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木結(jié)構(gòu)建筑的優(yōu)勢(shì)

2015-04-01 16:02  建設(shè)工程教育網(wǎng)整理  【  【打印】【我要糾錯(cuò)】

  1、木結(jié)構(gòu)建筑曾是中國(guó)古代建筑的精華

  木結(jié)構(gòu)建筑在中國(guó)建筑中占有很重要的地位,木結(jié)構(gòu)是中國(guó)古代建筑的精華,沒(méi)有木結(jié)構(gòu)就沒(méi)有中國(guó)古代建筑的輝煌。我們現(xiàn)在看到的多年前的宮殿、廟宇、樓亭,還有我們現(xiàn)在看到的塔等等,都是采用木材制作梁、架、柱等構(gòu)件,并用榫卯結(jié)合建成的。其靈活的風(fēng)格、合理的布局、適宜的建筑體量以及精巧的裝修在世界享有盛譽(yù),成為5個(gè)最古老的建筑體系之一。很多國(guó)家都從中國(guó)借鑒木結(jié)構(gòu)的工藝,可以說(shuō)中國(guó)的木結(jié)構(gòu)建筑曾經(jīng)引領(lǐng)風(fēng)騷長(zhǎng)達(dá)數(shù)百年之久。

  而近代中國(guó),由于國(guó)門被動(dòng)打開,接受了西方工業(yè)文明,灌入了以鋼筋混凝土為主的新的建筑結(jié)構(gòu)體系,使中國(guó)發(fā)展了幾千年的傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)體系逐漸解體,新的磚木結(jié)構(gòu)一度成為住宅、工業(yè)等建筑的流行結(jié)構(gòu)形式之一。上世紀(jì)60年代以前,我國(guó)的民用建筑基本上都是木結(jié)構(gòu)或磚木構(gòu)造。60年代以后,由于我國(guó)林業(yè)資源的匱乏和木材的短缺,政府對(duì)木材在建筑上的應(yīng)用制定了嚴(yán)格的限制措施,提倡以鋼代木、以塑代木。70年代,我國(guó)建筑結(jié)構(gòu)以磚混結(jié)構(gòu)為主。80年代,各種新結(jié)構(gòu)體系不斷涌現(xiàn),現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)猛增。90年代,我國(guó)建筑結(jié)構(gòu)體系又有了很大發(fā)展,高層建筑、超高層建筑和大型公共建筑大量興建,大規(guī)模的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、城市交通和高速公路、鐵路等飛速發(fā)展。隨著建設(shè)的加速,加之人口激增、亂砍濫伐、管理不當(dāng)?shù)纫蛩,使得我?guó)的森林資源嚴(yán)重匱乏而不得不停止使用木結(jié)構(gòu),木結(jié)構(gòu)房屋漸漸被排除在主流建筑之外。因此,現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)建筑尤其是木結(jié)構(gòu)住宅幾乎成為我國(guó)住宅產(chǎn)業(yè)的盲點(diǎn)。

  2、木材是唯一可以再生的建筑材料

  中國(guó)改革開放后的新建住宅,大多是磚混結(jié)構(gòu)、現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)。黏土、鐵礦、石灰石是這些新建住宅的最主要的原材料。這些新增建筑物的修建,損耗了大量耕地,耗費(fèi)了大量的鐵礦資源、石灰石等原材料不可再生資源。

  如果我們大量使用木材作為新建住宅材料,只要做到科學(xué)管理森林資源,合理砍伐森林,就能以樹木的成才周期(少則5-6年,多則20-30年)為循環(huán),周而復(fù)始地源源不斷地得到上等建筑材料。

  木材是可持續(xù)利用的建筑材料。在未來(lái)10年內(nèi),中國(guó)每年要增加700萬(wàn)-800萬(wàn)個(gè)住房單位。如果我國(guó)大量使用木材修建經(jīng)濟(jì)適用房,一年蓋出木結(jié)構(gòu)建筑6層公寓10萬(wàn)棟,就可以減少1.02億噸碳排放,減排貢獻(xiàn)不可小視。

