木结构房屋营造方法研究论文

浅谈木建筑的发展历程 摘要:通过引用亚洲、美洲、欧洲等地的木建筑重要案例,介绍了木建筑的历史与发展,并在环境可持续发展的概念上 论述了木建筑再崛起的关键与可能性。 关键词:木建筑,木筋墙,建筑风格,可持续发展 在人类文明的发展进程中,木材如同土石材料一样,是最原 始的建筑材料之一。人类除了大量使用木材外,在构筑工艺及技 术上也精益求精,积累了丰富的建筑知识,造就了许多不朽的文 化资产。因此,木建筑在建筑史上占有重要的地位。工业革命以 来,现代建筑行业蓬勃发展,以钢筋混凝土结构为代表的现代建 筑一座座拔地而起。与此同时,给人类的自然环境也带来了无穷 的灾难,全球变暖、生态失衡、土石流失等灾害接连而至。 进入21世纪,人类面对的是重要的反省时期。在科技及工 业高度发展的背景下,环境生态的经营与维护已成为最受关注的 焦点之一。以房屋开发而言,虽然现代建筑的营建技术已趋成 熟,却也经常是破坏环境生态的主要行为之一,其中以水土资源 的不当开发、二氧化碳的过度排放,以及资源的过度耗费等最为 严重。 木建筑曾经是中国最具有成就的建筑形态,然而曾几何时, 木建筑在中国已成为熟悉却又遥远的名词,存留下来的只是朗朗 上口的历史文献以及无数“说不清”的经验法则。幸而,在“绿色 建筑”、“生态建筑”思潮的推动之下,木建筑逐渐获得市场的青 睐,许多营建业主及建筑师也都跃跃欲试。 1 木建筑的过去 在古代中国,木材一直是最重要的建材。中国木建筑的类型 融合了社会的阶级形态、儒释道的宗教精神及哲学文化等。更重 要的是,它体现了古时中国人对自然的尊重。仰韶文化的西安半 坡遗址中(公元前4800年~公元前4300年),发现以木柱支撑的 半覆土建筑物;安阳的殷墟遗址中(公元前1766年~公元前1122 年),出现以砾石及铜片为柱基础的木质柱梁建筑形态;战国时代 (公元前475年~公元前221年)的青铜雕饰中,也明显可见柱梁 式的木建筑,甚至连斗拱的构造方式也已然存在。此后,一直到 公元600年,这段时期虽然没有明显木建筑民居文化的记录,但 依据同时期朝鲜及日本留存下来的文献显示:中国式木建筑形态 已被广泛传播,并且影响了远东地区的建筑文化。宋代的《营造法 式》(1103年)详细而又系统地描述了木建筑的材料、构法、作式及 形态等,足见当时木建筑的工艺水准已达巅峰。清代的《工程做 法则例》(1734年)则列举了不同功能、形式的建筑构筑规则。与 《营造法式》不同的是,此规则详细列出了每一构件的尺寸,反映 出宋、清两代木建筑的差异及发展历程。 世界最高木建筑———应县木塔,塔总高67.31 m,是中国现存 唯一的纯木构大塔。应县木塔建于辽清宁二年(公元1056年), 在寺的前部中心位置上,当时是寺中的一个主要建筑。900年来, 木塔曾经受了多次强烈地震的考验,屹然不动,未受到任何损害, 这说明它的抗震力很强,反映了中国古代木构建筑的成就。应县 木塔是中国现存木构建筑之最,也是现存世界古代木构建筑之最 高者。 在北美洲,最早的木筋墙建筑是由欧洲殖民者所建造的。来 自欧洲不同地区的移民建造了不同形态的木建筑,诸如著名的希 腊复兴风格(Greek Revical Style)、意大利风格(Italianate Style)、安 妮女王风格(Queen Ann Style)、木格架形式(Stick Style),出现于 十九世纪五六十年代,其特征为石板的陡斜屋顶与金属装饰组 合,外墙大量使用木条及几何的装饰图案,房屋平面往往不呈几 何对称形状,在门廊的柱、托架及梁端部常有雕饰的手法。大部 分的建筑物为木构造,也有少数为砖木混造的形式,许多房屋细 部的设计仍承袭着欧洲风格。1874年美洲东部出现最早的斜屋 顶住宅形式(Shingle Style),是由建筑师理查森(Henry Robson Richardsons,1836年~1886年)设计的。其特色包括在建筑物外 墙大量使用条板覆盖,并且使用大倾斜度的屋顶。这些都充分反 映了木材的特性及质感。 在欧洲,目前确切可考的木筋墙建筑形态可溯至13世纪末, 最古老的德国若墨(Romer)的建筑建造于1296年。