木材的表現(xiàn)力

工程中材料的選用與表現(xiàn)力木材的選用。木材是所有建筑材料中與人類最和諧的，它影響著我們許多感受。許多我們對建筑深刻的印象來自木材，它的組成對建筑有者深遠(yuǎn)的影響，它記錄了遠(yuǎn)古時代的建筑。木材極易表現(xiàn)的親和力，屬于一種可再生資源，這是其他材料不能企及的。木材的結(jié)構(gòu)性能因樹種的差異而有較大區(qū)別，一般來說，密度較大的，力學(xué)強(qiáng)度亦大；密度較小的，力學(xué)強(qiáng)度也相應(yīng)減小，木材是各向異性材料順紋方向與橫紋方向的力學(xué)性質(zhì)相差很大，因此木材抗剪強(qiáng)度大大低于其抗拉抗壓強(qiáng)度。因此，實木構(gòu)件的跨度受到較大的限制。當(dāng)代木材膠合技術(shù)的突飛猛進(jìn)從根本上改進(jìn)了木材的抗彎和抗剪性能，使木材可以形成較大的跨度。木材如果含水率較高，其各向干縮率不相同，因而容易造成變形，從而影響木材的力學(xué)性能和外觀，為解決這一問題，一般要求木材在達(dá)到平均含水率再使用，或?qū)δ静牟扇∩掀岬姆椒?，對于高大的整木，則應(yīng)對木材兩端和中間加箍緊固。另外，木材可以在高溫蒸煮下進(jìn)行彎曲，這為我們使用曲線形的木構(gòu)件提供了可能。木材的表現(xiàn)力木構(gòu)建筑的表現(xiàn)力千百年來，人類根據(jù)自己的需求塑造出各種不同形式的木結(jié)構(gòu)件，用它生產(chǎn)功能物品，把它作為建筑材料。極少有其他材料像木材那樣能喚起人們?nèi)绱硕嗟穆?lián)想，從活著的樹木到加工成的人工產(chǎn)品，包括它所有的存在形式。直到今天，木建筑的建造，雖取決于技術(shù)和功能要求，材料本身仍有豐富的意向。木材的美學(xué)意義木材是所有建筑材料中與人類最和諧的，它影響著我們許多感受。許多我們對建筑深刻的印象來自木材，它的組成對建筑有者深遠(yuǎn)的影響，它記錄了遠(yuǎn)古時代的建筑。實際上，它甚至是我們緣于對自然界的樹木的欣賞?！皹淠臼侨祟愖钇毡?，最有含義的象征一取自宇宙的樹木，樹木的生命，樹木的繁殖力，樹木的經(jīng)歷，樹木的靈魂，樹木的歷史，有奉獻(xiàn)精神的樹木，各種各樣的聯(lián)系都隱藏在樹木的形式之下，直至今天添加我們與木材關(guān)系的新維度。”木材之所以珍貴，不僅是因為它目前的稀缺。興許我們從木材中尋找自我是因為它影響著我們感官的方方面面：聽覺（粗木有無法忽視的吸收特性），嗅覺（北方木屋中，依然散發(fā)著松木的清香），當(dāng)然還有通過多種途徑的視覺與觸覺刺激，闡述我們所有關(guān)于木材的傳統(tǒng)和現(xiàn)代的理解。在精神沖突紛擾中，我們?nèi)匀粺o法釋懷地持續(xù)懷戀過去。木材安撫我們在童話世界中的苦惱……當(dāng)我們雕刻木頭時，我們正在尋找自我，我們在滿足自己對于過去無法解釋的渴望。木材極易表現(xiàn)的親和力，屬于一種可再生資源，這是其他材料不能企及的。總體上看，現(xiàn)在，建筑由于受印象化的影響，與人類之間隔膜漸漸加深。由此，建筑師產(chǎn)生的以木材為線索重新鑄造人與建筑之間的親密關(guān)系的想法也就可以看作一種必然。木材是最有人情味的材料，人們都愿意親近木材，能觸摸它和欣賞它。木材因天然生長形成美麗的紋理。