世界华人建筑师协会(WACA)副会长、日兴设计·上海兴田建筑工城设计事务所总经理总建筑师王兴田先生
大家下午好!刚才那些话感觉到建筑师一直是在做坏事,离做好事还有距离。实际上,今天谈论这个,”当代木构建筑的设计与实践“也是想少做一些坏事的想法,也不是我的想法,是前人已经做了很多,我们再接过来,就是要谈木构建筑。
木构是伴随着人类文明起源到今天,对我们都是息息相关的。在工业革命之前对木构的理解和使用、以及最后对人类的贡献、以及对它的评价,同时在劳动和建构当中进行的。当然我们今天还是要对传统木构进行的一种革命,一种新型的木构。
传统木构需要大量的木料、木材,使用有诸多限制,还造成了浪费。木构在防虫、防火上有很多缺陷。现代木构的体系,从它的工程学方法,受力模型分析、结构方面等等,较以前都有飞跃。以及我们的建筑法规在去年7月1日以后也实施三层以下的建筑不予推行木构,还有生态体系、其他的建筑,还有一些规范。
中间我只是简单讲一下木构的革命,当代木构已经运用一种新型的材料,改变了以前木构的结构,以及用在木构建筑上的材料,是针叶林产生的,跟阔叶林是不同的,如果针叶林在环保期限内科学地利用好,可以产生生物资源的可持续生长再利用。世界上最大的林业国家是北美、加拿大、美国等,这些木构经过把大型的木料切成小的,可以进行工程的胶合作用,组成一个需要的结构,这些就相当于混凝土的功能,混凝土的发明对我们的钢筋、水泥进行了大跨度。胶合就是把小的木块结合起来以后可以形成大木块,包括我们在冬季奥运会的场馆看到的胶合木,胶合木在防火、防风、防虫上有一些科学的依据。这里我只是简单地介绍一下。
下面,是一些案例,这是良渚教堂,这是混凝土的结构,这是比钢结构要轻,而且木材还可以回收,降低垃圾的产生。
这是天宫开物博物馆,也正在建。这是可以当钢结构使用的木构,这些木构已经远远不是一些简单的木料,可以受拉、受压,可以做一些房架,像框架结构。
这是在深圳万科的一个传统非洲民居,这是现代木结构,它的功能远远超越传统木结构。这是温哥华奥运会期间的速滑馆,这里实现了木构交错的,较之以前的木结构有颠覆性的木构。
这种新型木构、或者叫当代木构,它的胶合出现也得益于其他进行的进步,包括混凝土,一般的木构还是希望它不能在特别潮的环境下,它的基础往往得益于混凝土。它的结点改变以前的对半分的受力性能的前提下,它的钢结构结点在结构上强结点、弱感性,在结构上才能把整个木构的美的特性表现出来。这个钢结构把木材锯开以后,使钢结点隐藏在木构里面,表达木构的整个美感。
加拿大乔治王子城机场,这是非常辉煌的历史建筑,在一些发达国家,由于材料和一些其他土木结构的使用,使木构技术有了飞跃。这个机场可以看到这个结点非常精美,这些结点完全是用的钢结点隐藏在其中,对现代建筑材料的表达有了非常好的空间。这种现代建筑市场的空间,它的形态、环保特征,都融合与其中了。这些通过小的钢片结点穿插以后,可以办法它的承重,可以说钢结构和其他的建筑材料同样重要。
这是三年前在深圳做的一个酒店,酒店局部我们也探讨了钢结构架,这个也是在初期使用的,就是胶合的木结构,跨度是25米、高度是18米,目前在中国大陆还是最大的一个木构建筑,我们采用的是航架梁的概念。本来这酒店一开始想做三层的建筑,想做一个当代的木构建筑来表达度假酒店返璞归真的感觉,但是这个酒店高度加成七层以后,前面就保留了木构的部分。整个建筑还是航架梁,整个本身是在受力受压方面非常像,我们在它的航架,在普遍受力的情况下,尺寸只有一种,但是在整个受拉受压的过程中,这种结点的计算是非常复杂的过程。结点计算完了以后,每个结点都是特殊加工出来的。建成以后,我们隐藏在其中的大部分钢结点都隐藏在木构中。整个传统建筑思想、整个自然环境和建筑风格、建筑材料,这都是中国建筑中比较喜欢采用的,也体现了生态环保。
图中是受力分析,因为木构建筑把整个的木材切分以后,它的受拉受压进行计算,我们在原木料的时候,由于树的表皮和心材不一样,是不稳定的,通过切分以后,整个石材有裂缝,可能受力不均匀,我们把石材打成石块和水泥砂浆搅拌在一起,再浇铸出来的混凝土形成的效果是一样漂亮的。我们是通过受力计算打造出来的。
这是酒店25米的跨度,是20多见方的木构。旁边是传统的民居建筑,这样大量的木材使用,受力性能也有改变,对于它的技术、受力结构计算、防火性能也有考虑。当代木结构的防火,在木材的表现,经过防火的渗透,可以达到防火的效能。同时做过实验,在整个框架的作用下,钢结构和木构,两种材料,同样在两个小时的火灾情况下,钢结构在同样的温度下先垮掉。而木构,因为碳化,在发生火灾以后,钢结构是很快垮掉的,而新型木构可以保持结构的原貌。这也是我们在设计当中,对钢结构的保护层面,我们有2-3公分的系数可以加进去,万一有大火的情况下,可以保证它的结构,在火势烧起来的情况下,可以保证结构的稳定。
图中的建筑我们使用了大量的木构,也是突出了当地的风格,运用了当代木构,使不同结构结合,体现了木构的特点。还有一些小的地方,我们使用了竹子,这些竹子的使用,新型木构有一些标准,但是作为装饰材料是用得很多的。我们的成品在小型的建筑上使用。使得我们整个建筑造价大大降低。
这个是一个温泉度假的建筑,我们在原有的框架下,在新形的木构上进行了一个组合建造。作为一部分框架是用新型木结构来进行结合,这是建成以后,室内还在进行装修。室内在做的时候,我们要求只做地面,在灯光、扁平电缆都已经涵盖在木构梁的背后和上面,都已经做好了。地面因为木构空间比较高,通常我们建议做在地板下,这是室内木构建筑和装修的情况这是建成以后的样子。屋顶材料的选择可以是金属,也可以是水泥等。
实际上这种弯曲的梁,也是我们的一个强势,像这种弯曲的梁,这是通常直接加工,整个在加工过程以后,你所需要的这种现状构建的大小,经过了力学计算以后,把这种数据交给厂家,厂家进行木材的整个排列组合,再进行一定温度湿度下进行胶合,整个建筑胶合的时间非常短,一个月。
以上是我简单的地介绍当代木构建设的原理设计和一些案例分析,谢谢!