新型木結(jié)構(gòu)建筑技術(shù)應(yīng)用探究

錢(qián)明波

摘要：伴隨著科學(xué)技術(shù)和材料技術(shù)的全面發(fā)展，建筑結(jié)構(gòu)也呈現(xiàn)出多樣化的轉(zhuǎn)型趨勢(shì)，新型木結(jié)構(gòu)建筑體系受到了廣泛關(guān)注，匹配新型人工材料，替代傳統(tǒng)的建造方式，呈現(xiàn)出具有現(xiàn)代主義風(fēng)格的建筑結(jié)構(gòu)。本文集中分析了新型木結(jié)構(gòu)建筑技術(shù)和特點(diǎn)，木結(jié)構(gòu)在現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，新型木結(jié)構(gòu)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，并著重討論了其空間表現(xiàn)形式。同時(shí)，還論述了新型木結(jié)構(gòu)建筑技術(shù)與人與自然的關(guān)系，及其發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞：新型木結(jié)構(gòu);建筑技術(shù);特點(diǎn);空間表現(xiàn)

引言

近幾年，人們的生活水平不斷提高，對(duì)于木建筑文化也提出了新的要求，木結(jié)構(gòu)建筑融合現(xiàn)代設(shè)計(jì)風(fēng)格，在滿足節(jié)能環(huán)保、生態(tài)文化需求的同時(shí)，進(jìn)入更加多樣化的木結(jié)構(gòu)建筑建設(shè)新時(shí)期。

1 新型木結(jié)構(gòu)建筑技術(shù)及特點(diǎn)

材料學(xué)的發(fā)展和進(jìn)步，推動(dòng)了木結(jié)構(gòu)向著合成材料木科技層面發(fā)展，實(shí)現(xiàn)人工合成材料和現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)技術(shù)融合的目標(biāo)，能在發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)的同時(shí)，拓展木結(jié)構(gòu)的新發(fā)展領(lǐng)域。也正是基于大規(guī)模標(biāo)準(zhǔn)化的木材料發(fā)展趨勢(shì)，不同新型木結(jié)構(gòu)建筑技術(shù)脫穎而出。

1.1 膠結(jié)層壓木技術(shù)

1）膠結(jié)層壓木也被稱為層板膠合木，其基礎(chǔ)厚度維持在20mm到45mm之間，基礎(chǔ)含水率在18%以下，涂層板進(jìn)行疊加壓處理后，能被剪裁為不同的尺寸。

2）在實(shí)際建筑工程中，利用膠結(jié)層壓木技術(shù)能完成栱結(jié)構(gòu)、桁架結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)、梁構(gòu)件等元件的處理，按照不同的位置進(jìn)行布設(shè)就能承載對(duì)應(yīng)的應(yīng)力參數(shù)，配合不同等級(jí)的木材怎能更好地提升木材的應(yīng)用效果。

3）最關(guān)鍵的是，構(gòu)件的基礎(chǔ)長(zhǎng)度和尺寸不會(huì)受到天然尺寸的限制，形成曲線形構(gòu)件也能很好地提升造型美觀度。基于此，一些大型展覽館會(huì)采取膠結(jié)層壓木技術(shù)，而在防火層面，因?yàn)槠鋬?nèi)部炭火層具有良好的滯火處理效果，因此，膠結(jié)層壓木技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中其防火性能甚至勝于部分鋼結(jié)構(gòu)和預(yù)應(yīng)混凝土結(jié)構(gòu)，應(yīng)用效果較好[1]。

1.2 結(jié)構(gòu)復(fù)合木材技術(shù)

在實(shí)際應(yīng)用中借助等級(jí)較低的原木就能完成生產(chǎn)，不僅優(yōu)化了成本管理效果，還大大優(yōu)化了木材的利用率，利用結(jié)構(gòu)復(fù)合木材能有效替代傳統(tǒng)的釘連接組合梁結(jié)構(gòu)，在輕型木結(jié)構(gòu)房屋的主梁和屋脊梁方面應(yīng)用較多。目前，應(yīng)用較為廣泛的結(jié)構(gòu)復(fù)合木材包括旋切板膠合木和旋切片膠合木。

1.2.1 旋切板膠合木技術(shù)

其一，旋切板膠合木。在對(duì)單板（2.5mm-6.1mm）進(jìn)行旋切處理后，表層涂膠，順著木質(zhì)的紋理層進(jìn)行疊加熱壓實(shí)處理。旋切板膠合木本身能實(shí)現(xiàn)直接的膠合處理，無(wú)需進(jìn)行鋸末和刨花處理，相較于層板膠合木，旋切板膠合木的出材率會(huì)提升20%以上。最關(guān)鍵的是，旋切板膠合木的厚度較小，避免天然缺陷造成的分離，也為后續(xù)設(shè)計(jì)工作的開(kāi)展提供保障。

1.2.2 旋切片膠合木技術(shù)

