrose Chapel)地处俯瞰洛杉矶和卡塔林娜群岛的山腰高处,主要用作举行结婚仪式和开追悼会,有时也用作音乐厅。

在大厅仰望哥特式的屋顶  资料来源:《新型木建筑》

教堂主体结构由高强度的道格拉斯冷杉胶合木构成,每个实木构件相互交织连接,由底部逐渐密集,而在节点上起连接作用的钢片,不仅在结构上起承受、分担建筑荷载的作用,还像起装饰作用的宝石般,使整座建筑熠熠生辉。

刺冠礼拜堂(资料来源:http://www.thorncrown.com)

若一处抽象的哥特教堂的复生。构件连接的处理手法被奉为经典。竖向的支撑构件和斜向的连接件都被设计得极为精巧,立柱同周围的树木融为一体。                      刺冠礼拜堂内部空间  资料来源:http://www.thorncrown.com

3.3 传统文化的升华

建筑作为审美对象和文化的载体,在继承传统的时候从最本质的文化层面入手,要比表面形式的模仿更易得到认同。

伦佐·皮亚诺(Renzo Piano)在设计吉恩·玛丽·吉巴欧文化中心(Jean-Marie Tjibaou CulturalCenter)时,就成功地诠释了卡纳克(Kanak)民族的传统文化。他利用胶合木与不锈钢,把传统文化与现代技术完美地结合在一起,创造出了一种全新的建筑形式,被当地人认为是属于他们自己的文化,并赢得了对西方殖民控制戒心重重的土著长老们的支持。被同行评述为“展现的是一种高技术与本土文化、高技术与高情感的结合”。

吉巴欧文化中心(资料来源:《伦佐·皮亚诺建筑工作室作品集》第四卷)

文化中心位于大西洋新喀里多尼亚岛国的首都努美阿东部的一个植被茂盛的半岛上,是一个主要用于展示和研究当地民俗文化的研究基地。皮亚诺从当地的文化入手,通过研究当地人的生活习俗以及传统棚屋的结构和功能,挖掘其与环境亲和的方式,结合当地的生态环境和气候特点,提取出“编织”的构筑模式。用工程木与不锈钢替代传统材料组合形成木肋结构,创造出一种全新的“棚屋”形式,重新诠释了这种传统的建筑形象。这些“棚屋”各自,却以微差的聚散间距被建筑师划分为3、3、4的三组“村落”,分别容纳着画廊展馆、图书馆、多媒体中心、青年中心、学校资源等空间。

利用不同弯曲的胶合木作为木肋取代了传统用棕榈树苗作木肋的方式,通过不锈钢将木肋联结成笼状骨架,内外两层,每一根弯曲的木肋都由钢制基础拉

结和固定并在垂直方向上与一条竖向结构相连。这些竖向结构同时作为围合空间的周边结构。为了抵抗飓风的影响,木肋之间还用不锈钢构件在水平和对角线方向加以连接,并且每三根水平钢索间又有

肋骨支架细部  资料来源:《伦佐·皮亚诺建筑工作室作品集》第四卷

钢索将内外层肋板拉接。外侧的木肋弯曲向上延伸收束,高低起伏变化, 木肋上设置横向的木板条和木百页,随着高度的增加而变稀疏,并最终获得了抽象的“容器”(cases) 意象。这

种建筑形象既不雷同于传统的棚屋,又与之有异曲同工之妙。胶合木在这里最高达到了28 m,充分体现了胶合木高于原生木材的绝对优势。

第四章 木材在当代中国建筑中的应用状况调查及分析

4.1 木材在当代中国建筑中的应用状况调查

一直以来,中国人对木材是有着特殊感情的。盖房子、做家具用的都是木材。在木桌上吃饭,在木床上睡觉。五行中,“木”是主生的,位置在旭日升起的东方,是一切生命的源泉。楠木“保鲜”,是最好的棺木。树木既是生命之源,也是最后的归宿。

中国用木头造房子已经有3000多年的历史了,在世界古代建筑的各种体系中,以木结构建筑为主体的中国古代建筑体系曾独树一帜,自成一派;历史悠久,散布区域辽阔。“在军事、政治及思想方面,中国虽常与他族接触,但建筑之基本结构及部署之原则,仅有和缓之变迁,顺序之进展,直至最近半世纪,未受其他建筑之影响。”直到今天,我们仍能见到一些古代遗存下来的堪称精美绝伦的木结构建筑遗产,感叹我们祖先的聪明才智与鬼斧神工。可以说木材在我国建筑史中占据着统治地位然而这种统治地位最终随着历史的变迁变成了历史。

