木結(jié)構(gòu)建筑的特點(diǎn)及發(fā)展前景

劉建宏

摘 要：近年來，鋼筋混泥土建筑遍布我國各大中小城市，而傳統(tǒng)的木結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展卻處于低迷期。文章在對比分析木結(jié)構(gòu)建筑特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，通過對木結(jié)構(gòu)建筑進(jìn)行分類，分析其在中國的發(fā)展前景，倡導(dǎo)我國在實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的道路上，應(yīng)大力發(fā)展木結(jié)構(gòu)建筑。

關(guān)鍵詞：木結(jié)構(gòu)建筑；分類；特點(diǎn)；發(fā)展前景

目前，我國建筑大多以鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)為主，隨著建筑業(yè)的高速發(fā)展，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)給環(huán)境造成的壓力越來越大，引起了國家和社會(huì)的高度關(guān)注。高耗能、高污染的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)明顯需要進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，以減少其對環(huán)境的污染。同時(shí)，國家和社會(huì)的目光不應(yīng)僅僅停留在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)化改進(jìn)上，也應(yīng)關(guān)注中國傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)建筑本身的優(yōu)勢以及未來的發(fā)展前景。

1 木結(jié)構(gòu)建筑的優(yōu)勢

1.1 綠色節(jié)能

木結(jié)構(gòu)建筑的結(jié)構(gòu)主體是天然綠色環(huán)保的生物質(zhì)材料，在進(jìn)行建材的配備時(shí)，要確保其不含對人體有害的物質(zhì)，施工過程中應(yīng)選用符合環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的輔助材料和涂料。木結(jié)構(gòu)與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比，對水、空氣的污染程度更低，對能源的消耗更少，產(chǎn)生的溫室氣體及固體廢物更少。木結(jié)構(gòu)建筑的保溫節(jié)能功能比較突出，其主要原因是在木材的細(xì)胞結(jié)構(gòu)中，很多空腔的存在，而且較為微小，空腔的存在不僅能夠顯著改善自身的天然熱效率，還能夠?qū)崿F(xiàn)熱量散發(fā)過程的阻擋，除此之外，空腔有比鋼材和混凝土高數(shù)十倍的阻擋熱量散發(fā)的能力。所以，同等隔熱效果下，鋼筋混凝土建筑需要使用更多的隔熱材料。

1.2 抗震性強(qiáng)

木結(jié)構(gòu)建筑由箱式六面體組成，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，有利于提升其抗震性，此外，由于木材本身質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于鋼筋混凝土，對地震力的吸收也就相對較小，從而提升了木結(jié)構(gòu)建筑的抗震性。除此之外，在樓板與墻體之間形成一定的空間箱形結(jié)構(gòu)，能夠促進(jìn)構(gòu)件之間產(chǎn)生相互作用。在這種情況下，發(fā)生地震，一般只會(huì)出現(xiàn)整體上的稍微變形，當(dāng)木結(jié)構(gòu)骨架仍然可以保持結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性，倒塌不會(huì)出現(xiàn)。木結(jié)構(gòu)對瞬間沖擊荷載和周期性疲勞破壞都具有良好的延性，因此，木結(jié)構(gòu)建筑的抗震性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于鋼筋混凝土建筑。

1.3 耐用性高

鋼筋混凝土建筑的耐用性遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于木結(jié)構(gòu)建筑，我國歷史上大量的古建筑采用木結(jié)構(gòu)，能夠完好保存至今，有些木結(jié)構(gòu)建筑歷經(jīng)三四百年仍保存完好，就可充分證明這一點(diǎn)。木結(jié)構(gòu)房屋的理論壽命是300年，而且在經(jīng)歷數(shù)十年、甚至數(shù)百年的使用后，木構(gòu)件仍可以用于新的建筑中，這無形中又減少了木材的浪費(fèi)。