  3、木結(jié)構(gòu)的抗震性優(yōu)良

  木結(jié)構(gòu)房屋在地震中有很好的生命安全性能。木結(jié)構(gòu)房屋由于自身的質(zhì)量小,地震時(shí)吸收的地震力也相對(duì)較少。木結(jié)構(gòu)的韌性大,對(duì)于瞬間沖擊載荷和周期性疲勞破壞有很強(qiáng)的抵抗能力,可以吸收并消散能量。實(shí)踐證明,木結(jié)構(gòu)在各種極端的負(fù)荷條件下,均表現(xiàn)出其穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)的完整性,即使強(qiáng)烈的地震使整個(gè)建筑脫離其基礎(chǔ),其結(jié)構(gòu)也經(jīng)常完整無(wú)損。木結(jié)構(gòu)韌性大,對(duì)于瞬間沖擊荷載和周期性疲勞破壞有很強(qiáng)的抵抗能力,在所有結(jié)構(gòu)中具有最佳的抗震性,這一點(diǎn)在許多大震區(qū)已得到充分證明。在日本1995年的神戶大地震中,保留下來(lái)的房屋大部分是木結(jié)構(gòu)的房屋。

  4、木結(jié)構(gòu)建筑的節(jié)能環(huán)保性能

  木結(jié)構(gòu)的墻體和屋架體系由木質(zhì)規(guī)格材、木基結(jié)構(gòu)覆面板和保溫材料等組成,據(jù)測(cè)試,150㎜厚的木結(jié)構(gòu)墻體,其保溫能力相當(dāng)于610㎜厚的磚墻,木結(jié)構(gòu)建筑相對(duì)混凝土結(jié)構(gòu),可節(jié)能50%-70%。而在所有的主要建材中,木材是唯一可以再生的建材,在能耗、溫室氣體、空氣和水污染以及生態(tài)資源開采方面,木結(jié)構(gòu)的環(huán)保性大大優(yōu)于磚混結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu),而且材料透氣好、易于保持室內(nèi)空氣清新,是公認(rèn)的綠色建筑。

  在建筑材料的生產(chǎn)階段,加工一個(gè)單位材料能耗,水泥是木材的5倍,鋼鐵是木材的191倍,鋁是木材的791倍。而且水泥、磚和鋼材在生產(chǎn)過(guò)程中還要產(chǎn)生大量污染物、C02的排放也相當(dāng)高。而與之相反,樹木在成長(zhǎng)過(guò)程中,經(jīng)過(guò)光合作用,反而會(huì)吸收二氧化碳并釋放出人類賴以生存的氧氣。據(jù)測(cè)算,每1立方米木材的使用,可以減少2噸的二氧化碳。如果人類用木材取代其他建材,就可以減少1.1噸的碳排放量,同時(shí)儲(chǔ)存0.9噸二氧化碳在被使用的木材里。

  在建筑的使用階段,由于木質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)小,只要做好墻體的保溫隔熱,就能大大減少為了保溫、隔熱而需要消耗的能量。

  在建筑完成其使用壽命而需要處理的時(shí)候,木質(zhì)很容易就能重新利用或回歸于泥土,開始新生,但混凝土和磚等卻相對(duì)難于無(wú)害化處理,即使處理也需要較高的能耗。

  5、木結(jié)構(gòu)住宅可以刺激林業(yè)的發(fā)展

  只要我們有好的林業(yè)政策,木結(jié)構(gòu)住宅在地震斷裂帶上農(nóng)村的普及是可以刺激林業(yè)的發(fā)展的,而林業(yè)的發(fā)展對(duì)于生態(tài)環(huán)境的恢復(fù)又是及其有益的,所以,我們認(rèn)為在山地地區(qū)選用傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)作為建筑主體結(jié)構(gòu)是比較好的選擇。

  “十二五”規(guī)劃的環(huán)保目標(biāo)之一是計(jì)劃增加森林覆蓋面積到21.66%,可見我國(guó)政府已相當(dāng)重視造林需要。造林需要農(nóng)民配合,不需要為種樹而種,若有可觀的經(jīng)濟(jì)效益、造房的實(shí)際需求,農(nóng)民會(huì)主動(dòng)要求種樹!

