【微信講堂】——淺談中國木結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展（綠建之窗微信群2月2日第26期講座）

【主講人】：馬莊

 

【簡介】：北京凱康嘉禾木結(jié)構(gòu)工程有限責(zé)任公司（中建節(jié)能合作單位）行政人力主管

 

【講座導(dǎo)讀】：本期【綠建大講堂】由多年從事木結(jié)構(gòu)建筑工作的馬莊為大家介紹中國木結(jié)構(gòu)建筑的歷史發(fā)展以及木結(jié)構(gòu)建筑的主要結(jié)構(gòu)和發(fā)展前景。

 

【講座實錄】

    中國是世界上最早應(yīng)用木結(jié)構(gòu)的o家之一， 木結(jié)構(gòu)的歷史可以追溯到3500年前，其發(fā)展變化貫穿于整個古代建筑的發(fā)展過程，也是我國古代建筑成就的代表。在我國木結(jié)構(gòu)中，被譽為“華夏建筑文化之源”的浙江余姚河姆渡干闌式木結(jié)構(gòu)，距今約六七千年。

    如題1所示，從考古專家發(fā)現(xiàn)浙江余姚河姆渡干闌式木結(jié)構(gòu)建筑的框架可以看出，建筑的底層是架空的，房子的長約30米，縱向5-6米。從整體上來看無論技術(shù)水平i是布局的和力度，都具有較高的文明程度。

圖1

 

    我國許多遺留的古代木結(jié)構(gòu)已歷經(jīng)百年甚至千年，如遼朝(1056年)修建的山西應(yīng)縣木塔和懸空寺距今已有1000多年的歷史，仍然保存完好。

山西應(yīng)縣木塔

由木結(jié)構(gòu)懸空而建懸空寺

    在中國古代，無論民居還是宮殿、廊宇，皆采用木材建造，而古代西方傳統(tǒng)建筑則多用石料。與木料相比石料的耐久性更長一些。但中國古人為什么舍棄石材而偏愛以木材建造房屋呢？

 

觀點有二：物質(zhì)方面和思想文化方面。

 

觀點之一：中國早期文化形成期，所在區(qū)域木材豐富，而石材稀缺，同時木材較石材容易加工，節(jié)省人力。

 

觀點之二：

1、東西方文化對建筑的“永恒”有截然不同的概念。西方人心目中“永恒”觀就是“不變”，要使建筑物永恒不變，永世長存，就必須用石材來建造。

 

2、而與西方人的觀念相反，中國古人將“變易”視作“永恒”。像“春夏秋冬，周而復(fù)始”，蘊含的是“永恒”的意思。我國最古老的經(jīng)書——《易經(jīng)》，通篇闡述的就是這種“變易”的思想。易就是變化，外國人干脆把《易經(jīng)》的書名直接翻譯為《變化之書》。

 

3、中國古人不追求建筑實體的永久性，即如梁思成所說的“不求原物長存”，他們追求的是建筑所具有的生生不息的生命特質(zhì)。

   

4、另外古人思想中“木代表生命，石象征死亡”的傳統(tǒng)觀念，決定了中國古人用木料建造房屋，而只用石料修建墳?zāi)埂?span lang="EN-US">

 

5、史籍中有許多關(guān)于皇宮因遭雷劈或失火焚毀的記錄，但修復(fù)時仍舊使用木材，歷代不變。

 

正因上述原因，木結(jié)構(gòu)建筑技術(shù)在我國歷代不斷發(fā)展完善，形成在世界體系中獨樹一幟的特點。

 

    唐代木結(jié)構(gòu)技術(shù)的發(fā)展：

 

    唐代，我國古代木結(jié)構(gòu)建筑已形成一套嚴(yán)整的制作方法。

   

    古人根據(jù)實踐經(jīng)驗采用梁、柱式的木構(gòu)架建筑，揚木材受壓和受彎之長，避受拉和受剪之短，同時具有良好的抗震性能，至今仍聳立著的應(yīng)縣木塔就充分體現(xiàn)了木結(jié)構(gòu)自重輕、能建造高

