文／張 琦 同濟(jì)大學(xué)建筑與城市規(guī)劃學(xué)院 博士研究生

引言

20 世紀(jì)前中葉建筑學(xué)與現(xiàn)代主義、技術(shù)和國(guó)際主義風(fēng)格的關(guān)系無(wú)疑與第一次和第二次世界大戰(zhàn)交織在一起。隨著現(xiàn)代主義擁抱科技，使用金屬、玻璃和混凝土進(jìn)行建造成為了時(shí)代的風(fēng)格。在這段輝煌的歷史中，人們更多地關(guān)注著基于混凝土、鋼鐵和玻璃建筑塑造的新技能成為主導(dǎo)的建筑風(fēng)格，而作為在19 世紀(jì)之前一直占據(jù)統(tǒng)治地位的工業(yè)材料——木材，其構(gòu)成的木結(jié)構(gòu)建筑卻被“拋棄”了。這里的“拋棄”并非消失，而是不屬于現(xiàn)代主義建筑的“新建筑”“新材料”“新形式”的列表之中。

1 木材與戰(zhàn)爭(zhēng)：技術(shù)發(fā)展與技術(shù)轉(zhuǎn)讓

在過(guò)去五千多年的大部分時(shí)間里，大多數(shù)的地區(qū)都十分重視戰(zhàn)爭(zhēng)的可能性。直到19 世紀(jì)，各國(guó)所獲得的大部分收入都投入了軍隊(duì)建設(shè)。英國(guó)劍橋大學(xué)工程歷史教授、著名工程師比爾·阿迪斯（Bill Addis）在《Building: 3000 Years of Design Engineering and Construction》一書中指出“軍事技術(shù)往往比非軍事技術(shù)領(lǐng)先一步”[1]，討論戰(zhàn)爭(zhēng)與木材的關(guān)系是分析木結(jié)構(gòu)建筑在20 世紀(jì)前中葉發(fā)展的有效途徑。戰(zhàn)爭(zhēng)是歷史學(xué)家最喜歡的話題之一：從修昔底德開(kāi)始，到第一次世界大戰(zhàn)，再到美蘇冷戰(zhàn)，戰(zhàn)爭(zhēng)深刻影響了土地和資源的使用政策，如中國(guó)歷朝歷代的狩獵場(chǎng)，英屬印度建設(shè)的馬場(chǎng)或者美國(guó)建立戰(zhàn)略石油儲(chǔ)備，進(jìn)而影響了人類對(duì)自然界事物（如鐵、煤、木材）的看法。

在防御工事中使用木材進(jìn)行木結(jié)構(gòu)建造的情況一直持續(xù)到今天。關(guān)于防御工事的最早考古記錄發(fā)現(xiàn)于亞洲西南部，是由土、木材料建造的[2]。古羅馬人以頑強(qiáng)的意志和高超的防御工事而聞名于世。隨著帝國(guó)的發(fā)展，古羅馬人在邊境和被征服的地區(qū)建立了廣泛的防御工事。羅馬圖拉真圓柱上的一條雕帶描繪了公元1 世紀(jì)末多瑙河沿岸戰(zhàn)役的場(chǎng)景，證明了木材（主要是橡樹(shù)）在羅馬帝國(guó)防御工事建筑中的重要性。在中國(guó)，防御工事最具代表性的當(dāng)屬城墻建筑。城墻所用到的版筑技術(shù)離不開(kāi)大量的木模板，從防御性能來(lái)看，無(wú)疑這種利用木模板進(jìn)行夯土砌筑的方式更為優(yōu)越。雖然中國(guó)的防御工事也依賴竹子[3]，但防御工事主要以木材為原料。日本于12 世紀(jì)開(kāi)始修建堡壘，在德川幕府期間，建造了大約200 座大型堡壘，考慮到成本和傳統(tǒng)，這些防御工事都是用木材建造的。同樣，中世紀(jì)莫斯科最早的城鎮(zhèn)和修道院都是用木材建造的防御工事——典型的斯拉夫農(nóng)莊被一圈木柵欄包圍著。直到19 世紀(jì)40年代，俄羅斯還在西伯利亞?wèn)|部建造木結(jié)構(gòu)堡壘①。20 世紀(jì)以后，因?yàn)榘l(fā)射爆炸性彈藥的大炮可以輕而易舉地摧毀木結(jié)構(gòu)防御工事，在防御工事中金屬等其他材料幾乎完全取代了木材。