  6、木材是一種天然、健康的且極具親和性的材料,木制集成屋是環(huán)保健康的住宅。

  木材根據(jù)不同建筑造型經(jīng)過(guò)了現(xiàn)代技術(shù)生產(chǎn)加工成不同的墻體型材,再經(jīng)過(guò)阻燃、防腐處理等工序,更加堅(jiān)固耐用。對(duì)抗下沉應(yīng)力、抗干燥、抗老化,具有顯著的穩(wěn)定性。如果使用得當(dāng),木材則是一種穩(wěn)定、壽命長(zhǎng)、耐久性強(qiáng)的材料。

  7、防火性

  木制建筑結(jié)構(gòu)用木材均采用《水基性阻燃處理劑》進(jìn)行阻燃處理,具炭化效應(yīng),遇火時(shí),木表面會(huì)形成炭化層,其低傳導(dǎo)性可有效阻止火焰向內(nèi)蔓延,從而保證整個(gè)木結(jié)構(gòu)體在很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)不受破壞。

  8、防潮耐腐性

  木結(jié)構(gòu)房屋是能做到不被腐蝕和不受潮的,因?yàn)槲覀儗?duì)所有建筑用材進(jìn)行烘干處理,這些木材已預(yù)先干燥至含水率19%以下,它的防潮性能甚至可以達(dá)到磚混結(jié)構(gòu)的10倍左右。同時(shí),我們對(duì)木材采用ACQ、BAC等防腐劑進(jìn)行浸漬的防腐處理,采用天然植物油做表面涂層,來(lái)防止水侵蝕。事實(shí)上,與其他常用建筑材料相比木材更不容易因?yàn)榕紶柦䴘穸艿接谰脫p壞。在多雨或潮濕地方的木建筑物可以有長(zhǎng)期的毫無(wú)問(wèn)題的性能表現(xiàn)。

  9、綠色環(huán)保、保溫節(jié)能性

  木結(jié)構(gòu)房屋保溫(隔熱)性能優(yōu)異,比普通磚混結(jié)構(gòu)房屋節(jié)省能源超過(guò)40%.它的保溫性能是鋼材的400倍,混凝土的16倍。研究表明,150㎜厚的木結(jié)構(gòu)墻體,其保溫性能相當(dāng)于610㎜厚的磚墻。木材是“綠色建筑”的首選建材。制造木結(jié)構(gòu)建筑材料的能耗低于鋼材或混凝土,后兩者都需要高溫精練和制造。木屋采用全實(shí)木材料,被稱為“會(huì)呼吸的房子”,室內(nèi)空氣中含有大量的芬多精和被稱為空氣維他命的負(fù)離子,能有效殺死空氣中的細(xì)菌、遏止疾病、增強(qiáng)免疫力,對(duì)保持大腦清醒、提高注意力、降低血壓、安定神經(jīng)等有明顯功效。木屋中的有害氣體氡的放射量極低,對(duì)人體無(wú)害;木材對(duì)能耗、空氣污染和水污染以及溫室氣體排放等因素的相對(duì)影響及小。

  據(jù)清華大學(xué)建筑環(huán)境與設(shè)備工程研究所研究得出:木結(jié)構(gòu)建筑比輕綱結(jié)構(gòu)建筑節(jié)能5.3%,比混凝土結(jié)構(gòu)建筑節(jié)能8.1%,在建筑壽命周期內(nèi),較普通混凝土屋頂可節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用約6%。

  10、木結(jié)構(gòu)在建筑中的適用性

  木結(jié)構(gòu)建筑還有設(shè)計(jì)靈活、建筑工期短、易于整修等諸多優(yōu)勢(shì)。現(xiàn)代技術(shù)有效地解決了木結(jié)構(gòu)防火、抗震、抗風(fēng)、隔音和防蟲、防腐的問(wèn)題,使得木結(jié)構(gòu)建筑的使用壽命也更加延長(zhǎng),可達(dá)到50-200年。同時(shí),其穩(wěn)固性也相當(dāng)好。

