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国外木质建材和木结构房屋发展现状

作者:mcl123888 来源: 日期:2016-10-13 17:00:21
 

建材有水泥、钢材和木材之分,而木材是其中唯一的“负碳”建材(树木在生长过程中固化的碳比木材在生产和使用过程中释放的碳更多),现代木结构建筑也因其“碳汇”作用和优异的节能性能备受关注。而北美和日本等发达国家,在木材及木结构应用领域已经取得了长足的进步,本文着重对其发展现状和方式进行介绍。 安全耐用的木结构房屋,成为发达国家新建建筑的首选 随着木质建材和木结构房屋技术的快速发展,其在使用性能上已经赶上甚至超过了我们常用的建筑体系。而在节能效果方面木结构建筑的表现也更为出色,其节能效率也比混凝土建筑高40%以上,加之其居住舒适、贴近自然的特性,木结构房屋已成为发达国家别墅及低层住宅所采用的首选和推广的新型房屋建筑体系。在美国和加拿大的新建建筑中 90%以上都开始采用木结构;在对环保要求极高的日本,该比例也达到了 50%以上。

木质建材和木结构之所以流行于欧美等发达国家,主要原于这种建材和建筑结构的诸多优点。比如,优良的抗震性能。2009 年 7 月 14 日,在日本神户三木市,日本和美国的科学家进行了一次迄今为止世界上规模最大的木结构建筑振动台实验。此次试验模拟的人造地震强度相当于里氏 7.5 级,持续震动了约 40 秒钟。测试结果表明中等高度的木结构建筑物对强烈的地震有较高的耐受力。作为处于地震环带的岛国日本,每年有大大小小的地震千余次,所以日本政府对于建筑物抗震性能有着非常严格的规定。神户大地震后,轻型木结构作为抗震性能较好的结构形式被日本政府采纳并大规模推广。 除了抗震性能提起木结构,大家就会联想到木材的易燃性,其实房屋的防火性能主要取决于房屋中用于构成房顶、墙壁和地板各部分的整体材料。木结构的各组成部分加上石膏墙板,很容易达到与砖石结构相同的防火性能。例如,1991 年 12 月 4 日,在日本对一幢美式木结构房屋进行了一次火灾试验。试验中模拟发生地震,摇晃房屋,然后用火将其点燃。这时,该房屋表现出了极为出色的性能,展示了木结构建筑的超级防火性能水平。即使是建造经济型的预制木结构房屋,其抗火灾能力也不低于 2 小时。

一般人对木结构房屋的耐久性及坚固性产生不少疑问。事实上若能正确使用材料和建筑工艺,木结构房屋也是最坚固和耐久房屋。现在发达国家普及的轻型木结构建筑,使用在 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,我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。 既可工业化生产,又能保持居住舒适度 因北美木结构房屋可以工业化生产,在日本就应运而生了很多房屋工厂,他们像制造汽车一样制造房屋。目前,日本装备最先进的房屋制造工厂,平均每 8 分钟就有一套 200m2 左右的标准房屋下线,然后运输到建造工地进行拼装,而且装配速度非常快。快速、简易地进行安装,取代“传统建筑结构的湿作业”。而且不需要大型的施工设备,施工现场清洁,不会产生建筑垃圾,施工时基本不受天气及季节影响,建造周期和资金占用时间大大缩短。一栋 300m2~400m2 的房屋含装修 45 天就可以入住,而且消费者可以自己参与设计和装配,可以真正实现房屋便捷成型的梦想,成为完全和搭积木一样的装配房屋,这种工业化住宅也可称为集成住宅。 除了使用木材外,北美木结构建筑还采用玻璃纤维或泡沫作为保温材料。同时使用木材和保第 2 页 共 2 页温材料,保证了木结构房屋建筑具有极高的能源效益。众所周知,木材是一种多孔性材料,导热系数较小,是热的不良导体。对居室的温度能起到一定的调节作用。另外,调湿特性也是木材所具备的独特性能之一,木材自身的吸湿和解吸作用直接缓和室内湿度变化。

通过混凝土造房屋与木结构房屋的对比研究表明,木屋的年平均湿度比混凝土造房屋低 8%~10%,变化范围保持在60%~80%左右,这与最佳居住环境相对湿度 60%的指标最为接近。北美现代木结构房屋拥有防雨设计,可有效防止雨水渗入房子。墙体通风,可使用呼吸纸让室内保持干爽。人居住在木结构房屋内可以享受干爽、四季如春、冬暖夏凉的舒适度。 因轻型木结构墙体基本采用 2x4 规格材,规格材本身厚度只有 89mmm,再加上 OSB 板和石膏板的厚度总墙厚度 13cm,而砖墙墙体厚度最薄也为 24cm,所以木结构房屋的用房率比砖混结构要多 5%~10%。更多的使用面积可创造更高的住房价值。轻型木结构房屋也不像框架结构那样有突出墙面的柱子和各种管道(因为各种管道均科学地隐蔽在间隔内),所以空间使用起来会更合理。 一项比较有趣的研究表明,长期居住木结构房屋能延长寿命 9~11 年。

木结构房屋内存在的芬多精与负离子(空气维他命)较钢筋混凝土房屋高出几十倍至几百倍。芬多精与负离子是现代森林浴者倍加推宠的物质,能够杀死空气中的细菌,遏制人类疾病,增强免疫力。对人体恢复清醒、提高注意力、降低血压、安定人体自律神经,进而使人心情舒爽等方面具有改善作用。在日本的一项调查也显示,学生和上班族在相对较好的绿色环境中学习和工作的效率更高,而木结构建筑无疑是各种建筑体系中最好的绿色环境。 发展木质建材,不可忽视对森林资源的保护 木质建材和木结构在国外建筑领域的广泛应用,主要得益于其具有的可再生属性。当今世界无论是传统能源的煤炭、石油、天然气,还是各类金属矿石资源都在急速的减少中,而建筑业作为消耗各类资源的大户更加需要长期的、可持续的发展计划。森林资源缺乏是制约我国木结构发展的主要因素之一,借鉴国外的经验则可完全改变木材稀缺的局面。

加拿大拥有丰富的森林资源,是在政府良好的森林管理制度下,科学砍伐、科学造林的结果。当地法律规定砍 1 棵树要种 5 棵树以上,因此越砍越多,形成林业有序发展。这就是可持续林业管理的伟大作用。如此良性循环,加拿大的森林资源可以取之不尽,用之不竭。 日本土地狭小,人口稠密,人口密度将近比中国高出 2.5 倍。二战后日本全国努力造林,现在日本的森林覆盖面积已超过 67%,其中人工林为 1040 万公顷,占森林总面积的 41.4%;天然林1475 万公顷,占森林总面积的 58.6%。而且许多林区已到成熟年份,也已经开始出口原木,其原因也是在砍伐的时候仍然补种新的树苗。日本从森林产品完全依赖进口到如今外销原木的事实和经验确实值得我们学习。




 
 
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