在法兰克福 的萨克豪森,则发现建造于1291年~1292年间的木筋墙建筑。 15世纪以后,依据历史文献推断,精确的力学计算技术已明显应 用于木筋墙建筑,于是更合理、更高难度的建筑开始大量出现。 2 木建筑的近代 工业革命以来,木建筑逐渐退出了历史舞台,至今都没有严 谨的学术研究对木建筑作深入探讨,但从20世纪以来的营建发 展史来看,大致可归结为3点:1)木材虽然是一种建筑材料,但不 同于其他建材的是:在人类漫长的传统生活中,木材同时也是一 种普遍的燃烧材料。加上近代人口急速增长,战争不断破坏地 表,森林资源损耗的速度及程度已明显影响人类的重要需求(有 鉴于此,自17世纪起欧洲各国均开始大量种植再生林),因此在 危机意识的驱使下,替代传统材料的需求日渐紧急。2)由于工业 革命的开始,人们开始寻求更多新的材料及构造方式,加上新建 筑材料制造效率的提高,不论在质和量方面都能解决木材逐渐短 缺的问题,相比之下,木材已逐渐无法迎合日后市场的需求及挑 战。3)由于战后全球人口的极度增长,对住房的需求越来越大,人 口密度较大的国家纷纷建造高层住宅,这是木建筑所不能及的。 然而不幸的是,新建材的发展却建立在人类对不可再生资源 的耗竭行为之上。在人类追求新奇事物的心理驱使下,狂热、期 待、创造力、活力在新材料、新建筑的发展趋势中显露无遗。人们 对于其可能带来的长远影响却显得麻木不仁,甚至抛诸脑后,至 少在当时许多的质疑并没有得到社会太多的关注或回应。木建 筑是一种复杂的、需高度知识背景的,并强烈依附于文化传统的 建筑形态,其经验的传承、历史性的价值却在此时渐渐风华褪尽, 无声无息地淹没在“现代化”的洪流之中。 3 木建筑的未来 转机出现于1973年第一次石油危机到1992年的里约集团 国际高峰会之间。面对现代建筑的发展趋势,木建筑不只诉求于 环保、诉求于资源、诉求于可持续发展,更诉求于生活品质、诉求 于人性、诉求于文化传统。于是,一连串有趣,具有创新概念的建 筑计划纷纷出笼,尤其在环保意识高涨的欧洲,木建筑的崛起犹 如一场“大自然的反扑”,再一次震慑人心。许多成功的案例更令 人惊喜不断,越来越多的建筑师及工程师投入其中,更多缜密及 深入的研究和发展议题也开始如雨后春笋般崛起。 相对的,对于其他与可持续发展理念相冲突、为环境生态带 来直接或间接负面冲击的“新建筑材料”,如今人们除了必须重新 省思其未来发展何去何从外,还必须为解决或降低其对人类社会 所带来的负面影响疲于奔命。一味追求功能的“现代化列车”如 今正在放慢速度,重新调整方向。 清华大学建筑技术科学系的一项研究结果显示,在上海地 区,木结构房屋采暖耗能比轻型钢结构房屋低27.1%,比混凝土 结构房屋低31.3%。有关专家指出,木建筑的再开发,不只意味 着人类对于传统材料及技术的认同,更是符合人类社会发展远景 的先进做法。从建筑经济学和建筑生态学的角度来看,推广木结 构建筑建造,确实是在走一条合理利用资源、可持续发展的新路。 4 结语 由此可知,木建筑伴随人类住屋形式与生活习惯的历程相当 久远,且足迹遍及亚洲、欧洲和美洲,几乎涵盖所有的古文明地 区。迈入21世纪,在全球变暖、能源过度消耗、水土流失泛滥成 灾等灾害的影响下,人类不得不摒弃几百年来以科技马首是瞻的 功利主义思考,重新审视现代主义,以降低建筑对环境带来的重 创和危机,因此关于“绿色建筑”、“生态建筑”、“可持续建筑”、“有 机建筑”等论述纷纷应运而生。在当今提倡环保意识的年代,符 合可持续发展精神的木建筑以“另类”之姿趁势崛起,重新站上世 界建筑的舞台。然而,木建筑面对的挑战并不亚于它被赋予的期 待。它该如何在经济发展、新兴生活形态及人类可持续发展三大 趋势中,寻得最佳的定位及发展战略,这将是现代木建筑从事者 所面临的最大课题。 参考文献: [1]贺斌.基于环境观点的生态建筑可持续发展的思考[J].科 技进步与对策,2003(3):35-36. [2]亚伯克隆比.建筑的艺术观[M].天津:天津大学出版社,2001. [3]李允.华夏意匠———中国古典建筑设计原理分析[M].天 津:天津大学出版社,2005. [4]王超,薛烨.古建筑保护中的新技术应用[J].山西建筑, 2007,33(22):28-29.