我国的森林资源历来缺乏,作为一个农业开发大国,由于长期强调人口的增长和发展农业种植业,使林地面积不断减少,更由于近数百年来人口压力的缘故,对耕地和薪柴的需求,使森林资源越来越少,这种情况尤以清中期以来最为明显。到了18世纪末,随着西方科学技术传入了中国。传统的木结构建筑由于用料比较费,跨度受木料的大,传统的木柱架体系逐渐被砖墙支撑的木析架体系代替。

新中国成立后,建设速度较快。由于木结构容易加工,又可以就地取材,因此建设了一大批砖木结构的建筑,对木材的需求直线上升;而当时我国森林的采育和更新又缺乏科学的管理和规划,一味地“强渡择伐”。所以随着建设的加速以及乱砍滥伐和毁林开荒,到80年代,我国出现了森林资源危机和经济危机的严重局面。当时国家没有足够的外汇储备从国际市场购买木材,因此基本停止使用了木结构,木构建筑几乎在中国绝迹;这也直接造成了我国木材产业发展滞后,研究开发和应用开发都落后于世界发达国家。

这样的情况一直维持了很长一段时间,直到90年代国外的木材供应商们在中国遇到了推广难题,他们为了销售更多建筑木产品,所以从发展中国的木构建筑入手,着手打入中国市场。而最先进入中国市场的就是轻型木结构住宅。一开始是从1996年起,北京、上海面向外国人的高档住宅出现了木结构别墅,随后在各大城市逐渐多了起来。

在当代中国建筑中的应用状况调查及分析当时这些轻型木结构小住宅大多从加拿大和美国整体井口,价格昂贵。到了90年代末,中美就全面发展双边贸易关系的谈判为木结构建筑在中国的推广搭建了最初运作的平台。由美国、加拿大和中国专家组成的木结构规范组于1999年成立,开始全面修订《木结构设计规范》。该规范中由于专家组构成的原因,留下了很多北美2X4轻型木结构产品的烙印。                

2001年,我国加入了世界贸易组织,对木材的进口实行零关税,进口优质结构用材也连年增加。2002年,世界上最重要的木结构建筑生产和使用地区之一一北欧木业协会也在中国开始木结构的推广工作,其主要任务就是帮助中国完善木结构设计规范,经过不懈努力,编写完成了《木结构设计规范手册》。自此,中国初步具备了北美和北欧世界上两大主要的木结构建筑生产使用地区的木结构建筑的技术规范。2004年新的木结构设计规范出台以来,越来越多的国内外企业开始涉足中国木结构建筑市场。

同时伴随木结构别墅的引进,国内关于轻型木结构住宅的各项研究及对外技术合作也相继展开。于此同时,除了在引进木结构住宅方面的成就,随着国内设计理念的更新,新锐建筑师的涌现,国外先进设计经验的学习,木材在设计领域里也开始受到关注。

这虽然代表国内开始重新关注木材,然而需要注意的是:木材在这里,大多是作为一种装饰性材料依附于建筑表面,跳脱出建筑本

身,很难说是木材真正的回归。应该看到的是,这些年我国木材在建筑上的运用,以及木构建筑本身是有所发展的,但是欣欣向荣只是一种表面现象,实际上还存在着很多的问题。

为何说是表面现象?这些年我们一直留在引进外国的木材产品和木构建筑上,虽然我们有北美体系的木结构别墅,有北欧体系的 109house,但是我们几乎没有自主开发的优秀的木材产品,没有自己建造的木构住宅或其他以木材为主要材料的木构建筑。

我们的人造板大部分只能应用在家具制造和室内装饰装修方面,室外建筑用材很少,基本需要依靠进口。常规的人造板产品占比例较高,而高性能复合材料较少,功能性产品更少,如限燃、防水的胶合板;非环保的产品较多,优质环保产品尤其是达到国际标准的人造板较少,人造板的深加工以及高新技术产品的开发巫待解决。

相对于大量引进的轻型木结构住宅,我国自主研发的木材产品少之又少,自行建造得木质建筑几乎难以举出一个完整的例子,更不用说其他在国外盛行的大型木构建筑了。这对于我国3000年的木构建筑史是种站污。

