瑞士建筑大学

马熙捷¹ 王叶拾² 程博³

1 克诺与普克豪尔建筑事务所

2 DIA建筑工作室

3 岚建筑设计

历史上木材在欧洲多用于小型民宅、农用建筑和工程建造，城市中的表现性建筑多为石砌。因此木材常被与乡村意象联系起来。这些历史木构既是木材产业、建造技术和文化的基础，也为木构城市化带来了阻力。工业革命以来，企业木构产品开发，建筑师对木构现代表达的尝试和在工程领域对于木构建造技术、安全性能和力学计算的探索成为推动其发展的互补力量。尽管它们长期未进入主流视野，但也奠定了当前环境危机下木构迅速崛起的产业，文化和技术基础。本文试图通过对瑞士木构发展过程的回顾，为读者思考传统和现代之间的关系提供一些借鉴，同时指出在此发展过程中建筑师、工程师、企业、科研教育机构、行业协会和法规制定者之间协作的重要性。

1 从传统木屋到小型现代木构

1.1 瑞士传统木构建筑：井干式、立柱式、桁架式

传统的建造方式与当地的材料和技术有紧密关系，特别是在山区交通不便的地区。在瑞士格劳宾登州、瓦莱州等针叶林产量丰富的地区，井干式木构(Block-/Strickbau)及井干混合石砌是常见的建造方式，因为针叶林可以提供井干式所需的长直木材。在缺乏技术和工具的地区，仅用斧子加工圆木建造，而在更发达的地区，圆木被加工为木方，并发展出各种装饰。在以混合林为主的瑞士中部地区，建造方式以竖向木杆件为主要结构元素的立柱式(Ständerbau)为主，杆件之间用木板或粘土、干草、碎石等混合材料填充。立柱式在发展过程中逐渐被带有斜撑、结构更加稳定且更具有装饰性的桁架式木构(Fachwerkbau)取代(图1)。桁架式木构自中世纪以来在瑞士大城市得到发展，用于市民住宅甚至大型公建，进而也影响到了乡村农舍的建造。同时随着加工技术的进步，受到巴洛克风格的影响，桁架式木构逐渐发展出了复杂精巧的装饰，一直到19世纪中期，才随着审美的变化被简洁的抹灰墙面取代。

▲ 1 井干式、立柱式、桁架式3种传统木构体系

1.2 “瑞士小木屋”以及瑞士小木屋工厂

18世纪，欧洲兴起了探索阿尔卑斯山地区的潮流，而瑞士小木屋(Chalet)成为对山区生活想象中不可或缺的元素。19世纪起，瑞士小木屋及其仿制品出现在各地贵族的景观园林中。当时于苏黎世联邦理工学院(ETH Zurich)教授建造课的厄内斯特·格莱德巴赫(Ernst Georg Gladbach)对于不同地区木屋建造方式和细部的记录，成为这些仿制品的重要模板。然而地区性差异在模仿中逐渐被忽略，伯尔尼有着丰富装饰的井干式木屋则成为了瑞士小木屋的代名词(图2)。

▲ 2 厄内斯特·格莱德巴赫书中所绘制的一个伯尔尼州迈林根镇的传统瑞士小木屋

传统瑞士小木屋的地区性差异来自材料供给和匠人传统。19世纪的工业革命完全改变了木材的加工方式，线锯机器(Decoupirsäge)的发明使得复杂装饰纹样加工变得不再困难。瑞士小木屋的流行催生了大量的小木屋工厂(Chaletfabrik)，批量加工的组件被经铁路运到目的地并进行组装。经过近一个世纪的流行，20世纪初大众对这些仿制品的批评日益强烈，然而却对瑞士木材加工、预制的技术进步以及木工业的发展却有着深远的影响(图3)。

▲ 3 明信片展示了一个由因特拉肯木地板-小木屋工厂(Parquet- und Chaletfabrik Interlaken)1863年生产建造、1873年加建的瑞士小木屋，少女峰的全景被用作背景，以符合游客对于阿尔卑斯山区的想象

