中式建筑替代材料研究

張明偉

（福建綠城建筑設計有限公司， 福建 廈門 361000）

0 引言

伴隨著改革開放的春風，我國的經濟水平不斷提高，中產的階層的崛起，人們的審美逐回歸到本土文化上面。服裝、家具、綜藝節目、電影、社區活動以及建筑設計等各領域刮起了國風回歸潮。

1 傳統中式建筑材料

傳統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，既還原中式建筑風格，保留中式建筑的特點，同時在材料選擇上盡量以高質量、安全性能材料為主，使工程建設整體質量得到保證，同時還能夠滿足人們建筑使用需要，這是現代化施工企業所要思考的問題。

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律，它對應東、西、南、北、中五個方位，與人們生活息息相關。相傳如果人們不信奉這樣的規律就會受到懲罰，當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的食物鏈，世間萬物生存和消亡都要遵守這一規律，其中，土代表負載萬物，滋養生息的含義；木則代表象征著生機與活力，如同春天一般，萬物復蘇。中國古代的建筑的基本材料就是“土木”。上古時期出現“極木為巢”，在河姆渡遺址發現了榫卯連接技術的木構件；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；秦磚漢瓦的產生逐漸奠定了我國古代建筑材料的組成。傳統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、材料標準及工藝問題;3、材料成本問題;4、材料環保節能問題等。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

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

1.2 材料標準及工藝

中式建筑設計缺少材料選用標準，同時也缺少施工模數化標準，項目無法進行復制，開發難度較大，很多建筑就成為了孤本，如果后續維修保養不到位，那么建筑也很難被保留下來，由于傳統中式建筑施工工藝較為復雜，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，還會加大工程建設成本，很少有施工企業愿意承接這樣的建筑，這也是傳統中式建筑遲遲得不到發展的重要原因。

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高于其他建筑的重要原因在于：制作難度較大，現代化建筑工廠較多且都是機械化操作，而傳統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，很多企業承擔不起后續的保養經費。

1.4 材料的環保節能

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

現代項目營造中項目的開發周期短；投資成本控制有要求；項目分布廣，傳統材料就地取材難；項目地氣候的地域差異。由上我們不難看出，要想發揚我國傳統中式建筑的特點就必須要適應現代化施工建設需要，積極尋找節能環保型材料應用到建設中，提高建筑的性能，同時使其更具觀賞性，但不可否認的是，傳統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，這種文化認同感是印在人們心中的。與傳統建筑材料相比，現代建筑材料不論從性能上還是環保上都比較突出，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境，現代建筑材料的應用、設計施工標準也是促進中式建筑產業化發展不必可少的內容。

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整理大致確定三個原則：1、不要破壞中式建筑的風格，特別是一些標志性的建筑，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，但新時期材料和風格上都可以進行改變，只要保持中式建筑整體風格即可，達到傳承的目的，賦予中式建筑新的內涵，使其更具生命力；3、替代材料提升產品性能。替代材料在選擇上一定要突出產品性能，如安全性、經濟型和環保性等，只有選擇符合國家標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

中式建筑屋面結構復雜、成本比重較高，替代材料研究的核心也是屋面系統。

受制于建造技術及 材料，中式建筑以木構架為主，木材用量大且結構不安全，自然得被現代的鋼筋混凝土框架結構替換。屋面結構采用混凝土結構可以鋪裝現代節能材料，改善中式住宅的居住舒適度；

封檐板起到一定的遮擋作用，避免內部構件被雨水浸濕，同時還能起到一定的美化作用，替代采用混凝土現澆及鋁合金封檐板兩種形式。混凝土現澆替代木質封檐板方案，存在涂料容易脫落掉色的問題，且現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。