尤其是鋸開和刨光以后，這種木材會帶著光澤而顯現(xiàn)出來，這正是木材最美妙的性質(zhì)。木材的結(jié)構(gòu)表現(xiàn)力木材的結(jié)構(gòu)性能因樹種的差異而有較大區(qū)別，一般來說，密度較大的，力學(xué)強(qiáng)度亦大；密度較小的，力學(xué)強(qiáng)度也相應(yīng)減小，木材是各向異性材料順紋方向與橫紋方向的力學(xué)性質(zhì)相差很大，橫紋強(qiáng)度只及順紋強(qiáng)度的20%,因此木材抗剪強(qiáng)度大大低于其抗拉抗壓強(qiáng)度。因此，實木構(gòu)件的跨度受到較大的限制。當(dāng)代木材膠合技術(shù)的突飛猛進(jìn)從根本上改進(jìn)了木材的抗彎和抗剪性能，使木材可以形成較大的跨度，如鮑姆施拉格和埃貝爾設(shè)計的霍爾茲■阿爾希瑞德木材加工廠，其木制剛架就利用了這種新技術(shù)。木材如果含水率較高，其各向干縮率不相同，因而容易造成變形，從而影響木材的力學(xué)性能和外觀，為解決這一問題，一般要求木材在達(dá)到平均含水率再使用，或?qū)δ静牟扇∩掀岬姆椒?，對于高大的整木，則應(yīng)對木材兩端和中間加箍緊固。另外，木材可以在高溫蒸煮下進(jìn)行彎曲，這為我們使用曲線形的木構(gòu)件提供了可能。托馬斯■赫爾佐格設(shè)計的漢諾威世界博覽會的木結(jié)構(gòu)大屋頂是一件具有震撼力的木結(jié)構(gòu)作品，它的形象遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了我們對木材建筑形象的想象。它本質(zhì)上是懸挑結(jié)構(gòu)與殼體結(jié)構(gòu)的結(jié)合，這個大屋頂一共由十個傘狀結(jié)構(gòu)單元組成。（圖3_-4）每個單元的木支撐塔由四根木柱與鋼材連接件共同組成，木柱用材是產(chǎn)白南部森林的銀杉。木塔的四根620米長支腿是由直徑約為7毫米去皮的銀杉木制成.因其上部受的壓力較大，所以上寬下窄倒置。由膠合層壓木板做成的三角形腹板加上3.3毫米厚的硬木飾面更增加了支腿的剛度。將32噸重的鋼帽扣在木塔上面，四根懸拂的桁架式木梁與它相連，并由它支撐和固定。這些圖｝_5漢諾威世界博覽會木結(jié)構(gòu)大屋頂梁有3米寬'19米長，連接點位于7米高處，這些梁的構(gòu)造很復(fù)雜。它的構(gòu)造類似于K式對角支撐，在與殼體的邊梁連接處卻又變成箱形梁.殼體是由交叉肋組成的網(wǎng)格，這些網(wǎng)格大小不一，受力較大的地方為380毫米，殼體的高點受力較小，為160毫米.木肋條在肋與肋套叉的節(jié)點用螺栓固定，只在高應(yīng)力點才用膠黏結(jié)起來。這些網(wǎng)殼在鄰近的展廳用了三個月的時間組裝起來，但是懸臂桁架梁是在700公里以外的地方制作的。木材的材質(zhì)表現(xiàn)力賴特認(rèn)為在建筑上運用木材應(yīng)注意表現(xiàn)其天然麗質(zhì)，而不是去掩蓋它，他反對在木材上刷不透明的漆，而主張要表現(xiàn)木材的加工工藝，包括手工或機(jī)器的鋸痕'榫卯接點等等，這樣會使木材的性能更加明確地表現(xiàn)出來。賴特喜歡粉墻和木框構(gòu)成對比生動富有圖案的藝術(shù)效果。他的許多草原式住宅中都有這樣的處理，如東塔里埃森賴特住宅'羅伯茨住宅'羅比住宅等等都有這類圖3-_6圣本尼迪特小教堂例子可見。