1.3 瑞士早期现代主义木构建成实践

瑞士木构在1920年代末起才又从停滞中复兴。1928年的瑞士女性劳动展(SAFFA)大量使用木构，并展出了瑞士首位女性建筑师卢克斯·古耶(Lux Guyer) 的木构样板房。一战后瑞士严重的住房短缺使得可快速建造的木构成为合适的选择。1930年，为了应对住房问题并推行现代主义而举办的巴塞尔住宅展(WOBA)，展出了卢恩格木构公司(Holzbau AG Lungern)的预制木屋产品。为应对木材受其他新兴建筑材料排挤的情况，1931年，瑞士木业协会(Schweizerische Arbeitsgemeinschaft für das Holz)利格努 (Lignum)组织成立，致力推动林木工业发展并加强企业与建筑师的合作。1932年，协会与瑞士制造联盟(Schweizerischer Werkbund) 主办了“新时期木屋竞赛”(Der Wettbewerb für neuzeitliche Holzhäuser)，并引起巨大反响，收到超过200份方案。随后，1930年代初期的经济萧条也促使人们将目光投向更加经济的木材。

1)费兰德青年旅馆

作为对“瑞士小木屋”现象的批判和反思，这一时期建筑师关心如何将传统与现代主义美学及现代技术结合，在小型建筑中出现了很多木构的实践。建筑师埃米·罗斯(Emil Roth)于1937年设计建造的费兰德(Fällanden)青年旅馆即为典型代表。建筑位于苏黎世州费兰德镇格莱芬湖旁的缓坡上：首层位于街道标高，包含主入口、餐厅和厨房；上层为集体寝室和卫生间。地下部分为混凝土基座，地面以上为木构，墙体采用立柱式的建造方式，楼板的木梁由长向立面支撑。该青年旅舍主要在夏季营业，因此大部分墙体未加保温层，面板后的墙体空腔被用于安排设备管线。屋顶近乎水平，在长向有约1.2m挑檐，这一保护木立面的构造将现代与传统木构联系起来。然而保守者认为屋顶背离了传统，激进的现代主义者又批评其不够现代。

为实现现代主义建筑标志性的水平长窗和自由立面效果，这里并无立柱建造体系中常见的密集木柱。贯穿两层的木柱的间距约3.5m，因而墙体内须斜撑保证水平稳定性。尽管如此，首层看似连续的水平长窗仍有两条木柱穿过，而上层看似一整扇的大窗其实横跨了两个房间(图4、5)，这些当年罗斯通过视觉手法以达到的现代主义美学效果在预制框架体系普及的今天已不再是难事。

▲ 4 费兰德青年旅馆外景与室内

▲ 5 费兰德青年旅馆的墙体结构与首层

瑞士建筑师对小型木构的实践和讨论一直持续到1950年代。随着战后经济的恢复和钢材及混凝土产业的发展，木材很快就被排挤出建筑师的视野。美学上，木构与现代性、城市性之间依然存在着隔阂，且在法规和技术上还无法满足大尺度建筑建设的需求，这些突破要等到接近半个世纪之后。

2)莱瑙护林站

经过欧洲1968年学生运动和1973年石油危机引发的对现代主义的批判，建筑师关心的不再是如何让木构去适应现代主义的形式，而是以日常事物作为参照，发掘木材作为一种独特材料的表达可能性，例如赫尔佐格和德梅隆(Herzog & De Meuron)在其早期作品中的尝试。

同时期建筑师布克哈特与苏米(Burkhalter & Sumi)更是对现代木构的历史进行了细致的研究和实践探索，试图探讨木构的建造逻辑与意图表达之间的关系，以及标准化加工和具体建造之间的平衡，并很好地在其设计的苏黎世护林站中体现了出来。1994年，苏黎世建设部门委托其为有着类似的需求的4个护林站设计一个原型。建筑师提出了一个由3个体量(分别对应办公、车库和室外工棚)组合的方案，可根据具体的场地情况进行组合(图6)。4个护林站最终只有2个建成，这里以位于莱瑙的项目为例展开。

▲ 6 护林站原型的不同组合方式 (黄：车棚；蓝：车库；红：办公)

项目中3个高度和比例均不同的体量围合了一个内院：办公体量采用木立柱建造体系，工棚为柱梁结构，车库由于防火规范须由混凝土建造，建筑师通过相近的立面饰面将三者统一为一个整体。水平延伸的办公体量为横向红色木板条饰面，其后构造隐约可见；另一侧的工棚采用了同样形式、颜色及高度的围护结构。车库采用与之呼应的黄色木板条饰面，并未露出背后的混凝土墙体。开放工棚中，建筑师对木材的表达可能性进行了更大胆的尝试；工棚支柱使用未经加工的树干以呼应四周的树林，而屋顶却呈现完全相反的姿态——构造关系被隐藏起来，天花板变成一个抽象平面，仅有部分露出的纤细钢桁架提示着构造方式。木构具体和抽象的两个极端被组合成富有张力的整体(图7)。