4.2木材在当代中国建筑中的应用状况原因分析

4.2.1木材工业存在的主要问题

人们普遍认为木材的消耗会带来森林植被的破坏。一直以来,我国的森林资源都处于世界落后水平。为了保护我国的森林资源,自80年代以来,我国一直提倡节约木材,特别是在建筑领域。木材产业自此受到了严重冲击,一跟不振。所带来的问题反映到当下则表现在木材加工企业整体水平不高,企业数量多规模小,资源利用水平不高,产品中的科技含量低,劣质低价产品充斥市场,干扰了木材工业的健康发展,也直接影响到了木材在建筑中的运用。

1.木材资源缺口严重,供需矛盾不断加剧

2.企业规模小,研发技术落后,产品质量差,结构不合理,应用领域狭窄我国的木材产业无论是生产规模、技术水平还是产品质量、行业管理,存在的问题都比较突出。除去几家大公司,我国的木材加工企业主要由无数小生产厂家支撑着。

4.2.2建筑设计行业存在的问题

木构建筑在中国建筑历史上一直担当着重要角色,但由于这些年来我国森林资源的匾乏,国家为了保护这一资源,一直提倡节约木材,特别是在建筑领域。因此这些年来在建筑领域,木构建筑的发展急剧萎缩。许多从事木构建筑的专家教授纷纷转向钢结构研究,高校的木构建筑教育也处于停顿状态,很多木构技术和木构建筑之间则一直存在着“信息屏障”,使技术与应用双方丧失了大量的发展机遇。很多主观或客观的因索造成木材与建筑之间的屏障长期存在,而且有不断加剧的趋势。

1.建筑教育体系的影响

由于资源问题,木材在中国建筑中停了二十多年了,国家禁止木材用于房屋结构用材,导致国内木构建筑的大萧条。国内建筑类大学基本已由于没有系统的木结构课程,结构专业的学生对木结构的结构形式、相应跨度、计算方法、施工方法一无所知;建筑专业学生对木构的认识停留在中国古代木建筑的构建、结构形式上,传统固执的认为木材的天然缺陷:易腐、易燃、易虫蛀、、跨度小是他们选择木材的作为建筑材料的障碍。

2.研究内容的影响

由于过去国内木建筑大环境的影响,许多原先从事木构建筑的专家教授纷纷转向钢结构研究。目前,国内有关木结构和木建筑的研究人员很少且年事已高,存在着严重的“断代”危机。

3.思维模式的影响

在从事建筑行业的人当中,往往存在着两种思维模式来进行设计和解决问题:“传纹式思维模式”和“浪漫式思维模式”。浪漫式思维模式的人富于想象力、创造性、有直觉力,做事凭直觉感觉和审美天性而不是事实,不受原因、规则的。当艺术不符合科学时往往就是浪漫。这类型的人往往会选择建筑学专业。相反,具有传统式思维模式的人做事基于理由、原因和规则、法则,他们更倾向于结构技术专业。所以,往往建筑师把建筑当作艺术来研究,仅仅停留在了解解决设计问题的原则规范,而对基本原理漠不关心;结构工程师对建筑艺术缺乏认识,研究方向倾向于基础理论研究,而缺乏应用型技术研究。一个人很难同时擅长于两种思维模式,并且不停地更换着使用两种模式,所以在实际工作中往往以自己习惯的一种模式思考,完全遗忘了另一个模式的存在。他们不停地想强化、突出自己的优势,势必会造成个体知识体系的单一性。

4.2.3社会环境存在的问题.

1.我国土地、的排斥性

2.社会大众的接受度不高在我国,几十年来建筑一直是以混合结构为主,人们已经习惯其结构的稳固性和长期性。现代木构建筑对中国是一个新生事物。相对砖混和钢混结构建筑,人们认为木构建筑不仅不牢固,一旦发生火灾,人身财产以及房屋安全得不到保障,还认为木材易发潮、发霉、白蚁侵蚀、耐久性差。从现实情况看,木构建筑在我国的接受程度还很低,真正进人市场并受欢迎尚需时日。