木材的另一種古代軍事用途，也一直持續(xù)到19 世紀(jì)——用于海軍艦艇的建造。最早的考古發(fā)現(xiàn)的專門用于海軍用途的戰(zhàn)艦可以追溯到大約2800 年前。中國(guó)秦漢時(shí)期就已經(jīng)出現(xiàn)帆、舵、錨等船具配置比較齊全的木帆船，并已開(kāi)始使用鐵釘連接船體結(jié)構(gòu)，相比之下，西方各國(guó)直到14 世紀(jì)后才開(kāi)始使用鐵釘造船[4]。建造艦艇需要大量的木材，自修昔底德開(kāi)始的歷史學(xué)家一直思考著木材供應(yīng)問(wèn)題。中國(guó)在漢代以前已出現(xiàn)林業(yè)經(jīng)營(yíng)種植，而在中世紀(jì)的歐洲，由于農(nóng)業(yè)的擴(kuò)張，森林大幅度萎縮，導(dǎo)致了船舶木材短缺的境況。威尼斯人從14 世紀(jì)起開(kāi)始尋求在政治控制下進(jìn)行森林保護(hù)以維持艦隊(duì)的供給。16 世紀(jì)，荷蘭、英國(guó)、法國(guó)、葡萄牙和西班牙都需要海軍來(lái)維持帝國(guó)的實(shí)力，而這急需船用木材。一艘74 炮艦需要消耗大約2000 棵大樹(shù)，或大約20 公頃的北歐森林（圖1）。到1550 年，威尼斯人開(kāi)始考慮持續(xù)的林業(yè)種植，定期統(tǒng)計(jì)橡樹(shù)的數(shù)量，并記錄每棵橡樹(shù)的大小和特征[5]；至1669 年法令規(guī)定每畝林木中必須預(yù)留25 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)和所有60 年以上的樹(shù)木以保障海軍的需求[6]?？梢哉f(shuō)，海洋霸權(quán)時(shí)代船舶業(yè)的發(fā)展刺激了林業(yè)種植的發(fā)展。在此基礎(chǔ)上，通過(guò)戰(zhàn)爭(zhēng)控制海外殖民地提供穩(wěn)定的木材成為16—19 世紀(jì)的一貫策略，如18 世紀(jì)的西班牙大約35%的海軍戰(zhàn)艦在古巴進(jìn)行建造。此外，通過(guò)貿(mào)易進(jìn)口原木也成為了一種有效的途徑，如荷蘭1680 年主要依賴挪威和德國(guó)的木材。在1760年以前，用歐洲的技術(shù)制造一噸熟鐵需要50 立方米的木材。木材產(chǎn)量不僅關(guān)乎木結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展，而且直接與16—18 世紀(jì)鋼鐵工業(yè)發(fā)展相關(guān)，同時(shí)鋼鐵工業(yè)的發(fā)展也對(duì)木結(jié)構(gòu)建筑施加了影響。

圖1 74 炮艦的建造分解圖

然而，從19 世紀(jì)中葉開(kāi)始，軍艦越來(lái)越多地采用金屬制造。這種材料轉(zhuǎn)變與建筑中的材料轉(zhuǎn)變時(shí)間大體一致，說(shuō)明了伴隨著鋼鐵制造的發(fā)展，木材地位全方位衰落。但金屬的大量使用并未完全將戰(zhàn)爭(zhēng)與木材的聯(lián)系斷絕。到了19世紀(jì)末，木材雖然失去了戰(zhàn)爭(zhēng)物資的戰(zhàn)略意義，但軍事建筑、防御工事和船只仍然使用木材。

在“一戰(zhàn)”曠日持久的消耗戰(zhàn)中，木材供應(yīng)仍具有重要意義。通過(guò)挖掘建造簡(jiǎn)易戰(zhàn)壕為打破“一戰(zhàn)”拉鋸戰(zhàn)的僵局起到了非常重要的作用。當(dāng)歐洲戰(zhàn)場(chǎng)西線的軍隊(duì)進(jìn)行戰(zhàn)壕建造時(shí)，對(duì)木材的需求猛增，隨著戰(zhàn)爭(zhēng)的進(jìn)行，戰(zhàn)壕從很少有或沒(méi)有側(cè)面加固的簡(jiǎn)單戰(zhàn)壕，發(fā)展到用木板加固的戰(zhàn)壕，再發(fā)展到用A 型框架和木板加固的戰(zhàn)壕，以及由木框架支撐的戰(zhàn)壕（圖2）。日益增長(zhǎng)的木材需求，進(jìn)一步刺激了林業(yè)采伐、鋸木廠的發(fā)展和木材貿(mào)易，如美國(guó)陸軍開(kāi)始與美國(guó)林業(yè)局合作，招募有經(jīng)驗(yàn)的伐木工、鋸木工，直接導(dǎo)致了1919 年Greely 和1920 年Davies 林業(yè)團(tuán)的建立[7]。到1918 年10 月，多達(dá)18543 人在美國(guó)指揮下于法國(guó)的81 家鋸木廠工作[8]，以確保穩(wěn)定的梁和木板供應(yīng)到前線。除了建筑木材以外，木材作為燃料在“一戰(zhàn)”中同樣重要。法國(guó)和英國(guó)重新引進(jìn)木炭生產(chǎn)，以便為前線提供產(chǎn)生少量煙霧的輕質(zhì)燃料（圖2）。