聳結(jié)構(gòu)的特點。

  

    在木結(jié)構(gòu)的細(xì)部制作方面，采用干燥的木材制作結(jié)構(gòu)，并使結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部位外露于空氣之中，可防潮而免遭腐朽;在木柱下面設(shè)置礎(chǔ)石，既避免木柱與地面接觸受潮，又防止白蟻順木柱上爬為害結(jié)構(gòu);在木材表面用較厚的油灰打底，然后油漆，除美化環(huán)境外，兼有防腐、防蟲和防火的功能。

 

    宋代木>構(gòu)技術(shù)的發(fā)展：

 

    到了宋代，建造木結(jié)構(gòu)框架房屋技術(shù)得到了進一步發(fā)展。北宋李誡主編了《營造法式》，這是中國也是世界上第一部木結(jié)構(gòu)房屋建筑的設(shè)計、施工、材料以及工料定額的法規(guī)。

 

    北宋時期李誡主編了《營造法式》一書。是中國第一部木結(jié)構(gòu)房屋設(shè)計、施工、、材料以及工料定額的法規(guī)?！稜I造法式》中房屋設(shè)計規(guī)定“凡構(gòu)屋之制，皆以材為祖。材有八等，度屋之大小，因而用之”。就是將構(gòu)件截面分為-種，根據(jù)跨度的大小選用。后人按材料力學(xué)原理核算，發(fā)現(xiàn)當(dāng)時木構(gòu)件截面與跨度的關(guān)系符合等強度原則，說明中國宋代已能通過比例關(guān)系選材，體現(xiàn)出梁抗彎強度的原理，這在力學(xué)史上也是一個非常大的進步。

 

    古人的智慧真的是讓現(xiàn)代人難想象。很多傳統(tǒng)的木結(jié)構(gòu)技術(shù)特點在現(xiàn)代仍然沿用著。

 

    中國匠師在幾千年的營造過程中，積累了豐富的技術(shù)工藝經(jīng)驗。

 

    古代木結(jié)構(gòu)建筑構(gòu)件的特點：我國古代木結(jié)構(gòu)建筑與構(gòu)件相關(guān)的最顯著的特點有兩個：其一為榫卯，其二為斗拱。

 

     特點之一：榫卯

 

1、我國已知的最早采用榫卯技術(shù)的是浙江余姚河姆渡干闌式木結(jié)構(gòu)。

 

2、榫卯為榫頭卯眼的簡稱，是一種傳統(tǒng)木工中接合兩個或多個構(gòu)件的方式。

 

3、其中構(gòu)件中的凸出部分稱為榫（榫頭，也稱作筍頭），凹入部分則稱為卯（卯眼，也稱作卯口、榫眼等）。

    

4、各個構(gòu)件之間的結(jié)點以榫卯相吻合，構(gòu)成富有彈性的框架。榫卯是極為精巧的發(fā)明，這種構(gòu)件連接方式，使得中國傳統(tǒng)的木結(jié)構(gòu)成為超越了當(dāng)代建筑排架、框架或者剛架的特殊柔性結(jié)構(gòu)體，不但可以承受較大m荷載，而且允許產(chǎn)生一定的變形，在地震荷載下通過變形抵消一定的地震能量，減小結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)。

5、當(dāng)榫卯結(jié)構(gòu)應(yīng)用于房屋建筑后，雖然每個構(gòu)件都比較單薄，但是它整體上卻能承受巨大的壓力。這種結(jié)構(gòu)不在于個體的強大，而是互相結(jié)合，互相支撐，這種結(jié)構(gòu)成了后代建筑的基本模式。

 

    木結(jié)構(gòu)房屋抗震案例：

 

    云南省魯?shù)榭h龍頭山鎮(zhèn)，在震中龍頭山老街，所有老舊建筑幾乎全部變成了廢墟，只有修建于1949年的龍頭山供銷社三層木樓巍然屹立，只受了一點點“皮外傷”，當(dāng)時睡在底樓的兩個小孩因此而躲過一劫。