从根本上说，中西方建筑艺术的差异首先来自于材料的不同：传统的西方建筑长期以石头为主体；而传统的东方建筑则一直是以木头为构架的。这种建筑材料的不同，为其各自的建筑艺术提供了不同的可能性。 不同的建筑材料、不同的社会功用，使得中国与西方的古典建筑有了不同的“艺术语言”。 不同的语言，表达着不同的思想，流露出不同的情感；不同的建筑，承载着不同的文化，体现着不同的信念。西方的石制建筑一般是纵向发展，直指上苍的。这样一来，能否将高密度的石制屋顶擎入云霄，便成为建筑艺术的关键所在，而执行这一任务的柱子也便成了关键中的关键。所以，西方建筑的“基本词汇”是柱子，即那些垂直向上、顶天立地的石头。如果说柱子是西方建筑艺术的“基本词汇”，那么屋顶则是其“主要句式”。屋顶的不同，导致了其风格类型上的差异，如希腊式、罗马式、拜占廷式、格特式、巴洛克式等等。 与西方的石制建筑不同，中国古代的木制建筑以斗拱为“基本词汇”。所谓斗拱，是将屋檐托起的交叠的曲木，它可以将纵向的力量向横向拓展，从而构造出多种多样的飞檐。同西方建筑的屋顶一样，作为中国古代建筑的“主要句式”，飞檐也有许多类型，或低垂，或平直，或上挑。其不同的形式制造出不同的艺术效果，或轻灵，或朴实，或威严。不仅亭、台、楼、阁都要用飞檐来标明自己的身份，表达自己的情感，而且飞檐的高低、长短往往会成为建筑设计的难点和要点。正所谓“增之一分则太长，减之一分则太短”，飞檐的设计必须恰到好处才能显得轻灵而不轻佻，朴实而不机械，威严而不呆板。 还有就是中国人对建筑的态度是以新为贵，而外国人则对古老建筑充满尊崇与敬意 还有就是西方建筑充满着宗教神秘主义的情绪，而中国的建筑则是儒家文化的反映。。 另外这里有一篇比较系统的， 或许更清晰一些。 不过大体说起来也就是这么几点，下面的要概括一些。 陈安国：中外城市建筑文化对比 中西建筑形式上的差别，是文化差别的表现，它反映了物质和自然环境的差别，社会结构形态的差别，人的思维方法的差别以及审美境界的差别。 1. 建筑材料的不同，体现了中西方物质文化、哲学理念的差异。从建筑材料来看，在现代建筑未产生之前，世界上所有已经发展成熟的建筑体系中，包括属于东方建筑的印度建筑在内，基本上，都是以砖石为主要建筑材料来营造的，属于砖石结构系统。诸如埃及的金字塔，古希腊的神庙，古罗马的斗兽场、输水道，中世纪欧洲的教堂……无一不是用石材筑成，无一不是这部“石头史书”中留下的历史见证。唯有我国古典建筑(包括邻近的日本、朝鲜等地区)是以木材来做房屋的主要构架，属于木结构系统，因而被誉为“木头的史书”。中西方的建筑对于材料的选择，除由于自然因素不同外，更重要的是由不同文化，不同理念导致的结果，是不同心性在建筑中的普遍反映。西方以狩猎方式为主的原始经济，造就出重物的原始心态。从西方人对石材的肯定，可以看出西方人求智求真的理性精神，在人与自然的关系中强调人是世界的主人，人的力量和智慧能够战胜一切。中国以原始农业为主的经济方式，造就了原始文明中重选择，重采集，重储存的活动方式。由此衍生发展起来的中国传统哲学，所宣扬的是“天人合一”的宇宙观。“天人合一”是对人与自然关系的揭示，自然与人乃息息相通的整体，人是自然界的一个环节，中国人将木材选作基本建材，正是重视了它与生命之亲和关系，重视了它的性状与人生关系的结果。 2. 建筑空间的布局不同，反映了中西方制度文化、性格特征的区别。从建筑的空间布局来看，中国建筑是封闭的群体的空间格局，在地面平面铺开。中国无论何种建筑，从住宅到宫殿，几乎都是一个格局，类似于“四合院”模式。中国建筑的美又是一种“集体”的美。例如；北京明清宫殿，明十三陵，曲阜孔庙即是以重重院落相套而构成规模巨大的建筑群，各种建筑前后左右有主有宾合乎规律地排列着，体现了中国古代社会结构形态的内向性特征，宗法思想和礼教制度。