MG体育论坛”于2018年9月14日在上海成功举办,来自全国各地的近300位建筑师、结构工程师、产品商或高校师生等参加了此次论坛。
同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司总工程师、全国工程勘察设计大师丁洁民,《建筑技艺》杂志社主编魏星代表主办单位致辞。大家一直认为,在当期提倡节能环保的大趋势下,木、竹建筑大有可为。
木材具有保温调湿、隔声吸声的物理特性,木结构建筑更贴近自然,益于身心,在自然环境中更易于融合协调,体现了木材对周围环境与传统文化独特的“亲和力”。大跨度钢木组合结构立足传统,并根据木材和钢材的力学特性注重结构体系创新和对细节的追求。钢木组合结构的应用拓展了木结构的应用范围,同时利用结构体系、构件和节点细部创新已达到了建筑与结构的完美结合。大跨度钢木组合结构根据木材和钢材的力学特性,提出了节点、构件和结构体系三类层次上组合形式。总结了木结构体系的特点和大跨度钢木组合结构的应用特点。通过工程案例介绍大跨度钢木组合结构的设计过程及注意事项。在“适用、经济、美观、绿色”原则的指导下,大跨度钢木组合结构通过钢与木的不同组合形式,拓展了木结构的应用范围和结构形式,通过结构体系和构件形式创新,并注重节点细部设计,一定能够设计出更多结构与建筑造型、室内环境相吻合的木结构建筑。
人人屋——杨树浦驿站采用钢木结构的策略,希望温润的木质唤起人们对祥泰木行段滨江历史的回顾与感知,木结构构架的设计以“人”字形杆件为基本单元,不断重复并相互支撑形成整体空间结构,构件标准化、工厂预制、现场拼装,使之在极其紧张的工期下依然能够保证较高完成度。
坐石观云——杨浦滨江公共二期配套管理用房(禅房)位于公共空间二期用地中段,地下基坑及地下室外墙为混凝土结构,地下一层及一层为钢结构框架结构,地上二层为钢木混合结构。中段间层将长方形的建筑体量拆分为上下两个形体,上部木材为主,下部网粘石墙为主MG体育,一部分上部的形体向下延伸,一部分下部的形体向上延伸,形成上下交融又互相渗透的建筑与空间形态。
未来乡村展示中心——楼纳国际建筑师公社特色小镇项目,位于贵州楼纳的山间,考虑到山脉、水脉、路脉、绿脉、文脉。上部结构采用钢柱 木梁的“肥梁瘦柱”结构体系,木梁采用双梁夹钢柱,纵横分离叠加的形式。构架了一个连续的阶梯状上人屋面,呼应周边坡状屋顶建筑并顺应山势的同时,为上部空间提供了不同标高的观景平台和漫游路径,为下部空间打造了具有当地干阑式建构特色的结构空间,“檐下聚,林中游”。
在建筑设计中,存在着这样一种质量,即材料的自然属性内在地决定了它们的连接与再现方式。当形体表面的感知质量,清晰而诚实地反映出内部的构造方式,材料的材性、连接与再现在建构的深度上具有了双向可逆的透明度。材料与建造的逻辑关联在建构的维度上诠释出“材质性”的意义。木材是人类直接从自然界中获取的基本建筑材料之一,具有最为全面而均衡的性能。它材质温暖,散发生命的气息,记录时间的痕迹。木构建筑的空间与形式体系常常与结构、构造、材质形成一体化呈现,揭示出完整透彻的建构逻辑。东南大学建筑学院风土工作室相隔十年的两个作品七桥瓮木构亭和井冈山大仓讲习所,正是对木建筑这一建构品质的实践和印证。
若把森林看做生命的话,做为建筑材料的木、竹、纸,即为生命的延续。它有气息,有性格,有情感,有肌理,温暖而亲切。在研发过程中,通过对材料的不断创新及技术进步,如集成材、LVL(单板层积材)、CLT(crosslam clt)复合材料、防火防灾的技术手段进步、3D数字技术的应用等,木、竹、纸这一类弱材料的可能性将带给我们更多的想象空间。
东岸“望江驿”是位于上海黄浦江贯通工程东岸滨江公共空间内的一系列服务驿站,为市民提供休憩停留空间和公共卫生间。望江驿作为滨江贯通工程中必不可少的城市基础设施,摆脱了基础设施曾经隐匿、冷峻的形象,通过与景观、地形的多维整合,形成了日常、有活力的公共空间。这一系列驿站给了我们机会来探讨建筑与风景的关系,以及微观场地与宏观公共空间的关系。我们希望驿站在以平易近人的氛围为市民提供支持和服务的同时,能够强化场地自身的特性,从而让建筑有机会成为风景的放大器。