昭通市魯?shù)榭h的一座古建筑——擁有234年歷史的拖姑清真寺，這棟“完全用圓柱和橫梁交接而成，卯榫環(huán)環(huán)相扣”的建筑在多次地震中“完好無損”。

 

    榫卯結(jié)構(gòu)分類：

（1）按構(gòu)合作用分為三大類：面與面、點結(jié)構(gòu)、構(gòu)件組合。  

（2）按結(jié)構(gòu)歸類，也分為三大類型：穿斗式、抬梁式、井干式。

特點之二：斗拱

 

1、斗拱是中國古代建筑獨特的構(gòu)件。

 

2、方形木塊叫斗，弓形短木叫拱，斜置長木叫昂，總稱斗拱。 一般置于柱頭和額訪（又稱闌頭，俗稱看訪，位于兩檐柱之間，用于承托a拱）、屋面之間，用來支撐荷載梁架、挑出屋檐，兼具裝飾作用。

 

3、由斗形木塊、弓形短木、斜置p木組成，縱橫交錯層疊，逐層向外挑出，形成立大下小的托座。

 

4、早期的斗拱比較大，主要作為木 構(gòu)構(gòu)件，是孤立地置于柱上或挑梁外端，分別起傳遞梁的荷載于柱身和向外出挑，把最外層的桁檀挑出一定距離，使建筑物出檐更加深遠(yuǎn)，造形更加優(yōu)美、壯觀。  

 

5、唐、宋時，斗拱同梁、枋結(jié)合為一體，除上述功能外，還成為保持木構(gòu)架整體性的結(jié)構(gòu)層的一部分。

 

6、明、清以后，斗拱的結(jié)構(gòu)作用蛻化，成了在柱網(wǎng)和屋頂構(gòu)架間主要起裝飾作用的構(gòu)件

 

斗拱已成為古建筑鑒定的最主要的依據(jù)

 

    古代木結(jié)構(gòu)建筑屋頂造型：

 

    中國木結(jié)構(gòu)古建筑在造型方面尤為突出，其中以屋頂造型最為突出，主要有歇山、懸山、硬山、攢尖、卷棚等形式。

 

    木結(jié)構(gòu)建筑在觀感上也給人以溫暖和親近的感覺，而不象石建筑那樣冷酷。

 

    與梁、柱式的木構(gòu)架溶為一體的中國木結(jié)構(gòu)建筑藝術(shù)別具一格，并在宮殿和園林建筑的亭、臺、廊、榭中得到進一步發(fā)揚，是中華民族燦爛文化的組成部分。

 

    古代木結(jié)構(gòu)建筑構(gòu)件的特點：

 

    中國木結(jié)構(gòu)古建筑在造型方面尤為突出，其中以屋頂造型最為突出，主要有歇山、懸山、硬山、攢尖、卷棚等形式。

 

    古代木結(jié)構(gòu)建筑屋頂造型：

 

    古代木結(jié)構(gòu)建筑——天圓地方亭

 

    古代人們認(rèn)為天在上，地在下，天是圓的，地是方的。所以古人常以圓喻天，以方喻地。天圓地方反映出人們對自然的這種認(rèn)識和崇拜。

 

    天圓地方亭指下層檐為正方形，上層檐為圓形的重檐亭。

 

    如北京天壇為祭天之所，天壇主要建筑祈年殿等為圓型。而地壇的主要建筑方澤壇等則為方形。

 

古代木結(jié)構(gòu)建筑—天圓地方亭

 

    近代及現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)建筑情況：

 

    近代木結(jié)構(gòu)建筑是在產(chǎn)業(yè)革命以后，隨著房屋和橋梁的建設(shè)而m展起來。

 

    20世紀(jì)80年代，由于可用于木結(jié)構(gòu)建筑的木材資源緊缺，木結(jié)構(gòu)建筑基本停滯發(fā)展20余年。

 