其二，旋切片膠合木。一般針對(duì)的是厚度在6.1mm以上的單板，長(zhǎng)度為厚度的150倍，進(jìn)行窄木片的膠合處理，主要分為平行木片膠合木和層積膠合木[2]。

1.3 木基結(jié)構(gòu)板材技術(shù)

主要是將木基復(fù)合板作為基礎(chǔ)，配合結(jié)構(gòu)膠合板和定向木片板就能應(yīng)用在木質(zhì)結(jié)構(gòu)的樓面板生產(chǎn)和屋面板生產(chǎn)中，最大程度上提高復(fù)合木材的應(yīng)用水平。木基組合構(gòu)件充分發(fā)揮了自然材料的特性，將膠合板木薄膜梁和預(yù)制工字形木梁結(jié)合在一起。

1.3.1 木結(jié)構(gòu)在現(xiàn)場(chǎng)施工裝配化的應(yīng)用

一方面，木材結(jié)構(gòu)的加工標(biāo)準(zhǔn)能向著現(xiàn)場(chǎng)施工裝配化方向發(fā)展，推動(dòng)施工現(xiàn)場(chǎng)配件組裝化進(jìn)程，在預(yù)制技術(shù)和生產(chǎn)過(guò)程配合的過(guò)程中，提升了應(yīng)用效率，也縮短了施工工期。與此同時(shí)，設(shè)計(jì)方和廠家進(jìn)行木結(jié)構(gòu)建筑技術(shù)的協(xié)調(diào)，就能在明確設(shè)計(jì)要點(diǎn)的同時(shí)，優(yōu)化整體設(shè)計(jì)效果。

1.3.2 新型木結(jié)構(gòu)建筑的優(yōu)勢(shì)

另一方面，也正是在新型木質(zhì)結(jié)構(gòu)建筑發(fā)展過(guò)程中，技術(shù)的發(fā)展為木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)自由度的拓展提供了寶貴的空間，能在優(yōu)化材料形態(tài)和穩(wěn)定性的同時(shí)，強(qiáng)化建筑結(jié)構(gòu)的整體質(zhì)量。值得一提的是，木質(zhì)結(jié)構(gòu)在某些設(shè)計(jì)層面能有效提升人感官體驗(yàn)，這種新型體驗(yàn)是鋼結(jié)構(gòu)無(wú)法替代的。

除此之外，新型木結(jié)構(gòu)建筑的防火性、節(jié)能性以及成本都有突出的優(yōu)勢(shì)，憑借其設(shè)計(jì)靈活性、抗震性等優(yōu)勢(shì)能大大提升整體設(shè)計(jì)效果[3]。

2 新型木結(jié)構(gòu)建筑空間表現(xiàn)形式與應(yīng)用

在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的時(shí)代背景下，人們對(duì)于生活品質(zhì)的要求越來(lái)越高，新型木結(jié)構(gòu)建筑空間表現(xiàn)形式也越來(lái)越多樣化，應(yīng)用不同的技術(shù)模式和新型材料，在傳遞簡(jiǎn)約簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)理念的同時(shí)，也充分表達(dá)了建筑、環(huán)境、人文的和諧統(tǒng)一。

2.1 新型木結(jié)構(gòu)建筑的極簡(jiǎn)風(fēng)格

追溯極簡(jiǎn)設(shè)計(jì)風(fēng)格的發(fā)展，要從上世紀(jì)后期西方建筑談起，極簡(jiǎn)設(shè)計(jì)體系將摒棄形式主義和簡(jiǎn)潔邏輯設(shè)計(jì)作為關(guān)鍵，無(wú)論是建筑結(jié)構(gòu)的組合形式還是應(yīng)用的材料，都要秉持最原始化的簡(jiǎn)約、簡(jiǎn)單，并且形成良好的設(shè)計(jì)體系，在與人形成共鳴的同時(shí)，充分發(fā)揮新型木結(jié)構(gòu)建筑的創(chuàng)作理念，呈現(xiàn)出多樣化的設(shè)計(jì)風(fēng)格[4]。

案例分析：芬蘭的現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)辦公樓在設(shè)計(jì)過(guò)程中，采取的是柱結(jié)構(gòu)、梁結(jié)構(gòu)和板結(jié)構(gòu)一體化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模式，中庭采取的就是自然主義化設(shè)計(jì)體系，利用4組斜向的梭形木質(zhì)網(wǎng)結(jié)構(gòu)將彎曲的層板膠合木組合在一起，利用鋼片進(jìn)行緊固后，安裝定位，以河流的流動(dòng)為設(shè)計(jì)理念，有效完成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和處理，最大程度上體現(xiàn)了新型木結(jié)構(gòu)建筑空間表達(dá)的簡(jiǎn)約氣質(zhì)。

近年來(lái)，我國(guó)也陸續(xù)出現(xiàn)了許多新型木結(jié)構(gòu)建筑，木結(jié)構(gòu)不再只是應(yīng)用于古建筑修復(fù)，也越來(lái)越多地應(yīng)用在現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)中，在鋼筋水泥的叢林中逐漸占據(jù)了一席之地。

