程國輝

（河池學(xué)院，河池 546300)

中國木結(jié)構(gòu)建筑歷史悠久，具有抗震、美觀、結(jié)構(gòu)牢固等特點(diǎn)[1-4]。近年來，一批中國建筑師將新中式設(shè)計(jì)理念應(yīng)用于木結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)中，這促進(jìn)了新材料和新技術(shù)在新中式木結(jié)構(gòu)建筑中的應(yīng)用[5-10]。從住宅到公共建筑，由小跨度到大跨度，建筑師們將新材料、新技術(shù)充分利用到新中式木結(jié)構(gòu)建筑中，為進(jìn)一步發(fā)展提供了基本的理念和清晰的設(shè)計(jì)思路，給傳統(tǒng)的木結(jié)構(gòu)建筑注入了生機(jī)與活力。當(dāng)前，新中式木結(jié)構(gòu)建筑成為建筑開發(fā)商、設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)和有關(guān)科研院所研究熱點(diǎn)。本文旨在通過簡析新中式木結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)特點(diǎn)，提出新中式木結(jié)構(gòu)建筑優(yōu)化設(shè)計(jì)對策，為相關(guān)單位和專業(yè)人士提供參考[11-14]。

1 新中式木結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)特點(diǎn)簡析

傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)建筑材料具有易腐爛、易蟲蛀、易發(fā)生火災(zāi)等缺點(diǎn)[15-19]。隨著OSB、CLT等新材料、防腐、防火等新技術(shù)的出現(xiàn)，新中式木結(jié)構(gòu)建筑的高度和跨度得到充分延展。建筑師可以通過新材料、新技術(shù)的組合運(yùn)用，設(shè)計(jì)出具有中國特色的大跨度拱橋、多層的樓閣廟宇等建筑，并將重組木、重組竹等新材料應(yīng)用于古建修復(fù)，這增強(qiáng)了木結(jié)構(gòu)建筑的生命力[20-24]。

1.1 采用新型材料

隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，新中式木結(jié)構(gòu)建筑中重組木、OSB、CLT等材料的運(yùn)用，會(huì)帶來各具特色的視覺沖擊。新中式木結(jié)構(gòu)建筑材料具有良好的防火、防腐、防蟲蛀、力學(xué)性能等特點(diǎn)，借鑒現(xiàn)代技術(shù)與傳統(tǒng)中式木結(jié)構(gòu)建筑材料的精加工工藝，新中式木結(jié)構(gòu)建筑對于材料的表面處理非常豐富，以細(xì)膩的質(zhì)感來展現(xiàn)新時(shí)代材料的美感。并且，新中式木結(jié)構(gòu)建筑的木質(zhì)結(jié)構(gòu)材料通常與各種其他材料，如混凝土、鋼結(jié)構(gòu)和玻璃結(jié)合使用。而這些組合也通常展現(xiàn)出新中式木結(jié)構(gòu)建筑材料的美學(xué)特性[25-29]。

1.2 與結(jié)構(gòu)鋼材結(jié)合

新中式木結(jié)構(gòu)建筑通過鋼構(gòu)件與其他材料相連接（如圖1所示），具有強(qiáng)烈的對比感。木材通常會(huì)給人帶來溫暖而親密的感覺，而鋼材則具有粗糙、冷冽的風(fēng)格。這兩種材料在建筑物中的結(jié)合體現(xiàn)出不同材料之間的互補(bǔ)特性：鋼材具有強(qiáng)重比大、拉伸強(qiáng)度大、屈服強(qiáng)度大等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛用于承重部位。并且以堅(jiān)固的鋼材作為連接件，可以有效保護(hù)木材。為防止鋼材的腐蝕，在設(shè)計(jì)新中式木結(jié)構(gòu)建筑時(shí)，設(shè)計(jì)人員經(jīng)常采用在混凝土基礎(chǔ)上建造木結(jié)構(gòu)的模式，不僅能預(yù)防新中式木結(jié)構(gòu)建筑中木質(zhì)材料被雨水浸泡，而且能使雨水直接從組件的邊緣滴落，避免滲入木材。

1.3 融合新工藝技術(shù)