    近年來，隨著木結(jié)構(gòu)建筑環(huán)保優(yōu)勢的凸顯，木結(jié)構(gòu)設(shè)計和加工技術(shù)的發(fā)展，人工林開發(fā)為木材供應(yīng)提供了保障，再加上相關(guān)法規(guī)的建立，使得我國木結(jié)構(gòu)建筑市場又漸活躍。

 

    如今，與過去20 年相比，由于經(jīng)濟發(fā)展和生活水平的提高，人們更加注重居住環(huán)境的改善，木結(jié)構(gòu)房屋的需求量逐年增大，從休閑農(nóng)業(yè)、旅游地產(chǎn)的木制景觀、木屋，到木制別墅、多層木結(jié)構(gòu)住宅、大型公共建筑，發(fā)展非常迅速，越來越多的國內(nèi)外企業(yè)看好我國木結(jié)構(gòu)建筑市場，從事木結(jié)構(gòu)房屋及其材料生產(chǎn)和銷售的公司紛紛涌現(xiàn)。

 

    輕型木結(jié)構(gòu)住宅在國內(nèi)特別是在上海、北京、江浙、東北等地區(qū)的涌現(xiàn)，也帶動了內(nèi)地中西部木結(jié)構(gòu)建筑業(yè)的起步和發(fā)展。

 

    當(dāng)代木結(jié)構(gòu)綠色建筑的發(fā)展之路：

 

    我國木結(jié)構(gòu)建筑產(chǎn)業(yè)發(fā)展應(yīng)圍繞著國家綠色產(chǎn)業(yè)政策，發(fā)展可持p、循環(huán)經(jīng)濟目標(biāo)，以科技創(chuàng)新為先導(dǎo)，以研究開發(fā)和示范推廣木結(jié)構(gòu)示范項目為重點，以合理利用森林資源、保護生態(tài)環(huán)境為目標(biāo)，走中國特色的木結(jié)構(gòu)發(fā)展之路

    

    當(dāng)前，世界各國共謀恢復(fù)全球經(jīng)濟增長，發(fā)展低碳經(jīng)濟、綠色經(jīng)濟已是大勢所趨，成為世界各國搶占未來經(jīng)濟制高點的重要選擇。

 

    作為四大碳匯之一的森林，在發(fā)展低碳經(jīng)濟、減緩全球氣候變暖中具有特殊作用，低碳經(jīng)濟發(fā)展不能缺少森林及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)。

 

    當(dāng)代木結(jié)構(gòu)綠色建筑的發(fā)展之路：

 

    從全球范圍來看，這一產(chǎn)業(yè)鏈上的e結(jié)構(gòu)對于低碳排放非常重要。由于具有天然、環(huán)保、節(jié)能等許多優(yōu)點，全社會的環(huán)保意識在不斷增強，營造綠色建筑、健康住宅正成為越來越多的開發(fā)商、建筑師追求的目標(biāo)。

 

    因此，無論是我國傳統(tǒng)的木結(jié)構(gòu)建筑，還是北美、歐洲等地廣泛使用的現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)建筑，無不印證了木結(jié)構(gòu)建筑在人類生活中的重要性。

 

    綠色建筑與自然和諧共生，將實現(xiàn)經(jīng)濟與人口、資源、環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。

 

    木材自身具有天然的環(huán)保屬性，同時木結(jié)構(gòu)建筑可以拆卸，可以遷移，沒有過多的建筑垃圾，所以，如何將木結(jié)構(gòu)迅速發(fā)展為綠色健康產(chǎn)業(yè)是值得業(yè)界關(guān)注和深思的一個話題。

【單位簡介】北京凱康總部位于北京市通州，分廠位于河北廊坊。主要從事與木結(jié)構(gòu)相關(guān)l品的研制開發(fā)、生產(chǎn)施工、對外出口等。曾參與故宮修復(fù)、2008北京奧運會、蘆城亞運會、濟南全運會等大型項目的建設(shè)。目前公司致力于太陽能木屋等綠色節(jié)能產(chǎn)品的開發(fā)。