2 現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)房屋的類別

2.1 輕型木結(jié)構(gòu)建筑房屋

輕型木結(jié)構(gòu)房屋主要由小尺寸規(guī)格材、木基結(jié)構(gòu)板材或石膏板制作的木骨架墻體、樓蓋和屋蓋等構(gòu)成。各組成部分通過釘、螺栓、齒板進(jìn)行連接及粘接，其中以釘連接為主。房屋基礎(chǔ)通常采用混凝土基礎(chǔ)，為有利于地板下的通風(fēng)和防止蟻害，底層地板下宜設(shè)置高度不低于450mm的架空層。對木基結(jié)構(gòu)板材進(jìn)行選擇時(shí)，需要其滿足國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)，不能夠用普通的膠合板代替。在外圍護(hù)結(jié)構(gòu)中，一般都設(shè)置連續(xù)的氣密層。施工人員可以根據(jù)氣候條件進(jìn)行隔氣層的設(shè)置，除此之外，施工人員需要在外圍護(hù)結(jié)構(gòu)木骨架空腔里，進(jìn)行松散保溫材料的填充，在此基礎(chǔ)上，利用剛性或半剛性成型材料對其進(jìn)行固定。對于屋頂保溫材料，需要將其鋪設(shè)于水平天花板上、屋頂?shù)纳戏交蛘呦路?。對于電線電纜、上下水管以及采暖通風(fēng)管道等設(shè)備而言，施工人員可以在內(nèi)外墻體、樓蓋以及屋蓋骨架所形成的空間中進(jìn)行敷設(shè)。對門窗與其邊框之間的縫隙的處理，主要采用發(fā)泡聚氨酯及密封膏，展開合理的保溫和氣密處理。

2.2 原木結(jié)構(gòu)建筑房屋

原木結(jié)構(gòu)房屋的主要構(gòu)件是矩形實(shí)木和圓形實(shí)木。這種木結(jié)構(gòu)建筑是一種將承重體系與圍護(hù)結(jié)構(gòu)完美結(jié)合的建筑，在施工過程中，主要選用天然耐腐的木材。在進(jìn)行木材的選擇時(shí)，施工設(shè)計(jì)人員可以從矩形木和圓形木兩種類型的木材中進(jìn)行選擇，而且這種木材一般不進(jìn)行等級(jí)的區(qū)分。在矩形木或圓形木結(jié)構(gòu)中，社工人員需要通過對木結(jié)構(gòu)肩上的企口進(jìn)行上下疊砌，充分利用端部的槽口交叉嵌合形成的內(nèi)外圍護(hù)墻體。除此之外，還需要在木構(gòu)件之間進(jìn)行麻布?xì)謮|及特制橡膠條的架設(shè)，提升外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的防水防風(fēng)及保溫隔熱性能。如果想要達(dá)到氣候適應(yīng)程度的最大化，可以充分利用大尺寸構(gòu)件的實(shí)木墻體；如果想要最大幅度降低房屋造價(jià)，可以采用小尺寸原木復(fù)合內(nèi)保溫的墻體。對于房屋基礎(chǔ)來說，主要運(yùn)用的基礎(chǔ)包括混凝土墩式基礎(chǔ)、條形基礎(chǔ)以及筏板基礎(chǔ)。如果采用墩式基礎(chǔ)以及條形基礎(chǔ)，那么施工設(shè)計(jì)人員需要注意在底層地板下進(jìn)行高度不小于450mm的架空層的設(shè)置，還需要在復(fù)合墻體的高溫一側(cè)進(jìn)行一層隔氣層的設(shè)置。為了提升調(diào)節(jié)伸縮能力，施工設(shè)計(jì)人員需要在墻體與屋蓋之間、不同材質(zhì)墻體之間以及門窗洞口處進(jìn)行膨脹空間的預(yù)留，而且還需要進(jìn)行可滑動(dòng)蓋縫條的設(shè)置。在建筑外表面進(jìn)行防水劑的涂刷也是可行措施之一，但是施工設(shè)計(jì)人員需要盡量避免因?yàn)闃?gòu)件收縮而導(dǎo)致的縫隙積水。