第五章 国外木材在建筑中运用的成功发展及对国内的启示

5.1木材在大量性居住建筑中的应用:北美,北欧的木构住宅的引进

5.1.1发展的现状

在全球各地,木材被广泛运用于居住建筑中。由于全球人口在不断膨胀,住房供给不足已成为全世界主要工业化城市所面临的问题。在欧美很多国家,木结构房屋则成为解决高额土地价值和建造费用的方法,特别是3一5层的木结构房屋由于施工速度快,材料花费少的优点成为了提供经济住宅的可能。美国在2004年建成住宅190万栋,其中90%为木结构房屋。95%的住宅墙体和屋顶用木材制品;欧洲木结构房屋占总住宅建筑的7%和新建筑的3%,预计到2010年将建成3万一6万栋。在这些国家,建筑业成为木材工业产品的主力市场。现代木结构房屋主要分为两大体系:一个是北美轻型木结构体系,另一个则是欧洲以芬兰为代表的109house(原木)体系。

5.1.2对国内的启示

近年来,随着我国加入WTO,成为世界上最大的木材进口国以后,特别是由于我国经济保持连续不断的发展及人民生活水平的不断提高,一些国际木材生产和出口大国对中国国内木材市场的巨大潜力产生了浓厚兴趣。许多木材商纷纷携自己最拿手的各类木材制品、家具,以及各种关于发展木材制品用途的构思和创意远渡重洋,抢滩中华,希望在蓬勃发展的中国木材市场中站住阵脚。其中一些欧美木屋制造和推销商不遗余力在宣传和扶持我国沿海地区、少数经济发达大城市建设国际新型木屋,已成为其中一大热点,引起了我国一些高人消费者的兴趣与青睐,同时也引起了我国木业界和建筑界相关人士的关注与思考。

然而,值得考虑的是,除却这些优点和国际木材出口商不遗余力地推销,木构住宅结合我国的国情考虑也是存在着缺陷的。

首先,这些木结构小住宅的大多从欧美等国整体进口,价格高昂。 

其次,根据我国的人口分布、资源(如土地、木材及能源等)的状况,如此大规模的引进国外成品木构别墅,是有所欠缺的,特别是近两年国家禁止别墅类的项目用地。国家建设部规定这几年明令禁止别墅项目用地,要促进土地集约使用的住房,防止出现发达国家别墅式的住房模式。中国的土地资源已显出严重不足的状况,国家必须严格管理土地,特别是保护耕地。

第三、我国木材资源十分紧缺,我国每年建设、生产和人民生活各项用木材资源总数在3亿立方米左右,而本土木材资源只能提供其1.4亿一1.7亿立方米。其余1亿一1.5亿立方米的木材资源都要依靠进口解决,国家每年为此花去的外汇大约140多亿美元。此项费用已成为继国家进口石油、初级塑料等原始生产资料的最大开销。如此情况下,完全依靠进口木材建造的木质别墅,显然与时下的国情、民情相背。

所以,如果一味盲目追求木构住宅,在中国目前情况下是欠缺考虑的但是也不能因此就全盘否定,应该看到木材作为环保型建材是大势所趋,我们在引进国外先进的木构住宅时,应充分考虑国情。多层木框架住宅就是一个不错的选择。在国外,这一建造技术已经比较完善,它的特点就是建造迅速,经济便捷。这种住宅的经济性大抵和多层住宅小区相当,同时又具备木构建筑特有的生态性能,值得在国内大力推荐,尤其适用于建造在居住状况恶劣的沿海城市周边或者填充在城市中心的小街区里,作为安置性的经济适用房。在用地状况不那么紧张的内陆地区,还可以通过面积的扩大,功能的转换,建成比较高端的木质住宅小区,来填补国家别墅禁令带来的供求空缺。

5.2木材在大型公共建筑和混合木结构体系中的应用:环保与技术革新.

5.2.1发展的现状

在当代,木材不仅仅使用在住宅建筑中,同样在公共建筑中起着重要作用,追求的是技术和材料的革新,以及绿色环保。木材作为天然原生的建筑材料,在这方面具有其他材料不可比拟的优越性。对木材的研究和利用一直是最近几年来西方建筑界非常热衷的课题。

随着科学技术的发展,许多原有对木材的概念已经得到了全新的演绎,木材应用范围和表现方式也得到了极大的扩展。木材已经不仅仅作为一种单一的材料而存在,通过新技术的加工处理,通过与其它材料的组合使用,木材己经成为一种最具表现力的建筑材料。这可以表现在两方面:

