绿色建筑与绿色建材(第十章：现代木建筑)

现代木结构建筑5.现代木结构建筑在我国发展的可行性6.我国木结构建筑的发展需要解决的问题3.国外现代木结构建筑发展状况2.我国现代木结构建筑发展状况4.木结构建筑特性1.我国古代木结构建筑众所周知，西方建筑史是“石头的历史”，中国建筑史是“木头的历史”。可见，传统的中国是一个木建筑的国度。木结构技术在中国的千年文明中得到了广泛的应用和发展，成为中国建筑史上最主要的建筑方式，并形成了风格独特的建筑体系。我国典型木结构建筑故宫太和殿在现代中国，由于被动地打开国门,接受了西方工业文明,灌入了以钢筋混凝土为主的新的结构体系,使中国发展了几千年的传统木结构体系逐渐解体,再加上前几十年森林管理等方面的原因，滥砍滥伐，以致木材材源枯竭。政府对木材在建筑上的应用制定了严格的限制措施，提倡以钢代木，以塑代木。因此，在中国木结构技术目前被排除在主流建筑之外，木结构建筑几乎成了中国建筑的盲点，新的砖混、钢筋混凝土结构已经成为住宅、工业等建筑的主要结构形式。木材作为建筑材料具有重量轻、强度高、美观、加工性好等特点，现代木结构建筑在世界上许多国家应用已很普遍。尤其伴随着现代科技和计算机产业的发展，木结构从取材、加工、设计、安装均融入科技成分，现代木结构建筑已成为传统营造概念和现代科技的完美结合物。在北美，木结构住宅处于市场的主导地位，2006年美国新建独户别墅约132．4万幢，其中90％采用了木结构，在41万幢多层住宅中，33.5万幢采用了木结构，在加拿大，木材工业是国家支柱产业之一，其中木结构住宅的工业化、标准化和配套安装技术非常成熟。轻型木结构房屋在住宅应用领域占有的比例高达95%。在亚洲的日本，大量的住宅是利用木材、胶合木和水泥刨花板建造的。目前，日本新建的住宅房屋中，有半数以上是木结构。在北欧的芬兰和瑞典，居住房的90％为一层或二层的木结构建筑。除大量的住宅建筑外，木结构还被广泛应用于建造工业建筑、学校、商用建筑、政府大楼、娱乐设施、医疗设施、体育馆等许多其它类型的公共建筑。美国木屋日本木屋加拿大木屋木结构图书馆木结构建筑的基本结构形式从19世纪初开始采用木框架结构以来，木结构建筑已发展了从独户式住宅到联合式住宅及多层公寓建筑等各种形式，目前应用得最多、技术经验最成熟的轻型木框架结构，即可在现场建造，也可在工厂预制构件然后在工地装配。轻型木结构建筑做法一般先浇筑混凝土地基，在地基上安装基础衬垫和经防水和防白蚁等特殊处理的底木，然后内外墙体分别以38mm×89mm的木墙骨柱以及顶、底架板与木质人造墙板一起形成木框架剪力墙作为主要受力体系，屋面及楼面则分别以三角形桁架矩(梯)形桁架及复合空间桁架龙骨构成横向支承体系。木质人造板和结构构件间采用钉接连接。梁和承重墙体间用轻质金属件连接。结构部分完成后，在外墙面饰以人造板或其它装饰材料，而内墙面和顶面用石膏板作装饰基层。因此，可以讲木结构房屋是用木材做结构框架，从室外或室内不一定能看见木材，外表上与传统的砌体结构一样的轻型结构房屋。木结构框架屋顶①抗震性木结构建筑在地震中有很好的生命安全性能，木制建筑一般采用榫接建造，主结构交错连接，具有很好的稳定性。作为一种结构材料，木材的抗震性能明显优于其它材料。木材轻质高强，因而地面加速度在木建筑物上所产生的能量没有其它建筑物大。木框架系统的另一个额外优势是其柔韧优于其它材料，可以吸收并消散能量，在外力的作用下比较容易变形，但在一定程度内又有恢复变形的能力。大多数的木结构框架由三个部分组成：构成墙壁骨架的垂直墙骨；构成楼板的水平搁栅；以及支撑屋顶的椽木或衍架。当墙由斜撑木板或轻质木基板材而形成墙覆面板时，它具有了侧向抵抗力，并进而形成了一个剪力墙系统——轻质、高强、且建造效率高。所有部件共同支撑建筑物，使之可以抵抗重力、风及地震。实践证明，木结构在各种极端的负荷条件下，均表现出其稳定性和结构的完整性，即使强烈的地震使整个建筑脱离其基础，其结构也经常完整无损。