與傳統(tǒng)的中式木結(jié)構(gòu)建筑不同，新中式木結(jié)構(gòu)建筑主體建材雖同為木材，但依賴于新技術(shù)而具有穩(wěn)定的力學(xué)性能和高強(qiáng)度。當(dāng)生產(chǎn)大型木結(jié)構(gòu)部件時(shí)，除了必備的高強(qiáng)度材料外，在加工和建造過程中還需要采用新工藝技術(shù)。新技術(shù)、新工藝的運(yùn)用，彌補(bǔ)了木材本身力學(xué)性能的不足，擴(kuò)大了木結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍，為新中式木結(jié)構(gòu)建筑提供了發(fā)展機(jī)遇。為確保新中式木結(jié)構(gòu)建筑的耐久性，木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)首先詳細(xì)了解影響木材含水率的因素以及含水率變化的規(guī)律，防止含水率變化導(dǎo)致木材收縮或膨脹，產(chǎn)生霉菌和腐爛。一般來說，木材的含水率長時(shí)間超過纖維飽和點(diǎn)后才開始腐爛，因此控制雨水滲入和地下水含量是建筑師的工作重點(diǎn)，通常采用獨(dú)特的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來防止水分滲入的影響。其次，蟲蛀、白蟻等同樣為新中式木結(jié)構(gòu)建筑的安全隱患。水分的滲入會(huì)吸引白蟻進(jìn)入金屬板或混凝土結(jié)構(gòu)尋找食物，因此在受到白蟻威脅的地區(qū)必須采用特殊的施工和防腐技術(shù)，一般使用硼酸鹽處理木材和木板，保證建筑質(zhì)量的同時(shí)延長其使用壽命。最后，由于木材的易燃性，防火措施對于木結(jié)構(gòu)尤為重要，只有充分驗(yàn)證和理解木質(zhì)建筑的防火原理，才能設(shè)計(jì)出有效可靠的防火結(jié)構(gòu)。從防火技術(shù)的角度來看，現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)具有足夠的耐火性。新中式木結(jié)構(gòu)建筑的構(gòu)件防火措施會(huì)減慢火焰進(jìn)一步燃燒組件的速率，其阻燃效果具體取決于組件表面形成的碳化層，這是因?yàn)榇髲郊?jí)（截面）木材會(huì)在燃燒過程中發(fā)生碳化，以阻止內(nèi)部燃燒。

2 新中式木結(jié)構(gòu)建筑優(yōu)化對策

新中式木結(jié)構(gòu)建筑結(jié)構(gòu)特征鮮明，新材料和新技術(shù)的應(yīng)用增加了結(jié)構(gòu)的靈活性、材料的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。它不僅可以滿足人們對大跨度建筑的空間要求，而且通過與鋼結(jié)構(gòu)的較好結(jié)合，提高其力學(xué)性能和穩(wěn)定性。結(jié)合新中式木結(jié)構(gòu)建筑的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，重點(diǎn)從優(yōu)化功能設(shè)計(jì)、強(qiáng)化美學(xué)研究、優(yōu)化外形設(shè)計(jì)等三方面闡述優(yōu)化設(shè)計(jì)對策。

2.1 優(yōu)化功能設(shè)計(jì)

新中式木結(jié)構(gòu)建筑的結(jié)構(gòu)和功能之間存在矛盾。新中式木結(jié)構(gòu)建筑作為一種新型結(jié)構(gòu)，在公共場所以多種方式出現(xiàn)，其美觀程度常常與其功能密切相關(guān)。建筑的功能是多種多樣的，而巧妙的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以反映出功能特點(diǎn)，歸根結(jié)底是功能與結(jié)構(gòu)之間的辯證關(guān)系。因此，不考慮另一方的存在而單方面追求功能或結(jié)構(gòu)是不正確的。在木結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)中，功能性布置常常無法滿足社會(huì)的需求。在許多情況下，這種需求會(huì)受到環(huán)境的影響，并會(huì)影響建筑師的結(jié)構(gòu)處理進(jìn)程。這是因?yàn)槟窘Y(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)具有不同的功能和結(jié)構(gòu)形式，當(dāng)功能和結(jié)構(gòu)產(chǎn)生矛盾時(shí)，結(jié)構(gòu)形式必須呈現(xiàn)出新的外觀，因此建筑師必須具有創(chuàng)造力和創(chuàng)新精神，以應(yīng)對社會(huì)的各種變化。借鑒國外優(yōu)秀設(shè)計(jì)案例，優(yōu)化木結(jié)構(gòu)建筑外形和功能設(shè)計(jì)，已經(jīng)成為中國設(shè)計(jì)師提高設(shè)計(jì)水平的方法之一。

2.2 強(qiáng)化美學(xué)研究

木結(jié)構(gòu)建筑師通常采用合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來劃分空間，以達(dá)到舒適的空間效果。在保持居住者視野的廣闊性和連續(xù)性的基礎(chǔ)上，合理的空間比例可以增強(qiáng)層次感和空間趣味性，為人們提供更舒適的環(huán)境，從而調(diào)動(dòng)人們的各種積極情緒。同時(shí)，這種動(dòng)態(tài)空間更加人性化，使得新中式木結(jié)構(gòu)建筑空間給人更溫暖、親密的感覺。

