木結(jié)構(gòu)建筑的實(shí)踐與思考

1、    木結(jié)構(gòu)建筑的實(shí)踐與思考    張潔華 黎跡·建筑事務(wù)所（tao）創(chuàng)始人、主持建筑師；先后畢業(yè)于清華大學(xué)和耶魯大學(xué)，獲建筑學(xué)碩士學(xué)位；曾實(shí)踐于紐約，2009年在北京創(chuàng)立tao；華黎的建筑觀強(qiáng)調(diào)場所的本質(zhì)意義以及建造的人文意義，其設(shè)計作品曾多次獲獎并展出。華黎在清華大學(xué)教授設(shè)計課并曾受邀在多所國內(nèi)外大學(xué)演講。導(dǎo)語：跡·建筑事務(wù)所（tao）主持建筑師華黎，在建筑實(shí)踐中特別強(qiáng)調(diào)和關(guān)注建筑的“在地”，以及建筑本體的建造問題，努力使建筑回到場所意義的營造。本次采訪主要圍繞“林建筑”、“高黎貢手工造紙博物館”兩個木結(jié)構(gòu)建筑作品，來探討木建筑

2、從設(shè)計到建造過程中遇到的問題及解決辦法，以及對于木材料、傳統(tǒng)/現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)的認(rèn)識與思考。at：記得您曾談到在接到項(xiàng)目后，通常首先要重寫任務(wù)書，通過對場地的觀察以及與使用者的溝通來確定設(shè)計的起點(diǎn)和方向。然而，面對“林建筑”這個功能不太明確的項(xiàng)目，您是如何思考和應(yīng)對的？華黎：重寫任務(wù)書其實(shí)就是深入思考你要創(chuàng)造的場所的意義，例如：在設(shè)計學(xué)校時，一條走廊并不僅具有通過性的，而往往可以成為交往的場所，當(dāng)你這樣去想的時候，你就不會只是把走廊做成一個簡單的線性空間，而是會考慮人如何能停留駐足甚至坐下來，是否可以有三五成群相聚的小角落，光線如何組織，氛圍又當(dāng)如何等等問題，這就是場所的意義。場所與功能不同，功能是

3、對人如何使用空間的一種格式化理解，場所則是要破除這種格式化，并更深入地去思考人與空間的關(guān)系。所以遇到一個功能不明確的項(xiàng)目，從人的角度去思考場所是困難的，因?yàn)槭褂弥黧w都是不確定的，這個時候更多考慮的就是建筑與基地、環(huán)境的關(guān)系，以及形式本身的意義了。就“林建筑”這個項(xiàng)目而言，因功能的不確定，而又在公園這樣一個場地里，一種沒有隔墻的只有屋頂和地面兩個水平面界定形成的連續(xù)、開放、彌漫而自由的水平向空間，我想是最適合的，一來空間可以靈活劃分使用，二來人的視線自然被壓成水平向的，看向運(yùn)河或公園。所以，我們設(shè)計了一個只有柱沒有墻的空間體系，它基于一個不斷復(fù)制的單元結(jié)構(gòu)組合所形成的柱網(wǎng)，可以自由地生長、蔓延，

4、而這樣一種水平延伸開的建筑形態(tài)，從外部看也很好地融入到了運(yùn)河公園的環(huán)境中。at：“林建筑”給人最鮮明、最深刻的印象就是其如樹林般的輕盈自由的空間氛圍，請談?wù)劇傲纸ㄖ钡脑O(shè)計靈感是從何而來，又是如何將靈感轉(zhuǎn)化成空間實(shí)體的？華黎：建筑在運(yùn)河邊樹木環(huán)繞的公園里，設(shè)計靈感就來自于樹，樹天生就是一種單元，一片樹形成樹林，恰如單元重復(fù)形成空間。而樹的自身結(jié)構(gòu)具有天然的空間遮蔽感，就如柱子和屋頂，由此我們設(shè)計了一個樹狀結(jié)構(gòu)單元，由一根柱子和四個懸臂梁形成，各個單元相互連接就形成了整體的結(jié)構(gòu)體系，希望營造出一種林下空間的感受。這種基于單元同構(gòu)形成的空間體系類似于伍重基于對自然界的觀察而發(fā)展出的加法建筑（add

