中式建筑替代材料研究

張明偉

（福建綠城建筑設(shè)計有限公司， 福建 廈門 361000）

0 引言

伴隨著改革開放的春風(fēng)，我國的經(jīng)濟水平不斷提高，中產(chǎn)的階層的崛起，人們的審美逐回歸到本土文化上面。服裝、家具、綜藝節(jié)目、電影、社區(qū)活動以及建筑設(shè)計等各領(lǐng)域刮起了國風(fēng)回歸潮。

1 傳統(tǒng)中式建筑材料

傳統(tǒng)中式建筑材料主要為木材，存在材料安全性、施工工藝及成本等問題，需要對中式建筑材料進行研究，既還原中式建筑風(fēng)格，保留中式建筑的特點，同時在材料選擇上盡量以高質(zhì)量、安全性能材料為主，使工程建設(shè)整體質(zhì)量得到保證，同時還能夠滿足人們建筑使用需要，這是現(xiàn)代化施工企業(yè)所要思考的問題。

古代社會人們多奉行陰陽五行之說，陰陽變化謂之天地變化，宇宙萬物生生不息相生相克的。五行中所包含的金、木、水、火、土也印證了這一這規(guī)律，它對應(yīng)東、西、南、北、中五個方位，與人們生活息息相關(guān)。相傳如果人們不信奉這樣的規(guī)律就會受到懲罰，當(dāng)時社會也多崇尚封建迷信活動，而直到今天五行之說依然存在，如同一個龐大又系統(tǒng)的食物鏈，世間萬物生存和消亡都要遵守這一規(guī)律，其中，土代表負(fù)載萬物，滋養(yǎng)生息的含義；木則代表象征著生機與活力，如同春天一般，萬物復(fù)蘇。中國古代的建筑的基本材料就是“土木”。上古時期出現(xiàn)“極木為巢”，在河姆渡遺址發(fā)現(xiàn)了榫卯連接技術(shù)的木構(gòu)件；木材有取材方便、易于加工、施工快、便于修繕，有一定的抗震性能的優(yōu)點。商周時期重要建筑的高大臺基、墻體都是由夯土筑成；秦磚漢瓦的產(chǎn)生逐漸奠定了我國古代建筑材料的組成。傳統(tǒng)建材在營造及使用上存在著諸多問題，例如：1、材料安全性、耐候性問題；2、材料標(biāo)準(zhǔn)及工藝問題;3、材料成本問題;4、材料環(huán)保節(jié)能問題等。以下就具體談下這4個方面的情況。

1.1 材料安全性、耐候性

中式建筑的木構(gòu)件大多采用松、杉柏等木質(zhì)材料制作，雖然材料使用方便，可以減少一些污染但也增加了火災(zāi)隱患幾率，且隨著我國建筑事業(yè)的發(fā)展，木材市場已經(jīng)出現(xiàn)供不應(yīng)求的情況，很多木材供應(yīng)商為了擴大自己經(jīng)營范圍將干燥不完全的材料進行出售，由于木材內(nèi)部處于濕潤狀態(tài)，在后期使用中常出現(xiàn)木材開裂的情況，另外，在木材與其他材料交接的時候，容易造成木材吸水，在高濕環(huán)境下，木材更容易發(fā)生霉變腐爛。

1.2 材料標(biāo)準(zhǔn)及工藝

中式建筑設(shè)計缺少材料選用標(biāo)準(zhǔn)，同時也缺少施工模數(shù)化標(biāo)準(zhǔn)，項目無法進行復(fù)制，開發(fā)難度較大，很多建筑就成為了孤本，如果后續(xù)維修保養(yǎng)不到位，那么建筑也很難被保留下來，由于傳統(tǒng)中式建筑施工工藝較為復(fù)雜，一些裝飾建筑需要施工人員進行手工搭建，這不僅浪費大量的時間，還會加大工程建設(shè)成本，很少有施工企業(yè)愿意承接這樣的建筑，這也是傳統(tǒng)中式建筑遲遲得不到發(fā)展的重要原因。

1.3 材料成本

相同等級中式建筑在建筑成本及建筑周期上要遠(yuǎn)高于其他建筑的重要原因在于：制作難度較大，現(xiàn)代化建筑工廠較多且都是機械化操作，而傳統(tǒng)中式建筑不論從建筑材料還是建筑方法上都比較難獲取，無法滿足中式建筑需要，項目所需的木料、磚料都需特別定制；后期維護成本高，材料性能需要定期進行維護保養(yǎng)，很多企業(yè)承擔(dān)不起后續(xù)的保養(yǎng)經(jīng)費。