与中国相反，西方建筑是开放的单体的空间格局向高空发展。以相近年代建造、扩建的北京故宫和巴黎卢浮宫比较，前者是由数以千计的单个房屋组成的波澜壮阔，气势恢宏的建筑群体，围绕轴线形成一系列院落，平面铺展异常庞大；后者则采用“体量”的向上扩展和垂直叠加，由巨大而富于变化的形体，形成巍然耸立、雄伟壮观的整体。而且，从古希腊古罗马的城邦开始，就广泛地使用柱廊、门窗，增加信息交流及透明度，以外部空间来包围建筑，以突出建筑的实体形象。这与西方人很早就经常通过海上往来互相交往及社会内部实行奴隶民主制有关。古希腊的外向型性格和科学民主的精神不仅影响了古罗马，还影响了整个西方世界。同时，如果说中国建筑占据着地面，那么西方建筑就占领着空间，譬如罗马可里西姆大斗兽场高为48米，“万神殿”高43.5米，中世纪的圣索菲亚大教堂，其中央大厅穹窿顶离地达60米。文艺复兴建筑中最辉煌的作品圣彼得大教堂，高137米。这庄严雄的建筑物固然反映西方人崇拜神灵的狂热，更多是利用了先进的科学技术成就给人一种奋发向上的精神力量。 3. 建筑的发展不同，表现了中西方对革新态度的差别。从建筑发展过程看，中国建筑是保守的。据文献资料可知，中国的建筑形式和所用的材料3000年不变。与中国不同，西方建筑经常求变，其结构和材料演变得比较急剧。从希腊雅典卫城上出现的第一批神庙起到今天已经2500余年了，期间整个欧洲古代的建筑形态不断演进、跃变着。从古希腊古典柱式到古罗马的拱券、穹窿顶技术，从哥特建筑的尖券，十字拱和飞扶壁技术到欧洲文艺复兴时代的罗马圣彼得大教堂，无论从形象、比例、装饰和空间布局，都发生了很大变化。这反映了西方人，敢于独辟蹊径，勇于创新的精神。 4. 建筑价值的不同，显现中西方审美观念的异殊。从建筑的价值来看，中国的建筑着眼于信息，西方的建筑着眼于实物体。中国古代建筑的结构，不靠计算，不靠定量分析，不用形式逻辑的方法构思，而是靠师傅带徒弟方式，言传手教，靠实践，靠经验。我们对于古代建筑，尤其是唐以前的建筑的认识，多从文献资料上得到信息。历代帝王陵寝和民居皆按风水之说和五行相生相克原理经营。为求得与天地和自然万物和谐，以趋吉避凶，招财纳福，在借山水之势力，聚落建筑座靠大山，面对平川。这种“仰观天文，俯察地理”是中国特有的一种文化。古代希腊的毕达哥拉斯、欧几里得首创的几何美学和数学逻辑，亚里士多德奠基的“整一”和“秩序”的理性主义“和谐美论”，对整个西方文明的结构带来了决定性的影响，一切科学和艺术，它们的道路都被这种理念确定了命运。翻开西方的建筑史，不难发现，西方建筑美的构形意识其实就是几何形体；雅典帕提隆神庙的外形“控制线”为两个正方形；从罗马万神庙的穹顶到地面，恰好可以嵌进一个直径43.3米的圆球；米兰大教堂的“控制线”是一个正三角形，巴黎凯旋门的立面是一个正方形，其中央拱门和“控制线”则是两个整圆。甚至于象园林绿化、花草树木之类的自然物，经过人工剪修，刻意雕饰，也都呈献出整齐有序的几何图案，它以其超脱自然，驾驭自然的“人工美”，同中国园林那种“虽由人作，宛自天开”的自然情调，形成鲜明的对照。早在2000年前古罗马奥古斯都时期的建筑理论家维特鲁威就在他的著名《建筑十书》中提出了“适用、坚固、美观”这一经典性的建筑三要素观点，被后人奉为圭臬，世代相传。17世纪初建筑师亨利·伍登提出优秀建筑物必须具备三个条件；“坚固、实用和欢愉。”西方人把“坚固”和“实用”作为评价优秀建筑物的第一和第二原则。因而当中国古老的建筑物随着时间的流逝而被毁坏或“烟消云散”的时候，西方古希腊、古罗马、古埃及的建筑依然完好地保存着，用实物体形象演绎着自己的文化。通过对中西方建筑的比较可见出中西方在观念文化上，制度文化，物质文化上的不同。