阿爾瓦■阿爾托的家鄉(xiāng)芬蘭盛產(chǎn)木材，他常用木材作為建筑室內(nèi)外飾面，對此，他并無很多言論。我們只能從他的作品中看到條形木板的拼接，水平的或垂直的，與整塊木板相比，更具有造型的靈活性，可以拼成自由的波形面，這是阿爾托設(shè)計手法的一大特征，從維普里市立圖書館的波浪形天花板到紐約博覽會芬蘭館的波形墻都反映了他使用木材的詩意方式和功能因素。前面曾介紹過建筑師彼特■卒姆托使用石頭的例子沃爾斯溫泉浴場。不過，卒姆托實在是一圖3—7圣本尼迪特小教堂21第3章建筑的材料表現(xiàn)力位巧妙運用材料的設(shè)計師，在表現(xiàn)木材這種傳統(tǒng)建筑材料方面，他用樸素的形體，創(chuàng)造了充滿人情味和鮮明地方特色的空間。圣本尼迪特小教堂建成于1988年，同傳統(tǒng)的山村禮拜堂一樣，它有著不同于住宅的外形，一方面表現(xiàn)了它的神圣性，另一方面將它和周圍的世俗建筑區(qū)分開來，木材表皮在陽光下逐漸變深，朝南的面變成黑色，朝北的則變成銀灰色。平面形狀像樹葉或是水滴狀和傳統(tǒng)的教堂一樣，這種形狀有長短兩條十字交叉的軸線，長軸朝向東方。（圖爭_6）從山問小路進(jìn)入教堂就象進(jìn)入了一艘小木船，腳下的木板微微起浮，37根木柱支撐起屋架，屋架像是船的龍骨或者是葉子的莖脈。木柱和表皮之間有耐人尋味的空隙，顯示出結(jié)構(gòu)與圍合各自的建筑邏輯，陽光從連續(xù)貫通的高窗灑入教堂內(nèi)部，形成神秘的宗教氣氛。材的色彩表現(xiàn)力在材料感的各要素之中，色彩是十分獨特的一種，它通常是材料給人的第一印象，有強(qiáng)烈視覺控制性，但這種控制性更多的是以色彩的特性為基礎(chǔ)。如紅、黃、橙等暖的色彩可加強(qiáng)材料視覺上的溫暖感。藍(lán)、藍(lán)綠、紫藍(lán)增加材料的沉靜感。盡管如此，色彩對不同材料的影響還是有所不同.下面對固有色彩和加工色彩兩種情況進(jìn)行分析，材料的固有色彩指的材料本身擁有或在制造過程中形成的色彩，例如木材的顏色是由于細(xì)胞內(nèi)含有各種色素、樹脂，樹膠、單寧及油脂并可能滲透到細(xì)胞壁中.致使木材呈現(xiàn)不同的顏色，玻璃的色彩是由制造過程中添加的不同化學(xué)元素所決定；彩色混凝土是通過在混凝土中加顏料添加劑形成。材料的固有色彩和其它的材料感要素有著密切的關(guān)系：粗糙表面的木材的色彩由于光線漫反射的緣故明度會比較低,有復(fù)雜肌理的木材會降低色彩的純度，玻璃隨著透明度的增加色彩會逐漸黯淡，彩度減?。汗饣⑷狈±淼耐苛虾痛纱u則能夠擁有鮮艷明亮的色彩。也因為這些要素的不同，我們無法找到固有色彩完全相同的兩種材料進(jìn)行比較，即便同是紅色.木材的紅和石材的紅在色彩的明度，純度等方面都有較大的差異。事實上，木材的褐色總比玻璃的褐色顯得更溫暖一些，玻璃的紅色也總比涂料的紅色冷一些。材料的加工色彩指的是在材料成型后通過噴涂或鍍膜的手段所賦予的色彩，不同材料的加工色彩可以是相同的.當(dāng)這種噴涂的厚度較小，如各種木材的清漆或金屬上各種亮麗色彩的聚氨脂粉末噴涂。對材料的其它要素一般不會發(fā)生影響。加工色彩在效果上基本和固有色彩效果一樣。而當(dāng)噴涂厚度較大時，涂料的特性很容易掩蓋材料感覺。在中國古代的寺廟里厚厚的油漆掩蓋了木材本身的特性,色彩成為唯一的材料要素。除此以外.