一方面是木材粘合技术的发展,这为制造大型木质构建,采用木材建造大跨度建筑提供了可能性。另一方面是木结构与其他结构形式结合形成混合结构,拓宽了木结构在公共建筑中的适用范围。可以说,当代木建筑的创作已经不再是技术原因,而是设计者的想象力与创造力。

1.木材粘合技术与跨度

现代木建筑的突破来源于木材粘合技术的发展。这一技术创造性的产生了胶台木这一神奇的材料,它对天然木材的优缺点去劣存优,在森林资源日渐匾乏的今天,胶合木依靠小段材的粘结,解决了大断面木材越来越缺乏的现状,是极其重要的技术突破。为许多为这一建筑难题提供了解决之道。

2.混合木结构

混合木结构,是以木结构为主的基础上,结合几种不同的材料或结构形式组合而成的混合结构形式。虽然胶合木等人工合成木材经过改革,在材料的性能上已经比天然木材有了长足的进步;但相对钢材,木构件受拉能力依然欠缺,在跨度、结构形式以及造型表现上还是不如钢材灵活多变。为了弥补木材自身的不足,设计中经常采用混合木结构形式,尤其在大跨度建筑中更是如此。最常见的胶合木复合结构是由木材,钢和钢筋混凝土结合形成的混合木结构。木结构作为主体结构和主要表现形式,决定建筑的整体结构形式和空间造型;钢构件往往作为承受拉力的辅助构件穿插于木结构之中保证主体结构的稳定,并应用于节点设计之中,满足节点中复杂的力学要求。钢筋混凝土则往往作为建筑的基座和墙体,避免木结构直接与地面接触并增加建筑的整体稳定性。

5.2.2.对国内的启示

相对轻型木构房屋,大型公共木建筑在中国还十分少见,甚至可以说还没有起步。然而随着科技的发展,木材的性能在不断的提高。在当今全世界讲求环保的今天,我们除了从国外进口人家成熟的住宅技术和木材外,也更应该走自主研发的道路。除了居住建筑,木材在大型公共建筑和混合木结构体系中也有其广阔前景。我们不应忽略这一点。

在国内,由于一直以来的木构建筑环境压抑,木材加工技术的相对落后,以及人们对木材的不了解,教育的缺失,使得建筑师在做到大型的公建时,第一时间放弃了对木材的考量。这些年随着大环境的好转,木材再次受到关注。2004年,新的木构建筑规范在做好防腐、防潮等条件下放宽了木材在大型建筑中的适用范围,这为我国大型木结构的发展提供了很好的机遇。所以我们在加强木材的技术研发的同时,也要在设计上充分加以运用,放宽木材使用的尺度,突破原有的局限,大力发展大型公共建筑和混合木结构建筑。

5.3木材与传统美学的紧密结合:木材在日本建筑中的应用

5.3.1发展的现状

对日本木建筑的感觉最初来自于1992年塞维利亚世界博览会。博览会上安藤忠雄设计的日本馆以其颇具东方神韵又不乏现代感的建筑风格备受世人关注。塞维利亚日本馆的建成,使东西方的建筑设计理念和民族文化传统出现了崭新的结合。安藤忠雄以其独特的创作手法,把国际上的现代主义和日本美学传统紧密结合在一起,形成了一套全新的设计理念。日本的建筑师对于木材的运用,以其独特的形式和魅力使其在世界领域内独树一帜。日本每年新建的住宅中,木构住宅的数量占50%以上。在最近的调查也显示,多达88%的年轻人表示在条件允许的情况下,更愿意居住在木造住宅里。

一直以来,日本建筑师对于大自然的美的认识都是出类拔萃的,特别是对原始的,本色的材料,诸如木材,混凝土等有着特殊的爱好和深入的研究。在木材的创造性运用上,日本建筑师一直走在挑战的前沿,创造出了很多新型的建造技术和设计手法。他们的作品往往既表现出对日本传统木结构建筑的继承和发扬,又表现出他们在现代建筑设计中对木材的运用所做的不懈探索与努力。和西方一些木构建筑发达的国家相比,在文化传统和风俗习惯上更接近我国的日本在这一领域的成功之处,应该对我们有一定的借鉴和启示作用。