如何把工匠技艺和建筑设计能够科学、有机的结合起来,是融合设计的首先要面对的MG体育。以甘肃天水街子古村的传统木结构农房营造实践为例,初步探索了融合设计的方法。总结起来需要经历测绘调研、融合设计和在地实践三个阶段。
融合设计还要考虑结构体系和材料的融合,这种融合可以阶段性的规避规范和防火等方面的限制。最终我们相信通过建筑设计行业的整体提高,可以让木结构在工程实践当中安全规范的推广和应用,传承工艺和文化,丰富用户的选择,让建筑师佳作辈出。
2014年设计上海滨江爱特公园中一个亭子的时候,将彰吴项目中的一组亭子进行了现场演绎,瓦面换成了阳光板,更加通透,适合在城市中建造。亭子的每根柱子实际上是由4根2cm×2cm断面的柱子进行拼接,再加上2cm的夹片,整个断面是由两个细柱和缝隙组成的,这就使得一是结构上非常稳固,二是看起来非常轻巧。
这个小木房子的施工过程轻松闲适,不禁令人想起刘易斯.芒福德(Lewis Mumford)的《技术与文明》中对人类始技术时代的特征描述:人的各种感知能力大大拓展,对外界刺激的反应更敏锐等等。虽然主要木材均为工厂精密加工而成,但现场多为手工操作,没什么污染和噪音。倒常见工人们偶尔停下手里的木槌,面向夕阳,感受一下林木间的微风。
木材是非常有特点的建筑材料,对建筑师而言,木结构建筑在结构逻辑与空间表现方面独具魅力。但在国内,建筑师还缺乏足够的项目实践的积累,所以在当前的木构建设规范和标准体系中,结构设计师更多地掌握话语权,木构通常更多地被作为一种结构类型来看待。事实上木构是一套完整的技术体系,涵盖从项目策划、建筑设计、结构设计、物理性能、机电工程、内外装修等等全方位的内容,建设过程中很多部品和配件又取决于建筑工业化的水平,所以关注木构建造的系统性和构造合理性尤为重要。讲座通过大小规模不同的几个设计案例,探讨了不同条件下木构体系的选择原则,并通过对两个大跨度木构案例的分析,展现了建筑与结构专业如何协同工作,寻找最优结构形式的过程。
竹子是一种自带中国人文气息的、速生型天然材料,受制于竹子的防腐处理和受力特性,过去对它的应用主要集中在家具、手工艺品和装饰层面,少用于建筑结构。但中国作为世界上最大的竹产地,竹子是廉价而环保的资源,经过深度防腐、热压、胶合等工艺处理后的胶合竹材,性能与胶合木相当,甚至硬度为后者的3~4倍,并且具有很高的户外耐候性。利用这些特性,工作室在一系列公共小建筑中进行实践,将胶合竹逐渐从户外装饰板材,运用到建筑结构上。通过建筑师和结构师的设计,将经过工厂预制的胶合柱、梁、椽子、望板等结构构件,配合钢节点等构件,在现场进行装配式组装,降低了对现场传统施工方式的一些依赖MG体育。这种自信的暴露结构的方式,将胶合竹结构本身的受力性能,通过构造传递给使用者,使之感受到材料和结构自身的美,同时也省去了对结构二次装修的资金投入。相信这种环保可再生的材料,将在未来的乡村建筑、风景建筑中逐渐崭露头角。
以《清明上河图》中的虹桥与达芬奇手稿中的“达芬奇拱”为代表的互承结构(Reciprocal Structure),是一种古老的结构类型,其在人类的结构创造历史中,占据独特的地位,时至今日仍有应用,如浙闽木廊桥MG体育、阿尔瓦罗·西扎的蛇形画廊等。然而在自然界中,互承结构也是普遍存在的,小如颗石藻、鸟巢,大至地层板壳等。另外,从类型学与结构演化的角度来看,它是一种介于网格壳(Grid shell)与张拉整体结构(Tensegrity Structure)之间的结构类型,并由此衍生出张拉互承结构(Tenseprocal Structure)。以上谱系的研究,为理解互承结构提供了新的视角,也为可变结构研究提供新的可能性。进一步的,我们近年来分别搭建了数个造型各异的互承木杆结构,从8米至18米跨度,以探讨其空间表现、结构性能、建造工具、施工工序等问题。
