【主講人】：馬莊

 

【簡介】：北京凱康嘉禾木結構工程有限責任公司（中建節能合作單位）行政人力主管

 

【講座導讀】：本期【綠建大講堂】由多年從事木結構建筑工作的馬莊為大家介紹中國木結構建筑的歷史發展以及木結構建筑的主要結構和發展前景。

 

【講座實錄】

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

    如題1所示，從考古專家發現浙江余姚河姆渡干闌式木結構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構已歷經百年甚至千年，如遼朝(1056年)修建的山西應縣木塔和懸空寺距今已有1000多年的歷史，仍然保存完好。

山西應縣木塔

由木結構懸空而建懸空寺

    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，所在區域木材豐富，而石材稀缺，同時木材較石材容易加工，節省人力。

 

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，周而復始”，蘊含的是“永恒”的意思。我國最古老的經書——《易經》，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》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。

   

4、另外古人思想中“木代表生命，石象征死亡”的傳統觀念，決定了中國古人用木料建造房屋，而只用石料修建墳墓。

 

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

 

正因上述原因，木結構建筑技術在我國歷代不斷發展完善，形成在世界體系中獨樹一幟的特點。

 

    唐代木結構技術的發展：

 

    唐代，我國古代木結構建筑已形成一套嚴整的制作方法。

   

    古人根據實踐經驗采用梁、柱式的木構架建筑，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，至今仍聳立著的應縣木塔就充分體現了木結構自重輕、能建造高

聳結構的特點。

  

    在木結構的細部制作方面，采用干燥的木材制作結構，并使結構的關鍵部位外露于空氣之中，可防潮而免遭腐朽;在木柱下面設置礎石，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構;在木材表面用較厚的油灰打底，然后油漆，除美化環境外，兼有防腐、防蟲和防火的功能。

 

    宋代木>構技術的發展：

 

    到了宋代，建造木結構框架房屋技術得到了進一步發展。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構房屋建筑的設計、施工、材料以及工料定額的法規。

 

    北宋時期李誡主編了《營造法式》一書。是中國第一部木結構房屋設計、施工、、材料以及工料定額的法規。《營造法式》中房屋設計規定“凡構屋之制，皆以材為祖。材有八等，度屋之大小，因而用之”。就是將構件截面分為-種，根據跨度的大小選用。后人按材料力學原理核算，發現當時木構件截面與跨度的關系符合等強度原則，說明中國宋代已能通過比例關系選材，體現出梁抗彎強度的原理，這在力學史上也是一個非常大的進步。

 

    古人的智慧真的是讓現代人難想象。很多傳統的木結構技術特點在現代仍然沿用著。

 

    中國匠師在幾千年的營造過程中，積累了豐富的技術工藝經驗。

 

    古代木結構建筑構件的特點：我國古代木結構建筑與構件相關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的是浙江余姚河姆渡干闌式木結構。

 

2、榫卯為榫頭卯眼的簡稱，是一種傳統木工中接合兩個或多個構件的方式。

 

3、其中構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、各個構件之間的結點以榫卯相吻合，構成富有彈性的框架。榫卯是極為精巧的發明，這種構件連接方式，使得中國傳統的木結構成為超越了當代建筑排架、框架或者剛架的特殊柔性結構體，不但可以承受較大m荷載，而且允許產生一定的變形，在地震荷載下通過變形抵消一定的地震能量，減小結構的地震響應。

5、當榫卯結構應用于房屋建筑后，雖然每個構件都比較單薄，但是它整體上卻能承受巨大的壓力。這種結構不在于個體的強大，而是互相結合，互相支撐，這種結構成了后代建筑的基本模式。

 

    木結構房屋抗震案例：

 

    云南省魯甸縣龍頭山鎮，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”，當時睡在底樓的兩個小孩因此而躲過一劫。

昭通市魯甸縣的一座古建筑——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，卯榫環環相扣”的建筑在多次地震中“完好無損”。

