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(廣西機電職業(yè)技術(shù)學院,廣西 南寧 530007)
人類發(fā)展的歷史與建筑的發(fā)展史密不可分,從人類學會使用工具開始,木材在建筑中的運用便不斷深化。
在20世紀50年代,建筑師在建筑施工中側(cè)重于應用混凝土、金屬鋼架及合成材料,當今木構(gòu)手法日趨升溫,古為今用也日漸流行。木結(jié)構(gòu)指由木材或主要由木材組成的承重結(jié)構(gòu)。木結(jié)構(gòu)建筑是單純使用木材或主要由木材承受荷載的結(jié)構(gòu),通過各種榫卯手段進行連接和固定。是人類最早時期改善居住環(huán)境最直接的材料選擇,在世界各地的傳統(tǒng)建筑中被廣泛采用。在現(xiàn)代建造技術(shù)中運用現(xiàn)代工藝和木構(gòu)材料,并加以創(chuàng)新設(shè)計,提高了資源的使用效率,改善了人們的居住環(huán)境,實現(xiàn)了人與自然的和諧統(tǒng)一和可持續(xù)發(fā)展。
幅員遼闊的中華大地由于地形和氣候的差異性,可供研究的木構(gòu)建筑類別豐富。漢代劉安編寫的《淮南子·汜論訓》中記載:“古者民澤處復穴,冬日則不勝霜雪霧露,夏日則不勝暑熱蚊虻。圣人乃作,為之筑土構(gòu)木,以為宮室。上棟下宇,以蔽風雨,以避寒暑,而百姓安之”。由此可見,木構(gòu)建筑自古以來就是中國建筑的主體,人類文明的進步使得“穴居”、“洞居”朝著更適宜人類居住的木構(gòu)建筑發(fā)展,對傳統(tǒng)木構(gòu)建筑的研究始終是建筑學界的研究重點。從我國可追溯的建筑歷史中查閱,木構(gòu)建筑主要適用于我國長江流域一帶。研究人員從考古中發(fā)現(xiàn),早在6000多年以前,河姆渡時期就出現(xiàn)了應用木材的干欄式建筑?!案蓹谑椒课莸慕ㄖ夹g(shù)主要有打樁技術(shù)、架梁技術(shù)、綁扎技術(shù)和榫卯技術(shù)”[1]。到了后期,隨著人類對工具的使用越發(fā)熟練,工具種類的不斷更新,在只要能采集到木材的地方,木構(gòu)建筑就得以應用和發(fā)展。1937年,梁思成與林徽因在五臺山發(fā)現(xiàn)了一座興建于唐代的佛光寺,這座現(xiàn)存第二古老的木結(jié)構(gòu)的寺廟,其梁柱間的榫卯結(jié)構(gòu)依然緊密相扣,不離不棄。
數(shù)千年的歷史演變,木構(gòu)建筑也愈發(fā)成熟,純木構(gòu)建筑逐漸演變成以木為主,陶、土、泥為輔的混合材料,以便運用于建筑之中?!对娊?jīng)·大雅·緜》中記載:“古公亶父,陶復陶穴,未有家室”,“陶其土而復之,陶其壤而穴之”。從中國傳統(tǒng)沿用的“土木之功”一詞作為一切建造工程的概括名稱便可看出,土與木是中國建筑采用的主要材料。
考古還發(fā)現(xiàn),原始社會的建筑是沒有墻體的,代替墻體的做法是使用植物編織骨架后對表面進行敷泥處理,形成原始木骨泥墻。后使用更粗大的木材加固承重墻體,提高建筑的穩(wěn)固性。斗栱作為建筑特殊構(gòu)件始現(xiàn)于西周,后來多以柱、椽作為承重結(jié)構(gòu)的建造方式。
建筑的本意是居所,同時也傳達著文化現(xiàn)象,它的設(shè)計理念與自然環(huán)境、生活習俗、民族文化、經(jīng)濟發(fā)展乃至宗教信仰息息相關(guān)。人類文明的進步使其又被賦予了新的使命,最為突出的功能是社會功能,同時還兼具行使社交、娛樂、祭祀等功能。民國姜玉笙撰《三江縣志》中記載:“凡侗族所居地方……村中必建鼓樓,棲外辟廣場,鋪石板,以供集會”?!肮臉恰庇址Q“羅漢樓”,明代鄺露(1604-1650)在《赤雅》中對“羅漢樓”有記載:“以大木一株埋地,作獨腳樓,高百尺,燒五色瓦覆之,望之若錦鱗矣。扳男子歌唱飲瞰,夜緣宿其上”。
