可持續(xù)發(fā)展的典范：木結(jié)構(gòu)建筑

2005-08-31來源：博客中國熱度：11545

木結(jié)構(gòu)設(shè)計國家標準即將實施
近日，一項旨在規(guī)范和指導(dǎo)建筑領(lǐng)域木結(jié)構(gòu)用材和木結(jié)構(gòu)設(shè)計要求的國家標準《木結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》已經(jīng)獲得通過，并將于2004年1月1日起正式生效。該國家標準的實施，將對中國建筑行業(yè)的木結(jié)構(gòu)用材及設(shè)計產(chǎn)生深遠的影響。

《木結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》是業(yè)內(nèi)期待已久的一項國家標準，由建設(shè)部和國家質(zhì)檢總局聯(lián)合發(fā)布。內(nèi)容包括木結(jié)構(gòu)施工和設(shè)計的一些基本指導(dǎo)原則，并參考了美國等一些國家的相關(guān)標準和規(guī)范文本?！赌窘Y(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》規(guī)范管理組主任楊學(xué)兵先生表示：“本次規(guī)范修訂中新增的關(guān)于工程進口木材和輕型木結(jié)構(gòu)的內(nèi)容，符合國家關(guān)于森林保護以及走森林可持續(xù)發(fā)展道路的政策。相信修改后的木結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范將對我國木結(jié)構(gòu)的發(fā)展起到積極作用?！薄赌窘Y(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》獲得通過之后，修訂委員會已開始著手起草《木結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊》，《手冊》被認為是中國木結(jié)構(gòu)設(shè)計和建筑規(guī)范的配套手冊，其終稿預(yù)計將于2004年下半年完成并出版。

重新認識木結(jié)構(gòu)建筑

如果您到過美國華盛頓州的塔科馬市，你一定會為塔科馬穹頂體育館的氣勢而贊嘆；如果您到過日本的長野市，那曲線蜿蜒的M之波“長野奧林匹克紀念競技場”更是如醉如癡地為您演繹著動感與美學(xué)的完美結(jié)合。但您也許不會想到，這些建筑上的經(jīng)典之作，卻全都是木制品的杰作。在中國，這樣的經(jīng)典正在設(shè)計師和建筑師手中孕育著。最近，美國林業(yè)及紙業(yè)協(xié)會（AF＆PA）和美國工程木材協(xié)會（APA）聯(lián)合組織了“美國工程木結(jié)構(gòu)技術(shù)訪華團”，在北京和上海開展歷時一周的一系列活動，向中國的建筑設(shè)計師、房地產(chǎn)開發(fā)商、林產(chǎn)工業(yè)及相關(guān)領(lǐng)域的人士介紹木結(jié)構(gòu)在大型公共建筑中的應(yīng)用及設(shè)計的技術(shù)，以及美國在這一領(lǐng)域的成熟經(jīng)驗和成果。

據(jù)介紹，由于我國森林資源缺乏，木材的使用受到一定程度的限制，木結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展受到了極大的制約，木結(jié)構(gòu)建筑在中國一直是一個盲點。但近年來，隨著北京2008年奧運會和2010年上海世博會等各項大型工程的開工，中國持續(xù)升溫的住宅建設(shè)，多種因素不斷推動中國市場對高品質(zhì)高標準的木制品的需求和消費。美國林業(yè)及紙業(yè)協(xié)會有關(guān)人士告訴記者，隨著中國人環(huán)境意識的逐步增強和對居住要求的進一步提高及房地產(chǎn)開發(fā)的升級，具有舒適、環(huán)保、建造速度快的成套木制別墅正加快進入中國市場，2002年，中國共向美國進口木制品2.2億美元，較2001年增加61％，2003年這一數(shù)字將達到3億美元。而今年高檔裝修木材的進口額更以數(shù)十倍的速度增長。據(jù)統(tǒng)計，中國已一躍成為全球第三大原木和鋸材的消費國。