 

    榫卯結構分類：

（1）按構合作用分為三大類：面與面、點結構、構件組合。  

（2）按結構歸類，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 構構件，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，造形更加優美、壯觀。  

 

5、唐、宋時，斗拱同梁、枋結合為一體，除上述功能外，還成為保持木構架整體性的結構層的一部分。

 

6、明、清以后，斗拱的結構作用蛻化，成了在柱網和屋頂構架間主要起裝飾作用的構件

 

斗拱已成為古建筑鑒定的最主要的依據

 

    古代木結構建筑屋頂造型：

 

    中國木結構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。

 

    木結構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、柱式的木構架溶為一體的中國木結構建筑藝術別具一格，并在宮殿和園林建筑的亭、臺、廊、榭中得到進一步發揚，是中華民族燦爛文化的組成部分。

 

    古代木結構建筑構件的特點：

 

    中國木結構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。

 

    古代木結構建筑屋頂造型：

 

    古代木結構建筑——天圓地方亭

 

    古代人們認為天在上，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。

 

古代木結構建筑—天圓地方亭

 

    近代及現代木結構建筑情況：

 

    近代木結構建筑是在產業革命以后，隨著房屋和橋梁的建設而m展起來。

 

    20世紀80年代，由于可用于木結構建筑的木材資源緊缺，木結構建筑基本停滯發展20余年。

 

    近年來，隨著木結構建筑環保優勢的凸顯，木結構設計和加工技術的發展，人工林開發為木材供應提供了保障，再加上相關法規的建立，使得我國木結構建筑市場又漸活躍。

 

    如今，與過去20 年相比，由于經濟發展和生活水平的提高，人們更加注重居住環境的改善，木結構房屋的需求量逐年增大，從休閑農業、旅游地產的木制景觀、木屋，到木制別墅、多層木結構住宅、大型公共建筑，發展非常迅速，越來越多的國內外企業看好我國木結構建筑市場，從事木結構房屋及其材料生產和銷售的公司紛紛涌現。

 

    輕型木結構住宅在國內特別是在上海、北京、江浙、東北等地區的涌現，也帶動了內地中西部木結構建筑業的起步和發展。

 

    當代木結構綠色建筑的發展之路：

 

    我國木結構建筑產業發展應圍繞著國家綠色產業政策，發展可持p、循環經濟目標，以科技創新為先導，以研究開發和示范推廣木結構示范項目為重點，以合理利用森林資源、保護生態環境為目標，走中國特色的木結構發展之路

    

    當前，世界各國共謀恢復全球經濟增長，發展低碳經濟、綠色經濟已是大勢所趨，成為世界各國搶占未來經濟制高點的重要選擇。

 

    作為四大碳匯之一的森林，在發展低碳經濟、減緩全球氣候變暖中具有特殊作用，低碳經濟發展不能缺少森林及其相關產業。

 

    當代木結構綠色建筑的發展之路：

 

    從全球范圍來看，這一產業鏈上的e結構對于低碳排放非常重要。由于具有天然、環保、節能等許多優點，全社會的環保意識在不斷增強，營造綠色建筑、健康住宅正成為越來越多的開發商、建筑師追求的目標。

 

    因此，無論是我國傳統的木結構建筑，還是北美、歐洲等地廣泛使用的現代木結構建筑，無不印證了木結構建筑在人類生活中的重要性。

 

    綠色建筑與自然和諧共生，將實現經濟與人口、資源、環境的協調發展。

 

    木材自身具有天然的環保屬性，同時木結構建筑可以拆卸，可以遷移，沒有過多的建筑垃圾，所以，如何將木結構迅速發展為綠色健康產業是值得業界關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。主要從事與木結構相關l品的研制開發、生產施工、對外出口等。曾參與故宮修復、2008北京奧運會、蘆城亞運會、濟南全運會等大型項目的建設。目前公司致力于太陽能木屋等綠色節能產品的開發。