浅谈建筑设计中纸材料的应用

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  (青岛理工大学 山东 青岛 266000)
  【摘 要】建筑物建造离不开建筑材料的支持,材料是建筑从图纸成为实际项目中最基本的保障。日本建筑师坂茂使用纸作为材料,采用新的防水技术开辟了建筑新材料新技术的时代,这一创新性实践使建筑材料的使用思维面域扩大。坂茂的纸建筑不仅仅是一时心血来潮,我们要关注的不仅是建筑的建造技术或者思维,更重要的是纸作为建筑材料带给我们的新一轮思维创新。
   【关键词】建筑;材料;纸
  On the architectural design of the application of paper materials
  
  Wang Miao,Song Ge
  (Qingdao University Qingdao Shandong 266000)
   【Abstract】Building construction can not be built successfully without the support of materials, the materials make the construction come to reality from drawings into projects. Japanese architect Shigeru Ban made use of paper as a material and new waterproof technology which opened up a new construction era of technology and materials, this innovative practice widen the domain of the use of building materials. Shigeru Ban's paper buildings is not just an impulsive idea, more importantly, we should focus us to new innovation of building materials.
   【Key words】Architecture;Material;Paper
  
  建筑是人类经济发展到一定程度上出现的产物,是人类智慧的结晶,是人类在追求物质享受中最明显的标志性产物;建筑物的材料与技术也反应了一个时代的进程,一个社会文化发展的方向。日本建筑师坂茂从20世纪80年代起利用日渐成熟的建筑防水技术使纸张作为建筑材料成为可能。1986年,坂茂在Alvar Aalto特展的会场设计,因为经费有限,不能使用芬兰本土木材,坂茂使用纸作为原材料取而代之。他以纸管作为展馆的内墙、天花板及展示台,这使让坂茂意外发现纸管的强度远超过想像。但是在当时,防水技术并没有很成熟,所以这次展示中的纸管建筑只能作为“纸建筑”孕育的萌芽。而我国建筑师李兴刚也在纸作为建筑材料的建筑道路上摸索。
  1. 名古屋设计博览会馆
   1989年,坂设计了名古屋设计博览会馆,展馆并不大,但是坂茂在这次设计中首次实现了纸建筑的技术和材料可能。他使用了四十八支外径33cm、厚度15cm、高4m的纸管取代了开始预想的混凝土柱,纸管表面经过蜡纸防水加工。这48根纸管被组成一个圆,放置在预制混凝土基座上,顶端被一个木质圆环链接和箍紧;屋顶由车轮辐条式的拉力构建组成,顶覆帐篷薄膜。在参加博览会前,这座纸管建筑首先在东京尝试建造,当时建造的目的是用来检测构件的组合和细部是否能够承受作为建筑的使命。日本建筑师虽然各有所长,但是却有一个共性,就是重视本国历史文化的精粹,善于把本国文化和新的建筑技术与材料联系到一起。坂茂在名古屋设计博览会馆中使用纸管凉亭重现了江户时代造园名家设计用来欣赏水琴窟(日本现在已很难见到的传统园艺)的东屋。白天,光线通过纸管之间的缝隙射入屋内,在屋内造成良好的光影效果;夜晚,室内的光线又一次通过纸管之间的缝隙射向外环境。博览会结束后,凉亭被拆卸,此时纸管的强度需要检测,检测结果证实:经过六个月的风和雨,纸管非但没有因为自然条件的变化而脆弱,反而因为胶的干燥硬度和适度的紫外线照射使纸管强度增强,也就是说,纸管建筑更加稳固。
  2. 坂茂的其他纸建筑
   2.1 神奈川县临时会场。为了神奈川县某节日15年庆典,当地政府筹备搭建一座临时多用途的建筑,主办方受造价和时间限制最初希望使用木材搭建,后来却更倾向于有“进化木材”之称的纸管建筑。在日本,临时建筑在建造前需要取得建筑许可证,这座临时会场比一年前名古屋会馆在尺度上大很多,但是许可证的办理还需要一段时间,所以会场的进程就提前进行。坂茂首先使用纸管来充当外墙和内墙来抵挡风压,由钢柱支撑屋顶,内部空间约1300平方米,由330根525mm长,15mm厚,8m高的纸管组成,纸管之间的缝隙填充透光的乙烯基管材料。一根直径为1.2m的纸管充当休息室。
   2.2 亚马拉卡湖滨别墅,山梨县。这是第一例将纸管结构应用于永久性的建筑。110根2.7m高,275mm长,148mm厚的纸管组成S形,把室内空间和室外空间进行分割;十根纸管支撑竖向的力,80根室内的纸管承担侧向力;用木质的十字接头把基础部分固定在地基上。内部的纸管围合成一个圆圈形成很大的一个空间,一根1.2m宽的纸管不负责承重,但是内部设置了一个卫生间。外部纸管围绕着庭院,形成了别致的景色。起居室在一个巨大的环中,既没有设置细节装饰也没有布置繁杂家具,只是简单的摆放了餐台,滑动门和可以移动的橱柜。当打开门进到内部空间时,由纸管形成的连续空间带给人耳目一新的感受。
  