歷史上，成套木結(jié)構(gòu)房屋一直是美國、加拿大等國居民的主流住所。在美國，已有百年歷史的木屋隨處可見，年代最久遠的木結(jié)構(gòu)房屋其歷史可以追溯到18世紀。1997年，美國共建單體別墅約113.8萬棟，其中90％采用木結(jié)構(gòu)，另外所建的33.8萬棟多層住宅中，絕大多數(shù)也采用木結(jié)構(gòu)。實際上，如果使用得當，木材是一種非常穩(wěn)定、壽命長、耐久性強的天然可再生無污染材料。

據(jù)美國林業(yè)及紙業(yè)協(xié)會有關(guān)人士介紹，目前美國木材砍伐的速度低于種植的速度，其森林面積是不斷增加的。而且，經(jīng)過測算，木材作為一種建材，比起鋼和混凝土來有許多環(huán)境方面的優(yōu)點，首先，木材是可再生的資源，其次，比起鋼和混凝土來，每生產(chǎn)一噸木材，只需要453kw的電力，而生產(chǎn)一噸鋼材需要3780kw，與之相反，木材的成長過程卻能吸收CO2，可見，木材的使用是“惟一真正天然的可再生的建筑材料”。另外，木結(jié)構(gòu)房屋使用壽命長，建設(shè)周期短，可塑性強，工廠預(yù)制現(xiàn)場拼裝的建筑形式一般可在3個月內(nèi)交房，施工不大受天氣變化影響，成本風險自然隨之減少，比常規(guī)建筑成本低出三成至四成。拆卸搬遷也極為方便，可將整幢別墅從甲地移至乙地。

冬暖夏涼是木建筑另一個值得稱道的優(yōu)點。由于木材為絕熱體，在同樣厚度的條件下，木材的隔熱值比標準的混凝土高16倍，比鋼材高400倍，比鋁材高1600倍。在冬天室外溫度完全相同的條件下，木結(jié)構(gòu)建筑室內(nèi)溫度比混凝土建筑溫度要高6攝氏度，夏天正好相反，是真正的“冬暖夏涼；另外，木結(jié)構(gòu)建筑還有利于防火防水防潮防蟲，它的外層被極其耐火的石膏板等無機建材包裹著，而木材燃燒時產(chǎn)生的焦炭層有助于保護其內(nèi)部木質(zhì)強度和結(jié)構(gòu)完整性；若采用了高效絕緣玻璃棉的結(jié)構(gòu)設(shè)計，它的防潮性能甚至可以達到磚混結(jié)構(gòu)的10倍左右，縱使在潮濕多雨的江南或南方，也可以大顯身手。木結(jié)構(gòu)的外墻隔音性能也優(yōu)于磚混結(jié)構(gòu)，內(nèi)墻甚至可以在技術(shù)上做到絕對隔音。

本次訪華活動的主辦方之一，美國林業(yè)及紙業(yè)協(xié)會中國代表處的總經(jīng)理麥志遠先生說：“工程木制品與大型木結(jié)構(gòu)不僅是適合于大型場館使用的堅固耐用的材料，還是一種切實可行的、杰出的建筑技術(shù)。它可以滿足建筑設(shè)計與施工的技術(shù)、環(huán)境及美學(xué)的要求，而且由于大型木結(jié)構(gòu)在火災(zāi)的情況下，可以形成一層阻燃層，具有優(yōu)越的防火性能，既保持建筑物的天然之美，又不犧牲傳統(tǒng)上人們認為只有混凝土與鋼材才具有的功能?！贝舜巍懊绹こ棠窘Y(jié)構(gòu)技術(shù)訪華團”還包括美國數(shù)家大的木制品公司的專家和高級管理人員。

