■劉 毅胡極航蔡淑杰高建民郭洪武

(1.北京林業(yè)大學材料科學與技術學院，北京 100083；2.吉林省九臺市二道溝林場，吉林九臺 130500)

現(xiàn)代木結構建筑的國產(chǎn)化路徑

■劉 毅1胡極航1蔡淑杰2高建民1郭洪武1

(1.北京林業(yè)大學材料科學與技術學院，北京 100083；2.吉林省九臺市二道溝林場，吉林九臺 130500)

人類對木材有著特殊的情懷，從古至今，木材在人們生活中都扮演著重要的角色。我國古代建筑就多以木結構為主，如應縣木塔、故宮建筑群等，木結構建筑記載著我國歷史文化的變遷。隨著國家經(jīng)濟實力的不斷提高，居民環(huán)保意識的增強，回歸自然的生活觀念也越來越受到人們的推崇和青睞?，F(xiàn)代木結構建筑因其良好的環(huán)境協(xié)調性和環(huán)保性在我國建筑業(yè)獲得了良好的發(fā)展空間。中國入世后，國外關于木結構建筑的設計理念開始影響我國的建筑設計思想。但是，大量引進的現(xiàn)代木結構建筑所用的建筑材料、生產(chǎn)技術及設計風格等各方面都有著明顯的原產(chǎn)國特色。如何實現(xiàn)木結構建筑產(chǎn)業(yè)的中國化，成為現(xiàn)階段我國木結構建筑發(fā)展急需解決的關鍵問題之一。

1 建筑材料的國產(chǎn)化

現(xiàn)代木結構建筑的建造材料與傳統(tǒng)木結構建筑相比，發(fā)生了巨大改變，最明顯的改變體現(xiàn)在木材的使用上。相比于傳統(tǒng)的純原木材料，現(xiàn)在主要使用以木材（或其廢料）為主經(jīng)膠合、熱壓等工藝加工生成的木質復合材料。復合材料的開發(fā)擴大了木材在建筑領域的應用范圍，木材除了起圍護作用之外，還可以作結構材和承重材。例如，木結構工字梁強重比高、加工安裝方便，常作為大跨梁、椽等被應用于住宅、商業(yè)和公用建筑中；另外，單板層積材作為一種實心、高強度、均質的木結構產(chǎn)品，其穩(wěn)定性和防火性能均優(yōu)于實木和膠合木，非常適于用作建筑上的承重材料[1]。隨著科學技術的進步，木材資源正朝復合材料、智能材料和多功能的高附加值材料等方向發(fā)展。新型木質工程材料的迅速發(fā)展，使得木質工程材料在建材行業(yè)占有越來越重要的地位。

目前，國外的木結構建筑在民眾居住建筑（圖1）中所占比例很大，在公共空間（圖2）、商場酒店（圖3）、景觀景點以及教育單位（圖4）也開始大量使用。在美國，木結構建筑已成為主要建筑形式之一，80%的人居住在木結構住宅里，其中獨立式小住宅占主導地位；加拿大的木材工業(yè)是國民經(jīng)濟支柱產(chǎn)業(yè)之一，其木結構住宅的工業(yè)化、標準化和配套安裝技術非常成熟；日本也興建有大量的木結構建筑，其設計理念在國際建筑界享有盛譽。而我國，現(xiàn)代木結構建筑剛剛起步，由于國內人造板產(chǎn)品的質量和綜合性能達不到結構材料的要求，我國木質工程材料大量依賴進口，這極大增加了木結構的建造成本。另一方面，我國嚴格的林業(yè)管理政策，限制了木材資源的開發(fā)利用，也在一定程度上抑制了本土木結構建筑產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