1.4 材料的環(huán)保節(jié)能

我國林業(yè)面臨資源危機，成材的木料由于施工量的增加而緊缺。傳統(tǒng)的以黏土為主要材料的小青瓦的使用，也不符合國家對農(nóng)田的保護要求。

現(xiàn)代項目營造中項目的開發(fā)周期短；投資成本控制有要求；項目分布廣，傳統(tǒng)材料就地取材難；項目地氣候的地域差異。由上我們不難看出，要想發(fā)揚我國傳統(tǒng)中式建筑的特點就必須要適應(yīng)現(xiàn)代化施工建設(shè)需要，積極尋找節(jié)能環(huán)保型材料應(yīng)用到建設(shè)中，提高建筑的性能，同時使其更具觀賞性，但不可否認(rèn)的是，傳統(tǒng)建材之所以可以一直保留到今天，其最大的特征就是材料歷史感，它似乎在向我們傳遞一種歷史文化氣息，我們看到這些建筑就仿佛看到古代社會的變遷，進一步喚醒大眾對“古代文明”的記憶，這種文化認(rèn)同感是印在人們心中的。與傳統(tǒng)建筑材料相比，現(xiàn)代建筑材料不論從性能上還是環(huán)保上都比較突出，而且材料的安全性較高，具有防火、防水、防漏電等，為人們提供安全舒適的生活環(huán)境，現(xiàn)代建筑材料的應(yīng)用、設(shè)計施工標(biāo)準(zhǔn)也是促進中式建筑產(chǎn)業(yè)化發(fā)展不必可少的內(nèi)容。

2 中式建筑材料的替代

我們在討論材料替代的時候，通過對已完成項目的總結(jié)整理大致確定三個原則：1、不要破壞中式建筑的風(fēng)格，特別是一些標(biāo)志性的建筑，在材料的選擇上盡量以顏色、紋理相近的為主，否則就失去了替代材料的價值；2、替代不代表一定要原模原樣，材料都有其特殊性，任憑我們怎么還原也無法做到原模原樣，但新時期材料和風(fēng)格上都可以進行改變，只要保持中式建筑整體風(fēng)格即可，達到傳承的目的，賦予中式建筑新的內(nèi)涵，使其更具生命力；3、替代材料提升產(chǎn)品性能。替代材料在選擇上一定要突出產(chǎn)品性能，如安全性、經(jīng)濟型和環(huán)保性等，只有選擇符合國家標(biāo)注的材料才能投入使用。

以下我們具體闡述各種材料替換的利弊情況。

2.1 屋面系統(tǒng)

中式建筑屋面結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本比重較高，替代材料研究的核心也是屋面系統(tǒng)。

受制于建造技術(shù)及 材料，中式建筑以木構(gòu)架為主，木材用量大且結(jié)構(gòu)不安全，自然得被現(xiàn)代的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)替換。屋面結(jié)構(gòu)采用混凝土結(jié)構(gòu)可以鋪裝現(xiàn)代節(jié)能材料，改善中式住宅的居住舒適度；

封檐板起到一定的遮擋作用，避免內(nèi)部構(gòu)件被雨水浸濕，同時還能起到一定的美化作用，替代采用混凝土現(xiàn)澆及鋁合金封檐板兩種形式。混凝土現(xiàn)澆替代木質(zhì)封檐板方案，存在涂料容易脫落掉色的問題，且現(xiàn)澆封檐板受到施工工藝的影響，高度230-280mm，會使檐口比例失衡。需有施工工藝較高的工人施工才能有效控制封檐板高度，涂料采用較好的涂料，以減少后期維護。鋁合金構(gòu)件替代方案，材料耐候性減少了后期的維護，封檐板高度110-180mm 及樣式可控，是理想的替換材料。

傳統(tǒng)飛椽和檐椽用于承擔(dān)屋面磚瓦的重量。當(dāng)采用了鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)體系后，瓦由混凝土板支撐，飛椽及檐椽變成裝飾性建筑符號，可采用EPS預(yù)制件、水泥預(yù)制件或鋁合金構(gòu)件。EPS 預(yù)制件及水泥預(yù)制件替代木椽，雖然具有經(jīng)濟型但材料質(zhì)量較輕很容易出現(xiàn)墜落的情況，安全上也比較費時費力，實用性不強。鋁合金預(yù)制構(gòu)件替代木椽，表面粉末噴涂，工廠人員進行現(xiàn)場組裝，實用性強。