5、itive architecture）設(shè)計方法，既有標(biāo)準(zhǔn)化的特征，又具有豐富性，正如自然界中的事物一樣。at：請詳細(xì)解釋“林建筑”中的“樹狀結(jié)構(gòu)”單元的基本形式和結(jié)構(gòu)原理，又是通過哪些構(gòu)造節(jié)點(diǎn)的設(shè)計來實(shí)現(xiàn)建造的。華黎：樹狀結(jié)構(gòu)單元由一根柱子和四個懸臂梁（主梁）形成，每個單元的主梁相互連接而形成四點(diǎn)交匯的節(jié)點(diǎn)，這些節(jié)點(diǎn)之間再加上橫向連系梁（脊梁），脊梁內(nèi)設(shè)可調(diào)節(jié)金屬拉桿將主梁拉結(jié)在一起。因此屋面的每個高點(diǎn)都是一個圓形鋼環(huán)連接了共八根梁。而柱子所在位置是屋面低點(diǎn)，柱子中心暗藏了雨水管，雨水從漏斗狀屋面匯集后從柱子內(nèi)部排走。柱子的斷面則為十字形，與四個方向的主梁相連接。木結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間的連接節(jié)點(diǎn)都采用

6、內(nèi)插鋼板然后用螺栓與銷釘固定的方式。建筑最終在這些節(jié)點(diǎn)的暴露上是選擇性的，螺栓或銷釘孔最后都被填入的木片隱藏，因?yàn)槲覀儾⒉幌脒^分強(qiáng)調(diào)構(gòu)件連接節(jié)點(diǎn)的工業(yè)感，而是想獲得結(jié)構(gòu)整體形式的抽象感，只有脊梁底部的拉桿是暴露的，成為唯一可看到的金屬桿件。at：對于“林建筑”為何選用木結(jié)構(gòu)進(jìn)行建造？此外，高黎貢手工造紙博物館也采用的是木結(jié)構(gòu)，兩者所采用的木結(jié)構(gòu)體系又有什么不同？華黎：之所以選用木結(jié)構(gòu)的原因有：一是設(shè)計本身就是基于單元復(fù)制的標(biāo)準(zhǔn)化的概念，木結(jié)構(gòu)的加工和安裝符合這一需要；二是木材所營造的氛圍與設(shè)計的出發(fā)點(diǎn)相契合，一種宛如林木間的感受與公園的環(huán)境也比較協(xié)調(diào)。另外，木結(jié)構(gòu)作為一種預(yù)制裝配體系可以減少現(xiàn)

7、場的濕作業(yè)，減少施工對公園環(huán)境的影響。林建筑的木結(jié)構(gòu)采用的是現(xiàn)代膠合木，與高黎貢造紙博物館采用的實(shí)木不同，膠合木強(qiáng)度更高，構(gòu)件可以具有更小的斷面，耐久性和防變形更好，且是采用工業(yè)化的加工方式。高黎貢手工造紙博物館因?yàn)槭翘幵谏形垂I(yè)化的鄉(xiāng)村環(huán)境，所以采用傳統(tǒng)的榫卯體系與工匠手工加工和安裝的方式，這些都是因地制宜的結(jié)果。at：“林建筑”采用了預(yù)制裝配式的建造方式，請談?wù)勥x擇這種建造方式的原因與優(yōu)點(diǎn)，以及具體的施工順序是如何組織的。華黎：預(yù)制裝配體系的優(yōu)點(diǎn)前面已經(jīng)提到，主要是構(gòu)件加工的批量化和標(biāo)準(zhǔn)化，施工安裝快，更適合項(xiàng)目的場地條件。具體順序是先在工廠把所有柱、梁構(gòu)件加工好，在現(xiàn)場進(jìn)行組裝；安裝順序