當下，木結構建造技術越來越成熟，我國應完善木材供應鏈，使人工林速生材得到“種植—采伐—應用—種植”的良性循環(huán)。此外，雖然我國人造板產(chǎn)量世界第一，但是在木質結構材料規(guī)?；a(chǎn)技術、產(chǎn)品質量及產(chǎn)業(yè)管理體系建設等方面還存在著很大的不足，產(chǎn)品主要用在家具制造和室內裝飾裝修方面，然而能在室外建筑中應用的卻很少。重視木質復合結構材料的研發(fā)，完善的產(chǎn)品標準，加快建立自有知識產(chǎn)權體系則成為今后促使建筑材料國產(chǎn)化的重點。

2 建筑技術的國產(chǎn)化

相較于我國古代木結構建筑復雜的營造法式，現(xiàn)代木結構的生產(chǎn)、建造趨向于產(chǎn)業(yè)工業(yè)化和信息智能化。一幢建筑從地基開挖到建造成型的過程，可以概括為標準件工廠化生產(chǎn)、計算機模塊設計以及各部件之間的機械化組裝。因而，高質量符合規(guī)范的結構件以及各輔助部件成為影響木結構建筑質量的重要因素。

2.1 木結構建筑設計與建造技術[2]

國內木結構建筑企業(yè)最缺的是木結構設計方面的專業(yè)人才以及相關的生產(chǎn)、施工技術。這些因素嚴重制約了木結構建筑企業(yè)的發(fā)展空間。目前的狀況是一些企業(yè)沒有專業(yè)設計人員，完全照搬北美或北歐的建造體系，受制于人；另一種是僅有效果圖，全靠施工人員憑經(jīng)驗施工，這種方式不可取，因為建筑必須安全第一，這種做法會給建筑留下很多隱患，也擾亂木建筑市場。另外，由于國內缺乏大型構件的生產(chǎn)、成型技術，或缺乏技術標準，使得在公共建筑中使用木結構嚴重受阻。

健全的標準和規(guī)范是保證木結構房屋質量的根本，是防止出現(xiàn)劣質建筑的必要條件。在美國、加拿大以及歐洲國家都有健全的木結構建筑規(guī)范和標準，我國現(xiàn)有的規(guī)范標準與國外有著較大的差異。目前新的木結構住宅設計、材料及施工的標準和規(guī)范尚未出臺。為了解決設計與技術本土化問題，很著名高校參與了木結構建筑的研發(fā)工作，如同濟大學、哈爾濱工業(yè)大學、東南大學等，還有少數(shù)林業(yè)高等院校培養(yǎng)了一批批本科人才。除此之外，制定出一個符合我國國情且兼容各國規(guī)范的木結構建筑標準體系，是推動木結構房屋市場發(fā)展的關鍵。通過制定系統(tǒng)的木結構建筑設計規(guī)范，可以使得更多的建筑設計工作者在實際的設計工作中有所參考、有所依據(jù)。在生產(chǎn)技術上，早期可引進國外的先進制造技術和產(chǎn)品，最終要打造出自己的產(chǎn)業(yè)和制造商。加快木結構建筑的本土化、國產(chǎn)化，必須以設計為主導，重點解決在結構材料、構件生產(chǎn)和施工建造等方面的技術問題。重視發(fā)展木結構材料以及技術，最終是要形成自己的知識產(chǎn)權，這樣可以大大降低木結構建筑的建造成本，有利于木結構建筑的推廣。除此之外，重視戶內外膠粘劑和金屬連接件的研究，并開發(fā)出適合我國木結構建筑的設計軟件，橫向聯(lián)合不同學科，對建筑材料、結構、室內外裝飾進行全方位的攻關。相關主管部門應快補充完善相應技術標準，特別是完善木質材料的物理力學性能指標以及其他各方面的性能指標的相應標準，加速我國木結構建筑的發(fā)展進程。

2.2 木結構建筑防護技術

木結構建筑墻體的隔聲、保溫與隔熱、抗震等性能受到人們的關注，此外，白蟻、潮濕環(huán)境、高溫易燃環(huán)境等也極大地危害木結構建筑的強度、穩(wěn)定性和持久性。良好的防腐防蟲防霉、阻燃處理有利于提高木結構建筑的質量和安全等級，延長使用壽命。