圖2 簡(jiǎn)易戰(zhàn)壕、木框架戰(zhàn)壕和木炭制造煙霧

到了第二次世界大戰(zhàn)中，木材扮演著大致相同的作用，但規(guī)模更大。到了20 世紀(jì)40 年代，伐木工、鋸木工、木工機(jī)器已經(jīng)大幅提高了技術(shù)，能夠更加高效地生產(chǎn)戰(zhàn)爭(zhēng)需要的木材資源，如1945 年日本每周砍伐50 平方英里的森林。盡管在“二戰(zhàn)”中使用了大量木材，但機(jī)器工藝和金屬的使用削弱了木材在戰(zhàn)爭(zhēng)中的重要性?，F(xiàn)代軍隊(duì)使用木材是因?yàn)槟静谋忍娲繁阋?，也是理想的快速建造材料。價(jià)廉和快速建造在木質(zhì)甲板上得到了最好的體現(xiàn)（圖3）。在化學(xué)工業(yè)尚未發(fā)達(dá)的“二戰(zhàn)”期間，柚木是甲板常用的材料。柚木的隔熱、耐濕性能能夠?yàn)榧装逯碌幕顒?dòng)空間營(yíng)造良好的環(huán)境，更為重要的是戰(zhàn)斗中造成的部分損毀可以進(jìn)行快速的替換。直到噴氣式飛機(jī)替代了螺旋槳飛機(jī)，高溫的尾焰會(huì)造成木甲板的損毀才逐漸使用金屬甲板?！岸?zhàn)”中約翰·F·肯尼迪②的不幸遭遇使得由膠合板建造的PT 船出名。由于使用膠合板制造，有著“膠合板奇跡”之稱，膠合板相比于金屬更輕，使得當(dāng)時(shí)的PT 魚雷艦的最高速度能達(dá)到42 節(jié)。更高強(qiáng)度的膠合板，如飛機(jī)膠合板，是由桃花心木、云杉或樺木使用膠粘劑制成，具有更高的耐熱性和耐濕性?！岸?zhàn)”期間，飛機(jī)膠合板被用于建造空中攻擊滑翔機(jī)，其中最著名的當(dāng)屬英國(guó)蚊式戰(zhàn)斗機(jī)（圖4）。

圖3 金屬炮口和柚木甲板

圖4 英國(guó)蚊式戰(zhàn)斗機(jī)的木制機(jī)身

總之，木材一直是重要的戰(zhàn)爭(zhēng)物資。木材一方面為戰(zhàn)爭(zhēng)提供建筑材料、燃料，同時(shí)戰(zhàn)爭(zhēng)也加速了木材的新發(fā)展、新應(yīng)用和木材貿(mào)易。新機(jī)器工藝、新建筑材料和新技術(shù)的出現(xiàn)，降低了木材作為戰(zhàn)爭(zhēng)資源的重要性，但同時(shí)也發(fā)明了膠合板、層積木、新的連接方式和設(shè)計(jì)改進(jìn)，極大地影響了戰(zhàn)后大型工業(yè)建筑和小型住宅的建造方式。

2 現(xiàn)代主義與木結(jié)構(gòu)建筑：從歐洲到美國(guó)

現(xiàn)代主義早期伴隨著戰(zhàn)爭(zhēng)中機(jī)器和技術(shù)飛速的發(fā)展，建筑學(xué)在很大程度上受到了飛機(jī)制造業(yè)尤其是輕型飛艇和飛機(jī)結(jié)構(gòu)研究的推進(jìn)。這些研究中大多都包含金屬的研究，以及通過(guò)這些金屬改善功重比③，同時(shí)也包含對(duì)木材的研究④。在現(xiàn)代主義時(shí)期，木結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展與兩位木結(jié)構(gòu)建筑先驅(qū)緊密相連，即德國(guó)木匠大師奧托·赫哲（Otto Hetzer，1846—1911 年）和康拉德·瓦克斯曼（Konrad Wachsmann，1901—1980 年）。一方面奧托使建造大型木結(jié)構(gòu)成為可能，另一方面瓦克斯曼看到了這種古老建筑材料的工業(yè)可能性，二人一生的工作可以看作是現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)建筑的奠基石。