▲ 7 莱瑙护林站内部照片及技术图纸(右二室外照片展示同一主题木饰面的变奏组合；右一为工棚室内照片，裸露的木柱与周边的森林融为一体，抽象的屋顶仿佛漂浮在密林当中)

3)杜文学校校舍

除寻找木构新的可能性之外，也有如来自弗林的吉翁·卡米纳达(Gion A. Caminada)这样的建筑师，致力于进一步发展传统木屋的建造。对其来说，在村落中发展传统的建造方式不仅是对建造技术或形式的延续，更是对其背后的社会经济结构、手工艺、知识和文化的延续。他在住宅项目中充分发掘了传统井干式建造在平面和空间上的潜力，而与结构工程师约格·康策特(Jürg Conzett)合作设计的、位于格劳宾登州杜文(Duvin)村学校(1995年)，则通过与现代技术和材料的结合拓展了这一建造方式的边界。

井干式是当地传统的建造方式，卡米纳达希望能延续这种耐久的品质。新的校舍位于村中心，延续了村庄疏密有致的肌理，与村政府、教堂围合出有开阔视线的课堂休息场地。它远大于住宅的尺度对于井干式很不寻常，尽管木材尺寸在胶合木普及的现代已不受限，这一项目中以大面积未加筋(ausgesteift)的墙体承托长达9m的楼板跨度依然是一个挑战。为了保持不过度增加楼板厚度，康策特选择了双轴向受力的木-混凝土复合楼板，将负重引至通过木料交织具有刚性的角部，同时混凝土还保证了楼板的隔音性能。楼板底面受拉的部分由14cm厚、20cm宽的以槽舌连接的木板组成，每块木板上打有4个凹孔，其上浇筑14cm厚混凝土层，流入孔中的混凝土保证了两者连接。另一个创新是实现了在井干式建筑中的大面积开窗,上方楼板通过金属拉杆挂于上层的窗下栏板(类似策略也可以在下文的木工学校建筑中看到)。对于现代规范下保温的需求，卡米纳达有内保温、双层井干墙体夹心保温或加厚木墙等不同做法储备。杜文学校采取内保温方式，在12cm厚的落叶松木井干墙体内为10cm厚的保温层。由于木材的导热性不强，保温层在墙体交织处的部分断开也被接受。尽管室内无法直接看到井干木料，但覆盖整个墙面的冷杉木板饰面及木地板依然传达给孩子们一种家的感觉(图8)。

▲ 8 杜文学校校舍场地平面及室内外实景

2 近现代工程木构的发展历程概述

2.1 历史沿革

前现代时期木结构建造者虽未掌握结构工程力学的计算方法，但凭借经验与探索，也曾建造出大跨度木结构。譬如18世纪活跃于瑞士圣加仑地区的格鲁本曼(Grubenmann)家族，其杰作包括桥梁与公共建筑(图9、10)。

▲ 9 格鲁本曼设计建造的瓦登斯维尔改革教堂(Reformierten Kirche Wädenswil)中无支撑结构的教堂大厅

▲ 10 梅歇尔(Christian von Mechel )根据格鲁本曼的设计制作的铜版画。利用莱茵河上现有支撑柱的桥梁，两段跨度分别为63m和56m，1803年

19世纪伊始，在力学理论和计算方法的支持下，大跨度结构广泛应用于工厂、市场或交通设施。巴黎埃菲尔铁塔的开创性设计正是借助了新的方法，其设计师莫里斯·科奇林(Maurice Koechlin)毕业于苏黎世联邦理工大学，他的老师库尔曼(Karl Culmann)开创了图解分析静力学(Graphic Statics)的方法。随着钢筋混凝土和钢结构的高速发展，到19世纪末，大跨度的桥梁和屋顶结构中已经罕见木结构，人们质疑其耐火性、耐久性、承载力，自然材料的非标准化也阻碍了量化计算。

一战期间，德国因钢铁供应紧张，不得不重新发掘木材的结构潜力。魏玛的大公宫廷木匠奥托·赫策尔(Otto Hetzer)研发出一种新工艺，将薄的木板条粘合为木结构构件，获得了高于实木的承载力，成为了胶合木(Brettschichtholz)的雏形，其关键是粘合技术，包括足够耐久的胶水、原材料处理(木材选择、切割、表面处理、干燥)以及精确控制的连接过程(温湿度，胶水使用量，压力和持续时间)。1910年布鲁塞尔世博会上，这一技术帮助德国国家铁路展览厅赢得“坚固”和“创新执行”两项奖项，帮助该专利和公司业务在市场广泛推广。

