中式建筑替代材料研究

张明伟

（福建绿城建筑设计有限公司， 福建 厦门 361000）

0 引言

伴随着改革开放的春风，我国的经济水平不断提高，中产的阶层的崛起，人们的审美逐回归到本土文化上面。服装、家具、综艺节目、电影、社区活动以及建筑设计等各领域刮起了国风回归潮。

1 传统中式建筑材料

传统中式建筑材料主要为木材，存在材料安全性、施工工艺及成本等问题，需要对中式建筑材料进行研究，既还原中式建筑风格，保留中式建筑的特点，同时在材料选择上尽量以高质量、安全性能材料为主，使工程建设整体质量得到保证，同时还能够满足人们建筑使用需要，这是现代化施工企业所要思考的问题。

古代社会人们多奉行阴阳五行之说，阴阳变化谓之天地变化，宇宙万物生生不息相生相克的。五行中所包含的金、木、水、火、土也印证了这一这规律，它对应东、西、南、北、中五个方位，与人们生活息息相关。相传如果人们不信奉这样的规律就会受到惩罚，当时社会也多崇尚封建迷信活动，而直到今天五行之说依然存在，如同一个庞大又系统的食物链，世间万物生存和消亡都要遵守这一规律，其中，土代表负载万物，滋养生息的含义；木则代表象征着生机与活力，如同春天一般，万物复苏。中国古代的建筑的基本材料就是“土木”。上古时期出现“极木为巢”，在河姆渡遗址发现了榫卯连接技术的木构件；木材有取材方便、易于加工、施工快、便于修缮，有一定的抗震性能的优点。商周时期重要建筑的高大台基、墙体都是由夯土筑成；秦砖汉瓦的产生逐渐奠定了我国古代建筑材料的组成。传统建材在营造及使用上存在着诸多问题，例如：1、材料安全性、耐候性问题；2、材料标准及工艺问题;3、材料成本问题;4、材料环保节能问题等。以下就具体谈下这4个方面的情况。

1.1 材料安全性、耐候性

中式建筑的木构件大多采用松、杉柏等木质材料制作，虽然材料使用方便，可以减少一些污染但也增加了火灾隐患几率，且随着我国建筑事业的发展，木材市场已经出现供不应求的情况，很多木材供应商为了扩大自己经营范围将干燥不完全的材料进行出售，由于木材内部处于湿润状态，在后期使用中常出现木材开裂的情况，另外，在木材与其他材料交接的时候，容易造成木材吸水，在高湿环境下，木材更容易发生霉变腐烂。

1.2 材料标准及工艺

中式建筑设计缺少材料选用标准，同时也缺少施工模数化标准，项目无法进行复制，开发难度较大，很多建筑就成为了孤本，如果后续维修保养不到位，那么建筑也很难被保留下来，由于传统中式建筑施工工艺较为复杂，一些装饰建筑需要施工人员进行手工搭建，这不仅浪费大量的时间，还会加大工程建设成本，很少有施工企业愿意承接这样的建筑，这也是传统中式建筑迟迟得不到发展的重要原因。

1.3 材料成本

相同等级中式建筑在建筑成本及建筑周期上要远高于其他建筑的重要原因在于：制作难度较大，现代化建筑工厂较多且都是机械化操作，而传统中式建筑不论从建筑材料还是建筑方法上都比较难获取，无法满足中式建筑需要，项目所需的木料、砖料都需特别定制；后期维护成本高，材料性能需要定期进行维护保养，很多企业承担不起后续的保养经费。

1.4 材料的环保节能

我国林业面临资源危机，成材的木料由于施工量的增加而紧缺。传统的以黏土为主要材料的小青瓦的使用，也不符合国家对农田的保护要求。

现代项目营造中项目的开发周期短；投资成本控制有要求；项目分布广，传统材料就地取材难；项目地气候的地域差异。由上我们不难看出，要想发扬我国传统中式建筑的特点就必须要适应现代化施工建设需要，积极寻找节能环保型材料应用到建设中，提高建筑的性能，同时使其更具观赏性，但不可否认的是，传统建材之所以可以一直保留到今天，其最大的特征就是材料历史感，它似乎在向我们传递一种历史文化气息，我们看到这些建筑就仿佛看到古代社会的变迁，进一步唤醒大众对“古代文明”的记忆，这种文化认同感是印在人们心中的。与传统建筑材料相比，现代建筑材料不论从性能上还是环保上都比较突出，而且材料的安全性较高，具有防火、防水、防漏电等，为人们提供安全舒适的生活环境，现代建筑材料的应用、设计施工标准也是促进中式建筑产业化发展不必可少的内容。