茶壺軒是常用的一種軒頂形式，在椽上鋪筑望磚形成篷頂。軒椽只承受頂部望磚的重量，對此軒椽材質(zhì)上可根據(jù)屋面替換材料來進行更換，保證材料使用統(tǒng)一性。茶壺軒上一般鋪就望磚，傳統(tǒng)望磚多鋪在椽子上的薄磚或木望板，可以起到承接作用，同時還有一定的防風(fēng)功能，如同現(xiàn)代化室內(nèi)建設(shè)的吊頂作用。可用外觀接近的材料替換，例如：水泥預(yù)制磚較燒制磚、鋁合金望板仿望磚、水泥壓力板。水泥預(yù)制磚較燒制磚成本稍低，且在顏色上也與傳統(tǒng)望磚歷史感有一定差別，使用效果不佳。而用鋁合金望板材料替代古建筑望磚，雖然可以提高施工效率，但材料的成本較高；水泥壓力板在工廠完成面層仿磚刻線，替代實現(xiàn)度較高，品質(zhì)接近燒質(zhì)磚效果。

戧角是中式建筑屋頂?shù)囊粋€標(biāo)志性符號，戧角由木作和瓦作共同來完成。戧角木結(jié)構(gòu)分為嫩戧發(fā)戧和水戧發(fā)戧。水戧木自身不會輕易起翹，戧角是通過瓦作堆砌起來的，施工工藝繁瑣，發(fā)戧需要用十來個木結(jié)構(gòu)共同組建。與封檐板跟飛椽類似，傳統(tǒng)戧的木結(jié)構(gòu)部分也可以用水泥預(yù)制件或者鋁合金構(gòu)件來替換，利弊同上所述。

中式屋脊通常是將瓦豎立排在屋頂正脊上，兩端刷回紋，脊頂刷上一層蓋頭灰就能起到一定的防雨作用。但這種做法需要大量的燒制瓦，耗費大量的人工。因此可以用混凝土材料制作品甘蔗脊用于屋頂及墻體部分。裝配式的替代既節(jié)約材料又減少人力成本，還增加了屋脊的耐久性。

2.2 裝飾系統(tǒng)

中式建筑的立面裝飾，主要包含博風(fēng)、懸魚、掛落、垂花柱、木枋、吳王靠、牛腿、欄桿等。

掛落，額枋下的裝飾構(gòu)件，常用鏤空的木格或雕花板做成，用作裝飾或劃分空間。鏤空木格可采用鋁合金預(yù)制件或者鐵件拼接品替換，鋁合金質(zhì)輕，節(jié)點連接穩(wěn)固，后期維護成本少，鐵件質(zhì)量較大，連接節(jié)點要求較大，較鋁合金構(gòu)件易腐蝕，后期維護周期短。雕花板掛落可采用鋁合金預(yù)制件和水泥纖維板替換。

垂花柱、具有一定的裝飾性價值功能，因此在中式建筑中得到非常廣泛的應(yīng)用，其在外觀上也具有濃濃的中式韻味，常見于屋檐結(jié)構(gòu)、房屋過渡的作用，傳統(tǒng)垂花柱材質(zhì)多以木質(zhì)為主，而現(xiàn)代化材料中具有此功能的材料要屬鋁合金及水泥纖維預(yù)制品等，可以作為其替代品進行使用。

吳王靠學(xué)名叫鵝頸椅，也有人將其喚作美人靠，屬于下設(shè)條凳，上連靠欄，木質(zhì)材料，具有一定的美觀性和實用性，但它有一個缺點，木質(zhì)材料怕潮濕，在雨水多發(fā)季節(jié)或屋內(nèi)不干燥的情況下極易出現(xiàn)發(fā)霉情況，因此，在選擇替代材質(zhì)的時候盡量選擇耐潮濕的材料，如鋁合金等。鋁合金替代增加了產(chǎn)品的耐久性，但是作為人直接接觸的部位，少了木材的溫潤感，取而代之的是鋁合金的冰冷，在觸感上略有遺憾，一般根據(jù)項目定位考慮是否替換。

枋是起到聯(lián)系承托作用的方形木材，牛腿也是中式裝飾建筑必不可少的組成，對屋頂出檐部分進行支撐。木枋與牛腿都是不受力的裝飾構(gòu)件，材質(zhì)均可用鋁合金或水泥纖維預(yù)制品來做替換。

