髀设·游记|杨世强：观“前童木构”有感
作为本次上海城市空间艺术季的分展“映射：城市/乡村两生记”的重要实物展品，润·建筑工作室的“前童木构”与轻钢结构和“竹林构”并置在一起，展现了不同建筑材料在当代乡土实践中的应用。“前童木构”抓住了传统木建筑使用榫卯相交接的特征，并将之简化和放大，令人耳目一新。
“前童木构”中使用的是建筑师持有专利的“六向偏心自平衡结构”，它在榫卯节点上由六个正方形截面的木构件通过榫卯交接而成，单个这样的结构无法站立，但多个结合起来，就可以利用扭矩形成较为稳定的建筑空间。
以下，笔者从木材的特性和榫卯与结构整体的关系上，对“前童木构”做些大胆的点评。
1.木材的异向性
“由于木纤维为管束状细胞的单向分布，因此造成木材的异向性（anisotropy）……以力学强度（张力）而言，针叶树的高低关系为纵向＞径向＞弦向，甚至可达100:10:5的差异，此乃木材有别于其他材料的关键所在。”（陈启仁，张纹韶. 《认识现代木建筑》.天津：天津大学出版社. 2005. 第39页。）
天然木材的异向性决定了梁柱的用料大小和截面比例的不同。木材的纵向受压能力最强，因此木柱可以做得很细，截面长宽比也相对自由。而梁是受弯构件，提高木梁承载力的最有效方法就是增加其高度，因此木梁的截面通常是矩形。根据宋《营造法式》和清工部《工程做法则例》规定的用材制度，横向构件的高宽比分别为1.5和1.4，而南方穿斗式建筑中穿的高宽比更大，这些基于经验的数据对于我们的木结构设计有一定的参考价值。
因此，“前童木构”中将梁和柱的截面做成相同尺寸的正方形，从木材的特性和结构受力的角度来说是不尽合理的。
宋《营造法式》大木作用材之制（引自《梁思成全集·第七卷》：p378）
反观上图的传统穿斗式木构架：柱子细长且带有收分，在承受荷载的前提下，也符合树木生长规律；穿枋扁而高，将柱子“编”在一起，构成一榀搧架，檩条将屋面的重量传递到搧架上，各个搧架之间用纵向构件拉结，形成稳定的结构。结构整体轻盈省料，形成排架式的“类编织”结构，可矗立数百年。
通过以上对比，我们可以看出，传统木结构是主要在横向上受力的排架结构，各构件经过了尺寸权衡，从上至下，呈现出一种与树木的有机性相一致的灵活性，十分轻盈省料。而“前童木构”中的所有构件截面相同，没有体现出乡土建筑深层次的有机和经济的特征。
2.榫卯——木结构的连接方式之一
榫卯连接是中国古代匠师创造的一种连接方式。其特点是利用木材之间挤压、嵌合，将相邻构件联系起来，当结构承受外力时，构件间通过连接传递荷载。（何敏娟等. 《木结构设计》.北京：中国建筑工业出版社. 2008. 第67页。）
木构件的连接方式有许多种，如榫卯连接、齿连接、螺栓连接和钉连接等。即使在中国古代，木结构也有绑扎、榫卯、钉连接和借助金属连接件等多种连接形式。榫卯连接将连接部隐藏了起来，使得结构外观简洁美观，这是它优于其他连接方式的最突出的优点。但榫卯结构也有一些缺点：例如，在榫卯连接处对材料的受力面积削减大，用料不经济，且构件形状较复杂，加工费时等。因此，日本在近代对榫卯进行了大幅改良，而在20世纪初德国人发明了集成板材后，榫卯在建筑和家具中的使用已经大大减少。
春秋战国时期青铜木结构连接件——釭 （国家博物馆藏）
、
古代木建筑中的榫卯（柱头）（引自《中国古建筑木作营造技术》：p129）
连接部的隐蔽性是榫卯自诞生以来的固有属性，是它超越绑扎结构的技术优势。但在“前童木构”中，六向榫卯的连接部被放大和展示出来，整体结构为了特殊形式的榫卯不惜偏心受力。在笔者看来，这有悖于榫卯的内在属性，并且颠倒了目的和手段，毕竟建筑不是孔明锁啊。“前童木构”中使用的六向榫卯，如果使用无机材料，或者在较小的尺度上，都可以稳固而美观地存在，但放大到建筑的尺度，就需要考虑木结构的原理与六向对等的榫卯形式之间的矛盾。作为对木结构榫卯单元化的探索，隈研吾在GC口腔医学博物馆中的小尺度作为非承重构件的探索或许更为成功。
GC口腔科学博物馆 隈研吾（图片来自：Archdaily, Daici Ano摄）
日本当代木建筑的活力是有深厚的基础的。历史上，日本自然灾害不断，1891年浓尾地震，1923年关东大地震和之后其他地区一系列灾难，1948年福井地震……这些损失惨重的灾难让日本不得不正视木结构的现代化问题，它必须做到抗震、防风、防火，基于科学理性的语言完全压倒怀旧的情怀，而灾难后制定的采用斜撑、金属连接件、集成板材等改良木建筑的法律法规为日本木建筑今天的活力奠定了技术基础。我们的木结构乡土实践也无法跳过现实理性的思考，但也并不是说要完全摒弃传统的工匠建造体系。在日本，西式的、改良的木结构体系和传统工匠的木结构体系是并存的，称为“精英木结构和木工木结构”。
乡土不仅是一种略带怀旧感的情怀，更是乡村居民每天要面对的现实，它必须是安全的，最好是经济的（省料的），美观的；而对木构传统的继承也不必局限于榫卯（金属连接件同样是我们的传统）。城里来的建筑师们，更应当把更安全的木结构技术带给他们，把城市住宅的便利性带给他们，这样才有助于城市和乡村的更加平等的未来。
（文中图片无特殊注明均为笔者拍摄或绘制）
参考文献：
（日）菊池重昭编著. 杨田译. 建筑木质构造M. 北京：中国电力出版社. 2010
何敏娟，Frank Lam,杨军，张盛东. 木结构设计. M. 北京：中国建筑工业出版社. 2008
陈启仁，张纹韶. 认识现代木建筑. M. 天津：天津大学出版社. 2005
梁思成. 梁思成全集·第七卷. M. 北京：中国建筑工业出版社. 2001
马炳坚. 中国古建筑木作营造技术. M. 北京：科学出版社. 2003