8、是先做好柱、然后上主梁，主梁連接后再上脊梁（連系梁）、之后再上次梁、檁條、屋面做法等。at：據(jù)說“林建筑”的設(shè)計施工持續(xù)了4年，請談?wù)勗谑┕み^程中遇到的主要問題以及相應(yīng)的解決方法。華黎：項(xiàng)目周期長的確是始料未及的，當(dāng)然這里有很多原因，包括資金不到位、管理不到位等，從建筑施工技術(shù)角度來說，最大的問題還是精度控制問題。這樣一種形態(tài)的設(shè)計需要從加工到現(xiàn)場安裝都能夠精準(zhǔn)的控制。實(shí)際情況是加工的精度不難達(dá)到，但現(xiàn)場安裝時，由于土建的柱子定位本來就有誤差，柱子安裝的角度也有誤差，梁的尺寸也有誤差，各項(xiàng)誤差累積就導(dǎo)致梁吊裝上去后對不上。因此，要空中定位量準(zhǔn)后再放下來進(jìn)行現(xiàn)場尺寸調(diào)整，這樣一來在現(xiàn)場反復(fù)靠人工

9、手段來調(diào)整誤差，就沒有預(yù)期得那么快了，所以這還是一個技術(shù)體系不完整的問題。加工是機(jī)器來控制，而施工還是人工控制，自然就有這樣的矛盾。當(dāng)然靠著人工操作的方式，問題最終也解決了，我們戲稱這是一種低技參數(shù)化的做法。at：“預(yù)制裝配”往往意味著工業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化，甚至均質(zhì)、統(tǒng)一，那么“林建筑”又是如何平衡其與結(jié)構(gòu)靈活性、空間豐富性之間的矛盾的？華黎：“林建筑”的平面，如果只看柱網(wǎng)，它很像一個停車場建筑，都是標(biāo)準(zhǔn)的柱網(wǎng)。但是實(shí)地空間感受很豐富，這是源于單元本身具有樹的形態(tài)，因而屋頂是很動態(tài)的，它必然不同于一個平屋頂，另外梁的布置在平面上做了輕微的角度扭轉(zhuǎn)，使得空間的走向產(chǎn)生了一點(diǎn)微妙的變化，所以梁的走向并非

10、是一通到底的直線而是一條反復(fù)曲折的折線，這也改變了對空間的感知。另外，屋頂?shù)母唿c(diǎn)是有高度變化的，這使得建筑的輪廓也有了起伏，與環(huán)境有所對話。當(dāng)然屋頂高度的變化導(dǎo)致梁和柱的尺寸及安裝角度不再是單一的一種，而是會有一些“變種”，但仍然控制在一定數(shù)量范圍內(nèi)，例如柱子高度只有三種，這樣使加工和安裝也不至于過于復(fù)雜。這樣一種平衡與阿爾托當(dāng)年提出的靈活標(biāo)準(zhǔn)化（flexible standardization）的概念相同，既標(biāo)準(zhǔn)化，也有變化。at：木結(jié)構(gòu)有很多優(yōu)勢，但也有自身的一些缺點(diǎn)，如防火、防腐、防潮、保溫、隔熱、耐久等問題，請談?wù)劇傲纸ㄖ笔侨绾螐脑O(shè)計和建造層面來解決這些問題的，以及又是如何解決機(jī)電設(shè)

11、備、排水管線的布置。華黎：膠合木在防火上能達(dá)到一定的耐火性，表面燃燒炭化后會形成一個保護(hù)層；防腐方面，我們采用了表面刷桐油的傳統(tǒng)方式；防潮是在建筑層面考慮的，整個木結(jié)構(gòu)建筑是坐在一個從地面架空的混凝土平臺上的，與地面的濕氣隔開，而且將空調(diào)、給排水等管線設(shè)備系統(tǒng)安裝在混凝土平臺之下，這樣同時解放了屋頂，使屋頂無需再做管線（除照明電管以外）和吊頂，可以純粹地表達(dá)建筑結(jié)構(gòu)自身，另外屋頂出挑以保護(hù)立面暴露的梁柱不受雨淋；木結(jié)構(gòu)在保溫上反而具有優(yōu)勢，木材本身就是隔熱材料，這也是建筑得以在立面上直接暴露梁柱的原因，因其材料本身保溫，無需再做保溫層和面層，加上建筑外墻采用夯土墻也是保溫性能很好的材料，使得“