木结构特别是重型胶合木结构在过去的几年里得到了非常快速的发展,得益于规范的日益完善,材料工艺的不断提升,加工制造方式的改进。同时木结构建筑满足绿色建筑、装配式建筑、低能耗建筑的要求,使木材成为继混凝土、钢材之后的第三大主要建筑材料。到今天,木结构建筑又重新引起了建筑师广泛的关注,如何用木材建造一个有温度的家,建造一个有趣的公共空间已然是一个热点话题。苏州昆仑绿建成立于2001年,是一家集成设计、研发、制造、装配、售后一体化的专业木结构供应商,承担完成了国内一系列标志性的木结构建筑,涵盖了体育场馆、学校、住宅,办公,酒店等各类产品。
木结构建筑在国内虽然取得了相当的发展,但是在整个建筑行业占比仍然非常的低,随着生活需求的不断提升,木结构建筑势必有巨大的市场空间。
木造屋顶是木结构建筑中最具有表现力的部位之一,同时由于木材的结构与装饰双重属性,其自身的形式与结构常常是不可分割、合二为一的,因此,从形式特征与结构概念整合的角度讨论木造屋顶的设计策略,有助于建筑师在设计初期阶段较为合理地推敲方案,同时促进建筑师与结构工程师更加快捷有效地沟通。考虑到现代木造建筑在国内尚处于起步阶段,因此,本汇报基于木材作为商品的常用经济尺寸划分木造屋顶的尺度,小于6m为小尺度,6m至12m为中尺度,大于12m为大尺度。报告通过不同案例,尝试梳理了小、中、大尺度下不同结构概念的木造屋顶的设计理念、跨度、构件截面尺寸、材料类型、节点连接方式,期望能为建筑师在设计木造屋顶时提供一点点基于尺度和结构概念的设计参考。
日本在传统木结构的榫卯节点计算方面,做了很多的研究,有一套相当完善的计算理论和规范依据。成为建筑师,结构工程师推行实施木结构建筑,的有力保障和坚实基础。同时也鼓励了建筑师,更加自由的在设计元素中运用木材;而结构工程师,不仅可以在新建项目中自由使用木材,同时可以为古建筑的保护和修葺贡献力量。
1)提出了原竹空间编织结构体系;以参数化设计为技术手段,将建筑空间外形与结构受力状态相结合,依据协同优化的分析结果进行设计并确定了建筑结构的最终形态;采用BIM技术完成了构件加工和施工方案设计。工程实践表明,建筑、结构、加工、施工的一体化协同,可明显提高设计的综合效果MG体育,并有助于构件加工和现场施工的执行效率。
2)以节点标准化设计、竹管工厂化加工、结构装配化施工为目标,发明了原竹多管束空间网格结构体系;为使结构耐久性摆脱对竹管耐久性的束缚,创新了竹管原位替换的结构修缮方法;通过构件及结构的力学性能试验,对新型原竹结构的工作机理进行系统研究。
面对国家倡导低碳环保的可持续发展之路,贸易壁垒不断增加,同时木材资源的紧缺,竹集成材应运而生,竹结构性用材为业主及设计师提供了更有意义的选择。中国拥有大量的竹林资源,占到了全球的90%,目前国内的利用率仍然比较低。工业化利用从早期的室内竹地板、竹家具和竹贴面材料,到后来,对竹材进行改性处理,竹制品可以用于户外,也可以用作防火和声学材料,通过市场时间的检验,它的性能普遍优于常规硬木树种。经过大村竹建研发人员多年的研究下,大跨度、高强度的结构性集成竹材成功应用于木质性建筑当中,为木建筑开辟了另一方向,实现了真正意义上的“以竹代木”。
吴蔚,杭州中联筑境建筑设计有限公司董事、总建筑师薄宏涛,同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司工程技术研究院院长张峥担当论坛主持人,他们的精彩点评也给论坛增色不少。
上海西郊宾馆意境园。项目位于上海西郊宾馆内,是重型木结构体系建筑,采用微资源、微现场、微能耗、微排放和零距离、零污染的“ 四微二零”新建筑理念。项目结构极其复杂,项目团队克服梅雨、多轮台风侵袭和高温酷暑等恶劣天气的影响,7天完成了所有异形主梁的安装,20天实现了整个项目的封顶,也充分体现了木建筑的优势。
当天天气异常炎热,但丝毫没有影响大家参观学习的热情,在现场专业人员的认真讲解下,结合所见所得,代表们对竹木材料在实际项目中的应用有了更直观的了解。
、浙江大村竹业有限公司、光辉城市的大力支持,特此表示感谢。后续我们也将汇总本次论坛的优秀报告以《建筑技艺》专题的形式刊登,敬请大家关注。
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