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北歐現(xiàn)代木結構建筑的繼承與創(chuàng)新 | 建筑材料

北歐現(xiàn)代木結構建筑的繼承與創(chuàng)新 | 建筑材料

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摘要


隨著我國經濟的快速增長,建筑大規(guī)模快速建設的同時,文脈斷層等問題相繼凸顯,生態(tài)問題日益嚴峻,建筑可持續(xù)發(fā)展問題亟需解決。現(xiàn)代木結構建筑從材料形式、文脈傳承、技術理念等方面很好的回應了當前建筑可持續(xù)發(fā)展問題。北歐地區(qū)是現(xiàn)代木結構建筑相關研究與實踐的領先地區(qū)。筆者基于對現(xiàn)代木結構建筑相關材料、性能等方面的研究,結合文獻梳理與實踐案例分析,介紹北歐現(xiàn)代木結構建筑在地域性表達的策略與現(xiàn)代木材用于高層建筑建造的探索,來闡述北歐現(xiàn)代木結構建筑的繼承與創(chuàng)新。旨在以他山之石為我國現(xiàn)代木結構建筑可持續(xù)發(fā)展提供借鑒。


關鍵詞:現(xiàn)代木結構建筑、可持續(xù)發(fā)展、地域文化、北歐地區(qū)


引言


北歐(Northern Europe),又稱北歐五國,是丹麥、挪威、瑞典、芬蘭和冰島,及其附屬領土法羅群島、奧蘭群島和斯瓦爾巴群島的統(tǒng)稱[1]。北歐地區(qū)地廣人稀,除冰島外,其余四國的森林覆蓋率極高,這為北歐木結構建筑的發(fā)展奠定了良好的資源基礎。在這里90%以上的獨立式住宅由木材建造[2]。同時北歐國家極其注重自然環(huán)境的保護利用以及木結構建筑的文脈延續(xù),在現(xiàn)代木結構建筑相關研究、探索實踐中位居世界前列。


2007年10月,十七大報告首次把建設生態(tài)文明寫入黨的報告,隨著相關政策的不斷出臺,生態(tài)文明建設成為我國國家發(fā)展理念的重要指導思想。現(xiàn)代木結構建筑因其低碳環(huán)保,建設廢料少等優(yōu)點成為實現(xiàn)國家生態(tài)文明建設的有效途徑之一。筆者所在工作室有幸與瑞典達拉納大學共同展開國際合作,共同研究課題《預制木質建筑研究進展及其在鄉(xiāng)村的應用探討》,本文借此課題,通過文獻解讀、案例分析等方式,學習瑞典所屬北歐地區(qū)的預制木結構建筑相關研究進展、設計策略及實踐探索,以期為之后的研究奠定基礎。


北歐森林中的木建筑

圖片來源:https://image.baidu.com/search/index?


01現(xiàn)代木結構建筑概述


現(xiàn)代木結構建筑是指部分或全部構件在預制工廠中生產制造,繼而運輸到現(xiàn)場,采用特定的安裝機械和安裝方式將構件進行現(xiàn)場組裝,使之成為具備使用功能的建筑。現(xiàn)代木材不僅僅具有樹木本身的特征與優(yōu)勢,與傳統(tǒng)木材相比在材料加工方式上有顯著區(qū)別,因此現(xiàn)代木結構建筑在功能性上(如防火、防腐、防水性等)有較大提升。現(xiàn)代木結構建筑的耐久、耐候[i]等性能是建筑可持續(xù)發(fā)展的基礎,因此有必要了解木材的相關優(yōu)勢以及基于現(xiàn)代技術、方法處理后的性能提升。


注釋[i]:材料應用于室外經受氣候的考驗,如光照、風雨等造成的綜合破壞,其耐受能力叫耐候性。


1.1

木材材料優(yōu)勢


(1)環(huán)保可再生


樹木因光合作用在生長的過程中吸收二氧化碳,釋放氧氣。吸收的碳轉化為樹木的枝干和樹葉,被儲存起來,研究表明1m3的木材可儲存約1t的二氧化碳[2]。而目前人們做定義的“可再生材料”是在自然物到人工材料的之間的資源轉換,例如礦石轉化為鋼鐵,鋼鐵的“可再生”是從一種形態(tài)到另外一種形態(tài)。木材的“可再生性”則是介于人工材料與自然之間的轉換,作為建筑材料可在建筑物到達全壽命周期是經過微生物的作用真正回到自然,因此木材是最生態(tài)的建材。