(1)木質材料的防腐蝕。對木材進行防腐處理能有效抵制木材因水分、霉菌、昆蟲等引發(fā)的腐朽。北美、歐洲、日本等地對木材防腐展開了深入系統(tǒng)的研究，國際上采用的防腐標準有美國的AWPA標準、歐洲的EU標準和日本的JWPA標準等[3]。國內對木材防腐的研究也取得了較多成果，關于木材防腐的國家標準正在編制中。目前常用的防腐木有三種:化學防腐木、深度炭化木和純天然防腐木，其中含重金屬鹽的防腐劑已被禁止使用。雖然防腐木的生產(chǎn)已初具規(guī)模，但使用領域較窄，主要作為枕木、坑木、電桿及古建筑修繕用材等[4]。

(2)木結構建筑的防火。防火主要包括材料防火和結構防火兩方面。木結構建筑的防火安全性不僅與建筑材料的耐火性能和燃燒速度有關，還在很大程度上取決于人們的防火意識、室內外易燃物品的多寡以及建筑整體設計上的防火措施。近年來，我國木材阻燃技術得到了較快發(fā)展，木材阻燃產(chǎn)品應用廣泛,已基本能滿足建筑防火等級要求；結構防火方面，北美、日本的研究人員認為，木結構的防火應先采取構造措施,防止各種情況下木構件因表面升溫而引發(fā)的著火[5]。日本在建筑結構方面嘗試使用全封閉的耐火石膏板，防火效果顯著。在國內，有關木結構建筑的防火要求，在新修訂的國家標準《木結構設計規(guī)范》、《建筑設計防火規(guī)范》及《木骨架組合墻體技術規(guī)范》中都有涉及，但還有待系統(tǒng)化完善。

對木結構建筑進行防腐防火處理的目的在于提高居住的安全性、環(huán)保性以及建筑本身的使用壽命，在今后的研究中，要從建筑材料和建筑總體設計上考量木結構房屋的防護性能，著力研發(fā)和推廣環(huán)境友好、性能優(yōu)良、價格低廉的木質工程材料。

2.3 木結構建筑保養(yǎng)和維修技術

木結構房屋在建成后，還要注意防止木質材料老化、材料表面受損，注重房屋清潔以及損壞部件的翻新。木結構建筑保養(yǎng)是否得當與其使用壽命緊密相連。建筑材料的耐腐蝕程度、強度、環(huán)保性能和表面性能直接影響木結構建筑的美觀和安全。國外對建材的質檢非常嚴格，各項性能指標都會受到系統(tǒng)地檢測，不符合標準的產(chǎn)品都會被淘汰或返修。

木建筑材料在使用過程中，會由于受到紫外線、溫度以及水分等環(huán)境因子的作用而發(fā)生老化，材料表面的美觀度也會下降。國內外通常采用涂刷木器漆的方法來弱化材料受到的損害及老化。目前，我國木結構建筑保養(yǎng)和維修技術的研究主要側重于古舊木建筑上，現(xiàn)代木結構建筑的保養(yǎng)和維修，還處于探索階段。今后，可以從三方面進行發(fā)展：（1）創(chuàng)新傳統(tǒng)的建筑觀?！安磺蠼ㄖ镩L久存在，而以滿足現(xiàn)實的功能需求為出發(fā)點”這種傳統(tǒng)觀念已不符合時代發(fā)展的要求[6]。未來應努力實現(xiàn)材料的最大化應用，緩解資源緊缺的壓力。（2）嚴格把關建材質量。在選材方面，應制定相關的標準，對產(chǎn)品質量進行系統(tǒng)嚴格的檢測。（3）發(fā)展民族品牌涂料，提高涂料的耐候性和環(huán)保性能。