5.3.2对国内的启示

和日本一样,我国也有着悠久的木构建筑传统,可以说我国的木构建筑曾有的辉煌是无可比拟的;不同的是,我们的木建筑在社会进步和文化发展中几乎已完全没落了;而日本却恰恰相反,他们在发展中结合东西方建筑文化,创造出了更为绚烂的成果。所以日本的木构建筑文化对我国有着极为重要的借鉴意义。

从内在因素上,应该看到的是从塞维利亚世博会日本馆的设计创作,到日本当代的木结构建筑发展现状,日本的建筑师对传统文化的考虑更多的是体现在精神上层面和空间组织上,而不仅仅局限于外在的建筑形式。日本建筑设计的变革经历了从丹下健三到安滕忠雄等几代建筑师的不懈努力,完成了从形式上的模仿到注重空间精神塑造的转化。而我国现阶段的建筑设计在对待传统问题上仍停留在追求形式感的层面上。受到传统思想得约束,我国建筑师在学习西方建筑时,时常表现出一种复杂的心态,既不甘心落后的传统方式,又担心背上“崇洋媚外”的罪名,所以木建筑创作中经常会出现“方盒子”上盖“大屋顶”,“民居”上装“玻璃幕墙”这样一类不中不西的奇特形式。

外在因素上,在现代主义建筑运动发展初期,日本有大量的建筑师直接到德国接受“包豪斯”的现代主义思想教育,几乎与西方国家同时接受了现代建筑运动的洗礼,这给了他们充分的磨合时间。而同一时期出于社会和政治原因,现代主义设计理念在中国木建筑现代化发展过程中出现了中断,直到70年代末期打开国门后涌入中国的却是西方的后现代主义建筑思想,种种历史原因导致了当前我国木建筑现代化发展状况的滞后。

日本建筑业发展能取得现在的成就,这与日本建筑师对建筑设计所做的探索与努力是决然分不开的。纵观日本建筑发展史,是一部异质建筑文化与本土建筑文化不断交融互动的历史,是异质建筑文化不断被吸收与同化的历史,多样性外来文化是促成今天日本建筑业繁荣的一个重要因素。’‘我国木建筑创作滞后的不仅是建筑的实体,更包括建筑思想、建筑研究和与建筑生产相关的政治的、经济的、社会的以及技术等各个层面。没有人能否认东西方文化背景所存在的巨大差异。严格地讲,现代化进程和标准在东西方也并不完全同步和雷同,包括对现代木质建筑产品的认同也是如此。受西方文化的影响,木材在建筑中的发展可能更多地受到技术层面的主导。而在东方传统文化观下的人们可能更倾向于将建筑融于环境。建筑内部空间的差别也就更大。

因此,木质建筑如果要在中国取得长足的发展,那么,我们不能一味地提供停留在东拼西揍的模仿上,西方的现代木材加工技术和木构建造技术必须与东方的文化传统相适向正样,互动中变革维新—塞维利亚世界博览会日本馆的启示,如果,我们只是忙于将西方的现代木结构建筑不加选择和改造地引入中国,那么若干年后可能在中国又是只经历了一次类似“欧陆风”式建筑流行的时尚而已。

相反,如果我们引进的主要是西方先进的木材加工技术和建筑技术.无论是来自北美的,还是来自北欧的,只要真正主导建筑空间和形式的是中国文化内涵,那么中国人心中传统的木构建筑文化情结在新技术的条件下很有可能再次激活。届时,人们选择现木材作为建筑材料时,不仅仅是从技术的角度出发.很可能更多地带有人文的情怀。这样,木材在当代中国建筑中的应用发展前景才会是灿烂而辉煌的。

第六章 木材在中国当代建筑中的应用的策略及前景展望 

6.1如何发展木材在中国当代建筑中的应用

6.1.1转变观念 

转变观念是重要的一店,只有观念变了,行动才能跟得上。

一方面要转变居住观念。由于受传统农村木屋的影响,人们总认为木结构房屋容易着火,容易受潮、生虫,不坚固。现在所要建造的是将生态、环保、个性化、美学及现代技术与传统方法结合的现代木结构建筑。

另一方面还要转变木材的消费观念。由于我国木材资源短缺,因此在计划经济下提倡使用木材。正是由于这种错误的思路和,了造林的积极性,也影响了木材工业。适当地扩大木材消费和发展木材工业对林业的发展将起到促进和支持的作用。美国阔叶林的发展就是一个很好的例子。