(2)自重輕強度高


木材密度相比于其他傳統(tǒng)建筑材料都小,但木材的強度卻很高。木材因其內部結構、年輪生長紋理不同,在各個點方向的力學性能不同,天然木材的強度基本取決于紋理方向,順著纖維和垂直纖維方向會有巨大的性質差異。當受力方向與木紋方向一致時,木材具有較高的抗壓強度。當壓力方向與木紋方向垂直時,其抗壓強度就要弱得多,通常需要增加支撐來阻止彎曲和折斷,這就要求我們在建造時需結合木材的力學性能。


(3)保溫隔熱


由于木材本身構造的特點,細胞內有空腔,形成了天然的中空材料,使得熱傳導速度慢,保溫、隔熱性能好。與其他建筑材料,如鋼材、混凝土等相比,木材熱阻值是鋼材的400 倍,是混凝土或磚的10倍。并且木結構建筑結構體系的中空墻體內填充保溫材料,可以進一步提升建筑圍護結構的整體保溫隔熱性能。


(4)建筑健康


從木材本身的材料特性來說,作為一種多孔材料,除了上文提到其具有天然保溫隔熱的效果,還擁有良好的吸聲特性和吸濕性。同時木材所釋放元素人體生理和心理還能產生積極作用,大量研究證明芳香療法對于生活節(jié)奏高度緊張而引起的身心疾病即所謂“現(xiàn)代病”的治療有良好效果。另外木材的顏色與質地也會讓人產生“溫暖”“舒適”和“放松”的感覺。


1.2


現(xiàn)代木材性能提升


木材作為一種天然高分子生物質復合材料,具有上文所述的自重輕強度高、熱工性好、環(huán)保可再生等優(yōu)點,但當載荷、水、熱、光、微生物等多種因素協(xié)同作用時,木材仍舊存在強度穩(wěn)定性低、耐候性差、易腐易燃等問題。現(xiàn)代木材可以通過物理、化學或生物手段改變木材細胞組織結構或組分[3],以提升其防腐、阻燃、力學強度、等性能。


(1)防火性


長期以來,在人們對于木材諸多缺陷的認識中,防火問題尤為突出。僅從材料、結構角度出發(fā),人們在傳統(tǒng)認知中認為諸如鋼材、水泥和磚石一類的材料是不易燃燒的,但事實上,以上的各種非木質材料在高溫的火災面前,同樣會形變和損壞,從而破壞建筑結構受力最終導致建筑物的坍塌[4]。木材的防火性是指通過特殊處理后,木材本身具有減緩、防止燃燒的性能或受到火焰侵襲時不會快速升溫而遭到破壞。現(xiàn)代木材通常使用水性防火阻燃液處理,可以采用浸漬、噴涂等方法。阻燃液涂覆于木材表面, 使木材具有一定的耐火能力的同時還具有防腐、防銹、耐酸堿、耐水、耐鹽霧等功能。


圖片

木材阻燃劑測試

圖片來源:https://mp.weixin.qq.com/s/_bdy55-FYeLeOB0FmbFO3g


(2)防腐性


木材的腐朽和蟲蛀也是尤為突出的問題,現(xiàn)代木材通常通過專業(yè)化學防腐劑進行浸泡,從而加強防腐性以及阻隔蟲類對木質纖維的破壞。近些年隨著環(huán)保意識日益增強,以及不依賴于化學試劑,無毒、無害和無污染等優(yōu)點。生物防治、植物源提取物改性、生物漂白及生物染色等綠色木材功能性改良技術也成為重要的研究方向[5]-[6]。例如,大尺度木材全通透精準改性技術是近年來木材功能改良領域的重大突破,通過木材細胞壁微通道疏通、流體加壓滲透、改性成分原位固著及反滲控制等手段,將防潮、防水、防蟲、防腐等功能修飾組和反應助劑有序導入木材內部,達到“定向精準”木材功能性改良效果[7]。