現(xiàn)今保留的分布于黔、湘、桂地區(qū)的貴州千戶苗寨、侗族風雨樓等建筑風格迥異,造型獨特。侗族建筑以建筑主體體現(xiàn)倫理思想的真,又以倫理思想的真襯托風雨橋的美,從而映射出侗家人思想道德的善.....“貴和尚中”倫理思想的體現(xiàn)[2]。在廣西三江縣城附近,有座風雨橋就命名為“人和橋”。侗族地區(qū)山高坡陡,潮濕炎熱,選址多在靠山近水的地塊,符合中國傳統(tǒng)“取勢納氣”之理念。侗族的鼓樓象征杉樹,因為他們認為杉樹可以寓意村寨安定,人丁興旺?!帮L雨橋”實際是外來詞,侗人稱為“福橋”,有祈福免災之意。
在傳統(tǒng)的木構(gòu)建筑中,東方寺廟、宮殿多以木材建造為主,與西方建筑大量采用石器作為建造材料不同,木材的延伸性、可塑性極強,也就更能體現(xiàn)建造者的高超技藝。木構(gòu)建筑的建造技藝在中國源遠流長,在距今7000多年的浙江余姚河姆渡遺址,發(fā)現(xiàn)了木柱殘段及木板柱腳,并且出土了大量的木構(gòu)件遺跡,早期人類居所使用的纏繞、綁扎的構(gòu)件連接方式已被榫卯技藝所取代。相傳魯班發(fā)明了鋸子、墨斗、刨子、曲尺等工具,正是這些工具的出現(xiàn),木構(gòu)建筑中的榫卯結(jié)構(gòu)開始在傳統(tǒng)民居中大量運用,而榫卯結(jié)構(gòu)在家具制造中被發(fā)揚光大,由此產(chǎn)生了各種復雜工藝的結(jié)構(gòu),如楔釘榫、燕尾榫、粽角榫、雙夾榫、勾掛榫、鍥釘榫、半榫、通榫等。
以木架形式建造的屋舍通常由柱、斗拱、梁、檁、枋等構(gòu)件組成框架,墻體起到分隔及穩(wěn)固框架的作用。傳統(tǒng)建造結(jié)構(gòu)有抬梁式、穿斗式、井干式三種。抬梁式在北方地區(qū)應用廣泛,首先沿著進深設(shè)立石礎(chǔ),再在石礎(chǔ)上安置較粗的木材為柱,各柱之間架梁聯(lián)構(gòu),于梁之上是瓜柱,構(gòu)成完整的屋架;橫向的枋聯(lián)系柱頂,梁頭與瓜柱頂做橫向的檁,檁上承受椽子和屋面,最大化地釋放了建筑空間。穿斗式結(jié)構(gòu)在南方地區(qū)使用比較普遍,工藝方法是沿居所的進深進行梁柱的布置,柱子的密度較大,不需要立梁,各木材采用相互貫穿的方式進行連接,柱頂直接承檁。井干式結(jié)構(gòu)因其外觀厚重,應用范圍不廣,是將圓木或半圓木兩端開凹榫,組合成矩形的木框,層層相疊作為墻壁,實際是作為木承重結(jié)構(gòu)墻來使用。
在歐洲,木制材料曾被廣泛地應用在像教堂、住宅、浴場等普通建筑中。隨著近代工業(yè)革命的爆發(fā),現(xiàn)代鋼筋混凝土建筑沖擊了傳統(tǒng)木構(gòu)文化,并使其走向沒落。
20世紀80年代,隨著生態(tài)與人文關(guān)懷的思想逐漸受到重視,人們開始更多地關(guān)注建筑的生態(tài)與可持續(xù)發(fā)展。其中,瑞典與北美的傳統(tǒng)建造技術(shù)又有不同,多以樟卯和木釘接合?!扒罢呤菍⒌撞肯髑幸赃m合另一構(gòu)件頂端(以此相連接);后者則是將原木疊放,中間的縫隙用人造合成物填充”[3]。
木結(jié)構(gòu)建筑外觀獨特別致,富有質(zhì)感,備受矚目,這是民眾選擇木結(jié)構(gòu)做項目的重要因素。居室項目開發(fā)企業(yè)看重的是木結(jié)構(gòu)建筑這一特點,已將其塑造成木結(jié)構(gòu)建筑在中國建筑市場銷售的關(guān)鍵因素。