中式建筑傳統(tǒng)的柱子多采用木結(jié)構(gòu)形式，現(xiàn)代化施工可以采用木質(zhì)拼接來進行替代。結(jié)構(gòu)柱應(yīng)先立結(jié)構(gòu)鋼柱再外包復(fù)合拼接木飾面，最后再進行灌漿填充，以保證敲擊時沒有回響。

搏風(fēng)、懸魚常用于歇山頂和懸山頂建筑。傳統(tǒng)建筑屋頂兩端的桁頭伸出山墻外，其頂端會受到雨水侵蝕易腐蝕，所以在挑出的兩頭都釘上封頭的博風(fēng)板。考慮到耐久性建議將山墻部位博風(fēng)、懸魚替換為混凝土預(yù)制成品、現(xiàn)場抹灰或者鋁合金預(yù)制成品。

2.3 墻面系統(tǒng)

中式住宅建筑墻體上除了門窗及洞口外，還有建筑裝飾符號的墀頭、拋枋、勒腳等。

墀頭作為傳統(tǒng)中式建筑重要組成部分。山墻伸出至檐柱之外的部分，用以支撐前后出檐。具有屋頂排水及邊墻擋水的功能，傳統(tǒng)采用磚砌。現(xiàn)在的做法為采用出挑的水泥板或者鋼板來承擔(dān)出檐上瓦的作用，將墀頭弱化為裝飾構(gòu)件，墀頭便可用混凝土預(yù)制成品墀頭或采用現(xiàn)澆+抹灰做法替代。

圍墻檐口與墻身相交處，一般用飛磚挑出二三皮，其下貼清水磚一列形同枋子，稱為“拋枋”。傳統(tǒng)做法采用磚砌。拋枋現(xiàn)代做法建議采用混凝土現(xiàn)澆或混凝土預(yù)制構(gòu)件替代。

傳統(tǒng)建筑的門窗套構(gòu)造多為木結(jié)構(gòu)，現(xiàn)代做法多采用石材或混凝土預(yù)制門框替代，混凝土預(yù)制品成本相對較低。外門、窗的替換市場上有非常多的產(chǎn)品?？刹捎萌X合金門窗，也可以采用外鋁內(nèi)木的結(jié)合方式，具體方式可根據(jù)項目情況選用。

2.4 景觀鋪裝系統(tǒng)

一般采用石材及磚細(xì)。材料用量大，就地取材不便。大量的鋪裝費時費力，磚細(xì)雕塑需要專業(yè)人員加工，價格昂貴。景觀鋪裝的替換對造價的控制也極為重要。水泥預(yù)制件是上佳的替換材料。可以采用不同的加工技術(shù)，將水泥預(yù)制件做成需要替換的構(gòu)件樣子。主要替換的有地面金磚、老石板壓頂、金石板工字拼、黃道磚人字鋪、六邊黃道磚、席紋鋪黃道磚、瓦拼黃道磚、回紋邊地腳線磚、萬字葵花地腳線磚、芙蓉地腳線磚、古青磚、唐蓮磚、萬紋磚、龜背紋磚、回紋線磚、鳳紋線磚等。

在我國經(jīng)濟社會高速發(fā)展背景下，人們對建筑空間的要求也越來越高，除了要具有舒適性外，還要具有一定的美觀性和使用功能，這也為我國建筑事業(yè)的發(fā)展提出了更為具體的要求，同時也促進了我國建筑朝著更加多遠(yuǎn)更加現(xiàn)代化的方向發(fā)展。傳統(tǒng)建筑雖然具有歷史文化功能，但由于時隔久遠(yuǎn)，材料的工藝和質(zhì)量上都無法符合現(xiàn)代社會發(fā)展需要，如果不及時的進行整改其剩余文化價值恐怕也難以被保留下來，因此，需要為傳統(tǒng)建筑注入現(xiàn)代化的建設(shè)理念，合理的運用施工工藝技術(shù)，將先進的施工理念融入到其中，成為一種現(xiàn)代化的中式建筑，以全新的面貌展現(xiàn)在人們眼前，并得到人們認(rèn)可。但由于中式建筑材料使用與現(xiàn)代化材料存在一定的矛盾，要求設(shè)計人員積極尋找二者的共性，并成功找到可被替換材料，挖掘新材料的潛力，為中式建筑在傳承和創(chuàng)新提供不竭生命力。