坂茂的_纸建筑_建构研究初探

第30卷第2期2014年6月

北京建筑工程学院学报

Journal of Beijing University of Civil Engineering and Architecture

Vol．30No．3Jun．2014

文章编号：1004－6011（2014）02－0017－05

坂茂的“纸建筑”建构研究初探

李振华，胡雪松

（北京建筑大学建筑与城市规划学院，北京100044）

摘

要：通过对坂茂的“纸建筑”所运用的材料进行探究，了解坂茂对“纸”这种非传统建筑材料的性能提升过程，并对“纸建筑”的连接方式进行总结，初步探究其建构方法．最后总结坂茂在纸建筑材料和结构实践中运用的策略，以及其对于绿色建筑设计的积极意义．

关键词：建构;连接;纸建筑中图分类号：TU531.5;TU399

文献标志码：A

Study on Tectonic Culture of the Paper Buildings of Shigeru Ban

Li Zhenhua ，Hu Xuesong

（School of Architecture and Urban Planning ，Beijing University of Civil Engineering and Architecture ，Beijing 100044）

Abstract ：The material in the paper buildings of Shigeru Ban is studied ，trying to understand the process of improving the properties of paper which is not used as construction material usually and the connection between different components．Finally ，the profound consideration and inspiration about green building from the practice of Shigeru Ban are proposed in the paper．Key words ：tectonic culture ；connection ；paper building 收稿日期：2014－04－18

作者简介：李振华（1987—），男，硕士研究生，

研究方向：公共建筑设计．2014年又一位日本建筑师获得有建筑界“诺贝

尔奖”之称的“普利茨克建筑奖”，成为日本第7个获得此殊荣的建筑师．自20世纪80年代以来，日本建筑师立足本土文脉，积极诠释现代主义建筑之

外的另一种解答，理论与实践繁多，成绩斐然．坂茂是当今国际上最受关注的中生代建筑师之一，他对自然材料的运用取得了令人瞩目的成就，尤其是将纸筒应用于抗震救灾临时性建筑中，体现了一个建筑师对于材料语言的创新能力和高度的社会责任感与使命感．改革开放以来，我国的建筑业迅速发展，研究借鉴邻国的经验依然有重要意义，让我们先从今年的普利兹克奖获得者坂茂开始．

1纸材料

坂茂被称为“材料大王”和绿色建筑师，他最擅

长用的是一些经济、绿色、可循环的材料，例如硬纸

筒、竹子、木材等．坂茂开始纸在建筑中应用的实践，开始于1986年一次为著名建筑师阿尔瓦·阿尔托作品的展览布置，坂茂本打算将展览空间布置成“阿尔托式的室内”，但是有限的预算让他放弃了大量使用木头，转而使用可回收纸制作的不同尺寸的传真纸筒，通过纸筒的排列组合制造天花板、展台、隔墙，这不仅可以避免大量浪费而且使用后可以方便地拆除和再利用，坂茂由此认识到纸筒的美感和其作为绿色建材的潜力．

纸作为古代中国四大发明传入日本后，除了用作书写外，还被用来制作屏风和门窗．由于纸具有吸湿作用，这些门窗能发挥调节温度和湿度的作用，而且光线通过纸屏风或门窗后变得柔和朦胧，有一种独特舒适的美．虽然纸作为建筑的围护结构已有先例，但是真正作为结构建材还是从坂茂开始的．

北京建筑工程学院学报2014年

首先摆在坂茂面前的是纸材料的结构形式．1952年富勒曾用纸造了一个三角形多面体构成的穹窿，他把纸作为面型材料运用，而坂茂则想到了纸筒，他第一次做阿尔托的作品展廊用的是传真机纸筒，纸筒既保留了其源自木材的自然本色，又克服了木材自然瑕疵方面的不足．坂茂则认为纸建筑与采用石头建造的古希腊建筑一样，都是通过材料的累积来承载荷载，纸被做成筒状来增强力量，石头被砌成增加厚度的墙体和圆柱来承载，这些都是遵循了材料的本性［1］．