(3)力學性能


隨著對木材研究的不斷深入以及科技水平的提高,木材也在不斷的在打破以往人們對它的認知,創(chuàng)造了越來越多的可能性。根據美國馬里蘭大學最新研究成果[8],通過去木素-熱壓法將原生木材直接處理成為一種超強超韌的高性能結構材料,強度可以媲美鋼材,但卻約是鋼材自重的1/7。該實驗方法主要通過熱壓法最大程度壓縮木材,使木材達到最大致密化,消除了原生木材中的結構缺陷,且保留纖維素的有序排列,從而大幅度提高木材的多方面強度指標[9]。這種方法對各種木材樹種都普遍有效,是一種成本低廉生產輕質超強結構材料的新方法 。


圖片

超強木材的制備示意圖和機械性能 

圖片來源:Nature


02北歐現(xiàn)代木結構建筑繼承與創(chuàng)新


2.1


北歐現(xiàn)代建筑特征概述


北歐的國家以及島嶼位于歐洲北部的斯堪的納維亞半島,所以北歐也被稱為“斯堪的納維亞國家”。這里靠近北極地區(qū),擁有廣袤的森林以及豐富的海岸線。過去的一個多世紀中受歷史背景和地域文化的影響,北歐的建筑風格經歷了從民族浪漫主義、新古典主義、功能主義、有機建筑到現(xiàn)代主義及后現(xiàn)代主義建筑的漫長發(fā)展階段[10]。期間涌現(xiàn)了一批杰出的建筑師,如瑞典的艾瑞克·阿斯普倫德、芬蘭的阿爾瓦·阿爾托等。


圖片

北歐冬季美景

圖片來源:https://image.baidu.com/search/index?


20世紀以來,隨著現(xiàn)代主義的盛行,各國的建筑發(fā)展開始經歷一條幾乎相同的現(xiàn)代化過程,北歐建筑卻沿著一條更為謹慎的道路發(fā)展,在吸收接納現(xiàn)代主義的同時秉持著獨立的分析與批判——基于特殊的地理環(huán)境,與地域文化背景,北歐建筑在文化理念相互碰撞與融合過程中形成了獨特的地方建筑特色。因此北歐現(xiàn)代建筑體現(xiàn)出保證傳統(tǒng)、地域特色與自然環(huán)境和諧的基礎上不失現(xiàn)代功能與技術要求的特征。


2.2


繼承傳統(tǒng)——北歐現(xiàn)代木結構建筑地域性表達策略


北歐建筑的地域主義經歷了漫長而又復雜演變過程,過程中的思潮與運動造就了北歐建筑的與眾不同,但這些思潮與運動本質是通過繼承地域性的建筑文化,防止外來建筑文化的強勢輸入。


木結構建筑是北歐地區(qū)重要的建筑文化傳統(tǒng),如何形成具有地域性特征的木結構建筑,在北歐地區(qū)主要有以下三種觀念:


(1)主張從傳統(tǒng)木構建筑本身出發(fā),將其直觀材料、結構、外形、圖案以及手工藝等要素,挖掘其傳統(tǒng)形式轉化為現(xiàn)代建筑語匯。


(2)基于建筑與外部場地關系,思考木結構建筑如何利用適宜技術回應自然環(huán)境。


(3)從建筑空間精神出發(fā),基于特殊的自然文化背景以及民族精神度來傳承和發(fā)揚傳統(tǒng)木建筑的地域文化。


筆者基于以上三種觀念,選取具有代表性的建筑設計師觀點以及相關案例進行論述。 


2.2.1 傳統(tǒng)結構形式的提取與轉譯


傳統(tǒng)建筑結構形式,是傳統(tǒng)智慧的體現(xiàn),集合了當地人們對地區(qū)環(huán)境的回應、結構的合理化處理以及民族文化表達等諸多因素,最大化地發(fā)揮了材料特征,從而得出具有適宜性的結構形式。北歐的傳統(tǒng)木建筑起源于斯堪的維納亞地域以及芬蘭和斯拉夫地區(qū),建筑為“井干式”原木搭建。建筑的墻面有由原木堆砌而成,原木橫倒,層層疊放,故而墻壁的厚度等于原木的直徑,墻壁之間的連接使用簡單的榫卯結構,原木上開槽,使之扣合。常見的開槽方式有兩種:1、原木單側開半圓槽 2、原木兩側開方槽。