色彩還對材料的重量感起作用，色彩的明度越大感覺越輕，反之越重。這是由生活經(jīng)驗和心理感知共同作用造成的，羽毛、雪花這些淺色的高明度的材料是和輕聯(lián)系在一起的，泥土、巖石等重的材料往往是深色和低明度的.用木頭做成的方盒予，假如用的是黑色的木頭，盒子會顯得很厚實.可以想象在手中沉甸甸的感覺：如果將盒子的材料換成淺黃色或白色的木材，盒子馬上感覺變輕了許多。在梅卡諾設(shè)計的伊薩拉學(xué)校中，紅色的木材長條空間和銀白的鋅板盒子碰撞在一起.建筑師對這兩個體量的不同材質(zhì)的材料有著深入的考慮:木材是暖調(diào)的紅色，鋅扳是冷調(diào)的銀白色；木材是豎向的線條，金屬是片狀的橫線條：金屬有強(qiáng)烈的反光，木材則是低反光度。在材料的標(biāo)桿上，建筑師刻意將他們的多個材料感拉向兩個極端，從而突出他們的對比達(dá)到強(qiáng)烈的視覺沖擊性。（圖3—8）在塞維利亞世博會上，芬蘭館以其獨特的材質(zhì)給人們留下了深刻的印象.建筑由兩個形狀、不同質(zhì)感和不同色彩的盒體組成.第一個盒體取材芬蘭的船，暖色的木材無論是肌理色彩還是形狀都給人留下強(qiáng)烈的芬蘭傳統(tǒng)印象。另一個盒子代表的則是機(jī)器.黑色的鋼框架，鋼樓板，鋼窗，以及方盒子的造型都代表了現(xiàn)代機(jī)器工業(yè)。兩個并置的盒子故意造成兩種材料最強(qiáng)烈的材料感對比：肌理一一木材的豐富細(xì)膩的肌理和鋼材的光滑，色彩一一木材的暖黃色和鋼材的冷黑色，觸感一一木材的溫暖柔軟和鋼材的冰涼堅硬，符號性一一木材的傳統(tǒng)和鋼材的現(xiàn)代。材的技術(shù)表現(xiàn)力這是一個運用傳統(tǒng)建筑材料表達(dá)生態(tài)設(shè)計理念的典型例子。吉巴歐文化中心由十個單體組成，共有三種大小。這些類似山間木屋的曲線型構(gòu)筑物，全都是由木桁架和木肋條建成，它們各有自己的主題，但都朝向貫穿中心的通道開放，給參觀者提供了一條由一狹小空間到一個開闊空間的戲劇性途徑這些建筑物表達(dá)了一種與夏威夷文化氛圍之間和諧的關(guān)系。除了美學(xué)上的關(guān)聯(lián)，功能上也如是.設(shè)計者充分利用新喀里多尼亞的氣候特征，在建筑內(nèi)部安裝了一套十分有效的被動通風(fēng)系統(tǒng).其原理是采用雙層結(jié)構(gòu)，使空氣可以自由的在內(nèi)部的弓形表面與外部的垂直表面之間流通。而建筑外殼上的開口則是用于吸納海風(fēng)，或者用于導(dǎo)引建筑所需的對流,氣流由百葉進(jìn)行調(diào)節(jié)，當(dāng)有微風(fēng)吹來時，百葉窗就會開啟讓氣流通過，當(dāng)風(fēng)速變得很大時，它們又會按照由下而上的順序關(guān)閉在所有與眾不同的博覽館中，位于漢諾威世博會東展區(qū)的瑞士館尤為出色。卒姆托把它視為“身體的音色”。它完全打破我們通常所持有的展示空間的概念，一切都是那么原始，只是將鋸好的木材，以最簡單的方式干壘成架空的木材壁，高度為九米，做成縱橫交叉的三千平方米的迷宮。這個迷宮中有通道和中庭，在這個迷宮的木結(jié)構(gòu)空隙中，縈繞著由瑞士傳統(tǒng)樂器演奏的音樂，加之透進(jìn)來的陽光、參觀者的話語和腳步聲，把人們從繚亂的視覺世界拉回到純粹音色的世界。通常，博覽會都是圍繞建筑、展示和景觀這三個因素展開，