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木結(jié)構(gòu)
我們一起了解木結(jié)構(gòu)是什么？
更新時間：2021-08-16 09:59:37點擊次數(shù)：次
我們一起了解木結(jié)構(gòu)是什么？如果有機會擁有一處自建的房子，你會選擇用木材嗎？木材像鋼混一樣堅固耐用嗎 ？耐熱隔音嗎？蟲蛀了怎么辦？防
我們一起了解木結(jié)構(gòu)是什么？
要實現(xiàn)預制，當代也少不了模數(shù)制度的確立——
塚脇住宅，日本
—純木結(jié)構(gòu)—
B. 觀念問題
如果有機會擁有一處自建的房子，你會選擇用木材嗎？
木材像鋼混一樣堅固耐用嗎 ？
耐熱隔音嗎？
蟲蛀了怎么辦？
防小偷嗎？
是不是特別貴呢？
這些問題，其實我們可以從當下西方世界的木建筑里找到答案。
01.西方木構(gòu)世界
ANNA 小屋，荷蘭
可拆卸、可移動式便捷木構(gòu)小屋~
A. 材料與結(jié)構(gòu)
仔細閱讀小屋的結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)其實其結(jié)構(gòu)邏輯是和中國傳統(tǒng)木構(gòu)建筑是相似的（排架）。
不同的是開間方面，小屋同樣采用類似桁架的構(gòu)件對每榀排架進行拉結(jié)支撐，而不同于中國傳統(tǒng)木構(gòu)架開間方向僅采用受拉構(gòu)件進行拉結(jié)。
小屋的結(jié)構(gòu)拉結(jié)體系
中國古代木構(gòu)建筑的排架
回顧當代西方木結(jié)構(gòu)技術(shù)的發(fā)展，材料是實現(xiàn)木結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的基礎(chǔ)。
木材在建筑中的利用可以分為3個主要的階段。19世紀年以前，原木是建筑中不可替代的材料。
原木
19世紀后，新的建筑材料和結(jié)構(gòu)形式（鋼混、鋼...）逐步代替木材，直到1970年代，木材因其可再生和多樣化的屬性再度被重視，開啟了以膠合木為材料的輕型木結(jié)構(gòu)及木產(chǎn)品的新階段。膠合木、復合木材等的出現(xiàn)使得木結(jié)構(gòu)建筑不再受木材天然尺寸的限制。
輕型木結(jié)構(gòu)
輕型木結(jié)構(gòu)是歐美最普遍的木結(jié)構(gòu)建造方式。其特點是使用斷面較小的規(guī)格材，均勻緊密分布連接，由主要和次要結(jié)構(gòu)構(gòu)件共同構(gòu)成框架組結(jié)構(gòu)傳導荷載，并使用斜撐和金屬加強件進行結(jié)構(gòu)加固，加工精度大幅提高。
B. 預制裝配
為何預制？首先因為工業(yè)化生產(chǎn)可以保證質(zhì)量。其次可以降低成本，加快建設(shè)速度。再者，還可能讓消費者挑選不同的建筑構(gòu)件進行組合，從而參與設(shè)計。——張永和
設(shè)計單棟建造的建筑時是在設(shè)計最終的效果，設(shè)計預制建筑時很大程度上是在設(shè)計一個可以重復使用的建造系統(tǒng)。
“預制”對象可以是建筑標準構(gòu)建，結(jié)構(gòu)拼裝單元，墻體、樓面、屋面整體建造，甚而預制整個建筑本身。
預制的形式
談到預制，中國古代木結(jié)構(gòu)中，梁和柱等主要構(gòu)件也是預先加工，再進行現(xiàn)場搭建，實際也是一種預制加工技術(shù)。
中國古建筑匠人預制榫卯木構(gòu)件
而模數(shù)制度是實現(xiàn)預制的前提，中國古代工匠通過對建筑尺度和等級的把控，創(chuàng)造出普世的模數(shù)制度是值得我們現(xiàn)代人學習和傳承的。
宋“材分制”
清“斗口制”
要實現(xiàn)預制，當代也少不了模數(shù)制度的確立——