12、木”框架結(jié)構(gòu)和“土”填充墻的關(guān)系在立面上得以呈現(xiàn)。at：請談?wù)劇傲纸ㄖ睆脑O(shè)計到建造過程中的主要遺憾及從中收獲的經(jīng)驗(yàn)。華黎：主要的遺憾還是施工的工業(yè)化程度不夠，導(dǎo)致工期過長，其中吸取的經(jīng)驗(yàn)就是設(shè)計要充分考慮到施工條件的局限并提前加以應(yīng)對。此外，項(xiàng)目沒有按計劃達(dá)到4 000m2的初始設(shè)計規(guī)模，施工過程存在諸多問題，后期資金不足導(dǎo)致景觀配置不充分，使得建筑沒有如預(yù)期那樣“消失”在樹林中。at：最后，請結(jié)合高黎貢手工造紙博物館、“林建筑”這兩個木結(jié)構(gòu)項(xiàng)目的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，談?wù)勀鷮δ静牧稀鹘y(tǒng)/現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)的一些認(rèn)識與思考。華黎：木材作為一種自然材料有很多天然的優(yōu)勢，它與自然親和的天性在建筑中有很大的應(yīng)用價值

13、。作為一種普及、可再生且易于加工的材料，本應(yīng)是可以被普遍運(yùn)用的，恰如在中國長達(dá)幾千年歷史的傳統(tǒng)建造體系中，木結(jié)構(gòu)是絕對的主導(dǎo)體系。但是，隨著人口增加以及曾經(jīng)的過度砍伐，現(xiàn)時中國的人均木材資源非常有限，使得木材不再是城鎮(zhèn)建設(shè)的主要建材。中國傳統(tǒng)榫卯木結(jié)構(gòu)技術(shù)本已是一套高度成熟且智慧的建造系統(tǒng)，它的易于建造、良好的抗震性能，可拆裝以適應(yīng)遷建的特點(diǎn)等都是其極大的優(yōu)點(diǎn)，但在當(dāng)代資源以及產(chǎn)業(yè)變遷的沖擊下也面臨逐漸沒落甚至消亡的危險。木材本身的力學(xué)特性，使其目前只能建造低層或多層建筑，加上防火耐腐上的局限，在應(yīng)用上還是有一定局限。膠合木是將碎木再聚合加工為整材，充分利用原材料的同時，改善木材的力學(xué)和耐久等

14、性能，使其具有更廣泛的應(yīng)用，因此已經(jīng)成為一個產(chǎn)業(yè)。我們現(xiàn)在在上海做的一個項(xiàng)目就在嘗試采用膠合木結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)一個長達(dá)二十多米的跨度，這可能是傳統(tǒng)實(shí)木難以實(shí)現(xiàn)的。中國的現(xiàn)代膠合木建筑產(chǎn)業(yè)還處于起步階段，在木材的加工、處理及安裝技術(shù)上與歐美的水平還有很大差距，但是未來應(yīng)該還是有很大發(fā)展空間。盡管木結(jié)構(gòu)本身不太適合城市中因土地有限需要高密度建設(shè)的需求（層數(shù)、防火的局限），但是木建筑環(huán)保、親和以及預(yù)制裝配建造等特性使其在旅游度假產(chǎn)業(yè)以及一些處于自然環(huán)境中、低密度、注重環(huán)境的項(xiàng)目類型上還是有很大優(yōu)勢。因此，木建筑未來雖然不是中國主流的建造方式，但建筑師還是應(yīng)該以一種包容的態(tài)度去學(xué)習(xí)和運(yùn)用它，尤其是對待傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)建造方式，如果能夠有條件將其智慧地運(yùn)用到當(dāng)代設(shè)計中，對保護(hù)和傳承傳統(tǒng)也是很有意義的，這方面還需要建筑師持之以恒的探索。當(dāng)然無論是傳統(tǒng)榫卯做法還是現(xiàn)代工業(yè)做法，都應(yīng)該是基于建筑本身的出發(fā)點(diǎn)和條件下做出的因地制宜的選擇。林建筑業(yè)主：北京美景天成投資有限責(zé)任公司地點(diǎn)：北京運(yùn)河森林公園設(shè)計單位：跡·建筑事務(wù)所（tao）主持建筑師：華黎設(shè)計團(tuán)隊(duì)：華黎、趙剛、姜楠、賴爾遜、陳愷、alienor zaffalon、張芝明、elisabet aguilar palau、張雅楠、白婷