瑞士是最早引进这项专利授权的国家，在短短10年内便利用这项技术建造了200多座建筑。在巴塞尔附近的维瑟(Wiese)河上建造的抛物线形的双铰链拱人行天桥，支撑跨度33m，箭高为5m，设计均布荷载350kg/㎡，于1910年2-3月的6周内建造，效率令人惊叹，桥梁建造的成本约是相应的铁结构所需金额的一半。圣莫里茨骑术馆(Reithalle St. Moritz)是瑞士最早采用赫策尔建筑方式的建筑物之一，19.8m支撑跨度的三铰拱大厅于1910年10-11月建造。

1930年代，德国建筑材料科学家奥托·格拉夫(Otto Graf)和卡尔·埃格内(Karl Egner)共同开发了梳齿连接技术：通过胶合梳齿实现木材横切面间的连接。该连接基于嵌接斜接接头，使连接的木材几乎具有天然木材的强度。由此，梁可以具有任意的长度、截面和曲线，并且均质的木材组成使得梁的计算更加精确(图11)。二战期间由于材料和人工紧缺，压入式钉(Einpressdübel/Bulldogdübel)等新型钉状连接件得到应用。战后，钢制连接件如钉板(Nagelplatten)因可简单地安装在木结构中越来越常见。

▲ 11 不同类型的梳齿连接

1971年，瑞士木业协会在出版的《木构大型建筑专刊》(newe Grossbauten aus Holz)中写道：“大型木结构建筑物的数量急剧增加，证明了木材工程建筑满足现代建筑的最高要求，……选出的15个新大型木结构建筑物表明，使用木材可以完美解决各种不同类型的建筑任务”。上述类型包括体育建筑，展会建筑，仓储建筑，教堂，办公楼。木构建筑建造技术已经可以适应众多场景，但受限于规范与社会观念，尚未在城市建设中广泛应用。因此行会努力向潜在业主宣传着木结构的“普适性”与“经济高效”。

在胶合技术解决了木构的截面和长度限制之后，连接节点的受力性能和其建造精度成为大跨工程木构的限制性因素。1978年，瑞士工程师赫曼·布鲁姆(Hermann Blumer)开发了BSB系统连接(Blumer System Binder，图12)并申请专利，这一通过多根均布的金属销杆来传力的节点至今仍在许多木构建筑中作为标准节点使用。其从外形上酷似1920年代由德国工程师格莱姆(Greim)开发的系统。但BSB真正的价值在于设计者通过持续的研发，将数字化规划、制造和设计与木结构建筑相结合，高效率装配式建造系统应运而生(图13)。除专为桁架设计的连接系统，布鲁姆还开发了用于设计结构和构造的软件，1984年，设计完成了由计算机控制的BSB加工中心；1988年，另一项创造性的木构建造系统Lignatur诞生，则包括了用于楼板的箱形截面、用于屋顶的肋梁箱体模块，让层压木梁在两个支座之间的承载能力与混凝土梁相当——这很快也成为了一种行业标准。1990年，布鲁姆联合弗利兹·克鲁西(Fritz Krüsi)完成了Lignamatic五轴机器人技术的设计建造，包括名为“耀克”(Jock)的控制系统和相应的CAD软件。1992年起，他就在多个项目中联合开发自主供能的建筑。在布鲁姆眼中，木材不是传统的遗珍，它始终被视为一种“高科技材料”，具有无限的可能。

▲ 12 一个BSB连接节点的示例(局部被切开是为了能看到内部的结构)：露出的每个连接点都是精确居中的。力量传递发生在节点中心，仅承受纤维方向上的力

▲ 13 自动化胶合木指接生产线，每一片木材都被图像和感应器实时监测，以确保原材料达到规定的技术参数

下文简述的歇塞鲁格(Chäserrugg)山顶访客设施项目正是木结构作为一种高技术含量的建造系统的明证，木构部分就是布鲁姆-黎曼股份公司(Blumer-Lehmann AG)设计建造，其核心人物为就是赫曼·布鲁姆。

2.2 传承与变化：从乡土实践中解放的“木构”

