木结构建筑的实践与思考

　　华黎
　　迹建筑事务所（TAO）创始人、主持建筑师；先后毕业于清华大学和耶鲁大学，获建筑学硕士学位；曾实践于纽约，2009年在北京创立TAO；华黎的建筑观强调场所的本质意义以及建造的人文意义，其设计作品曾多次获奖并展出。华黎在清华大学教授设计课并曾受邀在多所国内外大学演讲。
　　导语：迹建筑事务所（TAO）主持建筑师华黎，在建筑实践中特别强调和关注建筑的在地，以及建筑本体的建造问题，努力使建筑回到场所意义的营造。本次采访主要围绕林建筑、高黎贡手工造纸博物馆两个木结构建筑作品，来探讨木建筑从设计到建造过程中遇到的问题及解决办法，以及对于木材料、传统现代木结构的认识与思考。
　　AT：记得您曾谈到在接到项目后，通常首先要重写任务书，通过对场地的观察以及与使用者的沟通来确定设计的起点和方向。然而，面对林建筑这个功能不太明确的项目，您是如何思考和应对的？
　　华黎：重写任务书其实就是深入思考你要创造的场所的意义，例如：在设计学校时，一条走廊并不仅具有通过性的，而往往可以成为交往的场所，当你这样去想的时候，你就不会只是把走廊做成一个简单的线性空间，而是会考虑人如何能停留驻足甚至坐下来，是否可以有三五成群相聚的小角落，光线如何组织，氛围又当如何等等问题，这就是场所的意义。场所与功能不同，功能是对人如何使用空间的一种格式化理解，场所则是要破除这种格式化，并更深入地去思考人与空间的关系。所以遇到一个功能不明确的项目，从人的角度去思考场所是困难的，因为使用主体都是不确定的，这个时候更多考虑的就是建筑与基地、环境的关系，以及形式本身的意义了。
　　就林建筑这个项目而言，因功能的不确定，而又在公园这样一个场地里，一种没有隔墙的只有屋顶和地面两个水平面界定形成的连续、开放、弥漫而自由的水平向空间，我想是最适合的，一来空间可以灵活划分使用，二来人的视线自然被压成水平向的，看向运河或公园。所以，我们设计了一个只有柱没有墙的空间体系，它基于一个不断复制的单元结构组合所形成的柱网，可以自由地生长、蔓延，而这样一种水平延伸开的建筑形态，从外部看也很好地融入到了运河公园的环境中。
　　AT：林建筑给人最鲜明、最深刻的印象就是其如树林般的轻盈自由的空间氛围，请谈谈林建筑的设计灵感是从何而来，又是如何将灵感转化成空间实体的？
　　华黎：建筑在运河边树木环绕的公园里，设计灵感就来自于树，树天生就是一种单元，一片树形成树林，恰如单元重复形成空间。而树的自身结构具有天然的空间遮蔽感，就如柱子和屋顶，由此我们设计了一个树状结构单元，由一根柱子和四个悬臂梁形成，各个单元相互连接就形成了整体的结构体系，希望营造出一种林下空间的感受。这种基于单元同构形成的空间体系类似于伍重基于对自然界的观察而发展出的加法建筑（AdditiveArchitecture）设计方法，既有标准化的特征，又具有丰富性，正如自然界中的事物一样。
　　AT：请详细解释林建筑中的树状结构单元的基本形式和结构原理，又是通过哪些构造节点的设计来实现建造的。
　　华黎：树状结构单元由一根柱子和四个悬臂梁（主梁）形成，每个单元的主梁相互连接而形成四点交汇的节点，这些节点之间再加上横向连系梁（脊梁），脊梁内设可调节金属拉杆将主梁拉结在一起。因此屋面的每个高点都是一个圆形钢环连接了共八根梁。而柱子所在位置是屋面低点，柱子中心暗藏了雨水管，雨水从漏斗状屋面汇集后从柱子内部排走。柱子的断面则为十字形，与四个方向的主梁相连接。木结构构件之间的连接节点都采用内插钢板然后用螺栓与销钉固定的方式。建筑最终在这些节点的暴露上是选择性的，螺栓或销钉孔最后都被填入的木片隐藏，因为我们并不想过分强调构件连接节点的工业感，而是想获得结构整体形式的抽象感，只有脊梁底部的拉杆是暴露的，成为唯一可看到的金属杆件。