在19 世紀(jì)之前，木材占據(jù)著建筑材料的主導(dǎo)地位，木結(jié)構(gòu)扮演著鋼結(jié)構(gòu)的溫床角色。隨著許多高效的木建筑系統(tǒng)繁榮發(fā)展，如氣球框架系統(tǒng)，其建造已與木工傳統(tǒng)大相徑庭。在工業(yè)革命期間，隨著機(jī)械工藝對(duì)金屬的高效和標(biāo)準(zhǔn)化的生產(chǎn)，木結(jié)構(gòu)建筑開(kāi)始失去青睞，不再是建筑的首選。在20 世紀(jì)初，充滿新與舊、手工與機(jī)械爭(zhēng)議的時(shí)期，有類似蘇格蘭化學(xué)家托馬斯·格雷姆·杰克遜（Thomas Graham Jackson，1835—1924 年）這般要求鋼鐵不應(yīng)該按照磚塊和石頭的方式去使用，卻對(duì)鋼鐵結(jié)構(gòu)非常像木工產(chǎn)品感到疑惑：“鋼鐵結(jié)構(gòu)也是一種橫梁的、立柱和桁條的、拉桿和支柱的系統(tǒng)；它具有出色的木材張力和硬度，通過(guò)鉸鏈、楔子和螺栓結(jié)合在一起，非常像是使用榫卯連接的木工品?！盵9]又有如19 世紀(jì)末、20世紀(jì)初法國(guó)重要建筑師奧古斯都·佩雷（August Perret，1874—1954 年）的木框架技術(shù)到鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換。新材料對(duì)木結(jié)構(gòu)建筑帶來(lái)了巨大的沖擊，建筑師更關(guān)注金屬材料之于建筑的表象機(jī)械性，而忽視了即便是傳統(tǒng)材料亦有之于建筑的過(guò)程機(jī)械性。進(jìn)而，在世界大多數(shù)地區(qū)鋼鐵和混凝土等建筑材料開(kāi)始占據(jù)主導(dǎo)地位。

幸運(yùn)的是，仍然有一些先驅(qū)看到了木結(jié)構(gòu)建筑的潛力，這種潛力有著之前兩個(gè)世紀(jì)機(jī)械工藝的支撐和兩次世界大戰(zhàn)伴隨著的技術(shù)大發(fā)展和建材短缺因素。20 世紀(jì)初，工程木建筑的崛起主要?dú)w功于奧托·赫哲（圖5）。由于19 世紀(jì)末廣泛的建筑活動(dòng)，大尺寸木材逐漸短缺且其使用年限也越來(lái)越短。1906 年，德國(guó)木匠大師奧托·赫哲獲得了膠合層積梁概念的專利（圖6），這一概念是基于早期迪·奧姆膠合梁概念⑤的進(jìn)一步發(fā)展。其第一次證明了梁和拱可以在工業(yè)層面上疊合成組合單元，從而可用于更大跨度的木結(jié)構(gòu)，拓展了工程木的建造可能性。因此，膠合層積木的發(fā)明被認(rèn)為是現(xiàn)代工程木建筑誕生的標(biāo)志。第一座采用赫哲建筑形式建造的德國(guó)鐵路展館（臨時(shí)木結(jié)構(gòu)，命名為Hetzerhalle）跨度為43 米（圖7）。該建筑由建筑師彼得·貝倫斯設(shè)計(jì)，并于1910 年在布魯塞爾世界博覽會(huì)上建成。這座建筑使得建造大型的、無(wú)支撐的木結(jié)構(gòu)大廳成為可能，實(shí)現(xiàn)了工程木結(jié)構(gòu)建筑的一場(chǎng)革命。更多的大型建筑很快就接踵而至，如蘇黎世大學(xué)主樓的圓頂、工業(yè)建筑和許多鐵路站臺(tái)屋頂。

圖5 奧托·赫哲

圖6 1906 年膠合板專利

圖7 德國(guó)鐵路展館

21 世紀(jì)工業(yè)化木建筑的關(guān)鍵領(lǐng)域可以追溯到瓦克斯曼的思想。所有部件的工業(yè)預(yù)制都是以高質(zhì)量的木結(jié)構(gòu)系統(tǒng)以及通過(guò)一種允許結(jié)構(gòu)靈活性的標(biāo)準(zhǔn)化形式加速整個(gè)施工過(guò)程——所有這些都起源于德國(guó)尼斯基。第一次世界大戰(zhàn)后，德國(guó)面臨著鋼鐵和住房短缺，大多數(shù)普通人和工人階級(jí)住在骯臟的公寓里，新的客觀性、間接性和不張揚(yáng)性也被提上了議事日程。1925年，瓦克斯曼設(shè)計(jì)并建造了“瓦克斯曼立方體”（Wachsmanncube），即開(kāi)槽的木板在轉(zhuǎn)角結(jié)合在一起——這是現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)建筑新紀(jì)元的開(kāi)始。這種預(yù)制木結(jié)構(gòu)建筑最早也最著名的例子就是于1929 年為其朋友阿爾伯特·愛(ài)因斯坦建造的避暑別墅（圖8）。

