谈木材在建筑设计中的建构意义

2016-06-27 01:00李庆红冯永民
山西建筑 2016年15期
关键词:斗拱榫卯建筑师

李庆红 冯永民

(河北工程大学建筑学院,河北 邯郸 056038)

·建筑材料及应用·

谈木材在建筑设计中的建构意义

李庆红 冯永民

(河北工程大学建筑学院,河北 邯郸 056038)

介绍了建构的概念和要素,分析了木材在建筑设计中的作用、特性及现状,并阐述了传统木结构在建筑中的连接方式与创新技术,指出木材对于现代建筑的建构创作有重要的意义。

木材,建构,建筑设计,木结构

0 引言

木材取之于自然,应用于建筑已有几千年的历史。木材的建构的意义是应用木材的结构特性与材料特性,赋予建筑“真实性”与“表现性”。虽然在工业革命后的一段时间内,由于新材料、新技术的涌现,木材的应用减少,但是木材良好的力学特性,贴近自然的感官体验,使木材仍然受到建筑师的青睐。从建构的角度分析木材从传统到现代的应用实例,对于现代建筑的建构创作有着重要的意义。

1 建构的概念

建构有很丰富的含义与内容,建筑近百年来的发展表明,建筑物质层面上的材料、构造和结构等等正在被建构超过,并成为建筑师们关注的新焦点。建构不是结构,也不是建造,建筑学的建构,可以理解成是对建筑艺术本质问题的思考,是对结构问题的艺术性升华;也可以说成是对“质料”与“力”这两方面的结合的思维方式。是在视觉方面表现建筑的某种品质,这种品质“显然和力、建筑构件的安排有关联,但又不能只用建造或者结构描述”。

2 材料——建构的要素

建筑都是由各种各样的建筑材料进行搭建、连接或者组合而成的,建筑的物质特性都是由材料来展现的。忠实的建造,即根据材料所具有或者体现的物理属性来决定用法。这就要求建筑师在进行建筑设计的过程中能够注重“如何合理的选择材料、使用材料”理念。建筑的建构特征应该表现出明确的营造逻辑,它可以通过建筑的外部体现出建筑的结构形式及材料的应用方式。

随着科学技术的发展,传统的建筑材料,比如砖、石、木等材料的特征属性已经发生了变化。但它们的原始特性仍被建筑师所青睐。比如坂茂在汉诺威世博会上设计的日本馆,用重量最轻的纸造建筑,其骨架全是由再生纸管构成的,体现了“零废料”生态设计理念(见图1);董豫赣的清水会馆,用朴实的红砖,构建了较为原始的人工烧制砖的肌理效果;用竹子良好的受弯力学特性,为越南馆创造了丰富的外部空间形式和内部空间效果。 在设计中,如何选择材料是个重要的问题,就材料本身而言,其基本特性对设计及建造非常重要。当材料以其特有的方式应用于建筑,材料才能真正发挥其在建筑上的“建构”意义。与材料特性脱离的建造方式不仅会给结构或构造的设计带来困难,在建筑整体的艺术表现力上也会有所欠缺。所以,只有材料、结构、形式的紧密结合,才能最大限度的展现建筑材料原始的魅力。

现代主义建筑大师密斯·凡·德·罗认为:“每一种材料都有属于自己的特性,这些特性是可以被认识和加以利用的。新的材料不见得比旧的材料好。”由此可见各种材料都有符合自身的建构方式,人工材料和天然材料都有各自独特的力学性能、砌筑方式、质感表现等特性。只有深入了解它们的特性,才能使建构真实,而真实正是材料的本质。

3 建构中的木材料

3.1 木材在建筑设计中的地位

“建构”一词来源于希腊文,其最初的形式为希腊文的“泰可顿”,意为木匠或者建造者。佛兰姆普顿也在他的《建构文化研究》一书中提到一种材料方式的建筑属性出现在另一种材料方式的表现中,举例“古希腊神庙石料切割和砌筑的方式就是对木构建筑原型的一种诠释”。可见木材在古代建筑中的重要地位。木材被用作建筑材料,已经有几千年的历史了,它是一种可以完全回收利用的可再生资源,而作为能源,又不会影响生态平衡。这些都是木材与众不同的优点,这种材料取之于自然,是人类社会与自然联系的纽带。

在工业革命后,木材似乎在一段时期内被不断涌现的新材料新技术所取代,但是,木材如今仍能够通过自己特有的优势塑造出独具魅力的建筑。

3.2 木材的材料特性

木材具有质量轻、强度高、容易加工等优点,但木材作为天然材料与钢筋混凝土等人工材料的结构不同。木材在顺着其木纤维的方向上有很强的承载力,而在垂直的方向上承载力很弱。在进行木材的设计和施工时,木纤维的异向性、收缩膨胀造成材料干裂等问题需要特别注意,要充分了解木材的特性,扬长避短发挥木材的最大作用。木材还是一种具有强烈的地域特色和乡土气息的建筑外墙材料,现代技术的发展使它拥有了更好的适应性和丰富的表现力。