現(xiàn)在我國的建筑模數(shù)以國家制定的GBJ2—1986《建筑模數(shù)協(xié)調(diào)統(tǒng)一標準》的規(guī)定為標準，以100 mm為基本模數(shù)數(shù)值，定位M，即1M=100 mm，根據(jù)基本模數(shù)，得到相應(yīng)的擴大模數(shù)和分模數(shù)。
當代木結(jié)構(gòu)裝配技術(shù)主要應(yīng)用于現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)工業(yè)生產(chǎn)的標準化處理，即對木結(jié)構(gòu)的構(gòu)配件進行標準化加工，再利用現(xiàn)代技術(shù)進行模塊化生產(chǎn)和裝配。它具有可以縮短工期、建造便捷、節(jié)約資源、綠色環(huán)保等優(yōu)點。
歐美在過去的10-15年，強力發(fā)展重型木結(jié)構(gòu)體系。木材從原先只能建造小型建筑的局限，提升到了更多建筑類型中，包括高層、大跨的預制加工以及裝配式模塊化建筑上，能夠與混凝土、鋼結(jié)構(gòu)建筑同臺競爭。
Pingelly娛樂文化中心，澳大利亞
號稱“二戰(zhàn)以來西澳大利亞境內(nèi)規(guī)模最大的木結(jié)構(gòu)建筑”，木材實現(xiàn)室內(nèi)無柱大跨空間，伴隨親切的木質(zhì)空間體驗。
木構(gòu)與大跨空間
木結(jié)構(gòu)框架體系
02.日本當代木建筑
思考中國未來木建筑的發(fā)展，我們可以把視線聚焦到有著與中國傳統(tǒng)木建筑體系同根同源的日本。
A. 訴求
日本國民對輕質(zhì)、再生木結(jié)構(gòu)有著本質(zhì)上的生理訴求。
木材料建筑具有親人的質(zhì)感，良好的保溫性能，創(chuàng)造出冬暖夏涼的室內(nèi)空間；除此之外，輕質(zhì)結(jié)構(gòu)能夠有效防止地震災害的侵襲，這應(yīng)該是木材在日本本土經(jīng)久不衰的原因。
據(jù)日本國土交通省資料顯示，截止2013年1月，日本全國建筑總使用面積為785828萬㎡，其中住宅為543180萬㎡（約占74.8％），木結(jié)構(gòu)建筑的使用面積約占住宅總面積的68％；非住宅類建筑中，木結(jié)構(gòu)建筑所占比例約為7％。另據(jù)日本總務(wù)省調(diào)查，日本現(xiàn)有住宅中，59％為木結(jié)構(gòu)，獨棟住宅的93％為木結(jié)構(gòu)。
—純木結(jié)構(gòu)—
塚脇住宅，日本
—純木結(jié)構(gòu)—
小機住宅，日本
—木結(jié)構(gòu)搭配混凝土—
Hikone住宅，日本滋賀
—木材搭配金屬—
daita2019住宅，東京
B. 政策與技術(shù)
在國家政策層面上，戰(zhàn)略性的發(fā)展高質(zhì)量、高存量、多年齡段的優(yōu)質(zhì)林業(yè)資源。采伐的同時不斷栽種；采伐技術(shù)成熟，就比如會動用無人機去調(diào)取這片樹林里的預采樹木，不至破壞其它。
森林覆蓋率中國中國達22.96%，日本69%
然后是技術(shù)的跟進，日本自19世紀末便順應(yīng)時代潮流，學習西方木結(jié)構(gòu)技術(shù)，形成現(xiàn)代梁柱木結(jié)構(gòu)體系。日本人選擇全盤西化、放棄舊有的木構(gòu)建筑體系的方式來急速適應(yīng)當代社會的生活。
而日本傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)可以追溯到中國唐宋時期，伴隨文化交流，中國的建筑形式傳到日本并得以延續(xù)和發(fā)展，如神社、寺院、日式民宅等。
法隆寺金堂、五重塔7世紀后半葉再建，當今世界最古老的木構(gòu)建筑群。 左為金堂（國寶）右為五重塔（國寶）
東大寺大佛殿，世界現(xiàn)存最大木構(gòu)古建筑。
木材本身性能的研發(fā)升級。通過科技手段可以解決木結(jié)構(gòu)的防火、防腐、防白蟻、防潮、防水等問題。