  加拿大木業(yè)協(xié)會(huì)目前正與中國(guó)政府合作引進(jìn)混合結(jié)構(gòu)技術(shù),既在木結(jié)構(gòu)中運(yùn)用了混凝土、鋼材等其他建筑材料。將木結(jié)構(gòu)與中國(guó)現(xiàn)行的建筑方式結(jié)合,這種結(jié)合提升了建筑節(jié)能性和舒適性,同時(shí)能夠滿足四層及四層以上建筑的需求,為木結(jié)構(gòu)進(jìn)入中國(guó)多戶住宅房產(chǎn)提供了契機(jī)。

  目前在上海、山東青島、遼寧營(yíng)口等地,混合結(jié)構(gòu)建筑技術(shù)已被應(yīng)用于“平改坡”工程,它可以在一定程度上解決房地基承載力不夠、空間狹小等問(wèn)題。同時(shí),由于木結(jié)構(gòu)重量較輕,可通過(guò)設(shè)計(jì)適用任何建筑的要求,因此將木結(jié)構(gòu)應(yīng)用在實(shí)際建造中完全可行,也可以節(jié)省大量能源,而來(lái)自這部分木結(jié)構(gòu)空間的銷售收入還可以抵消建筑的改造成本。

  11、施工標(biāo)準(zhǔn)化

  由于木結(jié)構(gòu)房屋的結(jié)構(gòu)件和連接件都是標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn),所以減少了施工所需的勞動(dòng)力,降低了操作強(qiáng)度,節(jié)省了勞動(dòng)成本,提高了施工質(zhì)量。

  12、擴(kuò)大了居住空間

  木結(jié)構(gòu)房屋的墻體較薄,總厚度一般只有89mm左右,而傳統(tǒng)的磚混結(jié)構(gòu)外墻厚度要達(dá)到240mm,在相同基礎(chǔ)面積條件下,可以擴(kuò)大居住面積10%。

  13、工廠化制造木房的優(yōu)越性

  能保證房屋結(jié)構(gòu)的高質(zhì)量和可以接受的成本;不論用手工或者工業(yè)化方式建造木房,木構(gòu)件可以在全年的任何氣候條件下生產(chǎn),然后在建筑場(chǎng)地上短期完成預(yù)制構(gòu)件的裝配。

  14、布局與造型靈活以及維修和翻修方便

  木材進(jìn)行維修或改造時(shí)所需要的設(shè)備相對(duì)簡(jiǎn)單,人員也較少。材料資源可再生和利用木材是可再生資源,若將森林加以科學(xué)的管理,堅(jiān)持生長(zhǎng)量大于采伐量,森林資源就可持續(xù)利用,循環(huán)使用。

  15、木結(jié)構(gòu)建筑體系對(duì)環(huán)境的影響最小

  1)能量消耗比較:對(duì)制造,運(yùn)輸及安裝過(guò)程中的能量損耗進(jìn)行比較后,結(jié)果顯示木結(jié)構(gòu)在幾種結(jié)構(gòu)中能量消耗最低。鋼結(jié)構(gòu)是木結(jié)構(gòu)的2.4倍。

  2)溫室效應(yīng)比較:結(jié)果顯示,木結(jié)構(gòu)建筑的溫室效應(yīng)最低。鋼結(jié)構(gòu)是木結(jié)構(gòu)的1.8倍。

  3)空氣污染指數(shù)比較:結(jié)果顯示,木結(jié)構(gòu)污染指數(shù)最低,鋼結(jié)構(gòu)是木結(jié)構(gòu)的1.42倍。

  4)水污染指數(shù)比較:研究結(jié)果顯示,鋼結(jié)構(gòu)的污染指數(shù)是木結(jié)構(gòu)的120倍。

  5)固體廢料比較:研究表明,木結(jié)構(gòu)在生產(chǎn)及建造過(guò)程中產(chǎn)生的固體廢料最少。鋼結(jié)構(gòu)的廢料是木結(jié)構(gòu)的1.36倍。

  6)生態(tài)資源的使用:經(jīng)綜合評(píng)估,木結(jié)構(gòu)攫取的資源最少,鋼結(jié)構(gòu)是木結(jié)構(gòu)的1.16倍。

責(zé)任編輯:tufangss
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