木材經(jīng)受了時間的考驗。幾千年來，人們一直視木材為可靠和持續(xù)性的建材。

時至今日，加拿大百分之九十的新屋由木材建成。并且世界上越來越多的建筑師和工程師選用卑詩省林木產(chǎn)品來建造高質(zhì)量、設(shè)計多樣和環(huán)保持續(xù)型的木制結(jié)構(gòu)建筑。

事實上，木制結(jié)構(gòu)是所有類型建筑物中的最環(huán)保的選擇選擇。無論是社區(qū)中心、辦公室、還是休閑建筑物等等。木制建筑物需要較少能源，對環(huán)保造成的影響也較少。

木材是自然、豐富和可更新的資源。卑詩省高度負責任的林業(yè)管理經(jīng)驗保證了加拿大所供應(yīng)的木材不僅是可持續(xù)的，而且木材產(chǎn)量還在不斷增長。

在木料生產(chǎn)過程中幾乎沒有浪費。而且先進的木制結(jié)構(gòu)技術(shù)保證了木制結(jié)構(gòu)建筑的安全可靠性。

木材不僅僅是建材。由于其易于加工，堅固耐用和質(zhì)地輕等特性，木材的用途不計其數(shù)，例如從家具、籬笆到樂器、輪船、箱體等等。

幾個世紀以來，藝術(shù)家們選擇木材來表達其在文化、社會和宗教領(lǐng)域的藝術(shù)意義。手工藝愛好者選擇木材來裝飾家居、辦公和公共場所。利用其溫暖和耐用的優(yōu)點，木材繼續(xù)在全世界的范圍內(nèi)對豐富人們的生活發(fā)揮著作用。

經(jīng)濟收益

木制建筑得益于木材優(yōu)良的隔熱性能。能達到較高的隔熱標準。

在長效節(jié)能方面，木制建筑比混凝土和鋼材更有效。設(shè)計師們之所以選用木材是因為新興的技術(shù)和設(shè)計能夠制造出復(fù)雜的木制結(jié)構(gòu)，同時可以達到對冷暖溫度調(diào)節(jié)的**要求。

木制結(jié)構(gòu)建筑使用標準規(guī)格木料。這有益于提高經(jīng)濟效益和控制建筑成本。

因為節(jié)能和需要較少勞動力，建筑過程不受風雪等寒冷天氣影響，木制建筑施工速度更快，比很多其他建筑形式更具成本效益。

堅固耐用

木制產(chǎn)品和結(jié)構(gòu)堅固耐用，彈性好。先進的木材處理和保存技術(shù)使得木制品能夠防潮、防白蟻。因此木制結(jié)構(gòu)適用于世界各地。

建筑技巧

木制建筑施工快而有效?？梢栽谝荒曛懈鞣N氣候條件下都能夠施工。

標準件或預(yù)制件建筑物建造工期快，可適用建造大型和復(fù)雜木制建筑物。。

與石頭、混凝土和鋼結(jié)構(gòu)比較，木材使用時更輕便。運輸也更容易，在工地上需要較少的人工和起重設(shè)備。也不需要復(fù)雜的工地準備過程。在現(xiàn)場，按照尺寸就可以對木材進行切割。

木制建筑技巧便于獲取。不同技術(shù)和經(jīng)驗水平的工人都可以加入到木制結(jié)構(gòu)施工隊伍中。

防火

重木料實際上具有防火性能。在火焰中重木形成一層保護炭。該炭層防護重木不受到更深層的火災(zāi)，一般來說炭層在火災(zāi)后都可以清除。

重木防火性能超過鋼材，鋼材在火災(zāi)中很快變形倒塌。重木在很多方面性能近似于加強型混凝土。在導(dǎo)熱方面，木材低于鋼材四百倍，低于混凝土八點五倍。

北美火災(zāi)損失數(shù)據(jù)顯示木建筑與其他材料建筑物一樣安全。建筑物失火傷亡事故往往不是由建筑結(jié)構(gòu)引起的。燃燒的建筑物很少倒塌。研究表明：在所有的火災(zāi)中，只有少于0.25%的事故造成墻或者地板的直接倒塌。

