中國早在5千多年前的石器時代就已出現木構架支承屋頂的半穴居式建筑,以后在這個基礎上逐步發展和形成具有中國特色的穿斗式和梁架式建筑。西方也從古希臘、羅馬原始木支承結構發展到后來的桁架式木屋架建筑和具有西方特色的木框架填充墻建筑。至今這兩種木結構體系仍在東西方的民居中被廣泛采用著。
另外,尚有以原木疊置作墻的井干式結構房屋被產術地區所采用。木材的主要特性是體積密度小、導熱系數小、加工方便,有一定的強度和韌性,并對人類有親切感。缺點是易燃、易腐、易蛀和材質不勻等。
隨著科學技術的發展,現代木材的防火、防腐、防蛀等藥物處理技術日臻完善,木材的改性、膠合和結合技術等均有較大改進,木結構已可用于大跨度結構建筑。因此,木結構在建筑中仍占有一定的比重。
木結構建筑為何能流傳至今呢?今天,跟著古建中國的小編一起去一探究竟!
中國木結構古建筑的優點有這幾個:取材方便、適應性強、抗震性能好、施工速度快、便于修繕搬遷。
首先取材方便。木材易于加工,利用石器即可完成砍伐、開料、平整、作榫卯等工序。后來青銅工具以及后來的鐵制斧、斤、鋸、鑿、鉆、刨等工具的使用,使得木結構的技術水平迅速提高。
古代建筑,尤其是保留時間較長的皇家宮殿、宗教寺廟、皇室人員的住宅、庭園等,由于業主的地位、權勢、威望很高,財力充沛,所選木材皆是上好的木材,硬度大、強度高、天然耐腐性和天然抗蛀性好。
適應性強。木架建筑是由柱、梁、檁、枋等構件形成框架來承受屋面、樓面的荷載以及風力、地震力的,墻并不承重,只起圍蔽、分隔和穩定柱子的作用,因此民間有“墻倒屋不倒”之諺。
房屋內部可較自由地分隔空間,門窗也可任意開設。使用的靈活性大、適用性強,無論是水鄉、山區、寒帶、熱帶,都能滿足使用要求。
古代房屋下有石頭基座,避免木材與富含腐朽菌和害蟲的土壤接觸;上有屋蓋,避免木材長時間與水接觸,使木材處于生物危害等級較低的使用環境。
有較強的抗震性能。木構架的組成采用榫卯結合,木材本身具有柔性,加上榫卯節點有一定程度的可活動性,使整個木構架在消減地震力的破壞方面具備很大的潛力。
施工速度快。木材加工遠比石料快,唐宋以后使用了類似今天的建筑模數制的方法(宋代—材;清代—斗口),各式木構件的式樣也已定型化,因此可對各種木構件同時加工,制成后再組合拼裝。
便于修繕、搬遷。榫卯節點有可卸性,替換某種構件或整座房屋拆卸搬遷,都比較容易做到。
但中國木結構古建筑也有缺點,比如:嚴重破壞了環境,使得木料日趨匱乏;易遭受火災;難以滿足更大、更復雜的空間需求。
森林的大量砍伐,使我國的生態環境日益惡化,也使木架建筑失去了發展的前提。
木架建筑易遭火災,南方白蟻對木架建筑的嚴重威脅,木材受潮后易于朽壞。每過一個時期就要維修、更換腐爛木材。
無論是抬梁式還是穿斗式結構,都難以滿足更大、更復雜的空間需求,木材的消耗量也很大,限制了繼續發展的前景。
木結構多用在民用和中小型工業廠房的屋蓋中。木屋蓋結構包括木屋架、支撐系統、吊頂、掛瓦條及屋面板等。兩千多年前漢墓磚畫上已經有院落建筑的表現,及至明清最宏大的建筑群——紫禁城,也采用的復雜的圍合形式。