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结构的差异
在来工法在《建筑基准法》中对规格作了细致规定,尤其是1981年(昭和56年)修法以后建造的住宅,被称为新耐震基准,一般认为其在抗震方面达到了某一安全水平。未达到该基准的建筑,国家建议利用补助金进行耐震改修工程。传统构法的古民家也理论上可以利用这类补助金进行耐震改修,但由于《建筑基准法》中没有传统构法的结构规定,现实中往往难以获得补助金。在来工法与传统构法一样,都是以柱与梁构成骨架,并通过称为筋交、火打等斜材来防止地震时建筑变形的结构。它比其他工法拥有更高的设计自由度,可以应对不规则地形、狭小用地以及一定坡度的土地。与钢筋混凝土造、钢结构造相比,也能以较低成本建造,这也是其魅力之一。此外,翻新、改造、增建也相对容易进行。
在来工法从传统构法继承而来的做法之一,是将柱与梁的连接部进行加工后组合的仕口(しくち)与継手(つぎて)。在来工法会在仕口与継手上进一步使用金物进行加固,因此与传统构法相比,可以把构件尺寸做得更小。在来工法的骨架做法是:在混凝土基础上铺设称为土台的横木,用埋入基础的锚栓(アンカーボルト)固定,然后在其上立柱。柱子会在底部做出称为榫(ほぞ)的凸部并插入土台。接合部再用倒V字形的山形钢板、L字形等金物不断加固。房屋转角处常使用从一层贯通到二层的通柱(とおしばしら)。通柱通过埋入混凝土基础的ホールダウン金物,防止地震时柱子从土台被拔出。同时会进行墙量计算(壁量計算),把筋交配置在土台与梁之间的柱间,以抑制地震时建筑的变形。筋交的强度会因所用构件尺寸、采用单根还是“交叉(タスキ掛け)”双根而变化,因此必须均衡配置。筋交也会使用称为盒式连接板(ボックスプレート)的金物安装,使力量能均匀传递到土台与柱上。梁等连接处还会安装羽子板螺栓等金具,这些金具的目的在于把木材“拉紧、拉拢”。
《建筑基准法》第3章第3节规定了木造住宅,但其内容基本以在来工法为前提,对传统构法的处理并不明确。从“再活用(再利用)”的角度看,在来工法的构件尺寸比传统构法更小,并且使用了金物与胶黏剂等,因此需要特别注意。
传统构法同样属于木造轴组构法,是由柱、梁、桁、贯等横向构件构成的垂直与水平直线材来形成结构体,并用土墙、木板墙等使躯体整体稳固。发生地震时,它通过“摇晃”来释放地震力,属于具有衰减能力的、介于免震与制振之间的摇晃方式。另外,它利用数百处木与木连接点的摩擦、木材的嵌入,以及木材本来的韧性特征,采用一种称为总持(そうもち)的理念:当外力导致变形时,结构本身发挥复原力来抵抗并试图回到原状。使用“贯”的构法也被称作某种别名工法。
从传统构法“再活用”的角度来看:
- 因大量使用大断面的大构件,构件本身稀缺性更高。
- 接合部不使用金物,以仕口与継手连接为主,因此构件损伤较少,连到端部也更容易再利用。
- 木材经由漫长岁月干燥,变形(狂い)更少,强度也更高。
- 轴组大部分外露,较容易掌握构件劣化状况。
- 是长期历史中形成的构法,再利用的实践经验丰富。
在来工法与传统构法同为木造轴组构法,但在地震时:
- 在来工法是尽可能抑制变形的结构;
- 传统构法则是让建筑摇晃并发生一定变形,以吸收地震能量的思路建造的。可以说,两者在地震时的“行为”几乎相反。
- 在来工法=偏耐震的“刚结构”
- 传统构法=介于免震与制振之间的“柔结构”
传统构法建筑的特征
- 几乎不使用筋交、火打,而以层层叠加的横架材来确保刚性
- 玉石、长石等的础石基础
- 通过木制仕口的嵌入形成“铰接(ピン接合)”与总持理念
- 大黑柱(だいこくばしら)等