2 中式建筑材料的替代

我们在讨论材料替代的时候，通过对已完成项目的总结整理大致确定三个原则：1、不要破坏中式建筑的风格，特别是一些标志性的建筑，在材料的选择上尽量以颜色、纹理相近的为主，否则就失去了替代材料的价值；2、替代不代表一定要原模原样，材料都有其特殊性，任凭我们怎么还原也无法做到原模原样，但新时期材料和风格上都可以进行改变，只要保持中式建筑整体风格即可，达到传承的目的，赋予中式建筑新的内涵，使其更具生命力；3、替代材料提升产品性能。替代材料在选择上一定要突出产品性能，如安全性、经济型和环保性等，只有选择符合国家标注的材料才能投入使用。

以下我们具体阐述各种材料替换的利弊情况。

2.1 屋面系统

中式建筑屋面结构复杂、成本比重较高，替代材料研究的核心也是屋面系统。

受制于建造技术及 材料，中式建筑以木构架为主，木材用量大且结构不安全，自然得被现代的钢筋混凝土框架结构替换。屋面结构采用混凝土结构可以铺装现代节能材料，改善中式住宅的居住舒适度；

封檐板起到一定的遮挡作用，避免内部构件被雨水浸湿，同时还能起到一定的美化作用，替代采用混凝土现浇及铝合金封檐板两种形式。混凝土现浇替代木质封檐板方案，存在涂料容易脱落掉色的问题，且现浇封檐板受到施工工艺的影响，高度230-280mm，会使檐口比例失衡。需有施工工艺较高的工人施工才能有效控制封檐板高度，涂料采用较好的涂料，以减少后期维护。铝合金构件替代方案，材料耐候性减少了后期的维护，封檐板高度110-180mm 及样式可控，是理想的替换材料。

传统飞椽和檐椽用于承担屋面砖瓦的重量。当采用了钢筋混凝土的结构体系后，瓦由混凝土板支撑，飞椽及檐椽变成装饰性建筑符号，可采用EPS预制件、水泥预制件或铝合金构件。EPS 预制件及水泥预制件替代木椽，虽然具有经济型但材料质量较轻很容易出现坠落的情况，安全上也比较费时费力，实用性不强。铝合金预制构件替代木椽，表面粉末喷涂，工厂人员进行现场组装，实用性强。

茶壶轩是常用的一种轩顶形式，在椽上铺筑望砖形成篷顶。轩椽只承受顶部望砖的重量，对此轩椽材质上可根据屋面替换材料来进行更换，保证材料使用统一性。茶壶轩上一般铺就望砖，传统望砖多铺在椽子上的薄砖或木望板，可以起到承接作用，同时还有一定的防风功能，如同现代化室内建设的吊顶作用。可用外观接近的材料替换，例如：水泥预制砖较烧制砖、铝合金望板仿望砖、水泥压力板。水泥预制砖较烧制砖成本稍低，且在颜色上也与传统望砖历史感有一定差别，使用效果不佳。而用铝合金望板材料替代古建筑望砖，虽然可以提高施工效率，但材料的成本较高；水泥压力板在工厂完成面层仿砖刻线，替代实现度较高，品质接近烧质砖效果。

戗角是中式建筑屋顶的一个标志性符号，戗角由木作和瓦作共同来完成。戗角木结构分为嫩戗发戗和水戗发戗。水戗木自身不会轻易起翘，戗角是通过瓦作堆砌起来的，施工工艺繁琐，发戗需要用十来个木结构共同组建。与封檐板跟飞椽类似，传统戗的木结构部分也可以用水泥预制件或者铝合金构件来替换，利弊同上所述。

中式屋脊通常是将瓦竖立排在屋顶正脊上，两端刷回纹，脊顶刷上一层盖头灰就能起到一定的防雨作用。但这种做法需要大量的烧制瓦，耗费大量的人工。因此可以用混凝土材料制作品甘蔗脊用于屋顶及墙体部分。装配式的替代既节约材料又减少人力成本，还增加了屋脊的耐久性。

2.2 装饰系统

中式建筑的立面装饰，主要包含博风、悬鱼、挂落、垂花柱、木枋、吴王靠、牛腿、栏杆等。

挂落，额枋下的装饰构件，常用镂空的木格或雕花板做成，用作装饰或划分空间。镂空木格可采用铝合金预制件或者铁件拼接品替换，铝合金质轻，节点连接稳固，后期维护成本少，铁件质量较大，连接节点要求较大，较铝合金构件易腐蚀，后期维护周期短。雕花板挂落可采用铝合金预制件和水泥纤维板替换。

