华黎：木结构建筑的实践与思考

来源：建筑技艺

“林建筑” ，©苏圣亮

编者按：本文由AT《建筑技艺》采访，文章围绕迹·建筑事务所（TAO）主持建筑师华黎的木结构作品：”林建筑”与“高黎贡手工造纸博物馆”展开，探讨了木结构建筑实践的种种问题。

·基地的回应·

拿到委托后，最先做的一件事是什么？

华黎：接到委托后，首先着手的是重写任务书。它是深入思考建筑师想要创造的场所意义的剖析。比如，在设计学校时，一条走廊不仅具有通道的功能，而且可以成为交往的场所。当建筑师这样思考的时候，就不会只是把走廊设计成简单的线性空间，而是会考虑如何能让人停留驻足，如何组织光线，如何营造氛围，有没有三五成群相聚的小角落等等问题，这些都是场所的意义。

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，场所则是更深入地去思考人与空间的关系。

面对功能不明确的“林建筑”，如何对场地做出回应？

华黎：建筑师遇到功能不明确的项目时，很难从人的角度去思考场所。此时，建筑师需要考虑更多的，是建筑与基地、环境的关系，以及形式本身的意义。

“林建筑”与周边环境，©苏圣亮

“林建筑”的场地位于公园之内，我们基于对基地环境的思考，作出最终设计的回应——建筑里没有隔墙，只有屋顶和地面两个水平面形成的连续、开放而自由的水平向空间。我认为它是很适合这个场所的设计。一方面，空间可以灵活地划分使用，另一方面，人的视线自然被压成水平，自然的被吸引到运河或公园。设计采用一个只有柱、没有墙的空间体系，基于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。从外部看，这样一种水平延伸开的建筑形态，很好地融入到了运河公园的环境中。

整体模型1：100

“林建筑”给人一种轻盈自由的空间氛围，它的设计灵感来自哪里？

华黎：方案的设计灵感来自于树——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。树具有天然的空间遮蔽感，就如柱子和屋顶形成的空间一般。因此，我们设计了一种树状结构单元，，各个单元相互连接，形成整体的结构体系，并借此营造出林下空间的感受。这种基于单元同构形成的空间体系，类似于伍重从自然界的观察出发，发展出的加法建筑（Additive Architecture）设计方法。它既有标准化的特征，又具有独特的丰富性。

·具体的建造 ·

“树状单元”采用的是什么样的结构原理？通过哪些构造节点来实现建造？

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），脊梁内设有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八根梁。柱子所在的位置是屋面的低点，在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。与四个方向的主梁相连接的柱子，断面最终呈现为十字形。

整体模型 1 ：50

柱子模型1：1

节点大样

木结构构件之间的连接节点，采用内插钢板的方式，用螺栓与销钉固定。而螺栓或销钉孔，最后被填入的木片隐藏。此设计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暴露出来，它也是从外部唯一可看到的金属杆件。

建筑节点细节

会议区休息厅

“林建筑”采用的是预制装配式，这种建造方式有哪些优点？

华黎：预制装配体系的优点，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。具体的施工，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。

“林建筑”施工过程

“预制装配”往往意味着标准化，甚至均质、统一，“林建筑”如何以此建造方式，实现了丰富的空间效果？

华黎：如果只看柱网，“林建筑”的平面，很像一个停车场建筑，因为它有着标准的柱网。最终实现的空间感受却非常丰富——源于单元本身具有树的形态，呈现出动态的屋顶。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微妙的变化。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，在一定程度上也改变了人们对空间的感知。

就餐空间，©苏圣亮

另外，屋顶的高点是有高度变化的，使得建筑的轮廓也有了起伏，产生与环境的对话。当然屋顶高度的变化，导致梁和柱的尺寸及安装角度会有一些“变种”，但我们将它控制在一定数量范围内，例如柱子高度只有三种，使得加工和安装时，不至于太复杂。这样的做法，与阿尔托当年提出的灵活标准化（Flexible Standardization）的概念相近，既有标准化，也有变化。