  图1 夜晚的名古屋会馆2.3 德国汉诺威世博会日本馆。在2000年德国汉诺威举办的世博会中,日本馆除了结构的问题,还出现了包括突然更换工程师,工程延期了数月,以及在纸膜上加PVC膜以做防火的问题。日本馆成为了当时纸质建筑中的领军工程。汉诺威世博会的主题就是环保,日本馆也旨在创造出当其被拆除时产生最少的工业废料;目标就是使所有的材料能再次被别的建筑工程循环利用。最先进入设计师考虑的是使用纸质穹顶,但是考虑到纸质园丁需要使用昂贵的木节点而受到了限制;考虑到网壳结构比单纯的圆形更易于实现,最后还是选择了网壳结构来承受力。
  3. 我国建筑师的纸建筑
   纸作为建筑材料在我国也做了初步尝试。李兴钢工作室作品“纸箱房”,材料使用存放设计院日常输出图纸的纸箱,将纸箱作为“纸砖”,以此砌“纸墙”,用日常打印设计图纸剩余的纸轴作为“纸梁”搭建门窗过梁和楼板、屋顶。建筑应对自然的方式应该是以柔和的方式,以轻型建筑而非抵抗形重型建筑。
   “纸砖房”使用“纸箱砖”的强化防水构造和砌法、“纸管梁”的联结防水构造和与砌体的链接等。基地不能做地下基础,故采用了浮置在网眼编织袋上的纸管筏板做法,也与威尼斯在海中淤泥层上建造漂浮城市的传统暗合,是一种典型的减震构造。纸建筑不仅仅是建筑模型,而是日常生活中真实的房子,是建筑的另一种可能性。
  图2 坂茂在西南交通大学示范纸建筑4. 纸建筑在地震中的应用
   在地震发生时,日常用以遮风挡雨的建筑物往往成为了埋葬活人的坟墓,由于建筑物通常都是由钢筋混凝土建造,本身质量十分大,地震发生时,许多未能及时从建筑中逃生的人往往被建筑本身的重量砸死。并且在地震发生后,传统建筑并不能满足灾后兴建大量便于拆卸、移动并同时具有遮风挡雨等功能,单纯依靠帐篷解决还是会产生许多问题,而纸建筑在这时便能起到重要作用。
   图2为坂茂在西南交通大学示范纸建筑的构造,通过这种搭建方式一方面可以减少在地震中的伤亡人数,另一方面震后重建的过程中,纸材料以及这种建筑搭建技术也比较容易能够快速的安置难民。
   没有一个时代的建筑可以对它所处时代的科学技术和天然材料条件视而不见。建筑材料的不断创新是人类文明进步的重要催化剂之一,反技术、反材料是无法做出满足当代自然条件与人类生存和谐的建筑的。建筑材料是造福人类的潜在能源,自然是实实在在存在着的,与其不断砍伐树木使用第一层材料不如对木材进行加工和进化,使用更少的木材原材料加工出更加环保的材料,比如纸,以此材料为基础,建造出更加节能和坚固的建筑。对于人类而言,建筑材料绝不仅仅指物质上的丰裕和改善,而首先是看这种变化是否朝着有利于人的生命存在和生命活动的方向发展。20世纪90年代以来,可持续发展的思想越来越受到人们的关注,可以说正是与这种思考有关,生态和可持续建筑的出现也是对这一观念的回应。坂茂说他始终把绿色建筑和生态建筑作为一种流行的时尚而不是建筑的主流。但是他却不能否认,正是由于地质灾害频发才使他致力于研究纸建筑对于人们的重要性。建筑材料的创新对于建筑师来说是必不可少的支持。
  参考文献
  [1] 坂茂建筑设计事务所http://www.shigerubanarchitects.com/.
  [2] 李兴钢. 李兴钢与纸箱房.建筑技术与设计,2008(12).
  [3] 傅诚,魏春雨. 坂茂思想及其作品浅析.华中建筑.2009,27(2).
  
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