2.3 普通木結(jié)構(gòu)建筑房屋

普通木結(jié)構(gòu)房屋是一種承重木框結(jié)構(gòu)建筑，主要的構(gòu)件是統(tǒng)一規(guī)格的鋸木為梁、多種規(guī)格的鋸木為柱制件。在普通木結(jié)構(gòu)的各個(gè)組成部分之間進(jìn)行連接時(shí)，齒、螺栓及釘?shù)榷际禽^為常見的方式，鋼連接件可以起到一定的加強(qiáng)作用。主要采用的房屋基礎(chǔ)是鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)。施工設(shè)計(jì)人員需要注意在基礎(chǔ)底層地板下進(jìn)行架空層的設(shè)置，將架空層地面控制在高于室外地坪450mm的范圍內(nèi)。同時(shí)還需要進(jìn)行塑料薄膜的鋪設(shè)，以取得防潮效果。在對外墻進(jìn)行裝修的過程中，涂料和掛板是較為常見的兩種方式。裝修材料能夠起到將承重木框架進(jìn)行覆蓋的作用，中空的墻壁由此形成。在這個(gè)過程中，需要保證墻壁外裝材料的燃燒性能符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于A級(jí)材料的要求。對于墻體、樓蓋及屋蓋結(jié)構(gòu)來說，在其中進(jìn)行燃燒性能為A級(jí)的保溫材料的填充也是必要的措施之一。除此之外，對于構(gòu)件的燃燒性能來說，要將其耐火極限控制在現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定之內(nèi)。

3 發(fā)展前景

3.1 發(fā)展歷史及分類

我國木結(jié)構(gòu)建筑可分為古代木結(jié)構(gòu)建筑和現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)建筑。古代木結(jié)構(gòu)建筑是指原木經(jīng)過簡單處理，用榫卯連接的梁柱框架體系，其主要為宮殿、寺廟和傳統(tǒng)居民房所采用，整體相對較為傳統(tǒng)，布局中庸，講求對稱美。20世紀(jì)90年代，我國引進(jìn)了一批國外木結(jié)構(gòu)建筑，現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)建筑逐漸發(fā)展起來，并逐漸被人們所接受。

我國木結(jié)構(gòu)建筑按照不同的標(biāo)準(zhǔn)，可分為如下幾類，按現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)建筑形式可以分為重型木結(jié)構(gòu)和輕型木結(jié)構(gòu)，重型木結(jié)構(gòu)多使用膠合木為主要承重構(gòu)件，梁柱式結(jié)構(gòu)居多，多用于公共建筑；輕型木結(jié)構(gòu)多用于民居。按規(guī)范體系可分為普通木結(jié)構(gòu)、膠合木結(jié)構(gòu)和輕型木結(jié)構(gòu)三種。普通木結(jié)構(gòu)的承重構(gòu)件采用實(shí)木制作，為單層或多層木結(jié)構(gòu)；膠合木結(jié)構(gòu)的承重構(gòu)件采用膠合木制作。

3.2 未來發(fā)展前景

我國留存下來的古代木結(jié)構(gòu)由于對原生林木的依賴性高，再加上對手工技術(shù)的要求也比較高，不適用大范圍的建設(shè)，難以滿足現(xiàn)代工業(yè)化生產(chǎn)的要求。所以必須在此基礎(chǔ)上，結(jié)合現(xiàn)代工藝，對于木結(jié)構(gòu)建筑開展改良創(chuàng)新?，F(xiàn)代木結(jié)構(gòu)建筑具有綠色、節(jié)能、抗震性好以及耐用性等眾多優(yōu)點(diǎn)，對今后的可持續(xù)發(fā)展具有重要的作用。當(dāng)前建筑行業(yè)處于興盛期，國家大力倡導(dǎo)綠色環(huán)保型建筑，木結(jié)構(gòu)建筑在建筑行業(yè)必能進(jìn)一步發(fā)展。

4 結(jié)語

現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)建筑在傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，順應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)化的要求，積極融進(jìn)科技，突出傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)建筑的優(yōu)勢特點(diǎn)，回避并解決了傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)中存在的問題，在倡導(dǎo)綠色環(huán)保、節(jié)能減排，可持續(xù)發(fā)展的今天，現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展必有廣闊的前景。

參考文獻(xiàn)

[1] 婁萬里，任海青.木結(jié)構(gòu)建筑的特征及在我國的發(fā)展前景[J].木材工業(yè)，2015，29（05）：20-23.

[2] 丁玫，李鵬.木結(jié)構(gòu)建筑的優(yōu)勢及發(fā)展[J].林產(chǎn)工業(yè)，2014，41（04）：41-43.

[3] 杜文鑫，郭明輝.教學(xué)改革視角下苗族木結(jié)構(gòu)建筑的特征探究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2015（17）：367-368，371.