3 建筑風格的本土化

不同國家的建筑風格因受時代的政治經(jīng)濟、建筑材料和技術的制約以及建筑設計思想和藝術素養(yǎng)的影響而不同。但最終，每個國家都會尋求有屬于自己本土文化歸屬的建筑風格。中國在這方面取得了一定成就，但與日本及歐美等國家相比，還存在較大差距。

3.1 我國現(xiàn)代建筑風格導向

■圖1 澳大利亞木舟別墅■圖2 倫敦藝術中心木結構音樂廳■圖3 加拿大尼塔湖酒店■圖4 日本國際教育大學圖書館■圖5 福建崇安武夷山莊■圖6 上海世博會中國館■圖7 日本南岳山光明寺■圖8 日本南岳山光明寺局部

中國現(xiàn)代建筑風格有歐式風格、新古典主義風格及個性化主題風格等多個流派，今后主要向傳統(tǒng)建筑藝術與現(xiàn)代建筑相結合和設計思想多元化兩方面發(fā)展，但目前國內還尚缺主導的建筑文化思想。近年來，我國開始重視本土建筑風格的探討和養(yǎng)成，主要集中在地域建筑文化和民居建筑文化的研究。在這些研究中，我們尋找的不僅是建筑形式上的相似，更重要的是尋找建筑和人居環(huán)境的內涵、實質，也就是找建筑的“魂”[7]。在應用實踐中，國內也有一些成功的例子，如福建崇安武夷山莊（圖5）借鑒、發(fā)展了閩北傳統(tǒng)民居空間布局形式，色彩運用也有當?shù)靥厣?010年上海世博會上的中國館（圖6），建筑外觀模仿古建筑斗拱形制，以“東方之冠，鼎盛中華，天下糧倉，富庶百姓”為構思主題，表達中國文化的精神與氣質。“每一個人都需要有一個文化歸屬，中國人最正確的文化歸屬或者說最安全的文化歸屬肯定是中國化”。在我國實現(xiàn)木結構建筑國產(chǎn)化的道路上，我們應深入了解本國傳統(tǒng)文化和人居環(huán)境現(xiàn)狀，結合我國具體國情和地方特點，創(chuàng)新發(fā)揚傳統(tǒng)文化，形成有中國特色的建筑文化特色。同時我們應嘗試將文化融入建筑中，使建筑成為文化的一種本體，而非載體。

3.2 日本木結構建筑本土化的啟示

日本現(xiàn)代建筑風格經(jīng)歷了全盤西化、帝冠式及和風式等多種風格演變，最終在傳統(tǒng)與現(xiàn)代融合過程中歸向于傳統(tǒng)文化復興的本土化風格。日本的很多建筑作品都非常注重與自然溝通，有自然親和力。“通過探尋建筑作品與自然界中的生存定律之間某種深層的關聯(lián)，將人性與自然性巧妙的糅合在一起”。日本建筑師不斷探尋日本民族的深層文化，從建筑與環(huán)境的對話，空間意象的把握以及建筑材料性能等方面尋求傳統(tǒng)與現(xiàn)代的契合點。例如由安藤忠雄主持重建的南岳山光明寺[9]（Komyo-ji Temple）（圖7，圖8），在建設規(guī)劃時充分尊重了原有的歷史環(huán)境。通過對場地的審慎考察，以高度的立意和構思將新建筑完美地融入到了特定環(huán)境[8]。在主殿的重建設計中，梁下4段椽子整齊排列，并從與建筑墻體相垂直的方向挑出，體現(xiàn)了日本古建筑挑檐的特征。這一做法既繼承日本古建筑的肅然之美，又在空間意境的表達上延續(xù)了日本傳統(tǒng)文化中的“禪”意；另一方面，立柱與柱間玻璃交替排列，形成皮膜狀的外墻，光線透進去后形成斑斕的光影效果，又營造出十足的現(xiàn)代設計感[10]。該設計中傳統(tǒng)與現(xiàn)代的巧妙結合，讓傳統(tǒng)的椽子與嶄新的柱群共同奏出線的柔美和聲。