木结构韧性大，对于瞬间冲击荷载和周期性疲劳破坏有很强的抵抗能力，在所有结构中具有最佳的抗震性，这一点在许多大震区已得到充分证明。在日本1995年的神户大地震中，保留下来的房屋大部分是木结构的房屋。我国是一个多地震的国家，是世界上地震活动水平最高、地震灾害最严重的国家之一，华北、西北、东南、西南地区均为强地震分布带。然而，我国许多古代建筑都成功地经受过大地震的考验，如天津蓟县独乐寺观音阁、山西应县木塔等建筑，千百年来均经历过多次地震仍然傲然屹立。今年汶川地震中，位于重灾区的崇州街子古镇明代的木结构建筑就没有遭受大的破坏，街子古镇距今已有一千多年。另外是位于平武县的楠木结构报恩寺也没有遭受大的破坏，报恩寺距今已经562年。②耐久性木材是一种天然、健康的且极具亲和性的材料，木制集成屋是环保健康的高档住宅，木材根据不同建筑造型经过了现代技术生产加工成不同的墙体型材，再经过阻燃、防腐处理等工序，更加坚固耐用。对抗下沉应力、抗干燥、抗老化，具有显著的稳定性。如果使用得当，木材则是一种稳定、寿命长、耐久性强的材料。现在发达国家普及的轻型木结构建筑，80年以上的比比皆是，事实证明木结构房屋是长寿屋。正确建造和保养应可达到100年的寿命。然而根据统计中国砖混和框架结构建筑房屋寿命只有50年，一场天灾来临时失去生命的同时，传统建筑也就变成了废墟，即使人有幸逃生，但房屋也成为了危房而不能再居住。③防潮性人们通常误以为水是木材的敌人，情况并不是这样，在多雨或潮湿的地方木建筑可以有长期的性能表现。木结构房屋是能做到不被腐蚀和不受潮的，关键在于在设计和建造。我们可以对所有建筑用材进行烘干处理，通过烘干处理的木材可以避免绝大多数的体积变化，这些木材已预先干燥至含水率19%以下，它的防潮性能甚至能够达到砖混结构的10倍左右。如果木材的含水率等于或小于19%，那么木材被认为是干燥的。木材的含水率在28%左右时达到纤维饱和，纤维饱和是干缩和腐烂的基准点。除非木材的含水率达到或超过纤维饱和点，否则腐蚀菌一般不会生长。同时，我们对木材采用ACQ、BAC等防腐剂进行浸渍的防腐处理，采用天然植物油做表面涂层，来防止水侵蚀。事实上,与其他常用建筑材料相比木材更不容易因为偶尔浸湿而受到永久损坏。在多雨或潮湿地方的木建筑物可以有长期的毫无问题的性能表现。④防火性能轻型木结构采用外包石膏防火板，用以阻断及防止火焰直接烧木构件，以满足建筑构件的耐火极限要求。石膏防火板的耐火极限是比较高的，最大的可以达到5h。重型木结构构件(梁、楼板、柱)采用实木或胶合木建造，通常作为承重构件。未经强化防火处理的金属构件遇高温时容易降低强度，会使建筑物突然坍塌。钢材在温度达到232℃以上时，强度迅速下降，温度达到750℃左右时，其强度仅是原来的10﹪。而一般建筑起火时，温度则在700℃～900℃。重型木结构构件燃烧时表面会产生炭化层减缓火焰进一步向构件内部燃烧，经过火烧后焦黑的外层在火灾的过程中扮演了“绝缘”的角色，降低了内部材质烧焦的几率，保证构件的强度。根据规范提供的计算公式得出尺寸的构件，火灾后一般能保持原构件设计强度的85％～90％。⑤视觉和触觉特性木材的视觉特性一般体现在木材的颜色、光泽、纹理、节子等方面。木材颜色通常以3种基本特征表示，即色调、明度和纯度。木材颜色给人以温暖感；明度高，则明快、华丽、整洁、高雅的感觉越强，反之则有深沉、厚重、沉静、素雅、豪华的感觉；纯度高，有华丽、刺激、豪华的感觉，反之则有素雅、厚重、沉静的感觉。木材表面属纤维切断后表现出的无数个细胞凹槽，反射的光泽有着丝绸表面的视觉效果，其他材料的仿制品很难模拟。纹理和节子是天然形成的图案。人们对其有一种亲切感。木纹是由大体平行但又互不交叉的图案构成的，给人以流畅、井然、轻松、自如的感觉，充分体现了造型规律中的变化与统一。