　　AT：对于林建筑为何选用木结构进行建造？此外，高黎贡手工造纸博物馆也采用的是木结构，两者所采用的木结构体系又有什么不同？
　　华黎：之所以选用木结构的原因有：一是设计本身就是基于单元复制的标准化的概念，木结构的加工和安装符合这一需要；二是木材所营造的氛围与设计的出发点相契合，一种宛如林木间的感受与公园的环境也比较协调。另外，木结构作为一种预制装配体系可以减少现场的湿作业，减少施工对公园环境的影响。
　　林建筑的木结构采用的是现代胶合木，与高黎贡造纸博物馆采用的实木不同，胶合木强度更高，构件可以具有更小的断面，耐久性和防变形更好，且是采用工业化的加工方式。高黎贡手工造纸博物馆因为是处在尚未工业化的乡村环境，所以采用传统的榫卯体系与工匠手工加工和安装的方式，这些都是因地制宜的结果。
　　AT：林建筑采用了预制装配式的建造方式，请谈谈选择这种建造方式的原因与优点，以及具体的施工顺序是如何组织的。
　　华黎：预制装配体系的优点前面已经提到，主要是构件加工的批量化和标准化，施工安装快，更适合项目的场地条件。具体顺序是先在工厂把所有柱、梁构件加工好，在现场进行组装；安装顺序是先做好柱、然后上主梁，主梁连接后再上脊梁（连系梁）、之后再上次梁、檩条、屋面做法等。
　　AT：据说林建筑的设计施工持续了4年，请谈谈在施工过程中遇到的主要问题以及相应的解决方法。
　　华黎：项目周期长的确是始料未及的，当然这里有很多原因，包括资金不到位、管理不到位等，从建筑施工技术角度来说，最大的问题还是精度控制问题。这样一种形态的设计需要从加工到现场安装都能够精准的控制。实际情况是加工的精度不难达到，但现场安装时，由于土建的柱子定位本来就有误差，柱子安装的角度也有误差，梁的尺寸也有误差，各项误差累积就导致梁吊装上去后对不上。因此，要空中定位量准后再放下来进行现场尺寸调整，这样一来在现场反复靠人工手段来调整误差，就没有预期得那么快了，所以这还是一个技术体系不完整的问题。加工是机器来控制，而施工还是人工控制，自然就有这样的矛盾。当然靠着人工操作的方式，问题最终也解决了，我们戏称这是一种低技参数化的做法。
　　AT：预制装配往往意味着工业化、标准化，甚至均质、统一，那么林建筑又是如何平衡其与结构灵活性、空间丰富性之间的矛盾的？
　　华黎：林建筑的平面，如果只看柱网，它很像一个停车场建筑，都是标准的柱网。但是实地空间感受很丰富，这是源于单元本身具有树的形态，因而屋顶是很动态的，它必然不同于一个平屋顶，另外梁的布置在平面上做了轻微的角度扭转，使得空间的走向产生了一点微妙的变化，所以梁的走向并非是一通到底的直线而是一条反复曲折的折线，这也改变了对空间的感知。另外，屋顶的高点是有高度变化的，这使得建筑的轮廓也有了起伏，与环境有所对话。当然屋顶高度的变化导致梁和柱的尺寸及安装角度不再是单一的一种，而是会有一些变种，但仍然控制在一定数量范围内，例如柱子高度只有三种，这样使加工和安装也不至于过于复杂。这样一种平衡与阿尔托当年提出的灵活标准化（FlexibleStandardization）的概念相同，既标准化，也有变化。
　　AT：木结构有很多优势，但也有自身的一些缺点，如防火、防腐、防潮、保温、隔热、耐久等问题，请谈谈林建筑是如何从设计和建造层面来解决这些问题的，以及又是如何解决机电设备、排水管线的布置。