夹层空间，©苏圣亮

屋檐下的半室外空间，©苏圣亮

“林建筑”的设计施工持续了4年，在施工过程中遇到了哪些问题？又是如何解决的？

华黎：施工周期之所以这么长，有很多方面的原因，包括资金不到位、管理不到位等。而建筑施工技术方面，最大的问题还是精度控制问题。这样一种形态的设计，从加工到现场安装，都需要很好的控制精度。实际情况是，加工的精度并不难达到。但是，在现场安装时，由于柱子的现场定位有误差，柱子安装的角度也存在误差，梁的尺寸也有误差，各项误差累积，导致最终的结果是，梁吊装上去后对不上位。

因此，现场施工时，需要空中定位量准后，再放下来进行现场尺寸调整，反复靠人工手段来调整误差，施工自然没有预期的那么快。说到底，这是一个技术体系不完善的问题。加工是机器控制，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，问题最终还是得到解决。我们调侃，称之为一种“低技参数化”的做法。

“林建筑”的施工过程

机电设备、排水管线的布置问题是如何解决？

华黎：在“木建筑”中，空调、给排水等管线设备系统安装在与地面架空的混凝土平台之下，同时解放了屋顶，除了照明电管和吊顶之外，屋顶无需再做其他管线，可以纯粹地表达建筑结构自身。

·结构的探索·

从设计和建造层面上，“林建筑”如何来解决木结构在防火耐腐、防潮以及保温隔热的问题？

华黎：“林建筑”采用的胶合木，具有一定的耐火性，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；防潮方面，我们将整个木结构建筑置于与地面架空的混凝土平台之上，从而隔开地面的湿气。另外，屋顶采用出挑方式，保护立面暴露的梁柱不受雨淋；至于保温隔热方面，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可以直接暴露梁柱。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。

建筑漂浮于基座之上，©苏圣亮

“林建筑”，为何选用木结构的方式来建造？

华黎：之所以选用木结构，首先，设计本身基于单元复制的标准化概念，木结构的加工和安装符合这一需要；其次，木材所营造出的宛如林森林间的氛围，与设计的出发点相契合。另外，作为预制装配体系的木结构，可以减少现场的湿作业，从而减少施工对公园环境的影响。

同为采用木结构的高黎贡手工造纸博物馆，两个设计的结构体系有什么不同？

华黎：“林建筑”的木结构采用的是现代胶合木，而高黎贡造纸博物馆采用的是实木。相比而言，胶合木的强度更高，构件可以具有更小的断面，耐久性和防变形更好，可以采用工业化的加工方式。高黎贡手工造纸博物馆，因为地处尚未工业化的乡村，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。

高黎贡手工造纸博物馆北立面，©舒赫

高黎贡手工造纸博物馆模型

高黎贡手工造纸博物馆施工过程

高黎贡手工造纸博物馆庭院（左），门厅（右），©舒赫

从设计到建造过程中，“林建筑”有哪些遗憾跟收获的经验？

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。经验则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4000平方米的初始设计规模，施工过程存在诸多问题，后期资金不足，导致景观配置不够充分，使得建筑没有如预期那样“消失”在树林中。

结合项目的实践经验，你对木材料、传统/现代木结构，有什么样的认识与思考？

华黎：木材作为一种自然材料，有很多优势。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。恰如在中国几千年的传统建造历史中，木结构是绝对的主导体系。中国传统榫卯木结构技术，是一套高度成熟且智慧的建造系统，它具有易于建造、良好的抗震性能，可拆装以适应迁建等优点。但在当代资源以及产业变迁的冲击下，它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，加上防火耐腐上的不足，在建造方面具有一定的局限性。不过，可喜的是，胶合木已经发展成为一种产业。碎木可以再聚合加工为整材，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。

我们现在在上海做的一个项目，尝试用胶合木结构实现长达二十多米的跨度，这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有着很大差距，未来有着很大的发展空间。

尽管木结构本身不太适合因土地有限需要高密度建设城市中的需求（层数、防火的局限），但是木建筑具有环保、亲和以及预制装配建造等特性，使其在旅游度假产业以及处于自然环境中、低密度、注重环境的项目类型上，有着很大的优势。因此，在未来，木建筑虽然不是中国主流的建造方式，但建筑师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、Alienor Zaffalon、张芝明、

Elisabet Aguilar Palau、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：1 830m2（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

建筑师简介：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。

注：本文刊登于《建筑技艺》杂志2016年8期“从设计到建造：木建筑”专题。

（责任编辑：金曙）