中國古代建筑常用木材為建筑材料
早在5000多年前的石器時(shí)代,我國就出現(xiàn)了木框架支撐屋頂?shù)陌胙ㄎ蛔≌ㄖ诖嘶A(chǔ)上逐步發(fā)展和形成了具有中國特色的穿斗式和梁框架建筑。西方也從古希臘和羅馬的原始木支撐結(jié)構(gòu)發(fā)展到后來的桁架木框架建筑和具有西方特色的木框架填充墻建筑。這兩種木結(jié)構(gòu)體系仍被廣泛應(yīng)用于東西方住宅中。
另外,尚有以原木疊置作墻的井干式結(jié)構(gòu)房屋被產(chǎn)術(shù)地區(qū)所采用。木材的主要特性是體積密度小、導(dǎo)熱系數(shù)小、加工方便,有一定的強(qiáng)度和韌性,并對(duì)人類有親切感。缺點(diǎn)是易燃、易腐、易蛀和材質(zhì)不勻等。
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,現(xiàn)代木材的防火、防腐、防蛀等藥物處理技術(shù)日益完善,木材的改性、膠合、組合技術(shù)得到了極大的改進(jìn)。木結(jié)構(gòu)可用于大跨度結(jié)構(gòu)建筑。因此,木結(jié)構(gòu)在建筑中仍占有一定比例。
中國古代木結(jié)構(gòu)建筑的優(yōu)點(diǎn)如下:材料方便、適應(yīng)性強(qiáng)、抗震性能好、施工速度快、維修搬遷方便。
首先,材料很方便。木材易于加工,可完成切割、切割、平整、榫榫等工藝。后來,使用青銅工具和鐵斧、金、鋸、鑿、鉆、刨等工具,使木結(jié)構(gòu)的技術(shù)水平迅速提高。
古建筑,特別是皇家宮殿、宗教寺廟、皇室人員的住宅、花園等,由于業(yè)主地位、權(quán)力、聲譽(yù)高、財(cái)力豐富,所選木材為優(yōu)質(zhì)木材,硬度高、強(qiáng)度高、自然耐腐蝕、自然防蛀。
適應(yīng)性強(qiáng)。木框架建筑由柱、梁、檁條、梁等構(gòu)件形成,承受屋頂、地板、風(fēng)、地震的荷載。墻不承重,只起到圍欄、分隔、穩(wěn)定柱的作用。因此,民間有句諺語說墻不倒。
房子可以自由分隔空間,門窗也可以隨意打開。靈活性強(qiáng),適用性強(qiáng),水鄉(xiāng)、山區(qū)、寒帶、熱帶均能滿足使用要求。
古代房屋下有石基,避免木材與富含腐朽細(xì)菌和害蟲的土壤接觸;有屋頂,避免木材與水長期接觸,使木材處于低生物危害水平的使用環(huán)境中。
它具有很強(qiáng)的抗震性能。木結(jié)構(gòu)的組成采用榫榫結(jié)合,木材本身具有靈活性,加上榫榫節(jié)點(diǎn)具有一定程度的活性,使整個(gè)木結(jié)構(gòu)具有很大的潛力來減少地震損傷。
施工速度快。木材加工速度遠(yuǎn)快于石材。唐宋以后,采用了類似于今天建筑模數(shù)制的方法(宋代-材料;清代-斗口)。各種木質(zhì)構(gòu)件的樣式也已定型。因此,各種木質(zhì)構(gòu)件可以同時(shí)加工,制后組裝。
易于維修和搬遷。榫卯節(jié)點(diǎn)可拆卸,更換某些部件或拆除整個(gè)房屋更容易。
然而,我國古代木結(jié)構(gòu)建筑也存在嚴(yán)重破壞環(huán)境、日益稀缺的缺點(diǎn);易發(fā)生火災(zāi);難以滿足更大、更復(fù)雜的空間需求。
森林的大量砍伐,使我國的生態(tài)環(huán)境日益惡化,也使木架建筑失去了發(fā)展的前提。
木架建筑易發(fā)生火災(zāi),南方白蟻對(duì)木架建筑構(gòu)成嚴(yán)重威脅,木材受潮后易腐爛。腐爛的木材每隔一段時(shí)間就要修理和更換。
無論是吊梁式還是穿斗式結(jié)構(gòu),都難以滿足更大、更復(fù)雜的空間需求,木材消耗量也很大,限制了持續(xù)發(fā)展的前景。
木結(jié)構(gòu)主要用于民用和中小型工業(yè)廠房的屋頂。木屋蓋結(jié)構(gòu)包括木屋框架、支撐系統(tǒng)、天花板、瓷磚條和屋面板。2000多年前,漢墓磚畫出了庭院建筑的表現(xiàn),以及明清時(shí)期最大的建筑群——紫禁城,也采用了復(fù)雜的封閉形式。