淺談木結構建筑設計的實踐

薛慧

摘要:隨著我國社會經濟的飛速發(fā)展以及建筑行業(yè)的不斷進步，綠色低碳建筑設計的應用越來越受到重視，本文主要對綠色建筑中具有代表性的木結構建筑設計進行闡述，結合工程實例及自身經驗，提出相關問題及解決方法。

關鍵詞:木結構建筑

中圖分類號：S611 文獻標識碼：A 文章編號：

在綠色建筑被人們大為倡導的今天，曾有研究表明，在建筑的整個生命周期內，鋼結構建筑的總能耗最大，其次為混凝土結構，而木結構建筑物的周期能耗是最小的。其中，鋼結構建筑物和混凝土建筑 的能耗分別比木結構的高31%和30%。在哈爾濱進行的木結構與磚混復合保溫墻體結構住宅采暖期能耗實測對比實驗研究表明，輕型木結構住宅采暖耗熱量比磚混復合保溫結構節(jié)省了41.99%。木結構建筑從自身材料的生長，到整個建造和使用周期，固碳，高效，保溫節(jié)能性能都是極佳的，由此，發(fā)展并推廣現代木結構建筑技術，有利于降低碳排放，為我國綠色、節(jié)能減碳的建筑提供了一種新的可行的選擇。以下結合實際工程實踐，淺談木結構建筑設計中的一些問題。

1.1木結構建筑分類

木結構建筑按其結構受力形式可分為重型木結構和輕型木結構。我們可以將重型木結構形象地比喻為框架結構，而輕型木結構理解為剪力墻結構（墻承重結構）。重型木結構主要使用實木或膠合木作為框架的梁柱材料，結合梁柱間鋼制連節(jié)點及木屋蓋系統(tǒng)組成的建筑；輕型木結構建筑是指用規(guī)格材、工程木及定向刨花板或膠合板等組成的木構墻體、樓蓋和屋蓋系統(tǒng)構成的建筑?，F代的重型木結構區(qū)別于中國古代的木結構，主要展示木結構的現代簡潔宜人高技的特點。而輕型木結構則成為高性能、低造價、節(jié)能低碳建筑的代表。

某重木結構室內實景

1.2淺談木結構建筑設計中常見的一些問題

1.2.1防火設計

談到木結構建筑，很多人的第一反應可能是它是否能夠滿足建筑防火規(guī)范的要求呢？答案是肯定的。按照《建筑設計防火規(guī)范》及《木結構設計防火規(guī)范》要求，木結構的承重柱，梁及屋頂承重構件的耐火極限要求都是1.00小時。那么，木結構建筑是如何來滿足這1.00小時的要求呢？

在重木結構中的，大截面木構件梁柱在遇火時，木材表面會點燃并迅速燃燒，燃燒的木材會形成炭化層，從而開始扮演了“絕緣”隔熱的角色，這樣的碳化層能阻斷內部木材直接受高溫侵襲，在一定的時間內降低了內部材質燒焦的幾率，從而將初始燃燒速率降到一個穩(wěn)定值。表面形成的炭化層保護了構件內部受火的進一步作用。其防火設計的原理主要是通過計算結構構件受力要求的最小尺寸，然后附加1小時碳化保護層厚度，從而使得構件在受火時能夠保持相對較長時間的強度，來滿足防火規(guī)范的要求。

送審版《膠合木結構技術規(guī)范》表7.1.4 有效炭化速率和炭化層厚度

輕木結構建筑則主要通過石膏板、木骨架、定向木片板等組成的復合型的墻體樓蓋來滿足耐火極限的要求，例如：

參《建筑設計防火規(guī)范》條文說明5.5表20

1.2.2空間及室內效果

木結構建筑，特別是重木結構建筑，木構件是是室內空間展示的一部分，因此，室內設計需要緊密結合建筑設計，做到合理的展示和隱藏，就可以以最合理經濟的設置輕重木的配比，達到最好的建筑空間展示效果。

1.2.3室內及設備工種的協(xié)調

鑒于上述重木結構建筑需要原真性地展示，此要求有別于一般的建筑，因此，在重木結構建筑的頂棚常常不能設置足夠的吊頂裝飾空間，來隱藏空調風管及電力橋架。在此類建筑設計中，建筑需要緊密結合室內設計，協(xié)調各專業(yè)，尋求最佳的解決方案。通常建議選擇架空地面層的建筑形式，用來布置暖通管線及主要電線橋架，另外，噴淋及燈具仍可結合室內裝飾安裝在頂部；地面出風口，室外取風口等均需分別結合建筑及室內設計來完成。如圖所示：

輕木結構建筑，由于室內墻體、樓板吊頂等的完成面均為石膏板，可以如普通墻體似的附加其他例如面磚，粉刷等的裝飾面層，因此，在設備配合要求方面沒有重木結構那么復雜嚴格，管線可以安排預埋在墻骨柱層中。只是輕木墻體猶如承重墻，一旦施工完畢不能隨意改變受力墻體的位置，隨意改變室內空間的分隔。

1.3結語

木結構建筑的應用不僅能夠滿足防火規(guī)范的要求，還具有各方面的優(yōu)良性能，如設計靈活，施工迅速，能顯著降低二氧化碳的排放，降低建筑物的能耗等。隨著木結構研究的進一步深化，以及人們觀念的改變，其發(fā)展前景十分廣闊。在符合國家建筑節(jié)能降耗的政策措施和循環(huán)經濟原則的情況下，此類綠色生態(tài)建筑設計的應用也將更為廣泛。其建筑設計深度因涉及工業(yè)加工及生產，也同普通建筑差異甚大，需要付出更多的努力來實現，值得我們不停探索。

參考文獻

[1] GB 50016-2006.建筑設計防火規(guī)范

[2] 膠合木結構技術規(guī)范（送審稿）

[3] 劉靜,張盛東.木結構防火設計方法簡介[J].災害學,2010,25(z1):131-135.

[4] 范新海,張盛東,屈文俊等.重型木結構抗火設計方法介紹[J].結構工程師,2010,26(6):16-20.

[5] 趙克儉. 木結構在建筑設計中的應用[J]. 天津建設科技, 2010,(05).

[6] 王文勝,周峻.??都江堰市向峨小學設計[J].?建筑學報.?2010(09)

[7] Mattbew J.schmidt.A chance of view.Structure magazine,January, 2009:34-37