在政策、技術(shù)的基礎(chǔ)上，預制裝配式木建筑建造系統(tǒng)在日本國內(nèi)進行了全面推廣，推廣的方式是產(chǎn)品。2013年無印良品里就已經(jīng)在將木結(jié)構(gòu)房屋的預制構(gòu)件進行通用售賣了，家里的木梁腐朽了，商店里下單換一根就行。
無印良品預制木房屋
C. 市場
日本的土地私有，采用預制裝配式木結(jié)構(gòu)進行快速房屋修建是一種適應(yīng)城市社會生活的選擇。你家需要蓋房了，但是緊挨著的左鄰右舍房子屹立在那，沒法搭建腳手架，怎么辦呢？選擇預制裝配式的木構(gòu)件，進行由內(nèi)而外立梁柱，快速高質(zhì)量地在自家范圍內(nèi)搭建房屋。
當預制裝配式木建筑成為一個國民產(chǎn)業(yè)的時候，行業(yè)的材料、技術(shù)成本進行了均攤，這樣下來，其實木建筑的成本是很少的。
03.我國當代木建筑現(xiàn)狀與未來
A. 現(xiàn)實問題——林業(yè)資源的匱乏
自上世紀50年代大煉鋼鐵起，國內(nèi)消耗了大量的林業(yè)資源。而自那時到當下不過六七十年的時間，對于木材的生長周期而言，是很難生長成大規(guī)模、優(yōu)質(zhì)、適應(yīng)工業(yè)化采伐體系的林業(yè)資源的。近些年，雖然林業(yè)發(fā)展較為迅速，林產(chǎn)品質(zhì)量獲得顯著提升，但是濫砍濫伐、隨意造林的情況依然存在，受到不同地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展水平的影響，森林資源呈現(xiàn)不均勻分布的狀態(tài)，林業(yè)質(zhì)量依然處于較低水平。
世界森林覆蓋率地圖
我國林地種類
在古代，強大的木資源儲備是成就我國長期以來木構(gòu)住屋的先決條件，推廣到當代，也會是同樣的道理?；A(chǔ)跨了，先決條件便不滿足。
B. 觀念問題
自上世紀鋼混結(jié)構(gòu)從西方傳入國內(nèi)，中國傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)建筑經(jīng)歷了刻骨銘心的改朝換代，傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)建筑因無法適應(yīng)改革開放以來大規(guī)模的城市建設(shè)而逐漸淪為過時的古董。中國人還來不及對傳統(tǒng)木建筑價值來好好評估一番，就被迫接受了鋼筋水泥的世界。
而原本留下來的傳統(tǒng)純木結(jié)構(gòu)房屋卻因為缺少人氣與防護，正在被時間緩慢的侵蝕，形成了在國人心中腐朽、過時、潮濕、黑暗的形象。在現(xiàn)在的農(nóng)村，家家建房都習用鋼混或者磚混結(jié)構(gòu)，這是一種“進步”，是跟進時代的觀念選擇，誰又會重拾老宅的木構(gòu)呢？
畢竟，年輕時作為木工生存的匠人也隨著木宅院一起老去。
磚混/鋼混化的新農(nóng)村
傳統(tǒng)木建筑城鎮(zhèn)環(huán)境
來源：航拍四川
落實到具體推廣上，現(xiàn)實生活是很復雜的。生產(chǎn)方式?jīng)Q定生活方式，生活方式?jīng)Q定住宅形式。如果說要去引入新的建筑“形式”，是要切實貼合現(xiàn)實人們生活狀態(tài)的。不同區(qū)域會有不同的住屋偏好，需要進行實驗摸索。
分布在我國境內(nèi)的傳統(tǒng)住宅形式（局部）
來源：中國居住建筑簡史：城市、住宅、園林 （第二版）
C. 希望
我國正處于木結(jié)構(gòu)建筑的全面復蘇階段
上世紀五十年代，中國建筑學家劉致平先生曾經(jīng)發(fā)出拷問，“現(xiàn)國內(nèi)大規(guī)模推廣建設(shè)的鋼混結(jié)構(gòu)住宅是極不經(jīng)濟的，想要建設(shè)一勞永逸的建筑是不可能了”。鋼混結(jié)構(gòu)發(fā)展到今天，其弊端也逐漸顯現(xiàn)，它會老化需要養(yǎng)護，而且一旦廢棄，造成的環(huán)境污染、能源消耗是很大的。