在海拔2262m的歇塞鲁格山顶访客设施项目中，传统建筑原型通过当代建造方式实现了形式的陌生化，这是赫尔佐格和德梅隆建筑师事务所的惯用策略。建于1972年的歇塞鲁格缆车站是一座实用主义的交通设施，因为没有考虑游客服务业态，不得不改造施工工棚用作游客餐厅作为权宜之计。2010年，车站管理者与建筑师的一次偶遇，旨在提振旅游经济的更新项目开始启动。2015年6月，新建筑正式开放。在宽敞的翼顶之下，新建木结构屋架跨过缆车站原来的钢结构，像是为老房子穿上了新式“外套”。浅色木材(云杉和白蜡木)所覆的餐厅容量多达500人，透过无柱大厅以及横跨50m立面的玻璃窗可俯瞰阿尔卑斯山的壮观全景。巨大的屋顶在山墙面向外出挑，屋顶庇护的檐廊内，宽敞的露台特别适合人们在山地运动后短暂歇脚，屋顶下高耸的斜向木柱拥有巨构设施的尺度(图14、15)。因为主体木结构完全由预制构件装配而成，为消除高差，需先完成混凝土基础，再精确测量混凝土柱脚的位置间距倾角，并据此调整结构BIM的生产加工模型。此外，木构件的长度和重量要考虑卡车和缆车运输限制。整个建造过程原缆车站没有停止运营，建筑材料主要通过缆车运输到山顶。

▲ 14 歇塞鲁格山顶访客设施东侧

▲ 15 歇塞鲁格山顶访客设施大厅的室内空间

阿尔卑斯高山环境使得施工时间窗口十分有限，加上昂贵和复杂的物料运输，整个建造过程极具挑战性。但得益于缜密的前期规划和装配式木结构的极高效率，新设施仅用一年时间建成，餐厅的开业日期甚至比最初计划提前了约4个月。

3 当代木构的日常化

瑞士现当代木构的发展得益于林木业的兴盛与构件的多元开发。尽管木构件生产工艺在1980年代末就已达到较高水准，但直到1990年代后期，随着政策与建筑法规，特别是消防安全法规的更新，才得以在更普遍的建筑空间类型和规模的项目中普及。在此过程中，公共建筑特别是学校类建筑的探索实践推动了技术应用和法规更新。

3.1 当代多层木构的雏形

世界范围内第一个开设木构工程师(Holzbauingenieurwesen)专业的比尔高等木业应用科学学校 (Höhere Fachschule Holz Biel)，对于瑞士在当今木构领域的先进地位有着不可替代的贡献。最早可追溯至1952年的比尔木业学校，于1990年举行了校舍扩建竞赛，迈利与彼得建筑事务所(Meili & Peter Architekten)和结构工程事务所康策特的联合团队最终胜出。一个93m长、24m进深、4层17m高的建筑体量将与现有的单层工棚围合成一个院子，营造独立于周边散落的低矮郊区住宅和厂房之外的新校园。尽管为新校舍选择木构看起来顺理成章，然而在当时的防火规范下，木构建筑通常只允许建到两层。当时瑞士几乎没有大尺度的木构建筑，且缺乏建造过程和后期维护经验。此外，要面对的问题还有：大型木构应当以怎样的姿态出现？在现当代的加工技术条件下，木构应该有怎样的建构表达？

内廊式空间布局的新校舍之中，走廊中的楼梯间及洗手间的钢筋混凝土墙体作为纵向核心筒与楼板一同整体浇筑，是结构稳固的核心，而挂在内廊东西两侧的木构盒子则是教室，其间由内阳台分隔(图16)。在建造的过程中，现浇混凝土的结构内核与木构的教室空间依次建成之后，布置于内廊北端的大跨度木构， 将各楼层间以及屋顶的木构连接成为包裹内廊的整体，并容纳门厅与报告厅等功能空间 (图17)。

