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木結(jié)構(gòu)建筑的優(yōu)勢

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

  1、木結(jié)構(gòu)建筑曾是中國古代建筑的精華

  木結(jié)構(gòu)建筑在中國建筑中占有很重要的地位,木結(jié)構(gòu)是中國古代建筑的精華,沒有木結(jié)構(gòu)就沒有中國古代建筑的輝煌。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,成為5個最古老的建筑體系之一。很多國家都從中國借鑒木結(jié)構(gòu)的工藝,可以說中國的木結(jié)構(gòu)建筑曾經(jīng)引領(lǐng)風(fēng)騷長達數(shù)百年之久。

  而近代中國,由于國門被動打開,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,由于我國林業(yè)資源的匱乏和木材的短缺,政府對木材在建筑上的應(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,使得我國的森林資源嚴(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)住宅幾乎成為我國住宅產(chǎn)業(yè)的盲點。

  2、木材是唯一可以再生的建筑材料

  中國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10年內(nèi),中國每年要增加700萬-800萬個住房單位。如果我國大量使用木材修建經(jīng)濟適用房,一年蓋出木結(jié)構(gòu)建筑6層公寓10萬棟,就可以減少1.02億噸碳排放,減排貢獻不可小視。

  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,地震時吸收的地震力也相對較少。木結(jié)構(gòu)的韌性大,對于瞬間沖擊載荷和周期性疲勞破壞有很強的抵抗能力,可以吸收并消散能量。實踐證明,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,即使強烈的地震使整個建筑脫離其基礎(chǔ),其結(jié)構(gòu)也經(jīng)常完整無損。木結(jié)構(gòu)韌性大,對于瞬間沖擊荷載和周期性疲勞破壞有很強的抵抗能力,在所有結(jié)構(gòu)中具有最佳的抗震性,這一點在許多大震區(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,樹木在成長過程中,經(jīng)過光合作用,反而會吸收二氧化碳并釋放出人類賴以生存的氧氣。據(jù)測算,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,同時儲存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難于無害化處理,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)之一是計劃增加森林覆蓋面積到21.66%,可見我國政府已相當(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)濟效益、造房的實際需求,農(nóng)民會主動要求種樹!

  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)過了現(xiàn)代技術(shù)生產(chǎn)加工成不同的墻體型材,再經(jīng)過阻燃、防腐處理等工序,更加堅固耐用。對抗下沉應(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、耐久性強的材料。

  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》進行阻燃處理,具炭化效應(yīng),遇火時,木表面會形成炭化層,其低傳導(dǎo)性可有效阻止火焰向內(nèi)蔓延,從而保證整個木結(jié)構(gòu)體在很長時間內(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,因為我們對所有建筑用材進行烘干處理,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到磚混結(jié)構(gòu)的10倍左右。同時,我們對木材采用ACQ、BAC等防腐劑進行浸漬的防腐處理,采用天然植物油做表面涂層,來防止水侵蝕。事實上,與其他常用建筑材料相比木材更不容易因為偶爾浸濕而受到永久損壞。在多雨或潮濕地方的木建筑物可以有長期的毫無問題的性能表現(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。木屋采用全實木材料,被稱為“會呼吸的房子”,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、增強免疫力,對保持大腦清醒、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,對人體無害;木材對能耗、空氣污染和水污染以及溫室氣體排放等因素的相對影響及小。

  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)約運行費用約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)計靈活、建筑工期短、易于整修等諸多優(yōu)勢,F(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、防腐的問題,使得木結(jié)構(gòu)建筑的使用壽命也更加延長,可達到50-200年。同時,其穩(wěn)固性也相當(dāng)好。

  加拿大木業(yè)協(xié)會目前正與中國政府合作引進混合結(jié)構(gòu)技術(shù),既在木結(jié)構(gòu)中運用了混凝土、鋼材等其他建筑材料。將木結(jié)構(gòu)與中國現(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,同時能夠滿足四層及四層以上建筑的需求,為木結(jié)構(gòu)進入中國多戶住宅房產(chǎn)提供了契機。

  目前在上海、山東青島、遼寧營口等地,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、空間狹小等問題。同時,由于木結(jié)構(gòu)重量較輕,可通過設(shè)計適用任何建筑的要求,因此將木結(jié)構(gòu)應(yīng)用在實際建造中完全可行,也可以節(jié)省大量能源,而來自這部分木結(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力,降低了操作強度,節(jié)省了勞動成本,提高了施工質(zhì)量。

  12、擴大了居住空間

  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)外墻厚度要達到240mm,在相同基礎(chǔ)面積條件下,可以擴大居住面積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

  木材進行維修或改造時所需要的設(shè)備相對簡單,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,堅持生長量大于采伐量,森林資源就可持續(xù)利用,循環(huán)使用。

  15、木結(jié)構(gòu)建筑體系對環(huán)境的影響最小

  1)能量消耗比較:對制造,運輸及安裝過程中的能量損耗進行比較后,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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