圖片

“井干式”原木搭建木屋

圖片來源:https://www.meipian.cn/1how78aa


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原木單側開半圓槽 & 原木兩側開方槽

圖片來源:筆者自繪


而如今,隨著科學技術的快速發(fā)展,傳統(tǒng)木結構形式已不能滿足現(xiàn)代人們的生產生活方式,因此現(xiàn)代木建筑不可避免對其結構形式進行優(yōu)化、改變——對傳統(tǒng)木建筑結構邏輯加以保留,其概念邏輯移植于新建筑,并以適宜時代功能需求的形式表達出來。例如芬蘭的卡薩馬教堂,建筑內核墻壁使用傳統(tǒng)“井干式”的結構框架,材料則是現(xiàn)代工廠加工5x5英寸規(guī)格木材,建筑墻體轉交部位的連接處理采用傳統(tǒng)手工鋸、鑿方式完成,形式上進行優(yōu)化與簡化,木材不再“出挑”,外墻平直,方便空間利用。營造方式上,采用原木框架在工廠進行預制安裝,待基礎完工時再將框架移動就位,最后安裝余下的墻體。


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卡薩馬教堂建筑實拍

圖片來源:谷德設計網


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墻體轉交部位連接處理

圖片來源:谷德設計網


卡薩馬教堂保留了北歐傳統(tǒng)木結構的邏輯特點,同時基于現(xiàn)代空間使用原則將形式簡化。其結構外露,不加裝飾,以清晰明確的連接節(jié)點體現(xiàn)了結構美學。加入現(xiàn)代化的營建方式,更加高效、準確。


2.2.2 適宜技術回應場地環(huán)境


適應環(huán)境是地方主義建筑的基本特征。在北歐特有的地理氣候條件下,有效利用資源,將自然環(huán)境與功能空間自然結合適應于當地環(huán)境,是北歐建筑師世代所遵循的。諾伯格-舒爾茲從自然環(huán)境的角度論述了挪威當代建筑中的地方主義,他認為,挪威國土大多為山脈與森林,地形復雜而多變,加之一年之中的漫長冬季,使挪威人對地形與日光的微妙變化十分敏感,因而在建筑設計中注意對地形和日光的利用幾乎成為建筑師的本能,這本身就構成了一種傳統(tǒng)[11]。


在挪威斯瓦爾巴特群島科學中心設計中,整個建筑被支撐起來,使得風雪能從建筑底部空間通過,從而阻隔建筑內部熱量被地面下永久凍土帶吸收,避免建筑沉降的發(fā)生。同時建筑圍護木板外覆蓋了一層銅板旨在提升建筑內保溫性能。建筑整體不規(guī)則的形體大部分墻體采用向內傾斜的形式,所形成斜面窗口以及出挑的屋檐避免了建筑內部眩光的產生。 


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挪威斯瓦爾巴特群島科學中心

圖片來源:ArchDaily


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不銹鋼柱支撐建筑 & 建筑外層覆蓋銅板

圖片來源:ArchDaily


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建筑內部木質結構 & 建筑斜面窗口

圖片來源:ArchDaily


2.2.3 傳承地域文化的深層次探索


芬蘭現(xiàn)代主義建筑大師阿爾瓦·阿爾托扎根芬蘭民族文化,探索了一條與自然和諧共處的現(xiàn)代地域性建筑創(chuàng)作之路,受到世界建筑界的廣泛認可和贊譽。阿爾托建筑創(chuàng)作中地域文化特征表達源自于對自然環(huán)境、民族文化的深刻認知與熱愛。


(1)阿爾托建筑創(chuàng)作中環(huán)境淵源


芬蘭南鄰芬蘭灣,西瀕波的尼亞灣,海岸線長1100多公里,境內湖泊星羅棋布,森林景觀優(yōu)美。由于部分國土地處北極,太陽光線入射角度低,極晝和極夜會隨季節(jié)交替出現(xiàn),因此光影效果奇異,人們對光線也更為敏感與珍惜。優(yōu)美的自然環(huán)境造就了北歐人與生俱來親近自然的特質,阿爾托也深受感染,如他年邁時所說“將大地體驗成能動的平衡——教會我人類應如何對待自己的棲息環(huán)境,人類可以用負責任的積極態(tài)度對待自然,也可以以無所謂的破壞方式消極對待自然。”[12]


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芬蘭湖畔美景&極光美景

圖片來源:https://image.baidu.com/search/index?