▲ 16 比尔木业学校标准层平面与长向横剖面

▲ 17 错位布置的混凝土核心筒与水平楼板共同实现了对木结构整体的加固。同时，混凝土核心外围的木结构，因应着不同的部位和受力状态，各自表达其结构和建造逻辑

教室这看似一体的木盒子其实综合了不同的建造体系——这也反映出现代木构已经不再局限于某种特定的单一体系，而是需要因地制宜。在屋顶层尺寸巨大的柱梁以下的教室立面并非仅是围护：一到三层立面上窗户间相距4.8 m的竖向木短墙同时具备结构和围护的作用，相邻短墙之间、窗下的木栏板则是反梁，与短墙一起承接着楼板的荷载。这些填充了保温的木构件外侧，橡木原木饰面板形成了包裹立面整体的覆层。饰面板之间明显的影缝，则细分了立面的尺度和节奏。建筑师将这种整体系统之下，因应局部结构和建造条件的多样性而产生的对建造元素(墙/板/柱)合乎各自建造逻辑的差异性选择，作为其对当代木构建构表达可能性探讨(图18)。

▲ 18 比尔木业学校侧立面，其立面划分显现了内部分层对应的构件模数

而针对该项目中的建造难点——水平木楼板，建筑师与赫曼·布鲁姆一同优化Lignatur系统中的箱型木楼板(Hohlkastendecke)体系，使其能以很小的楼板结构高度(32cm)满足8.4m的跨度需求。楼板在教室中靠近窗户与内廊的两侧的底板局部被打开，露出木梁和空腔的部分，既达到了所需的声学技术条件，也表达了内部的构造特征，而局部提升的空间高度更细化了教室的空间划分。

虽然该建筑超过了当时常规木构建筑的规模，1993年规范的修订允许建筑通过具体的防火措施得到消防部门的特批。该建筑除去较小的防火分区策略外，建造层面主要的措施是提升内廊和教室材料耐火性。内廊一侧木墙面上附加了不可燃的钢板表层。同时针对纯木建筑中防火相对脆弱的楼板部分，木构工程师与相关部门也进行了耐火优化与30分钟的燃烧实验。喷淋灭火装置的辅助进一步降低了材料耐火时间限制。以实物燃烧实验作为例证与消防部门进行协商特批，自此成为木构项目应对规范的可行方式。瑞士的防火规范每10年修订，1999年建成的比尔木业学校建筑和其他同时期相继建成的多层木构实践，成为此后木构防火规范进一步放宽的重要基础。

3.2 多层木构的普及

自1990年代末，瑞士木构防火规范逐步放宽，激发了建筑师重新探索作为传统材料的木材在当代语境中日常化应用的兴趣。因此瑞士当代多层木构的普及早期主要集中在作为示范效应的公建项目上，特别是学校等公共设施。1997年建成的里斯(Lyss)林业学校与教育中心与2004年维尔圣加仑公立小学就是其中代表性的例子。

21世纪初，在苏黎世和圣加仑之间的维尔，政府计划为600~850名新生修建新的州立文法小学，且在竞赛中要求必须使用木材建造。史道夫与哈斯勒建筑事务所(Staufer & Hassler Architekten)在竞赛中胜出，木匠出身的建筑师托马斯·哈斯勒(Thomas Hassler)将这一大规模木构的建造条件视作设计机会，通过优化建造系统和构造，让当代木构具有与混凝土材料同等的经济性和建构表达的可能。该项目最终以不高于常规学校项目的2466瑞士法郎/㎡的建造成本，以及7500m³的木材用量，完成了当时瑞士最大规模的多层木构实践。

学校由环绕中心庭院的4个高度各异的翼楼组成：临街的4层多功能区、东边的3层教室、西边的2层科学教室与场地后部直接与现有街区的运动场相邻的3层体育馆。4个高度各异的木结构翼楼之间通过转角处的混凝土交通核心筒进行连接，同时形成4个消防分区(图19)。原木表面的杉木构件，由数控切割并层压粘合制成，按清晰的框架系统层级连接起来，3.90m×5.40m的结构网格贯穿各翼，且结构梁的方向保持不变，只在体育馆、礼堂和图书馆等大尺度空间中跨度相应增大。统一平行于立面方向的木梁明确了内部的整体空间流线，同时使得教室的窗洞可以避开梁高的限制，直抵楼板，让采光面积最大化。同时，小学立面的转角处，通过窗下栏板与另一侧转角的窗上过梁的错位，塑造了两侧应对不同场所的城市姿态(图20)。格构化的外立面由水平细分的橡木板覆盖，带有微差的宽高的节奏变化，一方面给予建筑在场地各个面向上不同城市关系的丰富表达；另一方面则又反映出内部严谨的结构体系与构造逻辑。