3.3 木材作为建筑材料的现状

建构的“真实性”,即直接、忠实地表达材料、构造和结构之间的连接关系。说起以木材作为建构的材料,我们会很自然的想到中国的斗拱,尽管当代建筑早已不用这种构件做建筑的承重构件,但是“斗拱”早已成为中国建筑史乃至民族建筑形式的象征符号。

唐代的斗拱最能反映其建构意义:第一,它起着承上启下、传递荷载的作用;第二,它向外出挑,可把最外层的桁檀挑出一定距离,使建筑物出檐更加深远,造型更加优美、壮观;第三,榫卯结合是有着良好的抗震作用。在唐代大型建筑的斗拱构件中,每一部分各司其职,没有一个部分作为纯装饰的构件(见图2)。不像清代斗拱的过于精致繁冗,而且其宏大的尺度也给整个建筑坚定有力稳固的感觉。相比之下宋代之后皇家建筑的斗拱构造越来越复杂与繁琐,逐渐沦为装饰,厚重的彩画几乎完全掩盖了木材自身的特性。

就当代建筑而言大部分建筑采用混凝土作为框架承重,木材只作为饰面装饰材料或是建筑遮阳体系。随着木结构逐渐被遗弃,传统木构筑精湛的工艺技术也开始衰落。当人们怀恋木材的亲和力和追忆传统文化、希望传承文脉时,又会想要延续木材的建构“表现性”。最后,不得不用混凝土撑起整个建筑,用木构架、木质板材和杆件在立面和室内做出丰富的表皮以掩盖其混凝土的本质。此时,“木材在视觉上的‘浅薄感’实际上某种程度上‘忠实’和‘清晰’地揭示出其自身所起的表皮装饰性功能。”

4 木构在建筑实例中的应用

4.1 传统木结构的连接方式及意义

榫卯是我国古代建筑、家具等木制器材的主要结构连接方式。其意义就是将结构各部件结合成统一的整体。通过榫卯结构传递荷载,使整个结构体系受力均衡、稳定坚固。明确的传力,良好的韧性和紧密性,构造简单这正是木构建筑的亮点。

与绑扎结合、钉结合等相比,榫结合的优点在于强度最大,同时也最为美观。且木质榫卯是一种柔性的连接,具有极好的弹性,使连接的部位具有一定程度的自我恢复能力,形成动态平衡。传统的榫卯结构一是解决功能性问题,二是承担着形式的表达。如上文所述,“斗拱”是榫卯技术的集中体现。

4.2 建筑中“木材建构”的技术升华

木结构是一个丰富且有历史并且已经相当完整的结构形式。

现代建筑对于木材常见的连接方法有:齿连接,螺栓连接以及钉连接(见图3)。虽然现代高科技的建筑技术为建筑带来了更多的可能性,但是,木材特有的结构属性始终存在,木材建构的“真实性”也为越来越多的建筑师所关注。

汉诺威世博会的日本馆,安藤忠雄的理念是用现代的建造方式体现日本传统的建筑木材料。建筑在地面以上由胶合木梁柱体系支承,正面和背面都是条状木板做成的弧面外墙。该建筑使用的是集成木材这样的现代材料,以节点放大的方式仍很好表达了斗拱的构成美。但是,木材在建筑的外立面上,只是以板条的形式附在建筑的表面上,除了给人们带来木材与混凝土材料不同的质感之外,没有体现出木材作为建筑的构成元素的结构特性。木材在这里只是一种装饰和表达构成方式的材料。

5 结语

木材作为建筑材料,它的使用贯穿了人类的整个建筑史。一些古老的工艺虽然不再广泛的应用,但是这些传统技术体现的建筑设计上的建构意义却为现代建筑提供了思维方式的源泉。建筑师应当以诗意的眼光去理解材料的建造过程,用革新的手段和现代的思维方式让传统的木材真正的与时俱进,体现木材建构的“本体性”与“再现性”。

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Abstract: The paper introduces the concept and elements of construction, analyzes the role, features and status of wood in architectural design, describes the connection methods and creative techniques of traditional wood structure in architecture, and finally points out that: wood has significant meaning for modern architecture construction and creation.

Key words: wood, construct, architectural design, wood structure

Discussion on the construction meaning of wood in architectural design

Li Qinghong Feng Yongmin

(CollegeofArchitecture,HebeiUniversityofEngineering,Handan056038,China)

2016-03-19

李庆红(1969- ),女,硕士,教授,国家一级注册建筑师,国家一级人防工程师; 冯永民(1989- ),男,在读硕士

1009-6825(2016)15-0111-02

TU531.1

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