阿爾托積極提取自然中的元素反映于建筑創(chuàng)作中。蜿蜒湖岸輪廓形式的呈現(xiàn)、森林空間意向體驗的重構、自然光線的刻畫等都是他建筑地域性創(chuàng)作中的主要表達的方式。 例如在瑪利亞別墅的設計中,場地設計中的自由曲線形布置,自由邊界的泳池像是在自然狀態(tài)下形成的池塘,建筑的重點部位運用自由曲線形體,入口處的雨棚,轉角的畫室等,曲線的自由靈動,喚醒人們對優(yōu)美湖泊和地景的聯(lián)想。在建筑室內阿爾托采用不規(guī)則間隔排列的圓柱對空間進行劃分,以及建筑立面中木格柵的使用,呼應了森林中樹木的“豎線”意象。在對光線的處理中,阿爾托基于使用功能為房間設計了不同的窗戶,一層的起居室與音樂室開大面積開窗,室內室外景色互相滲透;二層的兒童游戲室開有頂部圓形天窗,帶來充足的日照光線,畫室則通過開側窗來獲取更多的北側陽光;臥室窗戶則采取異形飄窗來避免陽光直射。 


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(2)阿爾托建筑創(chuàng)作中文化淵源


對民族文化的認同與熱愛是阿爾托地域性建筑創(chuàng)作的另一大原因。芬蘭在歷史上先后由瑞典、俄國殖民統(tǒng)治,受到芬蘭民族獨立運動的深刻影響,民族意識覺醒,追求民族認同以及建筑文化傳統(tǒng)的繼承,建筑師們將注意力轉向遙遠偏僻的東部卡雷利地區(qū)的傳統(tǒng)建筑,這一地區(qū)也曾是芬蘭民族精神的發(fā)源地。卡雷利地區(qū)的傳統(tǒng)建筑布局通常為幾個建筑體量松散圍合,庭院向環(huán)境一側開敞;內部將單獨的、高大的壁爐空間作為主要空間,位于房間角落一側,用以進餐或家庭聚會等,稱為“tupa”[13]。


在瑪利亞別墅中阿爾托將建筑以2組”L”形建筑圍合成“U” 形區(qū)域,三面比較封閉,一側向森林敞開,建立一個與自然互動融合的空間場所,也是對芬蘭傳統(tǒng)住宅院落的回應。一層空間則采用傳統(tǒng)民居中“tupa”的形式,對芬蘭人傳統(tǒng)生活中的壁爐做為重點,精心設計,將其布置于房間一側。將起居、餐飲、廚房功能于一體,通過格柵鋪裝劃分,功能彼此獨立卻又相互聯(lián)系,體現(xiàn)現(xiàn)代筑建筑追求自由的特點。


圖片

瑪利亞別墅起居空間

圖片來源:http://www.museo-opas.fi


2.3


面對創(chuàng)新——現(xiàn)代木材應用于高層建筑建造


區(qū)別于傳統(tǒng)認知中木材只能應用于低層建筑建造的印象,北歐地區(qū)依托于其發(fā)達的科技平臺,基于現(xiàn)代木材的優(yōu)越性能探索純木結構在高層建筑建造中的應用,為現(xiàn)代木結構建筑廣闊的前景的發(fā)展提供了經驗。


2.3.1 項目基本信息


項目名稱:瑞典Kajstaden公寓


位置:瑞典韋斯特羅斯市


設計公司:C.F. M?ller Architects


建筑面積:1836平方米


建筑層數:9層


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瑞典Kajstaden公寓

圖片來源:谷德設計網


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Kajstaden公寓總平面圖

圖片來源:ArchDaily


2.3.2 建筑設計理念


在設計之初,CF公司為此項目的定位為“該地區(qū)的地標和可持續(xù)未來的基準”,因此在設計中不僅僅考慮建筑單體而是充分考慮建筑與周邊的關系,建筑所在的區(qū)域被設計為一個可持續(xù)街區(qū)理念,考慮人們的行為活動將周圍的自然元素納入形成一個綠色運行系統(tǒng),例如人們出行時,可以選擇近湖的共享電動船、新能源公共交通或是自行車等低碳交通方式。