傳統飛椽和檐椽用于承擔屋面磚瓦的重量。當采用了鋼筋混凝土的結構體系后，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預制件、水泥預制件或鋁合金構件。EPS 預制件及水泥預制件替代木椽，雖然具有經濟型但材料質量較輕很容易出現墜落的情況，安全上也比較費時費力，實用性不強。鋁合金預制構件替代木椽，表面粉末噴涂，工廠人員進行現場組裝，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，對此軒椽材質上可根據屋面替換材料來進行更換，保證材料使用統一性。茶壺軒上一般鋪就望磚，傳統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功能，如同現代化室內建設的吊頂作用。可用外觀接近的材料替換，例如：水泥預制磚較燒制磚、鋁合金望板仿望磚、水泥壓力板。水泥預制磚較燒制磚成本稍低，且在顏色上也與傳統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，替代實現度較高，品質接近燒質磚效果。

戧角是中式建筑屋頂的一個標志性符號，戧角由木作和瓦作共同來完成。戧角木結構分為嫩戧發戧和水戧發戧。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，發戧需要用十來個木結構共同組建。與封檐板跟飛椽類似，傳統戧的木結構部分也可以用水泥預制件或者鋁合金構件來替換，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

中式建筑的立面裝飾，主要包含博風、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制件或者鐵件拼接品替換，鋁合金質輕，節點連接穩固，后期維護成本少，鐵件質量較大，連接節點要求較大，較鋁合金構件易腐蝕，后期維護周期短。雕花板掛落可采用鋁合金預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用，其在外觀上也具有濃濃的中式韻味，常見于屋檐結構、房屋過渡的作用，傳統垂花柱材質多以木質為主，而現代化材料中具有此功能的材料要屬鋁合金及水泥纖維預制品等，可以作為其替代品進行使用。

吳王靠學名叫鵝頸椅，也有人將其喚作美人靠，屬于下設條凳，上連靠欄，木質材料，具有一定的美觀性和實用性，但它有一個缺點，木質材料怕潮濕，在雨水多發季節或屋內不干燥的情況下極易出現發霉情況，因此，在選擇替代材質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，一般根據項目定位考慮是否替換。

枋是起到聯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件，材質均可用鋁合金或水泥纖維預制品來做替換。

中式建筑傳統的柱子多采用木結構形式，現代化施工可以采用木質拼接來進行替代。結構柱應先立結構鋼柱再外包復合拼接木飾面，最后再進行灌漿填充，以保證敲擊時沒有回響。

搏風、懸魚常用于歇山頂和懸山頂建筑。傳統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板。考慮到耐久性建議將山墻部位博風、懸魚替換為混凝土預制成品、現場抹灰或者鋁合金預制成品。

2.3 墻面系統

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，傳統采用磚砌。現在的做法為采用出挑的水泥板或者鋼板來承擔出檐上瓦的作用，將墀頭弱化為裝飾構件，墀頭便可用混凝土預制成品墀頭或采用現澆+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”。傳統做法采用磚砌。拋枋現代做法建議采用混凝土現澆或混凝土預制構件替代。

傳統建筑的門窗套構造多為木結構，現代做法多采用石材或混凝土預制門框替代，混凝土預制品成本相對較低。外門、窗的替換市場上有非常多的產品。可采用全鋁合金門窗，也可以采用外鋁內木的結合方式，具體方式可根據項目情況選用。

2.4 景觀鋪裝系統

一般采用石材及磚細。材料用量大，就地取材不便。大量的鋪裝費時費力，磚細雕塑需要專業人員加工，價格昂貴。景觀鋪裝的替換對造價的控制也極為重要。水泥預制件是上佳的替換材料。可以采用不同的加工技術，將水泥預制件做成需要替換的構件樣子。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。

在我國經濟社會高速發展背景下，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的發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更加現代化的方向發展。傳統建筑雖然具有歷史文化功能，但由于時隔久遠，材料的工藝和質量上都無法符合現代社會發展需要，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，需要為傳統建筑注入現代化的建設理念，合理的運用施工工藝技術，將先進的施工理念融入到其中，成為一種現代化的中式建筑，以全新的面貌展現在人們眼前，并得到人們認可。但由于中式建筑材料使用與現代化材料存在一定的矛盾，要求設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新提供不竭生命力。