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        木結(jié)構(gòu)的新衣裳

        2020-07-17 06:38:20黃浩宇
        北方人 2020年15期
        關(guān)鍵詞:木紋木結(jié)構(gòu)蘇州園林

        文/黃浩宇

        想要住在木結(jié)構(gòu)房子里,非鬼斧神工,無能工巧匠如何實現(xiàn)?現(xiàn)代科技恰好為我們建造古代木建筑提供了“利器”,讓我們可以沿用古代木結(jié)構(gòu)技藝。比如,蘇州某公司的工程師們就使用新型木板建造了古香古色的建筑;并以蘇州園林——拙政園的“遠(yuǎn)香堂”、留園的“林泉耆碩之館”和南半園的“半園草堂”等典型的廳堂建筑作為設(shè)計參照物,建造了新時代的傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)建筑。這些新技術(shù)使古老的蘇州園林煥發(fā)出新的活力,使利用新型現(xiàn)代木材建造傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)房屋成為可能。

        裝配式建筑是指把傳統(tǒng)建造方式中的大量現(xiàn)場作業(yè)工作轉(zhuǎn)移到工廠進(jìn)行,在工廠加工制作好建筑構(gòu)件和配件后,運輸?shù)浇ㄖ┕がF(xiàn)場,通過可靠的連接方式在現(xiàn)場裝配、安裝而成的建筑。

        用正交膠合木搭房子

        近年來,在歐美發(fā)達(dá)國家,以鋸材等為基本單元制成的新型材料——正交膠合木正在部分取代鋼筋混凝土和磚混結(jié)構(gòu)建筑。正交膠合木是按照順紋和橫紋垂直交錯的疊合方式進(jìn)行連接,膠合而成的高強度的實木板材。它與裝配式建筑施工方式堪稱是建造傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)建筑的“利器”。

        首先,正交膠合木穩(wěn)定性卓越。普通的木材都可以看到木紋的方向,而木紋就相當(dāng)于纖維,當(dāng)沿平行于木紋的方向拉伸木材時,木材很難被破壞;當(dāng)沿垂直于木紋的方向拉伸木材時,木材就很容易被破壞。所以木材是縱紋方向強度大,橫紋方向強度小。但正交膠合木可以將木材橫紋和縱紋平均分配,使木材兩個方向強度都增大,大大提升木材的穩(wěn)定性。如果正交膠合木用于蘇州園林等木結(jié)構(gòu)建筑的修復(fù),則會使其結(jié)構(gòu)更加堅固,更不容易受到地震、臺風(fēng)的損壞。

        正交膠合木節(jié)能環(huán)保。國外一項研究表明,長期居住在木質(zhì)住宅的人的平均壽命要比住在鋼筋混凝土住宅的人高出9~11歲。因此,木結(jié)構(gòu)房屋是世界上能真正稱得上環(huán)保的建筑之一。美國的一項研究證明,木結(jié)構(gòu)建筑比一般水泥、磚瓦結(jié)構(gòu)住房節(jié)能50%,綠色環(huán)保,居住舒適。如果用正交膠合木建造蘇州園林式仿古建筑則更能體現(xiàn)綠色建筑理念。

        正交膠合木耐阻燃性能好,防火性能優(yōu)異。在同等條件下,普通木結(jié)構(gòu)的耐火阻燃值是鋼結(jié)構(gòu)的1.3倍,是水泥結(jié)構(gòu)的1.7倍。而正交膠合木可以在火災(zāi)發(fā)生時形成絕熱保護(hù)碳化層,起到隔火作用,使大火無法快速燒入木材內(nèi)部。另外,正交膠合木的燃燒速度穩(wěn)定,我們可以精確預(yù)測其燒毀時間,為火災(zāi)求援提供更多保障。

        正交膠合木適合裝配式建筑,并且可以根據(jù)建筑設(shè)計要求在工廠預(yù)制加工成較大尺寸門窗洞口規(guī)格的樓面板、墻面板和層面板,這些構(gòu)件可以直接運至現(xiàn)場快速安裝,大大縮短了建筑的安裝周期。正交膠合木組裝快、工期短,并且建筑現(xiàn)場噪聲低,無污染,無建筑垃圾產(chǎn)生,拆卸后可重新利用,有效減少了施工污染。

        機械加激光榫卯更在行

        眾所周知,古代木結(jié)構(gòu)建筑大量使用了復(fù)雜的斗拱與榫卯工藝,這些構(gòu)件用正交膠合木可以做出來嗎?當(dāng)然可以!現(xiàn)代科技已經(jīng)大量使用了激光切割與機械手臂,可以精準(zhǔn)地參數(shù)化加工木結(jié)構(gòu)構(gòu)件,榫卯更是不在話下。

        激光切割就是用高功率密度激光束照射被切割材料,使材料很快被加熱至汽化溫度,蒸發(fā)形成孔洞,隨著光束在材料上的移動,孔洞之間連續(xù)形成寬度很窄的(如0.1毫米左右)切縫,完成對材料的切割。所以,木結(jié)構(gòu)的連接件能便捷、精準(zhǔn)地被加工出來。而機械手臂不但可以控制切割木材的角度,還可以組裝木構(gòu)件,比手工操作更加精準(zhǔn)。機械手臂形態(tài)各不相同,但都有一個共同的特點,就是能夠接受指令,精確地定位到三維(或二維)空間上的某一點進(jìn)行作業(yè)。在裝配式建筑工藝高度發(fā)展的今天,在工廠中生產(chǎn)蘇州園林木結(jié)構(gòu)構(gòu)件,在工地像搭樂高積木一樣搭房子已不是夢想。

        正交膠合木的用處還遠(yuǎn)不止于此。它可用于木結(jié)構(gòu)古建筑的修復(fù),在不破壞古建筑整體結(jié)構(gòu)的情況下有針對性地對損壞部分進(jìn)行修復(fù),且使得修復(fù)部分更加堅固。以科技為支撐的新型建筑材料的應(yīng)用,使得古建筑煥發(fā)了活力。隨著科技的進(jìn)步,高性能抗震斗拱已經(jīng)進(jìn)入研發(fā)階段,抗震斗拱具有變形恢復(fù)能力,即使發(fā)生較大的變形,也可以恢復(fù)形狀,有效降低地震所導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)位移,降低地震對木結(jié)構(gòu)建筑的影響。與此同時,建筑專家還在開發(fā)一種可恢復(fù)的木節(jié)點,這種節(jié)點即使在地震中發(fā)生大幅度變形,也可以恢復(fù)到變形前的形狀。此項研究對于提升木結(jié)構(gòu)建筑的防災(zāi)、減災(zāi)功能意義重大。新科技的應(yīng)用,讓傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)建筑的抗災(zāi)能力得到提升,使得傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)建筑的魅力更加持久。?

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