木结构的新衣裳

让古代建筑“复活”的新材料

想要住在木结构房子里，非鬼斧神工，无能工巧匠如何实现？现代科技恰好为我们建造古代木建筑提供了“利器”，让我们可以沿用古代木结构技艺。比如，苏州某公司的工程师们就使用新型木板建造了古香古色的建筑;并以苏州园林——拙政园的“遠香堂”、留园的“林泉耆硕之馆”和南半园的“半园草堂”等典型的厅堂建筑作为设计参照物，建造了新时代的传统木结构建筑。这些新技术使古老的苏州园林焕发出新的活力，使利用新型现代木材建造传统木结构房屋成为可能。

延伸阅读

建筑也可以装配

装配式建筑是指把传统建造方式中的大量现场作业工作转移到工厂进行，在工厂加工制作好建筑构件和配件后，运输到建筑施工现场，通过可靠的连接方式在现场装配、安装而成的建筑。

正交胶合木材（CLT）（供图/黄浩宇）

用正交胶合木搭房子

近年来，在欧美发达国家，以锯材等为基本单元制成的新型材料——正交胶合木（CLT）正在部分取代钢筋混凝土和砖混结构建筑。正交胶合木是按照顺纹和横纹垂直交错的叠合方式进行连接，胶合而成的高强度的实木板材。它与装配式建筑施工方式堪称是建造传统木结构建筑的“利器”。

首先，正交胶合木稳定性卓越。普通的木材都可以看到木纹的方向，而木纹就相当于纤维，当沿平行于木纹的方向拉伸木材时，木材很难被破坏;当沿垂直于木纹的方向拉伸木材时，木材就很容易被破坏。所以木材是纵纹方向强度大，横纹方向强度小。但正交胶合木可以将木材横纹和纵纹平均分配，使木材两个方向强度都大，大大提升木材的稳定性。如果正交胶合木用于苏州园林等木结构建筑的修复，则会使其结构更加坚固，更不容易受到地震、台风的损坏。

其次，正交胶合木节能环保。国外一项研究表明，长期居住在木质住宅的人的平均寿命要比住在钢筋混凝土住宅的人高出9～11岁。因此，木结构房屋是世界上能真正称得上环保的建筑之一。美国的一项研究证明，木结构建筑比一般水泥、砖瓦结构住房节能50%，绿色环保，居住舒适。如果用正交胶合木建造苏州园林式仿古建筑则更能体现绿色建筑理念。

再次，正交胶合木耐阻燃性能好，防火性能优异。在同等条件下，普通木结构的耐火阻燃值是钢结构的1.3倍，是水泥结构的1.7倍。而正交胶合木可以在火灾发生时形成绝热保护碳化层，起到隔火作用，使大火无法快速烧入木材内部。另外，正交胶合木的燃烧速度稳定，我们可以精确预测其烧毁时间，为火灾求援提供更多保障。

最后，正交胶合木适合装配式建筑，并且可以根据建筑设计要求在工厂预制加工成较大尺寸门窗洞口规格的楼面板、墙面板和层面板，这些构件可以直接运至现场快速安装，大大缩短了建筑的安装周期。正交胶合木组装快、工期短，并且建筑现场噪声低，无污染，无建筑垃圾产生，拆卸后可重新利用，有效减少了施工污染。

机械加激光，榫卯更在行

众所周知，古代木结构建筑大量使用了复杂的斗拱与榫卯工艺，这些构件用正交胶合木可以做出来吗？当然可以！现代科技已经大量使用了激光切割与机械手臂，可以精准地参数化加工木结构构件，榫卯更是不在话下。

激光切割就是用高功率密度激光束照射被切割材料，使材料很快被加热至汽化温度，蒸发形成孔洞，随着光束在材料上的移动，孔洞之间连续形成宽度很窄的（如0.1毫米左右）切缝，完成对材料的切割。所以，木结构的连接件能便捷、精准地被加工出来。而机械手臂不但可以控制切割木材的角度，还可以组装木构件，比手工操作更加精准。机械手臂形态各不相同，但都有一个共同的特点，就是能够接受指令，精确地定位到三维（或二维）空间上的某一点进行作业。在装配式建筑工艺高度发展的今天，在工厂中生产苏州园林木结构构件，在工地像搭乐高积木一样搭房子已不是梦想。

正交胶合木的用处还远不止于此。它可用于木结构古建筑的修复，在不破坏古建筑整体结构的情况下有针对性地对损坏部分进行修复，且使得修复部分更加坚固。以科技为支撑的新型建筑材料的应用，使得古建筑焕发了活力。随着科技的进步，高性能抗震斗拱已经进入研发阶段，抗震斗拱具有变形恢复能力，即使发生较大的变形，也可以恢复形状，有效降低地震所导致的结构位移，降低地震对木结构建筑的影响。与此同时，建筑专家还在开发一种可恢复的木节点，这种节点即使在地震中发生大幅度变形，也可以恢复到变形前的形状。此项研究对于提升木结构建筑的防灾、减灾功能意义重大。新科技的应用，让传统木结构建筑的抗灾能力得到提升，使得传统木结构建筑的魅力更加持久。

（责任编辑/江盼 美术编辑/满斗工作室）