▲ 19 维尔州立小学内院首层平面与实景

▲ 20 维尔州立小学立面的转角处外观

当代木构籍此开始大范围地介入到公共生活，并以崭新的材料与空间表达方式，逐步改变了公众对木构空间狭小与落后的固有印象，重新塑造了对当代木构的认知和接纳。

3.3 多层木构的城市化探索

在具有长久居住合作社传统的苏黎世，住房合作社卒林顿(Baugenossenschaft Zurlinden, BGZ)在2007年时启动了以“2000W社会”作为目标的新居住项目，并在2010年建成后成为瑞士第一个达到此标准的建筑实践。

该项目位于城市干道之一的巴登纳大街 (Badenerstrasse) 380号，底层大跨度的超市商业空间之上是6层的住宅空间。由于跨度变化的复杂性，在建筑竞赛和项目早期，结构体系设定为常规的混凝土框剪系统，但随后因应“2000W社会”各项建筑标准的匹配与项目费用的限制，在生态性和经济性上都进行了优化：底层采用再生混凝土以降低碳足迹；住宅楼层转变为预制木结构，通过干作业施工的建造体系缩短施工与资金贷款周期，也让项目尽早投入使用(图21)。由于以往多层木构在传统街区之外的城市空间中并不多见，苏黎世普尔建筑事务所(Pool Architekten) 在该项目中也尝试回应当代木构在城市中的文化表达、空间的灵活性与经济性、材料的耐久性与消防等一系列问题，同时应对该项目建造条件需求而开发并优化的“Top Wall”系统使生产与建造工序极大地简化：从云杉树干上锯出10cm×20cm的木板，通过直径2cm的硬榉木插销插入锚定在地面木枕与顶上木梁上，木板并列形成厚10cm的高强度实木承重墙，木墙顶上再安装5.4~6.9m跨度的预制箱形木楼板，彼此通过可承受剪力的钢构件连接成整体，并最终水平向锚定在混凝土核心筒上，以保证结构整体稳定。

▲ 21 巴登纳大街住房合作社住宅，外立面由预制纤维混凝土板均一覆盖，预制件表面轻微折叠产生的阴影使本来较大的建筑体量以柔软的姿态嵌入到城市当中(左)；结构施工现场室内，可见在最终建成时包裹在石膏板之下的木墙体与楼板的结构内核(右)

2005年建筑防火规范的放宽是项目成立的前提：对多层木构建筑的限制从最多两层变为30m高，且对结构性和非结构性的木构件有各自的防火要求。但受限于此时相对严格的消防审批标准，且由于项目采用的“Top Wall”系统的技术限制，最终改成室内外均无露明木材表面。尽管木构的材料与美学特征在此项目中并未得以直接表达，却依然令公众对城市木构更为认可。随着可持续发展目标与木材防火耐候技术的进步，木构建筑在城市空间中开始逐渐免除覆层。

由日本建筑师坂茂设计、于2013年建成的塔米迪亚(Tamedia)媒体公司大楼(图22)中直接呈现的木构件，标志了木构在苏黎世城市空间的兴起。2015年建成、罗尔夫·穆勒塔勒建筑事务所(Rolf Mühlethaler Architekten) 与木构建造公司亨格利(Renggli) 合作建造的旧保税仓库居住区(Überbauung Freilager)中的木构住宅楼，有6层高、进深18m、长70~100m，总共容纳187户住宅的3栋建筑体量，以其露明的白冷杉木立面成为了公众对城市空间中木构的认可与文化认知提升的里程碑(图23) 。

▲ 22 塔米迪亚媒体公司大楼扩建项目，木结构构件在内部完全露明

▲ 23 苏黎世旧保税仓库居住区项目木构住宅，结构构件与原木立面完全露明

3.4 木构高层的兴起

作为气候与生态变化敏感的国家，自2016年《巴黎协定》生效以来，瑞士工程师与建筑师协会(Schweizerischer Ingenieur-und Architektenverein, SIA)与政府不断通过公建与非盈利住宅项目对可持续建造进行探索，并对木构建造的类型与规模进行拓展。而2015年新消防规范的修订更是将木材放宽至与其他材料同等标准而不再特殊化审核， 只要其防护措施达到相应耐火标准即可。自此，木构的规模不再受层数所限，且随瑞士城市密度日益提升，木构也越发频繁地出现在高层建筑当中。