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可持續(xù)循環(huán)理念設計圖

圖片來源:ArchDaily


2.3.3 材料環(huán)保可再生


基于以上項目定位,建筑師希望首先考慮建筑材料以及工業(yè)木材技術應對環(huán)境與氣候問題,因此在設計之初確定采用正交膠合木(Cross-Laminatied Timber由至少三層實心鋸材或復合材垂直正交膠合而成的一種實心工程木產品,以下簡稱CLT),CLT板材具有建筑承重受力時能充分利用木材順紋向的抗拉強度高,橫紋向抗壓強度高的特點[14]。


CLT板材之間采用木螺栓和部分釘接板連接,“當達到報廢年限時,建筑物可以被很快拆除,構件可以再循環(huán)用于其他簡單的建筑上;或者將構件進一步轉化成刨花板等建筑材料再回收利用;或者再進一步轉化成紡織品纖維、紙漿等原料。最終的材料還能作為燃料來供暖。” 項目設計人Ola Jonsson說 。 


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公寓CLT結構&板材釘接構造圖

圖片來源:ArchDaily


2.2.4高層純木結構探索


Kajstaden公寓除基礎采用預制混凝土外,建筑的墻、樓板、陽臺、電梯井、樓梯間全部采用CLT板材,是一棟純木結構的建筑。高層木構建筑一般屬于剪力墻承重體系,其豎向的荷載承重能力相對充足,由于高度的原因,建筑立面所受風荷載大,如何抵抗水平方向上的荷載成為木結構在高層建筑使用中的一大難題。


為了解決上述問題,當前實踐主要采取使用混合結構的策略解決,即利用混凝土或者鋼結構主要抵抗水平荷載,同時利用木結構承擔豎向荷載,例如加拿大UBC的18層公寓即采用了混凝土核心筒與木結構組合形成的混合木結構體系。


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UBC公寓木混結構 & Kajstaden公寓純木結構

圖片來源:筆者自繪


Kajstaden公寓為保證純木結構的安全使用,主要在結構上采取兩方面措施:一方面在結構設計上,整體建筑結構為北側單向少墻的CLT剪力墻體系,在樓梯、電梯間等關鍵部位設置長且厚的剪力墻并在衣帽間與衛(wèi)生間之間增加了結構穩(wěn)定墻。另一方面增強連接處的節(jié)點設計,墻體與樓板之間以釘連接為主要連接構造,這種連接構造的優(yōu)點是具有適合的強度,同時具有足夠的柔性,能夠分解震動力的破壞[15]。


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公寓標準層平面圖 & 墻體與樓板釘接構造圖

圖片來源:左圖筆者改繪;右圖來自ArchDaily


2.2.5建筑預制與施工


建筑采用工廠預制構件的生產和裝配式建造方式,確保了建筑材料的精準性與模塊化,膠合板采用高精度的加工數控技術(CNC),全部構件在工廠預制完成,每層樓可以做到由四個工匠用三天的時間建造完成。


2.2.6小結


使用木材建造住宅在北歐有著悠久的歷史,現(xiàn)代科學的進步,為木材的使用提供了多種可能。正交膠合木等現(xiàn)代工程木材的出現(xiàn),使得現(xiàn)代高層住宅建筑能夠利用木材進行搭建。


設計公司從宏觀層面,將Kajstaden公寓設計為由周邊場地環(huán)境所組成的社區(qū)可持續(xù)系統(tǒng)中的重要組成元素,更加全面、系統(tǒng)的考慮了人們生產生活行為在此系統(tǒng)中的可持續(xù)方式,在材料選擇以及結構連接方式上呼應生態(tài)、可持續(xù)的主題,純木結構體系創(chuàng)新與預制化建造施工則體現(xiàn)了現(xiàn)代建造技術的準確、高效。