钢结构混凝土结构木结构节省46.17﹪水节省45.24﹪能源节省27.75﹪能源节省39.2﹪水物化过程保温节能400倍16倍150mm厚的木结构墙体=610mm厚的砖墙木材可再生性利用有度人类学会有序利用资源木材可持续性利用减少对环境的破坏⑥保温节能、绿色环保性加拿大木材协会对某栋典型住宅构造形式的环境冲击评估木构造（比例）金属构造（比例）RC构造（比例）躯体建材耗能量（Gj）225（1.0）389（1.73）562（2.50）空气污染指标3236（1.0）5628（1.74）6971(2.15)水污染指标407787（1.0）1413784（3.47）876189(2.14)固体资源使用（kg）121804（1.0）138501（1.14）234996(1.93)固体废弃物（kg）10746（1.0）8897（0.83）14056(1.31)后四项合计得分7.187.53结论：从生态环境破坏的角度考虑，钢筋混凝土结构是最严重的，其次是钢结构，而木结构是最少的。【参考文献】4.0现代木结构建筑在我国发展的可行性在这我要向大家解析两个常见的误区。首先人们担心的是木材的来源。一些专家认为中国的国情还不适合广泛推广木结构建筑。他们认为，当前我国森林覆盖率偏低，人均林木资源更是少得可怜，在这样一种国情下推广全木结构住宅，无疑对森林资源保护是一种冲击。其次是土地资源问题。业内人士指出，木结构建筑只能做低密度产品，北美地广人稀，所以能够大规模开发低密度产品，而国内土地资源相当紧缺，低密度产品是难以大量开发的。现代木结构建筑在欧美日等国家非常流行，而在我国，大力发展木结构建筑也是可行的。自古以来木结构建筑在我国就占了主导地位，即使到了现代，木结构房屋在我国仍具有普遍的适应性。它节能、环保、可再生的特性符合我国建设资源节约型和环境友好型社会的目标，返璞归真和体现自然而不乏尊贵的品质更是切合我国的传统思想文化，随着人们居住环境的不断改善和生活质量的提高，人们开始追求回归自然，越来越希望生活的空间中更多地使用木材。目前新建住房大部分是混凝土结构，砌体结构，木结构应用不到总量的1％，不能满足不同层次人群的需要，因此木结构房屋中国市场潜力巨大。目前，我国的上海、北京、深圳、大连、广州、南京等大城市，对于别墅型木结构房屋具有较大的需求，这些地区正在悄然流行着一股木结构住宅热。近几年美国林业纸业协会，加拿大木业协会等会同我国有关单位，在北京、上海、南京、大连举办木结构房屋建筑大型系列研讨会，还成立了“加拿大——中国房地产商交流协会”，旨在促进中加两国在房地产开发及木框架房屋建筑技术方面的信息交流，为中国用户提供木结构房屋建筑。另外，美国、新西兰、丹麦等国家只有木结构住宅生产能力的大企业集团对中国建筑市场也十分看好，并已在北京、上海、南京、苏州等城市连续开发了许多木结构房屋示范项目。所有这些，都将有力地推动木结构建筑在中国的应用。北京西山美别墅上海一木质别墅我国木结构建筑的发展需要解决的问题木结构建筑的教育与研究滞后、多年来木结构建筑被排斥在主流建筑形式之外。传统观念由于受传统农村木屋印象的影响，人们总认为木结构房屋不坚固，四面通风、简陋。其实这是一种误解。现在意义上的木结构房屋是将生态、环保、个性化、美学及现代化技术与传统方法相结合，具有现代气息的多功能木结构建筑。我国新的木结构住宅设计、材料及施工的标准和规范虽然已经出台，不过标准和规范还很难真正落实，木结构设计、施工等程序缺乏科学管理，木结构建筑配套设施工业化程度也较低。国内对作为木结构建筑主要承重构件的人造板材研究较少。依靠国外技术并非长远计策，应该尽可能地多应用本土化的木结构材料并大力加强木结构承重材料和木质复合结构材料的应用研究。现代木结构建筑的建设在中国刚刚起步，虽然在现阶段遇到了不少问题，但由于它有利于保护环境和社会的可持续性发展，必将越来越受到人们的关注和青睐，在建筑市场中将具有很强的竞争力。为了推动现代木结构建筑在中国的健康发展，必须加强木结构建筑各方面的科学研究，科学的进步能带来技术的革命，带来建筑创作的革命，带来一个崭新的中国木结构建筑的发展前景。TheEnd谢谢大家！