加拿大木制品研究機構(gòu)---Forintek的研究測試結(jié)果表明安全防火更取決于房屋的整體結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，而不是由某個建筑構(gòu)件的具體材料性能所決定的。盡管木材在火焰中可能會被引燃，但是在幾乎所有加拿大現(xiàn)代家居中都裝有防火石膏墻板。這種墻體裝修對防火非常有效。

木制建筑結(jié)構(gòu)提供了與其他非易燃建筑同等的防火安全性能。木制結(jié)構(gòu)建筑使用常規(guī)木制框架、木制桁架、工字梁制造出來的墻、地板和屋頂?shù)姆阑鹪O(shè)計標準可達到兩個小時。

在安全防火上，在很大程度上屋主的存放物和個人生活習慣等因素比房屋本身的構(gòu)造更加重要。

防震性能

木制結(jié)構(gòu)建筑具有顯著的耐用性能。比任何其他形式的建筑物防震能力都強。世界上近期發(fā)生的地震對木制結(jié)構(gòu)的影響研究結(jié)果表明：現(xiàn)代木制結(jié)構(gòu)房屋的防震性能最強。

低層建筑運用實踐表明：沒有一種建筑材料能比木材提供更強和更可靠的防震性能。

木材堅固但質(zhì)地輕。因此，地面加速度對木制建筑不會產(chǎn)生很大能量。

木料的靈活性使得地震壓力平均分配到整個建筑物，而不是在建筑物內(nèi)部造成不同的移動導(dǎo)致堅固的材料斷裂。

建造合理有效的剪力墻結(jié)構(gòu)能夠抵抗來自地震和強風的側(cè)面壓力。

決定木制房屋防震能力強的因素也決定了木制房屋防御來自臺風、龍卷風和颶風側(cè)面襲擊的能力。

重量承載

直接側(cè)面壓力造成墻體彎曲，來自屋頂和墻上部的使墻體壓縮。因此，墻體本身和墻體外部結(jié)構(gòu)連接部分的質(zhì)量對抵抗側(cè)擊力至關(guān)重要。

在木制結(jié)構(gòu)建筑物中，在地板、墻、屋頂框架、內(nèi)部和外部結(jié)構(gòu)有數(shù)不清的連接。在遭受側(cè)擊力時，如果某連接處承載力過重，相鄰連接處通過剪力墻系統(tǒng)較好地轉(zhuǎn)移承載力。由膠合板或定向刨花板（OSB）覆蓋的屋頂桁架系統(tǒng)傳輸垂直力至墻體本身。再向下傳輸?shù)降鼗?/P>

研究表明：設(shè)計合理的木制結(jié)構(gòu)房屋能夠很好的抗擊側(cè)擊力，能夠達到最嚴格的建筑標準要求。

濕度

與其他建材不同，木材能夠釋放和吸收濕氣。木材水分含量總是與空氣濕度一致。實際上對空氣濕度起到調(diào)節(jié)和穩(wěn)定的作用。

濕度含量是一塊木材含水的多少。如果濕度含量為百分之十九或更低，此塊木材定級為干燥型。室內(nèi)用木材通常為8-14%，外部用材通常為12-18%

設(shè)計合理的木制建筑在最潮濕的氣候條件下房屋狀態(tài)能夠保持良好。

卑詩省擁有世界上**進的木制品處理技術(shù)，提供的產(chǎn)品在任何濕度條件下性能保持良好。

白蟻

因為在卑詩省木材出口到很多國家，防白蟻是需要考慮的建筑因素之一。對此，經(jīng)過長期的研究和實踐，我們掌握了一套最有效而又環(huán)保的防白蟻方法。

由于白蟻給木制建筑帶來的是生物危害。現(xiàn)代木材處理技術(shù)和研究水平能夠杜絕白蟻在建材木料的任何危害。

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