垂花柱、具有一定的装饰性价值功能，因此在中式建筑中得到非常广泛的应用，其在外观上也具有浓浓的中式韵味，常见于屋檐结构、房屋过渡的作用，传统垂花柱材质多以木质为主，而现代化材料中具有此功能的材料要属铝合金及水泥纤维预制品等，可以作为其替代品进行使用。

吴王靠学名叫鹅颈椅，也有人将其唤作美人靠，属于下设条凳，上连靠栏，木质材料，具有一定的美观性和实用性，但它有一个缺点，木质材料怕潮湿，在雨水多发季节或屋内不干燥的情况下极易出现发霉情况，因此，在选择替代材质的时候尽量选择耐潮湿的材料，如铝合金等。铝合金替代增加了产品的耐久性，但是作为人直接接触的部位，少了木材的温润感，取而代之的是铝合金的冰冷，在触感上略有遗憾，一般根据项目定位考虑是否替换。

枋是起到联系承托作用的方形木材，牛腿也是中式装饰建筑必不可少的组成，对屋顶出檐部分进行支撑。木枋与牛腿都是不受力的装饰构件，材质均可用铝合金或水泥纤维预制品来做替换。

中式建筑传统的柱子多采用木结构形式，现代化施工可以采用木质拼接来进行替代。结构柱应先立结构钢柱再外包复合拼接木饰面，最后再进行灌浆填充，以保证敲击时没有回响。

搏风、悬鱼常用于歇山顶和悬山顶建筑。传统建筑屋顶两端的桁头伸出山墙外，其顶端会受到雨水侵蚀易腐蚀，所以在挑出的两头都钉上封头的博风板。考虑到耐久性建议将山墙部位博风、悬鱼替换为混凝土预制成品、现场抹灰或者铝合金预制成品。

2.3 墙面系统

中式住宅建筑墙体上除了门窗及洞口外，还有建筑装饰符号的墀头、抛枋、勒脚等。

墀头作为传统中式建筑重要组成部分。山墙伸出至檐柱之外的部分，用以支撑前后出檐。具有屋顶排水及边墙挡水的功能，传统采用砖砌。现在的做法为采用出挑的水泥板或者钢板来承担出檐上瓦的作用，将墀头弱化为装饰构件，墀头便可用混凝土预制成品墀头或采用现浇+抹灰做法替代。

围墙檐口与墙身相交处，一般用飞砖挑出二三皮，其下贴清水砖一列形同枋子，称为“抛枋”。传统做法采用砖砌。抛枋现代做法建议采用混凝土现浇或混凝土预制构件替代。

传统建筑的门窗套构造多为木结构，现代做法多采用石材或混凝土预制门框替代，混凝土预制品成本相对较低。外门、窗的替换市场上有非常多的产品。可采用全铝合金门窗，也可以采用外铝内木的结合方式，具体方式可根据项目情况选用。

2.4 景观铺装系统

一般采用石材及砖细。材料用量大，就地取材不便。大量的铺装费时费力，砖细雕塑需要专业人员加工，价格昂贵。景观铺装的替换对造价的控制也极为重要。水泥预制件是上佳的替换材料。可以采用不同的加工技术，将水泥预制件做成需要替换的构件样子。主要替换的有地面金砖、老石板压顶、金石板工字拼、黄道砖人字铺、六边黄道砖、席纹铺黄道砖、瓦拼黄道砖、回纹边地脚线砖、万字葵花地脚线砖、芙蓉地脚线砖、古青砖、唐莲砖、万纹砖、龟背纹砖、回纹线砖、凤纹线砖等。

在我国经济社会高速发展背景下，人们对建筑空间的要求也越来越高，除了要具有舒适性外，还要具有一定的美观性和使用功能，这也为我国建筑事业的发展提出了更为具体的要求，同时也促进了我国建筑朝着更加多远更加现代化的方向发展。传统建筑虽然具有历史文化功能，但由于时隔久远，材料的工艺和质量上都无法符合现代社会发展需要，如果不及时的进行整改其剩余文化价值恐怕也难以被保留下来，因此，需要为传统建筑注入现代化的建设理念，合理的运用施工工艺技术，将先进的施工理念融入到其中，成为一种现代化的中式建筑，以全新的面貌展现在人们眼前，并得到人们认可。但由于中式建筑材料使用与现代化材料存在一定的矛盾，要求设计人员积极寻找二者的共性，并成功找到可被替换材料，挖掘新材料的潜力，为中式建筑在传承和创新提供不竭生命力。