圖8 瓦克斯曼設(shè)計(jì)的避暑別墅

瓦克斯曼于1926 年搬到尼斯基，作為一名建筑師在當(dāng)時(shí)歐洲最大的木建筑工程公司Christoph&Unmack 工作。Christoph&Unmack 不僅走在時(shí)代的前面，而且在一個(gè)層面十分特別，即與人們對(duì)玻璃、鋼和鋼筋混凝土作為現(xiàn)代建筑材料的普遍偏好相反，該公司的工業(yè)預(yù)制建筑設(shè)計(jì)是基于木材這種傳統(tǒng)建筑材料。瓦克斯曼在20世紀(jì)20 年代以最大化的預(yù)制和系統(tǒng)化奠定了木結(jié)構(gòu)工業(yè)化建造的基礎(chǔ)。這種遠(yuǎn)超同時(shí)代的設(shè)計(jì)方法可以在新恢復(fù)的位于尼斯基的瓦克斯曼的家中探尋（圖9）。瓦克斯曼一生都在尋找理想的材料實(shí)現(xiàn)和完善其夢(mèng)想——一個(gè)高效、工業(yè)機(jī)械和預(yù)制模塊化的建筑形式。與主張恢復(fù)手工藝的支持者不同，他把希望寄托在機(jī)器工藝的技術(shù)部件上，因?yàn)橹挥羞@些包含了他所思考和研究的建筑烏托邦。瓦克斯曼后來(lái)描述了他在尼斯基的狀態(tài)，“這是我一生中最決定性的一步。在工廠的木工車間里，我發(fā)現(xiàn)了機(jī)器、技術(shù)的世界，以及工業(yè)化建筑的開(kāi)端。后來(lái)發(fā)生在柏林、紐約、東京、芝加哥、倫敦、莫斯科、巴黎、羅馬、蘇黎世或華沙的一切都始于尼斯基的由摩拉維亞移民建立的村莊。正是在這家木屋工廠里，我發(fā)現(xiàn)了一條通往建筑業(yè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)的道路”[10]。今天，仍能看到從那個(gè)時(shí)期開(kāi)始建造的近100 座預(yù)制木建筑（圖10）。

圖9 新恢復(fù)的瓦克斯曼的家

圖10 尼斯基的預(yù)制木建筑群

在第二次世界大戰(zhàn)之前，20 世紀(jì)30 年代的和平時(shí)期，得益于戰(zhàn)爭(zhēng)帶來(lái)的機(jī)器工藝的快速擴(kuò)散，這次重建的目標(biāo)是廉價(jià)的產(chǎn)品，建筑亦是如此。在1930 年，康拉德·瓦克斯曼在《建造木制房屋——技術(shù)與設(shè)計(jì)》說(shuō)道：“今天，木房子是在工廠里由機(jī)器生產(chǎn)，而不是由工匠在作坊里完成。一種傳統(tǒng)的、高度發(fā)達(dá)的工藝已經(jīng)演化成一種現(xiàn)代化的機(jī)械技術(shù)……但作為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的、機(jī)器生產(chǎn)的、預(yù)制的木材可以在成本和效用上與任何其他建筑材料展開(kāi)競(jìng)爭(zhēng)……以新的工作方式使用木頭如何可以反映我們建造方式的轉(zhuǎn)變?！盵11]第一次世界大戰(zhàn)后，現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)建筑以德國(guó)為據(jù)點(diǎn)再次興盛起來(lái)，其他地方也出現(xiàn)了大型木材承包商，一股專利申請(qǐng)浪潮接踵而至。

然而，這種以德國(guó)為中心傳播開(kāi)來(lái)的新木結(jié)構(gòu)建筑系統(tǒng)并未乘勢(shì)而起，甚至一度在德國(guó)中斷。其原因是多方面的，一部分是因?yàn)閼?zhàn)爭(zhēng)中木材的緊缺，更為重要的是政治因素。在一戰(zhàn)后的和平時(shí)期，Christoph&Unmack 是歐洲的木建筑中心，透過(guò)其發(fā)展可以看到現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)建筑的興衰。隨著國(guó)家社會(huì)主義者的上臺(tái)，標(biāo)志著尼斯基現(xiàn)代木建筑的終結(jié)。當(dāng)時(shí)，該公司的董事們很樂(lè)意接受新政府的要求，隨著在尼斯基成立的中央計(jì)劃委員會(huì)，負(fù)責(zé)在德國(guó)當(dāng)局滅絕機(jī)器的幾千個(gè)勞改營(yíng)建造木制營(yíng)房：數(shù)百萬(wàn)人在那里遭受酷刑和殺害。非軍事用途的木結(jié)構(gòu)建筑在之后逐漸失去了重要性?！岸?zhàn)”后，尼斯基一直以便攜式預(yù)制木結(jié)構(gòu)建筑的形式提供賠償，但這意味著盧薩蒂亞工業(yè)化木結(jié)構(gòu)建筑的終結(jié)[12]。至于瓦克斯曼，在愛(ài)因斯坦的幫助下被迫移民到巴黎（1938 年）和美國(guó)（1941 年）。至此現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)建筑在德國(guó)停滯，其發(fā)展中心也從德國(guó)轉(zhuǎn)向美國(guó)。