新中式木結(jié)構(gòu)建筑具有自然的美學(xué)優(yōu)勢，因此還可以使用其他裝飾部件來豐富內(nèi)部空間。由于建筑師和設(shè)計(jì)師之間的工作重點(diǎn)分配不同，因此在建筑師的規(guī)劃下，建筑空間的靈活性變得更強(qiáng)。新中式木結(jié)構(gòu)建筑的結(jié)構(gòu)形式必須是其內(nèi)部邏輯的外部表示，結(jié)構(gòu)部件應(yīng)該具有特定的美學(xué)規(guī)則，靈活運(yùn)用建筑美學(xué)原理，可以清楚地展示出新中式木結(jié)構(gòu)建筑構(gòu)件的美感。并且，在新中式木結(jié)構(gòu)建筑的設(shè)計(jì)中，節(jié)奏和韻律通常反映在建筑構(gòu)件中。因此建筑師多使用美學(xué)規(guī)則來組織各類建筑元素，從而給人們帶來視覺美學(xué)和心理和諧。此外，新中式木結(jié)構(gòu)建筑中的木結(jié)構(gòu)通常較為復(fù)雜，其相關(guān)組件比傳統(tǒng)的木結(jié)構(gòu)組件體積更大。因此，設(shè)計(jì)人員通常需要調(diào)整各個(gè)組件之間的比例關(guān)系，以使建筑物具備更加清晰的美觀性。

2.3 優(yōu)化外形設(shè)計(jì)

新中式木結(jié)構(gòu)建筑的榫卯結(jié)構(gòu)具有多種形式，無論是筆直或是彎曲，都具有不同的美學(xué)含義，充滿藝術(shù)感或力量。但總的來說，最終分析充分證明其力學(xué)的邏輯性和合理性，保證了建筑物在使用中的安全性。

建筑外形設(shè)計(jì)是基于建筑和美學(xué)的新領(lǐng)域，主要研究建筑領(lǐng)域的視覺美感。建筑外形設(shè)計(jì)的規(guī)則主要包括：節(jié)奏與韻律、平衡與穩(wěn)定性、漸進(jìn)與連續(xù)。為設(shè)計(jì)出極具外形特色的建筑，建筑師通常反復(fù)地將美學(xué)規(guī)則應(yīng)用于建筑作品。而與現(xiàn)代新中式木結(jié)構(gòu)建筑相關(guān)的建筑設(shè)計(jì)理論主要出現(xiàn)在力學(xué)與美學(xué)的完美結(jié)合中，例如結(jié)構(gòu)合理性、邏輯和形狀美學(xué)。由于新中式木結(jié)構(gòu)建筑結(jié)構(gòu)的不斷發(fā)展和加深，為滿足人們的社會(huì)需求而呈現(xiàn)出新的形象。

外形在木結(jié)構(gòu)建筑的基本元素中起著重要作用，并確保建筑形象和建筑空間的發(fā)展。在中國，許多新中式木結(jié)構(gòu)建筑的木結(jié)構(gòu)注重承重結(jié)構(gòu)形式以確保結(jié)構(gòu)應(yīng)力的合理性，并強(qiáng)化木結(jié)構(gòu)建筑的外形設(shè)計(jì)。當(dāng)前，國內(nèi)部分木結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)師堅(jiān)持傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)建筑的設(shè)計(jì)理念，反對新中式木結(jié)構(gòu)建筑中的一些新工藝、新思路，這客觀上阻礙了新中式木結(jié)構(gòu)建筑的蓬勃發(fā)展，因此，建議木結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)師要以初學(xué)者的心態(tài)，去接納新中式木結(jié)構(gòu)建筑的創(chuàng)新設(shè)計(jì)、新材料、新技術(shù)，積極尋求設(shè)計(jì)上的突破。

3 結(jié)語

隨著新材料、新技術(shù)在新中式木結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)用與發(fā)展，新中式木結(jié)構(gòu)建筑的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生重大變化，從傳統(tǒng)的磚木結(jié)構(gòu)、石木結(jié)構(gòu)向現(xiàn)代鋼木結(jié)構(gòu)、混凝土-木結(jié)構(gòu)等樣式轉(zhuǎn)變，擴(kuò)展了木結(jié)構(gòu)建筑的應(yīng)用領(lǐng)域。從結(jié)構(gòu)樣式的角度來看，新中式木結(jié)構(gòu)建筑不同于傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)，從材料到組件到木結(jié)構(gòu)的組合逐步多樣化，更加美觀、靈活和現(xiàn)代化。從建筑設(shè)計(jì)的角度來看，新中式木結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)只有與現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)理念相結(jié)合，才能更好地協(xié)調(diào)建筑功能、空間和美觀等要素，在繼承傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)理念的基礎(chǔ)上，更好傳承發(fā)展木結(jié)構(gòu)建筑的設(shè)計(jì)理念、文化內(nèi)涵、價(jià)值取向。