03我國現(xiàn)代木結構建筑發(fā)展策略思考


現(xiàn)代木結構建筑的發(fā)展首先離不開木材資源的發(fā)展。改革開放以來,中國的林業(yè)建設取得了舉世矚目的成就,在維護林區(qū)穩(wěn)定、林業(yè)有序發(fā)展的基礎上,實現(xiàn)了森林面積從減少到增長的轉型變化[16]。近幾年我國森林覆蓋增長速度有所加快,木材產量趨勢逐漸上升(如下圖所示),2018年木材產量已達到8810.86萬立方米[17],由此可見我國林業(yè)及相關產業(yè)發(fā)展趨勢良好。目前,我國木材主要通過國外進口,在國家一帶一路戰(zhàn)略推廣下,發(fā)展木材外貿有助于我國與其他國家加強國際合作。


推廣現(xiàn)代木結構建筑在我國發(fā)展具有戰(zhàn)略意義同時也推動了我國林業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展。


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2002-2018我國木材產量趨勢圖

圖表來源:筆者自繪 數據來源:2002-2017年份數據來源于國家統(tǒng)計局數據庫,2018年數據來源于中國林業(yè)和草原統(tǒng)計年鑒


3.1


政策建議方面


3.1.1 林業(yè)資源可持續(xù)管理


近幾年,中國涉林規(guī)范性文件發(fā)布數量持續(xù)上升,并建立了較為完善的政策支持體系和法律體系,但森林撫育是中國林業(yè)政策關注的相對薄弱點[ii]。森林撫育強調樹木生長的更新需求,通過適當采伐調整幼齡林、中齡林、近熟林和成熟林的分配結構與密度,改善樹木生長環(huán)境,從而提高木材產量與質量。對此,可積極學習林業(yè)發(fā)達國家的森林采伐管理制度。例如,瑞典人工林采伐政策中根據樹木生長的不同階段采取不同培育措施(如下圖所示),有效實現(xiàn)了保護森林資源和樹木的及時更新代謝,形成越伐越多的良性循環(huán)。


加強森林撫育的同時應大力發(fā)展人工林,適度調整放寬天然林采伐政策。目前,受我國禁止天然林商業(yè)性采伐政策影響,木材大量依靠國外進口,雖然有利于林業(yè)的國際外貿合作,但由于進口價格較高,一定程度上阻礙了我國木結構建筑的發(fā)展。因此我國林業(yè)相關政策應大力支持發(fā)展人工林與速成林,以及開發(fā)竹木、秸稈木等復合材料的應用,盡可能降低建造的成本。基于天然林儲蓄量不斷增長的情況,針對森林的更新需求,可適度調整禁止采伐的要求。


注釋[ii]:關于森林撫育最具代表性的文件是1988年原林業(yè)部發(fā)布的《封山育林管理暫行辦法》和 2013 年《國家林業(yè)局關于切實加強天保工程區(qū)森林撫育工作的指導意見》,在1949年以來涉林規(guī)范性文件中總量相對偏少。


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瑞典人工林采伐管理措施

圖表來源:筆者自繪  數據來源:https://mp.weixin.qq.com/s/2ks5TfQJbrYLn_WoL8VH-A


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瑞典森林儲蓄量分析

圖表來源:瑞典森林協(xié)會https://mp.weixin.qq.com/s/2ks5TfQJbrYLn_WoL8VH-A


3.1.2 延續(xù)木結構建筑傳統(tǒng)文化


當前木結構建筑造價成本較高,市場配置無法發(fā)揮決定性作用,仍需政府引導建設。我國自古很多地區(qū)使用木結構建造建筑,大量木結構傳統(tǒng)民居保留至今延續(xù)著地方的傳統(tǒng)文化。對于有著木結構建筑更新、新建需求的傳統(tǒng)的村落、民居,需加大對財政補貼和稅收優(yōu)惠等典型政策支持的力度,同時關注從事木結構建筑的企業(yè),予以適當力度的扶持。這對于我國傳統(tǒng)木結構建筑文化傳承有著重大意義。


