讓古代建筑“復活”的新材料

想要住在木結(jié)構(gòu)房子里，非鬼斧神工，無能工巧匠如何實現(xiàn)？現(xiàn)代科技恰好為我們建造古代木建筑提供了“利器”，讓我們可以沿用古代木結(jié)構(gòu)技藝。比如，蘇州某公司的工程師們就使用新型木板建造了古香古色的建筑;并以蘇州園林——拙政園的“遠香堂”、留園的“林泉耆碩之館”和南半園的“半園草堂”等典型的廳堂建筑作為設(shè)計參照物，建造了新時代的傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)建筑。這些新技術(shù)使古老的蘇州園林煥發(fā)出新的活力，使利用新型現(xiàn)代木材建造傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)房屋成為可能。

延伸閱讀

建筑也可以裝配

裝配式建筑是指把傳統(tǒng)建造方式中的大量現(xiàn)場作業(yè)工作轉(zhuǎn)移到工廠進行，在工廠加工制作好建筑構(gòu)件和配件后，運輸?shù)浇ㄖ┕がF(xiàn)場，通過可靠的連接方式在現(xiàn)場裝配、安裝而成的建筑。

正交膠合木材（CLT）（供圖/黃浩宇）

用正交膠合木搭房子

近年來，在歐美發(fā)達國家，以鋸材等為基本單元制成的新型材料——正交膠合木（CLT）正在部分取代鋼筋混凝土和磚混結(jié)構(gòu)建筑。正交膠合木是按照順紋和橫紋垂直交錯的疊合方式進行連接，膠合而成的高強度的實木板材。它與裝配式建筑施工方式堪稱是建造傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)建筑的“利器”。

首先，正交膠合木穩(wěn)定性卓越。普通的木材都可以看到木紋的方向，而木紋就相當于纖維，當沿平行于木紋的方向拉伸木材時，木材很難被破壞;當沿垂直于木紋的方向拉伸木材時，木材就很容易被破壞。所以木材是縱紋方向強度大，橫紋方向強度小。但正交膠合木可以將木材橫紋和縱紋平均分配，使木材兩個方向強度都大，大大提升木材的穩(wěn)定性。如果正交膠合木用于蘇州園林等木結(jié)構(gòu)建筑的修復，則會使其結(jié)構(gòu)更加堅固，更不容易受到地震、臺風的損壞。

其次，正交膠合木節(jié)能環(huán)保。國外一項研究表明，長期居住在木質(zhì)住宅的人的平均壽命要比住在鋼筋混凝土住宅的人高出9～11歲。因此，木結(jié)構(gòu)房屋是世界上能真正稱得上環(huán)保的建筑之一。美國的一項研究證明，木結(jié)構(gòu)建筑比一般水泥、磚瓦結(jié)構(gòu)住房節(jié)能50%，綠色環(huán)保，居住舒適。如果用正交膠合木建造蘇州園林式仿古建筑則更能體現(xiàn)綠色建筑理念。

再次，正交膠合木耐阻燃性能好，防火性能優(yōu)異。在同等條件下，普通木結(jié)構(gòu)的耐火阻燃值是鋼結(jié)構(gòu)的1.3倍，是水泥結(jié)構(gòu)的1.7倍。而正交膠合木可以在火災(zāi)發(fā)生時形成絕熱保護碳化層，起到隔火作用，使大火無法快速燒入木材內(nèi)部。另外，正交膠合木的燃燒速度穩(wěn)定，我們可以精確預測其燒毀時間，為火災(zāi)求援提供更多保障。

最后，正交膠合木適合裝配式建筑，并且可以根據(jù)建筑設(shè)計要求在工廠預制加工成較大尺寸門窗洞口規(guī)格的樓面板、墻面板和層面板，這些構(gòu)件可以直接運至現(xiàn)場快速安裝，大大縮短了建筑的安裝周期。正交膠合木組裝快、工期短，并且建筑現(xiàn)場噪聲低，無污染，無建筑垃圾產(chǎn)生，拆卸后可重新利用，有效減少了施工污染。

機械加激光，榫卯更在行

眾所周知，古代木結(jié)構(gòu)建筑大量使用了復雜的斗拱與榫卯工藝，這些構(gòu)件用正交膠合木可以做出來嗎？當然可以！現(xiàn)代科技已經(jīng)大量使用了激光切割與機械手臂，可以精準地參數(shù)化加工木結(jié)構(gòu)構(gòu)件，榫卯更是不在話下。

激光切割就是用高功率密度激光束照射被切割材料，使材料很快被加熱至汽化溫度，蒸發(fā)形成孔洞，隨著光束在材料上的移動，孔洞之間連續(xù)形成寬度很窄的（如0.1毫米左右）切縫，完成對材料的切割。所以，木結(jié)構(gòu)的連接件能便捷、精準地被加工出來。而機械手臂不但可以控制切割木材的角度，還可以組裝木構(gòu)件，比手工操作更加精準。機械手臂形態(tài)各不相同，但都有一個共同的特點，就是能夠接受指令，精確地定位到三維（或二維）空間上的某一點進行作業(yè)。在裝配式建筑工藝高度發(fā)展的今天，在工廠中生產(chǎn)蘇州園林木結(jié)構(gòu)構(gòu)件，在工地像搭樂高積木一樣搭房子已不是夢想。

正交膠合木的用處還遠不止于此。它可用于木結(jié)構(gòu)古建筑的修復，在不破壞古建筑整體結(jié)構(gòu)的情況下有針對性地對損壞部分進行修復，且使得修復部分更加堅固。以科技為支撐的新型建筑材料的應(yīng)用，使得古建筑煥發(fā)了活力。隨著科技的進步，高性能抗震斗拱已經(jīng)進入研發(fā)階段，抗震斗拱具有變形恢復能力，即使發(fā)生較大的變形，也可以恢復形狀，有效降低地震所導致的結(jié)構(gòu)位移，降低地震對木結(jié)構(gòu)建筑的影響。與此同時，建筑專家還在開發(fā)一種可恢復的木節(jié)點，這種節(jié)點即使在地震中發(fā)生大幅度變形，也可以恢復到變形前的形狀。此項研究對于提升木結(jié)構(gòu)建筑的防災(zāi)、減災(zāi)功能意義重大。新科技的應(yīng)用，讓傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)建筑的抗災(zāi)能力得到提升，使得傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)建筑的魅力更加持久。

（責任編輯/江盼 美術(shù)編輯/滿斗工作室）