隨著20 世紀(jì)初現(xiàn)代主義的到來(lái)，以及第二次世界大戰(zhàn)后1950 年代郊區(qū)的繁榮，“Two-by”模塊化⑥建造受到了歡迎，而以木材為結(jié)構(gòu)的建筑則在建筑學(xué)層面被拋在了一邊。更準(zhǔn)確地說(shuō)，隨著20 世紀(jì)50 年代以來(lái)城市發(fā)展在低密度郊區(qū)住宅和高層公寓樓之間出現(xiàn)兩極分化，木材和鋼筋混凝土各自占據(jù)了自己的領(lǐng)地；直到21 世紀(jì)初，兩者之間的界限才變得模糊。正如吉姆塔加特（Jim Taggart）⑦在加拿大建筑師雜志撰寫的一篇題為《現(xiàn)代化木材設(shè)計(jì)》的文章中所描述的那樣，“當(dāng)國(guó)際風(fēng)格在20 世紀(jì)50 年代流行起來(lái)時(shí)，它帶來(lái)了鋁等新材料和新的工業(yè)美學(xué)。除了膠合層積梁之外，木材技術(shù)在過(guò)去的幾十年未能隨著時(shí)代的發(fā)展而進(jìn)步，木材大部分被用于低技的小型建筑。”[13]工程木技術(shù)、膠合板和膠合層積梁的發(fā)展開(kāi)始成為將木材用作建筑材料的新方法，然而戰(zhàn)爭(zhēng)的現(xiàn)實(shí)情況是模塊化通常服務(wù)于大規(guī)模建筑，規(guī)格材和膠合板僅用于經(jīng)濟(jì)目的，而非建筑目的。

20 世紀(jì)50 年代的建筑熱潮進(jìn)一步確立了木材作為一種低技建筑材料的地位，用于快速建造廉價(jià)的住宅和小型商業(yè)建筑。工業(yè)建筑材料在戰(zhàn)時(shí)被確立為輕型建筑的標(biāo)準(zhǔn)，然而當(dāng)時(shí)興起了根植于東方的木框架建筑和傳統(tǒng)的西方重型木框架的建筑師尋求擁抱木材作為建筑材料的興趣。類似格林兄弟⑧這樣的建筑師接受了工藝美術(shù)運(yùn)動(dòng)的理念，專注于對(duì)木材的綜合處理，而美國(guó)西北地區(qū)的現(xiàn)代主義則從工藝美術(shù)運(yùn)動(dòng)和東方的影響中獲得靈感，創(chuàng)造了一種將木材“不是作為一種實(shí)用的建筑材料，而是作為一種揭示如何恰當(dāng)結(jié)合在一起的用以展示和連接起來(lái)的材料”[14]。美國(guó)西北地區(qū)現(xiàn)代主義和其他地區(qū)的木結(jié)構(gòu)建筑采用了一種類似東方傳統(tǒng)的建筑方法，即再次暴露出木結(jié)構(gòu)。這些建筑師通過(guò)與木材的結(jié)合以及“Two-by-framing”預(yù)制化約束下的分離，尋找木材使用的新方法。與17 世紀(jì)大西洋歐洲的重建時(shí)代不同的是⑨，作為對(duì)戰(zhàn)后建筑熱潮的回應(yīng)，建筑師們重新興起了將木材視為值得尊敬和表達(dá)的建筑材料。在這一進(jìn)程中，木材的標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)也隨之成熟。