作为瑞士第一个木构高层，苏尔斯托菲(Suurstoffi) 22号办公楼于2018年在楚格的前工业区落成。多样的办公空间围绕核心筒或内部中庭布置，分布在两个高度不一的建筑体量中。在混凝土基座之上，由2200m³榉木制成的1046根梁柱与1070个木质构件实现了这一36m高的10层木结构高层办公楼，每层均有1600㎡办公空间。截面尺寸34~40cm见方、最大荷载350t的胶合层压成型的木支柱从首层一直延伸至顶端，通过木梁连结并锚定至混凝土核心筒。在技术层面设计外，该项目的布克哈特·迈尔 (Burkhard Meyer)建筑师事务所也致力于探索在新规范下木构建筑的自我表达，并与厄尔内木构建筑公司(Erne Holzbau)合作开发了木-混凝土预制复合楼板结构(ERNE Suprafloor ecoboost 2)，并在每个3m×5.75m的预制单元中整合了结构与设备。得益于优化的喷淋系统灭火方案，与耐火90min标准的混凝土疏散梯，建筑结构和楼板的耐火标准都可以降低到60min，此项目中室内木构件可免除覆层而直接露明从而赋予该办公空间近人的空间质感。同时覆盖了防火铝板的立面构件特征也暗示了内在的建造逻辑：起抗风作用的横向条带使人想起传统木建筑的檐口，而窗扇之间突出如同梁头的方块，仅作为建造期间固定脚手架的连接件，内部实际并没有木材。但基于功能的这些形式，最后被内化成为表达内部结构特征的立面语言，作为当代木构形式表达的尝试(图24)。

▲ 24 苏黎世旧保税仓库居住区项目木构住宅，结构构件与原木立面完全露明

除瑞士木业协会对木构的技术标准制定和推广之外，瑞士联邦政府推动的林木业发展鼓励措施(Aktionsplan Holz)，让过往难以大规模开发的硬木资源(如榉木等)得到更多开发并应用到建造中，进一步提升了木材的结构潜能。随着硬木资源开发，也提升了与高校研究机构(ETH与EMPA)、与建筑师的紧密合作和研发，目前木结构高层建筑的高度不断被突破。瑞士规划最高的高层木构项目: 高80m的Pi高塔 (Hochhaus Pi)，由杜普莱克斯建筑事务所(Duplex Architekten)设计，即将于2025年在楚格落成，得益于木构的快速建造与金融行业对木构项目的利率减免贷款优惠，以业主Tech Cluster公司为代表的私人开发商也逐渐找到收益平衡的方式，更多地支持并参与其中(图25)。

▲ 25 总高80m的Pi高塔，竖向上体量因应户型变化分段向外出挑，既应对不同高度上的城市关系，也试图转译传统木屋中层叠立面的建筑印象。承重结构的木柱截面尺寸也同时沿高度变化收分，在上层释放更多的面积

4 结语

综上所述，我们可以发现19世纪批量生产的瑞士传统木屋的兴起，让瑞士乡村的大量木业以及木手工艺产业得以续存，得以参加现代化工艺的进步，木工作坊逐步成长为星罗棋布的专业木构公司。这一从林木资源管理、木材构件产品开发到木构施工配合全过程的完整产业链条，为当代繁荣的木构建筑实践发展提供了产业基础。同时，在工程大跨度木构的需求下被推进的例如胶合木材技术、金属节点技术、预制技术、复合材料技术、现代数控加工技术等，以及科学受力计算的发展极大地拓宽了木构应用的可能性。其影响并不仅局限于工程领域，也同时为尺度和复杂度不断增加的城市民用建筑提供了技术基础。在新技术的发展中，公司企业和高校科研机构起到了同样重要的作用。

瑞士高校同时担负培养木业领域人才的职责，因传统家族传承的匠人体系已不能满足现代木构的需求，瑞士的木业应用技术学校培养着从设计、工程到管理多方面的人才，其“木构工程师”专业为世界首创，同时木构企业也通过提供实习培养年轻一代。另外随着建筑思潮的改变，建筑师重新审视与发掘更为现代化的木构，并通过与工程师、木构公司的密切合作和产品研发，寻求其在当代语境下木构的表达可能。这种合作的思想也适用于整个木构行业的发展，木建筑防火规范的逐步修订便是多方努力的结果。

新千年以来，瑞士对生态和可持续议题的关注和政策推动，让木构逐步成为实现可持续发展的主要建造手段之一，并因为公众对木构建筑认知观念的转变，而逐步日常化与普及化。他山之石，可以攻玉。期望本文可为国内的木构发展提供有益的借鉴。

（正文完。原文刊载于《建筑学报》2023年09期，总第658期）