并且,古民家常承载更重的屋顶:传统构法的土葺瓦屋顶约 230kg/每米,茅葺屋顶约 140kg/每米(干燥时);而在来工法一般的瓦葺屋顶约 120kg/每米。可见古民家的屋顶更重。
简要总结:在来工法 vs 传统构法
在来工法的特征
- 混凝土条形基础(布基礎)、锚栓等金物、筋交、火打
- 通过金物加固、利用筋交与结构用合板确保墙量,以“更刚”的方式对抗地震
- 目前每年新建的木造轴组住宅中,约**99%**为在来工法
- 多使用较小直径木材,柱梁接合部使用金物
- 柱材常见105角、120角
- 筋交、火打用于抑制变形
- 柱下铺设土台
- 基础与土台用锚栓固定
- 外周墙下敷设混凝土条形基础
- 可能保留建筑确认申请等建造文件
- 内外墙多为看不到柱子的“大壁”结构,常用壁纸等干式工法完成
- 檐口的做法多见“京呂組”
传统构法的特征(例:渡りアゴ、甲乙梁、折置き組み、台持ち継ぎ、登り梁等)
- 介于免震与制振之间的摇晃方式
- 不依赖墙量,而以柱梁木组本身产生耐力,地震时通过摇晃把地震力“放掉”,以避免倒塌
- 使用大断面构件
- 柱多为120以上的大尺寸
- 柱间贯穿“贯”
- 差し鴨居等横架材也多为大构件,包含贯在内形成多层横架
- 小屋组会用圆木梁等,层层叠加组合
- 小屋组可能用登り梁、甲乙组、合掌造等方式构成
- 棟木下方可能平行设置称为“牛梁(うしばり)”的地棟
- 会使用敷き土台、足固め等
- 通常没有混凝土基础,采用础石基础
- 基础多用玉石、长石等自然石
- 斜材(筋交、火打)一般较少使用(也可能存在)
- 墙体多为“真壁”结构,以土墙、灰泥等湿式工法的左官墙完成
- 檐口的做法多见“折置組”
地震时摇晃方式的差异
在来工法与传统构法虽然同为木骨架结构,但对地震的思路正相反:
在来工法:以耐震结构抑制摇晃;
传统构法:以介于免震与制振之间的方式吸收并释放力量。这样理解会更直观。
1923年(大正12年)关东大地震造成大量建筑倒塌的惨痛经验之后,日本的耐震标准每逢地震灾害都会趋于严格。在来工法中,一般认为1981年以后建造、符合新耐震基准的住宅具有一定安全性。但1981年以前的在来工法建筑仍大量在使用,在1995年阪神·淡路大地震,以及近年的2024年能登半岛地震中,也出现了住宅损坏与倒塌、家具倾倒等严重损害。安全性的确保仍需进一步检讨;而且建筑在建造时性能最高,之后会随年限劣化,因此如何维护也是课题。在来工法中,结构体与与地面一体化的基础被牢固紧结,地震时会与地基一起摇晃,地震外力几乎直接传递到结构体上。因此通过带斜材的耐力墙来抑制建筑变形。这个意义上,它属于“抑制变形”的耐震结构。
另一方面,作为古民家的传统构法,只要没有腐朽或白蚁等损害、处于健全状态,地震时会摇晃得很大,但会利用木材特性,通过弯曲、变形来把力量释放掉,同时依靠复原力试图回到原状。可以说,这种“柔结构”是为了在地震频繁的日本风土中,尽量避免室内人员伤亡而形成的。近年来,这种介于免震与制振之间的结构逐渐被广泛认知,其安全性与有效性得到验证,社会认知也在提高。
传统构法做法是:在夯实的地面上放置石头,在其上立柱;墙体用贯把柱与柱连接,再用竹木小舞编格后抹土墙完成。当地震等外力作用时,土墙会破坏以吸收外力;仅由木组固定的结构体会发生弹性变形;此外,屋顶土层上的瓦若发生掉落,上部荷载会减轻,从而帮助建筑复原。基础在强外力下柱子可能从石上滑移,但这种“滑移”反而被认为能避免结构体本身被破坏。
虽然有些部分不易明确划分,但大体可以这样定义:
使用柱来建房的构法统称木造轴组构法;在其中,通过筋交、附属金物与结构用合板来确保墙量,以墙量来实现“地震时不易摇”的住宅,可定义为在来工法。