3“2×4”標(biāo)準(zhǔn)的制定

在工業(yè)革命之前，特別是第一次世界大戰(zhàn)之前，木材通常被鋸切并運(yùn)到鋸木廠附近的建筑場(chǎng)地中。木材的尺寸在過(guò)去通常不是一個(gè)緊要的問(wèn)題，因?yàn)椤氨镜亟ㄔO(shè)者的需求能夠被很好地理解，并且木工在手工時(shí)代也比今天更加適應(yīng)手工裝配”[15]。隨著城市中心的發(fā)展和森林被砍伐騰出空間供郊區(qū)擴(kuò)張，木材不得不運(yùn)往更遠(yuǎn)的地方。到19 世紀(jì)末，木材不再是當(dāng)?shù)氐纳唐?。從老房子里拆下?lái)的木材種類繁多。到1900 年，托梁、椽子、柱子等最常見(jiàn)的厚度是2 英寸[14]。20 世紀(jì)初，隨著鐵路運(yùn)輸開(kāi)始侵占本地市場(chǎng)，由于提供木材的公司不再了解客戶的具體需求，木材標(biāo)準(zhǔn)化變得十分必要。木材尺寸的標(biāo)準(zhǔn)化是木材工業(yè)和遙遠(yuǎn)的木材市場(chǎng)之間達(dá)成共識(shí)的結(jié)果。

在戰(zhàn)爭(zhēng)需求和緊張的經(jīng)濟(jì)形勢(shì)的壓力下，為了促進(jìn)工業(yè)產(chǎn)品領(lǐng)域的發(fā)展，德國(guó)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)格式版（DIN-format）開(kāi)始實(shí)施。第一次世界大戰(zhàn)后，第一個(gè)國(guó)家木材尺寸標(biāo)準(zhǔn)于1924 年實(shí)施。第二次世界大戰(zhàn)之后，對(duì)木材的需求仍然旺盛，加之由于木材的較小尺寸，不僅難以加工榫卯，而且承載力也弱，導(dǎo)致框架系統(tǒng)里垂直構(gòu)件間隔的減小。在北美，逐漸形成了較為統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)——2英寸×4 英寸（約5 厘米×10 厘米）的斷面尺寸。

今天，在建成環(huán)境中，人類與木材的大部分關(guān)系都是圍繞著所熟知的木材展開(kāi)的；在各地的木材加工廠中，普遍存在著云杉、冷杉、松樹(shù)和鐵杉等“2×4”的標(biāo)準(zhǔn)木材尺寸。木材尺寸的標(biāo)準(zhǔn)化為消費(fèi)者提供了便利和保證，最終產(chǎn)生的尺寸在寬度和深度上都低于公稱尺寸⑩的0.5 英寸。由于木材尺寸的標(biāo)準(zhǔn)化以及在第二次世界大戰(zhàn)期間和之后參戰(zhàn)國(guó)對(duì)木材的需求，從20 世紀(jì)初到戰(zhàn)后，我們與木材的關(guān)系發(fā)生了巨大變化?！?×4”具有深遠(yuǎn)的意義，它把木材作為一種天然的建筑原材料與消費(fèi)類建筑產(chǎn)品聯(lián)系在一起。值得注意的是，在這一時(shí)期細(xì)木工的經(jīng)濟(jì)性取決于其相對(duì)于其他連接方式（螺栓、釘子等金屬緊固件）的低成本。在西方，隨著工業(yè)革命的來(lái)臨，伐木和成批生產(chǎn)的釘子變得廉價(jià)和普遍。到20 世紀(jì)初，建筑細(xì)木工幾乎消失了。以?shī)W托為代表的發(fā)明使得木材種類多樣化，板材（Lumber）、棟材（Timber）和木材（Wood）存在著語(yǔ)言學(xué)上的差異，并直接影響到建造者和設(shè)計(jì)師對(duì)材料的使用。對(duì)于木結(jié)構(gòu)建造者來(lái)說(shuō)，在20 世紀(jì)之前，鋸子是最常用的工具，而標(biāo)準(zhǔn)尺寸木材和釘子的引入則使錘子成為最有用的工具。

4 木工機(jī)器的變革

世界大戰(zhàn)引發(fā)了生產(chǎn)和制造建筑產(chǎn)品的方式變化。美國(guó)需要大量自然資源來(lái)應(yīng)對(duì)第二次世界大戰(zhàn)。燃料用原油，輪胎用橡膠，鐵礦石和其他金屬，從潛艇、魚雷艇到飛機(jī)和炸彈，應(yīng)有盡有。戰(zhàn)時(shí)同樣也需要木材建造機(jī)庫(kù)、營(yíng)房、輪船、卡車、飛機(jī)、橋梁和向歐洲和太平洋運(yùn)送物資和彈藥的板條箱。這對(duì)受大蕭條重創(chuàng)的木材行業(yè)來(lái)說(shuō)是個(gè)巨變。木材工業(yè)的迅速現(xiàn)代化，使用戰(zhàn)爭(zhēng)期間開(kāi)發(fā)的新技術(shù)可以快速、廉價(jià)地生產(chǎn)木材?！翱撤プ兊酶臁⒏菀?，