6.1.2健全的建筑设计教育

建筑师在设计时应当充分了解现代加工工艺给木材这一传统的材料带来的翻天覆地的变化,对木构的认识不能仅仅停留在中国古代木建筑的构建、结构形式上。在高校教育中,应该充分融入木构建筑教学,让建筑师了解木材的应用范畴,概念,特性,视觉特征,细部表现,结构表现,以及它在地域性的人文内涵和自然内涵的表现。这将会长期而深远地影响木建筑在中国的发展。

6.1.3完善的建筑设计的规范

健全的标准和规范是保证建筑的质量、防止出现劣质建筑的必要条件。美国、加拿大及欧洲国家都有木结构建筑规范和标准,我国现有的有关标准还很少,且与国外存在着较大差异。制定出更多更完善的,符合国情且兼容各国规范的木结构建筑标准体系,是推动木结构房屋市场发展的关键。通过制定系统的木结构建筑设计规范,可以使得更多的建筑设计工作者在实际的设计工作中有所参考、有所依据,以利于木结构建筑的推广。

6.1.4解决木材的来源问题

没有木材就没有一切基础条件,要解决木材紧缺问题可以试图从以下几方面努力。

一方面,要积极发展木材国际交易,进口俄罗斯、新西兰等国的木材。可以考虑进行劳动力的单一输出,或是劳动力、设备加上必要的流动资金的整体输出,在国外承包森林从事林业生产。

另一方面,要大力发展人工林,单依靠进口木材和劳务输出并不能从根本上解决我国的林业问题。从世界上发达国家林业发展的历程看,都经历了破坏一恢复一发展这样的阶段。当前,加拿大、美国都有发达的林业工业。我们可以从它们那里引进一批新技术、新设备,培养一批林业方面的人才,从而加快我国的林业现代化建设的步伐。

6.1.5木材工业技术本土化及自主研发

要大力发展木质复合结构材料,应重视发展木结构建造技术和材料,形成自己的知识产权,这样可以大大降低木结构建筑的成本,利于木结构建筑的推广。只有有了性能优良的材料,才能促使建筑师在设计中融入这种材料,把它发扬光大。所以我国各科研单位和企业目前还迫切需要开展对木材和粘结剂的研发,以及木结构设计、连接形式等的研究。

6.2前景展望

中国大城市的居民对生活的需求,应该说已从基本的生存及居住等生理层面,提升到养生与体验生活的精神界面,特别是提高到了要求有清新、优美、环保、自然的居住环境。由此可见,对绿色建材的需求日益迫切。这无疑为具有环境协调型产品之称的木材的普及发展提供了契机。

已将单纯的禁伐改为有计划的种植经济林和砍伐使用;而且进口木材的成本比起从国外进口钢材和炼钢矿石要低得多,木材在我国建筑中的应用正在步上一条康庄大道。

作为一种古老的建筑材料,木材在古代已经创造出灿烂的东方建筑文化;在现代社会中,结合先进的加工方式和设计理念,它必将重现辉煌,创造出新的木建筑文化。

第七章 结语

树木是人类最普遍,最有含义的象征—取自宇宙的树木,树木的生命,树木的繁殖力,树木的经历,树木的灵魂,树木的历史,有奉献精神的树木,各种各样的联系都隐藏在树木的形式之下,直至今天添加我们与木材关系的新维度。没有人能否认木材作为树木生命的延续,是所有建筑材料中与人类最和谐的除了在人类感情上,木材在降低建筑综合能量消耗、保护自然资源可持续发展方面也有着其突出的优越性,并能有效降低建筑对环境的负面影响。随着建筑环境意识的加强和木构建筑技术的长足进步,木材在建筑设计中的运用范围越来越广。新的森林管理模式在保证森林可持续发展的前提下我国的林木蓄有量稳步提高,经过认证的木材产品供应充足。2001年12月,中国正式成为世贸组织成员国后,木材进口实施零关税,进口木材不断增加。中国国家标准《木结构设计规范》已经获得通过,于2004年1月1日起正式生效。这一切的一切,正标志着中国已经开始步入现代木建筑的发展轨道。我国应用木结构建筑的历史由来已久。现在发达国家都已发展了成熟的木结构建筑产业。我们要回顾自己走过的路,学习别人的成功经验。发展的道路上会遇到很多问题,虽然不是一朝一

夕能够解决,但作为一个趋势已经离我们不远了。下载本文

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