廢棄磚混/鋼混房屋
在經(jīng)歷了自上世紀八十年代至本世紀初期的大規(guī)模城市建設(shè)之后，我國建筑業(yè)步入存量更新時代。在急速奔跑后，我們免不得停下來思考，原先做了那么多，是否出現(xiàn)了一些問題呢？
由政府間氣候變化專門委員會（IPCC）給出的報告數(shù)據(jù)可知，在2010 年，全球建筑行業(yè)（涵蓋了住宅、商業(yè)、公共和服務(wù)等業(yè)態(tài)）的能耗占到最終能源使用的 32%。
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鋼筋水泥的世界
而相比鋼材、混凝土而言，每生長 1m³木材能吸收約 1t 的二氧化碳，并釋放 0.75t 的 氧氣，是一種“負碳”型材料。
從材料生產(chǎn)階段來看，木材不但不排放二氧化碳，還對其有一定的吸收；從構(gòu)件加工階段來看，木材容易加工，每制造同等單位的構(gòu)件，木材的能量消耗遠低于其他建材；而且木材質(zhì)輕，在運輸上的能耗也可降低 ；施工快速便捷，木材對人力、機械和能源的消耗都相對較低；一般情況下，木材的導熱率低，是天然的保溫材料，有助于維持建筑在使用階段的低碳排放；此外，木材還是真正可以實現(xiàn)回收再利用的建材。
2013年9月全面完成修訂的《木結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB50005》，對新型木結(jié)構(gòu)的設(shè)計提供了技術(shù)保障。2017年，我國頒布《多高層木結(jié)構(gòu)建筑技術(shù)標準BG/T51226》和《裝配式木結(jié)構(gòu)建筑技術(shù)規(guī)范GB/T51233-2016》。
預示著我國裝配式木結(jié)構(gòu)建筑即將迎來新的發(fā)展。
D. 試點情況
試點類型集中在民宿、居民活動中心等商業(yè)、公共建筑；對于民宅，多表現(xiàn)為老宅翻新，而結(jié)構(gòu)類型多為混合結(jié)構(gòu)；多為一次性建筑設(shè)計作品，很少為有推廣意義的預制裝配設(shè)計作品。
呈現(xiàn)出星星之火的勢頭
04.一些思考
A. 中國傳統(tǒng)木建筑體系的傳承與創(chuàng)新
中國傳統(tǒng)木建筑具有分布廣、類型多、體系成熟、適應(yīng)性強、生態(tài)性能佳等特點。古代匠人經(jīng)過千年的摸索，總結(jié)出的建造經(jīng)驗與技巧，創(chuàng)造出舒適宜人的生活環(huán)境。
其中有著奇巧的智慧需要我們不斷地學習，在木建筑技術(shù)、理念更新的當代，國家的現(xiàn)代木建筑體系無疑是要在其基礎(chǔ)上進行再創(chuàng)造。
傳統(tǒng)木建筑與自然融合的天井空間
圖片來源：野人木屋
B. 關(guān)于預制裝配木建筑的試點選擇
旅游景區(qū)試點具有噱頭，且可接觸的人員較多，更容易推廣建筑的形式與理念，用實物來更新大眾的理念。像是很多民宿以及旅游景區(qū)的小品建筑。
在一些少數(shù)民族地區(qū)，當下仍然沿用本民族傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)建筑。他們?nèi)匀痪S持著比較傳統(tǒng)的生活方式和住屋形式，傳統(tǒng)的技藝和匠人都還在，但也存在遺失的可能。可以在這些地區(qū)，用新型的理念、技術(shù)與傳統(tǒng)建筑進行結(jié)合試點，與鄉(xiāng)民、匠人一起探索合適的住屋改良道路。
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小南海-土家十三村
相信，木建筑在不遠的將來，
又會筑滿華夏。
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