因?yàn)閼?zhàn)爭(zhēng)幫助將現(xiàn)代伐木業(yè)的最具標(biāo)志性的象征——電鋸，送到了西北伐木者的手中，它永遠(yuǎn)改變了整個(gè)行業(yè)”[16]。為適應(yīng)戰(zhàn)時(shí)需求，伐木和銑床的新工具被迅速采用；而在戰(zhàn)后，這些木工機(jī)器滿足了建筑熱潮的需求。

經(jīng)過(guò)20初的木結(jié)構(gòu)建筑和木工行業(yè)的發(fā)展（圖11），今天，伐木和工業(yè)銑削相較于20 世紀(jì)早期，已經(jīng)徹底變革了。借助伐木機(jī)和吊機(jī)這樣的機(jī)器，一個(gè)伐木工人只需幾秒鐘就可以砍倒一棵樹(shù)。相對(duì)較小和較輕的反鏟式車輛可以在茂密的森林中機(jī)動(dòng)穿行，針對(duì)特定的樹(shù)木并控制其倒塌方向。由于過(guò)去的伐木實(shí)踐，19—20 世紀(jì)之交時(shí)，供木工使用的大樹(shù)已不復(fù)存在。森林必須得到專業(yè)的管理，以便在未來(lái)保持盈利能力和可持續(xù)性的發(fā)展。可用于制造木材和木制品的樹(shù)木尺寸較小，單單依靠重型木結(jié)構(gòu)已無(wú)法為繼。為了最有效地利用可供采伐的小型樹(shù)木，人們的目光紛紛轉(zhuǎn)向工程木。傳統(tǒng)的木結(jié)構(gòu)和重型木結(jié)構(gòu)建筑雖然在20 世紀(jì)60 年代末和70 年代經(jīng)歷了復(fù)興，然而卻面臨著使用小型木構(gòu)件和規(guī)格材或?qū)臃e木的挑戰(zhàn)。工程木具備了使用幾乎所有尺寸和形狀的木構(gòu)件的優(yōu)勢(shì)，而數(shù)字設(shè)計(jì)和制造則可以將這些構(gòu)件作為設(shè)計(jì)的獨(dú)特部分或預(yù)制的備件（非標(biāo)準(zhǔn)或標(biāo)準(zhǔn)）進(jìn)行數(shù)字化建模和建造。

圖11 20 世紀(jì)前中葉木結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展

圖片來(lái)源：

圖1：參考文獻(xiàn)[6]

圖2：參考文獻(xiàn)[7]

圖3：參考文獻(xiàn)[17]

圖4：參考文獻(xiàn)[18]

圖5、圖6、圖10：參考文獻(xiàn)[12]

圖7：參考文獻(xiàn)[19]

圖8：參考文獻(xiàn)[20]

圖9：參考文獻(xiàn)[21]

圖11：作者自繪

注釋：

①此時(shí)的木結(jié)構(gòu)堡壘不僅在于成本低廉，而且在于西伯利亞的敵人缺乏火炮。

②1943年8月11日，肯尼迪指揮PT-109號(hào)魚雷快艦與其他3艘魚雷艦一起，執(zhí)行阻斷日本“東京特快”。

③功重比，指動(dòng)力與重量的比值，用來(lái)衡量整個(gè)載具的性能。

④“一戰(zhàn)”后，皇家航空研究所開(kāi)展的大多數(shù)材料力度研究都是圍繞“普通”材料進(jìn)行的，例如金屬和木材。

⑤法國(guó)的菲爾波特·迪·奧姆（Philibert de I ' Orme）在1561年的著作《高質(zhì)量低成本建筑的新方法》一書中，開(kāi)發(fā)了通過(guò)由許多短木板釘在一起的木材建造大型拱頂?shù)臉?gòu)思。

⑥“Two-by”模塊化，以2英寸為基礎(chǔ)的預(yù)制模塊化建造方式。

⑦Jim Taggart，建筑作家、編輯和教育家，專注于建筑、城市設(shè)計(jì)、可持續(xù)發(fā)展和木材設(shè)計(jì)領(lǐng)域。

⑧格林兄弟（Greene and Greene），是由查爾斯·薩姆納·格林（Charles Sumner Greene，1868—1957）和亨利·馬瑟·格林（Henry Mather Greene，1870—1954）兄弟創(chuàng)立的一家建筑事務(wù)所，他們是20世紀(jì)早期美國(guó)頗具影響力的建筑師。主要活躍在加利福尼亞，其作品是美國(guó)藝術(shù)和手工藝的典范。

⑨在17世紀(jì)大西洋歐洲的城市化國(guó)家，由于文化和生活水平的普遍提高以及木材的日益短缺，在重建時(shí)代里，磚石結(jié)構(gòu)的比例上升。在很多情況下，使用木材來(lái)偽裝成磚石建筑。

⑩公稱尺寸（Nominal Measurements），一般指在干燥和刨平之前，第一次粗切時(shí)板材的尺寸。