日本建筑之所以能保持長久的生命力并在國際舞臺上產(chǎn)生重大影響，與日本傳統(tǒng)文化在其中的融合密不可分。在這個多元化的設計時代，傳統(tǒng)文化的表達增加了建筑的內涵，也體現(xiàn)出了本土民族的特色。建筑大師貝聿銘曾說：“新材料新技術固然重要，但對于建筑創(chuàng)作來說，更為重要的則是找到正確的民族化道路，使建筑具有獨特的民族形式與風格”。日本在木結構建筑本土化方面卓有成效的實踐，值得我們借鑒和學習。

4 結語

隨著有關木結構建筑原材料、建筑技術、建筑風格等方面的國產(chǎn)化進程不斷推進，木結構建筑在國內市場的發(fā)展呈現(xiàn)出欣欣向榮的勢態(tài)。2011年在北京召開的國際木結構建筑產(chǎn)業(yè)發(fā)展與新技術交流大會，主要討論了木結構建筑在中國本地化運營過程中的創(chuàng)新與發(fā)展。木結構建筑產(chǎn)業(yè)的國產(chǎn)化、本土化即將成為今后重點發(fā)展的目標。新形勢下，新理念、新材料和新技術必將煥發(fā)我國木結構建筑產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新活力。

（責任編輯：賀 輝）

[1]戴志中,胡斌.木材與建筑[M].天津:天津科學技術出版社,2002.

[2]費本華,周海濱編著.輕型木結構住宅建造技術[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2009.

[3]曹金珍.國外木材防腐技術和研究現(xiàn)狀[J].林業(yè)科學,2006,42(7):120-126.

[4]陳俊嶺,何敏娟,劉慧群.木結構住宅的常用防腐蝕處理方法[J].特種結構,2010,27(1):98-101.

[5]姚利宏,王喜明,費本華,趙榮軍.木結構建筑防火的研究現(xiàn)狀[J].木材工業(yè),2007,21(8):29-31.

[6]劉敦楨.中國古代建筑史[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2006.

[7]夏嵐.守望中國傳統(tǒng)民間建筑——從柯布西耶的朗香教堂到中國傳統(tǒng)徽派建筑[J].家具與室內裝飾,2006,(7):13-15.

[8]陸蕾,郭明.簡化形體,彰顯本質——大師設計思想給我們的啟示[J].家具與室內裝飾,2007(05):26-27.

[9] http://www.koumyouji.com/.

[10] 張調亮,劉毅,胡波,郭洪武.日本傳統(tǒng)木結構建筑的現(xiàn)代化演繹[J].家具與室內裝飾.2012,163(09):62-64.

The Way to the Localization of Modern Timber Construction

Liu Yi1& Hu Jihang1& Cai Shujie2& Gao Jianmin1

& Guo Hongwu1

近年，我國木結構建筑得到了良好的發(fā)展，市場前景廣闊。如何實現(xiàn)現(xiàn)代木結構建筑產(chǎn)業(yè)的國產(chǎn)化、本土化成為今后發(fā)展急需解決的關鍵問題之一。本文從現(xiàn)代木結構建筑的原材料、生產(chǎn)技術及建筑風格等方面探討了實現(xiàn)木結構建筑國產(chǎn)化的途徑。

木結構建筑；國產(chǎn)化；原材料；生產(chǎn)技術；建筑風格

Recently, the timber construction has obtained favorable extension and development, and has been created a wide market in China. How to realize timber construction localization is to become one of the key issues needed to resolve for the future development. This article has illustrated the way to realize the localization of timber construction based on raw building materials, manufacturing technique and architectural style.

Timber Engineering; Localization; Raw Materials; Manufacturing Technique; Architectural Style

TS664.01；TU238

A

1006-8260(2014)01-0021-03

國家林業(yè)公益性行業(yè)科研專項項目(編號：201204702)