　　华黎：胶合木在防火上能达到一定的耐火性，表面燃烧炭化后会形成一个保护层；防腐方面，我们采用了表面刷桐油的传统方式；防潮是在建筑层面考虑的，整个木结构建筑是坐在一个从地面架空的混凝土平台上的，与地面的湿气隔开，而且将空调、给排水等管线设备系统安装在混凝土平台之下，这样同时解放了屋顶，使屋顶无需再做管线（除照明电管以外）和吊顶，可以纯粹地表达建筑结构自身，另外屋顶出挑以保护立面暴露的梁柱不受雨淋；木结构在保温上反而具有优势，木材本身就是隔热材料，这也是建筑得以在立面上直接暴露梁柱的原因，因其材料本身保温，无需再做保温层和面层，加上建筑外墙采用夯土墙也是保温性能很好的材料，使得木框架结构和土填充墙的关系在立面上得以呈现。
　　AT：请谈谈林建筑从设计到建造过程中的主要遗憾及从中收获的经验。
　　华黎：主要的遗憾还是施工的工业化程度不够，导致工期过长，其中吸取的经验就是设计要充分考虑到施工条件的局限并提前加以应对。此外，项目没有按计划达到4000m2的初始设计规模，施工过程存在诸多问题，后期资金不足导致景观配置不充分，使得建筑没有如预期那样消失在树林中。
　　AT：最后，请结合高黎贡手工造纸博物馆、林建筑这两个木结构项目的实践经验，谈谈您对木材料、传统现代木结构的一些认识与思考。
　　华黎：木材作为一种自然材料有很多天然的优势，它与自然亲和的天性在建筑中有很大的应用价值。作为一种普及、可再生且易于加工的材料，本应是可以被普遍运用的，恰如在中国长达几千年历史的传统建造体系中，木结构是绝对的主导体系。但是，随着人口增加以及曾经的过度砍伐，现时中国的人均木材资源非常有限，使得木材不再是城镇建设的主要建材。中国传统榫卯木结构技术本已是一套高度成熟且智慧的建造系统，它的易于建造、良好的抗震性能，可拆装以适应迁建的特点等都是其极大的优点，但在当代资源以及产业变迁的冲击下也面临逐渐没落甚至消亡的危险。
　　木材本身的力学特性，使其目前只能建造低层或多层建筑，加上防火耐腐上的局限，在应用上还是有一定局限。胶合木是将碎木再聚合加工为整材，充分利用原材料的同时，改善木材的力学和耐久等性能，使其具有更广泛的应用，因此已经成为一个产业。我们现在在上海做的一个项目就在尝试采用胶合木结构实现一个长达二十多米的跨度，这可能是传统实木难以实现的。中国的现代胶合木建筑产业还处于起步阶段，在木材的加工、处理及安装技术上与欧美的水平还有很大差距，但是未来应该还是有很大发展空间。
　　尽管木结构本身不太适合城市中因土地有限需要高密度建设的需求（层数、防火的局限），但是木建筑环保、亲和以及预制装配建造等特性使其在旅游度假产业以及一些处于自然环境中、低密度、注重环境的项目类型上还是有很大优势。因此，木建筑未来虽然不是中国主流的建造方式，但建筑师还是应该以一种包容的态度去学习和运用它，尤其是对待传统木结构建造方式，如果能够有条件将其智慧地运用到当代设计中，对保护和传承传统也是很有意义的，这方面还需要建筑师持之以恒的探索。当然无论是传统榫卯做法还是现代工业做法，都应该是基于建筑本身的出发点和条件下做出的因地制宜的选择。
　　林建筑
　　业主：北京美景天成投资有限责任公司
　　地点：北京运河森林公园
　　设计单位：迹建筑事务所（TAO）
　　主持建筑师：华黎
　　设计团队：华黎、赵刚、姜楠、赖尔逊、陈恺、AlienorZaffalon、张芝明、ElisabetAguilarPalau、张雅楠、白婷
　　结构工程师：马志刚
　　机电工程师：吕建军
　　建筑面积：1830m2（一期）
　　设计时间：2011～2012施工时间：2012～2013
　　高黎贡手工造纸博物馆
　　业主：高黎贡手工造纸博物馆合作社
　　地点：云南腾冲界头乡新庄村
　　设计单位：迹建筑事务所（TAO）
　　主持建筑师：华黎
　　设计团队：华黎、黄天驹、李国发、姜楠、孙媛霞、徐银军、杨鹤峰
　　施工团队：由龙占文领导的当地工匠
　　建筑面积：361m2
　　设计时间：2008。4～2009。5
　　施工时间：2009。5～2010。12