2.2 順應(yīng)環(huán)境文脈發(fā)展

2.2.1 文化傳承與建筑設(shè)計(jì)

不同的地域文化建筑體現(xiàn)出不同環(huán)境的歷史傳承內(nèi)容，在地方個(gè)性文化不斷發(fā)展的時(shí)代背景下，借助建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)體現(xiàn)出當(dāng)?shù)匚幕瘍?nèi)核具有重要的社會(huì)意義，而鋼筋混凝土設(shè)計(jì)模式在貼合現(xiàn)代化設(shè)計(jì)方案的同時(shí)缺少了一絲“人情味”。而木質(zhì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)無(wú)論是呈現(xiàn)出的人文價(jià)值還是觀賞感受都更加立體[5]。

2.2.2 建筑、人與自然

另外，對(duì)于建筑師而言，建筑建造的過(guò)程要在發(fā)揮其實(shí)用性功能的同時(shí)，融合多樣化的設(shè)計(jì)元素，確保能利用簡(jiǎn)潔的設(shè)計(jì)處理，優(yōu)化整體設(shè)計(jì)效果。而新型木質(zhì)結(jié)構(gòu)就能在凸顯純凈設(shè)計(jì)元素的同時(shí)，營(yíng)造出寓意深遠(yuǎn)的建筑空間體系。例如，日本某個(gè)博物館就建在兵庫(kù)縣的山林中，不僅僅是對(duì)建筑結(jié)構(gòu)要義的表達(dá)，也是秉持人與自然和諧平衡共處的希冀。

2.2.3 環(huán)境與建筑設(shè)計(jì)

利用新型木質(zhì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)能更好地體現(xiàn)出傳統(tǒng)文化價(jià)值，利用不同的技術(shù)處理方式和新型木質(zhì)材料，就能更好地展現(xiàn)出多元建筑結(jié)構(gòu)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，從而實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)和環(huán)境渾然一體的設(shè)計(jì)目標(biāo)。

2.3 凸顯視覺(jué)沖擊力

在木結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)工作中，還能具有較為突出的視覺(jué)沖擊力，因?yàn)樾滦湍窘Y(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)多數(shù)都是采取天然材質(zhì)的設(shè)計(jì)要素，這就大大提升了整體設(shè)計(jì)方案的親和力，有效減少了建筑結(jié)構(gòu)的冰冷感。在建筑結(jié)構(gòu)各個(gè)元件和模塊設(shè)計(jì)過(guò)程中，結(jié)合設(shè)計(jì)技術(shù)、設(shè)計(jì)材料以及設(shè)計(jì)意境能將理性和感性交織在木結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)中，為人們帶來(lái)較為理想的視覺(jué)體驗(yàn)。尤其是層板膠合木結(jié)構(gòu)，能被廣泛應(yīng)用在跨度較大的結(jié)構(gòu)建筑中，有效豐富了建筑類型[6]。

3 結(jié)論與建議

總而言之，新型木結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)是順應(yīng)時(shí)代發(fā)展趨勢(shì)的選擇，滿足了人們追求自然人文和平共處的希望，我國(guó)在木結(jié)構(gòu)建筑方面具有悠久的歷史，要融合新型技術(shù)發(fā)展體系，順應(yīng)可持續(xù)健康發(fā)展理念，從而打造更加新穎獨(dú)立的木結(jié)構(gòu)建筑體系，為建筑行業(yè)可持續(xù)健康發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1]翁智偉，黃杉，朱云辰，等. 裝配式木結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)技術(shù)研究 ——以浙江省長(zhǎng)興縣”綠野仙蹤”項(xiàng)目為例[J]. 華中建筑，2021，39（3）：57-60.

[2]高飛飛. 古建筑木結(jié)構(gòu)修復(fù)加固技術(shù)研究綜述[J]. 卷宗，2021（8）：326.

[3]原瑞增，祁冰，李展，等. 木結(jié)構(gòu)超低能耗建筑技術(shù)特點(diǎn)及能耗研究[J]. 節(jié)能，2020，39（6）：45-49.

[4]陳遠(yuǎn)聲. 地鐵盾構(gòu)區(qū)間下（側(cè)）穿重要木結(jié)構(gòu)古建筑施工技術(shù)研究[J]. 中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2020（24）：76-78.

[5]丁文彥，周發(fā)華. 裝配式木結(jié)構(gòu)建筑防腐技術(shù)研究與應(yīng)用[J]. 建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2021（5）：227.

[6]於振亞. 我國(guó)現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)建筑的歷史演進(jìn)及其當(dāng)代技術(shù)策略[D]. 重慶：重慶大學(xué)，2018.

上海睿風(fēng)建筑設(shè)計(jì)咨詢有限公司 上海市 普陀區(qū) 200063