传统构法则是柱立于础石基础之上,使用比在来工法更大的构件,并以多层横架材把柱连结起来,按“地震时通过摇晃把力量释放掉”的思路建造的建筑。
传统构法不依赖墙量,而是用结构架构——也就是木组本身来建房;不要求墙体分担屋顶或上层荷载,只把墙当作隔断,通过将大木作为柱梁强力组合来产生耐力。在来工法用金物把木材“拉紧”,加工本身较为简单,容易依赖金物之力;而传统构法会利用坚硬木材进行精密加工,以木工加工把木材拉拢到位,因此需要更熟练的技术,但更能发挥木材特性。目前,每年新建的木造轴组住宅中约99%是将来工法,传统构法据说不足1%。传统构法具有“木组架构本身的美”,但因需要高技术、且建筑基准法没有相关规定,现今新建相当困难。近年在非木造的高层建筑中,介于免震与制振之间的思路已成为主流,未来木造住宅也可能逐渐把这种思路视为“理所当然”。
居住方式的差异
住宅在漫长历史中,会随人们的观念与生活方式变化而灵活改变。这里对比在来工法住宅与传统构法住宅:从结构差异与生活方式差异两方面比较,可以看出“如何居住”以及“对住宅的看法”的不同。
在来工法 vs 传统构法(生活取向对比)
季节舒适性
在来工法:冬暖夏凉
传统构法:夏凉(冬季相对不利)
气密性
在来工法:高
传统构法:低
家中的“主角”
在来工法:家人/个人
传统构法:客人
被尊重的价值
在来工法:个人主义
传统构法:家长主义
如今多数新建住宅为在来工法,而古民家属于传统构法。虽同为木造住宅,但由于结构与户型思路不同,各自特征也不同。
家长主义是指继承一家家督并统率家族者,与“当主”同义。镰仓时代后期以后,长子单独、排他性地继承家督与家业;明治以后,又以强化武家家长制度的形式,通过民法中的“户主”概念被制度化。民法上的家制度中家长拥有强大权力,但战后民法修订后,家制度与户主制度被废止。“一家之大黑柱”这一说法也源自家长主义,含有“住宅结构中心与家族中心一致”的意味。
传统构法的古民家为了适应日本高温多湿的气候风土,重视:床下通风、深远檐口的屋顶、以襖与障子实现高开敞性的格局,从而让夏天更舒适,强调与自然的连接、珍视人与人的联系,并常见“国字型”的平面布局。
大正时代以后,作为与传统“田字型”平面相对的形式,中廊下式住宅在都市中产阶层住宅中普及:以走廊为界,南侧布置家人的居室,北侧布置厨房与厕所等;玄关旁设置西式会客室。个人隐私开始被重视。战后欧美文化大量进入,强调隐私的格局进一步普及。现在的在来工法住宅使用双层玻璃铝合金窗、保温材料等提高气密性,并通过空调减少全年温差来提升舒适性。江户时代后期1844年建成的格局:以“客人”为主角的表座敷,从玄关进入需经过十畳间、神前之间等动线,设置在能眺望南侧庭院的最佳位置,眼前还有美丽庭园。女性与孩子不走玄关,而从土间或厨房的后门出入。
在来工法 vs 传统构法
对地震的思路
在来工法:耐震(抑制变形)
传统构法:介于免震与制振(通过摇晃释放能量)
耐久性
在来工法:较短
传统构法:较长
户型
在来工法:较封闭
传统构法:较开放
就寝
在来工法:就寝分离
传统构法:就寝一体
水回(厨房/厕浴)定位
在来工法:为“主角”配置(更贴近日常生活中心)
传统构法:为“配角”,并体现男性优位、来客优先等观念
重要房间
在来工法:LDK、家族团聚的空间
传统构法:让客人通过与使用的座敷
在来工法的“就寝分离”指:睡觉的房间与家族团聚、用餐等活动在不同房间进行。随着欧美个人主义观念影响,平面往往以LDK为中心。传统构法的“就寝一体”住宅中,厨房多在建筑北侧;为了卫生与防止建筑腐朽,厕所(かわら)与浴室(湯殿)常建为别栋;南侧采光好的位置设置面向客人的表座敷。生活空间往往集中在一个房间:吃饭、团聚,并在同一房间铺被褥睡觉。另外,“妻”一词的语源,据说来自“建筑边缘(端)”之意