3.2


設計表達方面


國內外大量優(yōu)秀建筑師從傳統(tǒng)木構的形式之美出發(fā),利用現(xiàn)代工程技術進行適宜當代建筑功能要求的地域性表達,例如上文所述芬蘭建筑大師阿爾瓦·阿爾托,在文化邏輯呈現(xiàn)中的方式與實踐是值得借鑒的。現(xiàn)代木結構建筑能夠從傳統(tǒng)文化的諸多方面尋求突破口:對材料文化內涵的發(fā)掘、傳統(tǒng)形態(tài)和符號的轉譯、結構形式的提取與表現(xiàn)、傳統(tǒng)空間的意向表達與哲學精神詮釋,從而使得現(xiàn)代木結構從不同角度創(chuàng)造性地回應傳統(tǒng)文化在建筑中的表達。


3.3


建造技術方面



3.3.1 傳承地方技術


如前文所述,一個地區(qū)木質建筑的傳統(tǒng)技術是對這一地區(qū)自然環(huán)境、本土材料的回應,也是當地文化傳統(tǒng)長時間積淀的具象表現(xiàn)形式。相較于工廠化預制生產,這種“低技”的傳統(tǒng)手工建造方式,歷經了時間的證明,是經濟且成熟可行的建造方式。通過對地方文脈梳理或與地方工匠的交流學習,從建構過程著手進行材料、結構的基礎研究,并最終形成在技術層面上根植于地域文化的木結構建筑技術。


3.3.2 推動技術進步


目前我國主要從歐洲、北美、日本等木結構技術發(fā)達國家引進成熟的木結構建筑體系,這些體系根植于西方文化之中,直接用于我國的建筑市場中一定程度上阻礙了我國現(xiàn)代木結構建筑體系的發(fā)展,因此引進國外先進技術時需徹底學習其技術本質和整體設計邏輯,結合我國具體國情與地區(qū)情況加以重構。此外加快制定木結構建筑相關規(guī)范形成標準體系,是推動我國木結構建筑技術進步的關鍵。


3.3.3 滿足現(xiàn)實需求


木結構建筑一方面擁有易于建造的“低技屬性”,另一方面也能結合最先進的技術,不斷突破自身局限,創(chuàng)造出豐富多樣的建筑空間。以上屬性為木結構建筑的地域性傳承與現(xiàn)代建造創(chuàng)新提供了多種可能,但無論是木結構建筑“高技”預制化機械加工模式,還是“低技”傳統(tǒng)手工,建筑建造的前提應是滿足現(xiàn)實的需求,因此在設計建設過程中應根據實際具體情況、建筑的自身特征屬性,在“高技”與“低技”中找到平衡點。


3.4


建筑教育方面


北歐現(xiàn)代木結構建筑呈現(xiàn)出的地域文化特征與先進可持續(xù)建造方式與北歐國家的國情、社會制度以及教育模式密切相關。然而由于近代我國木材建設市場的長期萎縮,間接導致了我國木結構技術領域研發(fā)停滯不前,木結構相關專業(yè)人才較少。因此,對于培養(yǎng)專業(yè)人員,高校需加強開設預制木結構建筑相關專業(yè)課程、選修課或者講座,企業(yè)建立技術中心,培養(yǎng)有實操經驗的技術工程骨干。對于普通大眾來說,更需要宣傳更新對現(xiàn)代木結構建筑的認知,改變“木材易腐、易燃、不堅固”的傳統(tǒng)觀念。因此在木結構建筑的推廣普及過程中應自帶教育屬性,但畢竟“十年樹木,百年方可樹人”,木結構建筑的宣傳教育不可一蹴而就,還需以“文火慢燉”的方式探索其教育發(fā)展的路徑。


04結語


現(xiàn)代木結構建筑的誕生是以現(xiàn)代工程材料出現(xiàn)為標志的,隨著以膠合木為代表的工程木材料的出現(xiàn),傳統(tǒng)木結構建筑完成了向現(xiàn)代木結構建筑的深化發(fā)展。在現(xiàn)代結構科學理論下,通過嚴密計算與科學設計,現(xiàn)代木結構能更廣泛地應用于現(xiàn)代建筑工程之中。當下便是現(xiàn)代木結構建筑技術與產品在我國發(fā)展的最好時期,他山之石,可以攻玉。相信通過學習國外建筑技術、設計理念等可以輔助我國正蓄勢待發(fā)的現(xiàn)代木結構建筑產業(yè)向更加健康、深入和可持續(xù)的方向發(fā)展!


(責任編輯:何雯麗)



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[責任編輯:Susan]

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