其次是纸材料的各种性能方面的提升，作为结构材料，必须对其性能不断实践、测试、修整、再实践多次循环，以寻找最佳性能参数．结构工程师Gergo Matsuide和早稻田大学的松井源吾参与了纸建筑结构技术的研究，并给予了坂茂很多有关结构和构造的启发．从1991年在诗人书库这一建筑的技术研究中，我们可以看出一些技术研究方面的情况，该建筑的实验目的是纸筒在恒定荷载长期影响下的变形，试验中，承受恒定荷载的5根纸筒放在室内，每根直径100mm，厚度12.5mm，长度400mm，恒定荷载是1000kN（取值为小于纸筒1/3抗压强度），每隔一星期测量一次，检测纸筒的长度变化以及周围环境温度湿度的变化，为期一年．由实验的结果来看，大部分的尺寸变化是由相对湿度引起的．结构工程师Gergo Matsuide与坂茂还测试了在不同条件下和环境中纸筒的张力、挠度、压缩、伸缩等［2］．“纸”用作建材除了力学方面的性能提升之外还需要热工等物理方面的改善．中国的传统工艺或许给了坂茂一个纸防水方面的启示，明朝《天工开物》提到：“凡糊雨伞与油扇，皆用小皮纸”，除了选用特殊的纸外，还需要浸泡桐油．纸管作为主要的结构构件，安装前通过内外清漆浸泡以及表面涂抹聚亚安酯的工序来达到防水防潮的作用．在成都华林小学的建设中，其屋面采用的是半透明波纹板、木夹板和泡沫板3层复合来满足屋顶的热工性能，横向围护墙体采用当地生产的塑钢门窗，山墙面采用的是木龙骨、石膏板和泡沫板，屋顶开设的圆洞白天能够投射舒适的漫射光，提供较好的日间采光．据一位参与该小学建设的志愿者描述，当时在灾区接触到的大批量建造的工业化板房，热工性能非常差，隔热通风问题非常突出，钢板内部隔热泡沫非常稀松单薄，以至于板房在太阳的烘烤下成了烤箱，两侧开窗面积过小，窗户位置太低，不能形成有效的通风流通达到降温的效果．相比之下，坂茂的华林小学屋面3层材料都起隔热作用，尤其中间泡沫板厚实，再加上两侧开窗面积合理适当形成有效通风，起到了隔热的作用．

经过性能提升的纸筒作为建材具有以下的特点：保留了纸源自木材的自然本性，温和优雅，经过处理具有一定的强度能够作为承重结构，是“进化的木材”；纸筒中空质量轻，便于搬运与组装，而且适合工业化生产需要的批量生产；纸材料绿色环保，可回收性好，纸筒可以拆除异地拼装，也可以回归纸浆，循环使用．

2纸连接

坂茂的纸建筑按其结构形成和构造连接的方式可以分为阵列式、栅格曲面式和屋顶框架式．

2.1阵列式

大多请坂茂设计纸房子的，要么是喜欢纸建筑，要么是甲方的某些方面与纸契合．诗人的书库是因为藏书与纸建筑最为契合，三宅一生作品展廊是因为三宅一生先生曾经以纸为材料做过时装．在坂茂的纸建筑作品中，以阵列形式展现的有1989年明古屋博览会建造的“水琴窟的东屋”、三宅一生作品展廊、自宅、Paper Dome等．第一次实现纸建筑是在“水琴窟的东屋”中，以48根直径325mm，厚15 mm，高4m的纸筒阵列环绕，屋顶由悬挂在拉紧的电线上的隆起织品组成．环绕的纸筒间隔30mm空隙，阳光透过间隙射在纸筒上形成强烈的韵律感使人体会静谧与安静，纸筒阵列的形式据说是坂茂参考了古希腊神庙的柱廊空间（见图1）．这种纸管阵列的方式不仅应用于墙体，屋顶也有应用，例如新西兰硬纸板教堂、2010上海世博会日本产业馆主题剧场等．新西兰硬纸板教堂是在被地震摧毁的新西兰基督城设计的一个过渡期的基督教堂．教堂采用直径600mm的硬纸管搭建A字形结构，外部涂上了防水聚氨酯涂料和阻燃剂，建筑采用混凝土基座，A 形的两边屋顶由硬纸筒阵列组成，并采用集装箱支撑墙面，教堂两端镶嵌彩色玻璃，纸筒上面敷设的聚碳酸酯屋顶有助于防水，阵列的纸筒相互留下缝隙，可以使屋面倾泻柔和的光线，创造充满神性的宗教空间．上海世博会日本产业馆主题剧场属于室内展馆，屋顶采用纸管阵列也不存防水等问题，内部和外部都是优雅的波浪涟漪形式，屋顶红色纸管的水平阵列起伏不断，与围护墙体的竖向阵列形成对比，而

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