現(xiàn)代建造技術(shù)的發(fā)展是在沿襲歷史與傳統(tǒng)的基礎(chǔ)上加以創(chuàng)新,而結(jié)構(gòu)的形式創(chuàng)新是現(xiàn)代建造技術(shù)體系的核心,它決定了建筑物的外形、空間利用、施工技術(shù)等?,F(xiàn)代建筑造型多高大恢弘、結(jié)構(gòu)復雜,尤其是音樂廳、歌劇院、展館等場所,對跨度、造型、抗震等方面要求更為苛刻。木構(gòu)建筑結(jié)構(gòu)根據(jù)材料方案可分為輕型木結(jié)構(gòu)、重木結(jié)構(gòu)以及各種形式的混合結(jié)構(gòu),輕型木結(jié)構(gòu)有小斷面規(guī)格的木材形成超靜定框架結(jié)構(gòu),多用于住宅建筑;重木結(jié)構(gòu)主要采用膠合木或大斷面的原木作為結(jié)構(gòu)材,多用于大型公共建筑和商業(yè)建筑等。
人的感觀對木材材質(zhì)有著天然的親切,通過構(gòu)造,再結(jié)合味道、光影可以帶來不一樣的感受。20世紀由于金屬、混凝土、合成材料等建材的使用,對提升建造速度、建筑物承載力等方面帶來了歷史性變革。特別是合成材料技術(shù)極大地釋放了木質(zhì)材料的可塑性(木材粘合),如FRP增強層板是經(jīng)過加熱、碾壓、粘合及滅活處理的新型材料,具有強剛度、耐火、抗彎曲等特點。材料的革新使得木構(gòu)建筑的空間跨度取得了突破性進步,現(xiàn)代建造技術(shù)開始重視木構(gòu)的回歸。
輕型木框架結(jié)構(gòu)又分為梁柱結(jié)構(gòu)體系及輕型木結(jié)構(gòu)體系。梁柱結(jié)構(gòu)是典型的傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)建筑結(jié)構(gòu)形式,現(xiàn)代梁柱結(jié)構(gòu)雖傳承了這一形式,但木結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間的連接也不再限于榫卯等傳統(tǒng)技術(shù),有鉚接、銷接、嵌套、粘接等,即使采用榫卯,企口的形式也更加簡潔和制作精準[4],但仿古建筑除外。其次,輕型木結(jié)構(gòu)亦早已有之,它的工藝相對而言更簡單,基本是采用柱梁框架的形式。其優(yōu)點是節(jié)省材料、施工工藝簡單、抗震性好;復合式木結(jié)構(gòu)主要以鋼筋混凝土、木材、原石等材料混合運用,主基架結(jié)構(gòu)一般不使用木材。
鋼木結(jié)構(gòu)的運用更為廣泛,它利用了鋼材材質(zhì)的堅固耐久,將建筑物的形態(tài)與主體結(jié)構(gòu)的受力相結(jié)合,設(shè)計出大跨度三維立體桁架結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)中受力穩(wěn)定,空間感強,建筑的使用面積成倍增加。此類建筑主材為鋼筋樁基,木材分割建面。鋼材起到的是連接、穩(wěn)固作用,有效避免了木材強度不足、跨度受限的缺陷;木材的可塑性則完美呈現(xiàn),而且大大縮短了建設(shè)周期,節(jié)約了人工成本。
法國哲學家羅蘭巴特說:最先進的文明存在于最細微之處。優(yōu)秀的建筑往往體現(xiàn)在建筑的精細上,無論是傳統(tǒng)榫卯嵌接、焊縫鍛煉,還是拉曲延伸、搭吊彎穿都是古今融會貫通。現(xiàn)代建筑要追求精致性設(shè)計,木結(jié)構(gòu)的運用必不可少,這需要建筑師始終保持一種傳承與創(chuàng)新的理念。