防腐木結(jié)構(gòu)建筑并非新鮮事物,中國數(shù)千年來一直保留著使用木材建筑房屋的傳統(tǒng)。防腐木結(jié)構(gòu)建筑不但是我國傳統(tǒng)建筑的主要形式,而且在我國有著非常悠久的歷史,最早可追溯到西安半坡仰韶文化時期用木柱和茅草建成的茅草房。在之后的歷朝歷代中,如木塔、廟宇等很多古建筑也都采用了木結(jié)構(gòu)。其中,很多建筑經(jīng)歷了上千年歷史的演變,一直留傳至今,成為我國古建筑的代表作和古代精湛建筑工藝的見證者。
但是,隨著時間的推移,我國傳統(tǒng)防腐木結(jié)構(gòu)建筑逐步被大量的鋼筋水泥建筑所替代,鋼筋混凝土建筑占領(lǐng)了主導地位,防腐木結(jié)構(gòu)建筑幾乎銷聲匿跡,成為稀有之物。隨著低碳、綠色生態(tài)城理念的推廣,人們的注意力再次聚焦到不但歷史悠久而且未來在推動建筑和城市低碳發(fā)展中蘊含著巨大潛力的防腐木結(jié)構(gòu)建筑。
實現(xiàn)建筑全壽命周期節(jié)能
有數(shù)據(jù)顯示,在發(fā)達國家,70%的住房為輕型木結(jié)構(gòu),在北美這一比例更是高達90%。
防腐木結(jié)構(gòu)建筑在綠色環(huán)保、保溫節(jié)能、安全、抗震、耐久、舒適、節(jié)約成本等方面所具有的優(yōu)勢不但經(jīng)過了歷史的檢驗,而且國內(nèi)外現(xiàn)代防腐木結(jié)構(gòu)建筑的使用經(jīng)驗也充分證明這些優(yōu)點,成為業(yè)界公認的建筑節(jié)能的理想選擇。
有專家指出,木材與鋼材、鋁材等建筑材料相比,雖然這些材料都可循環(huán)使用,但是鋼材、鋁材在生產(chǎn)過程中消耗的能源要遠遠多于木材。在建筑中使用木材,不但可減少建筑使用過程中二氧化碳的排放,而且可降低建筑材料生產(chǎn)過程的碳排放,真正實現(xiàn)建筑物全壽命周期的綠色節(jié)能。此外,木材的隔熱性能十分好,其熱阻值是鋼材的400倍、混凝土或磚的10倍,這意味著鋼材、混凝土或磚石結(jié)構(gòu)建筑如要達到與木結(jié)構(gòu)相同的節(jié)能水平,必須使用更多的保溫材料或加厚墻體,也就是說防腐木結(jié)構(gòu)建筑比其它結(jié)構(gòu)建筑可多出2%~5%的使用面積。
清華大學和北京工業(yè)大學曾共同對同一棟建筑分別使用木材、鋼材和混凝土在50年使用壽命內(nèi)的生命周期進行了比較。結(jié)果顯示,防腐木結(jié)構(gòu)建筑在整個生命周期內(nèi)比鋼或混凝土結(jié)構(gòu)建筑節(jié)能約25%。
據(jù)悉,木結(jié)構(gòu)在建筑中的應(yīng)用范圍廣泛且應(yīng)用方法多種多樣,不但適用于用子制造低層住宅、多層住宅、商用建筑、工業(yè)建筑,還可與混凝土和鋼結(jié)構(gòu)共同組成混合結(jié)構(gòu)。木結(jié)構(gòu)構(gòu)件可用作高層和多層建筑的內(nèi)外填充墻以及屋架。此外,膠合木等工程木產(chǎn)品可廣泛應(yīng)用于大跨度、大空間建筑,天然耐久的木材和經(jīng)防腐處理的木材產(chǎn)品可應(yīng)用于景觀工程
中國每年新建建筑總量約為20億平方米,居世界首位。其中住宅建筑消耗了建筑總能耗的40%,使用木結(jié)構(gòu)對于建筑節(jié)能將會產(chǎn)生巨大的作用。
完善標準規(guī)范開展國際合作
如何利用國外豐富的木材資源和借鑒國外經(jīng)驗發(fā)展我國的現(xiàn)代防腐木結(jié)構(gòu)建筑?如何讓防腐木結(jié)構(gòu)建筑復興,讓鋼筋混凝土的叢林中多點大自然的氣息?這成為當前中國建筑界的一個新課題。
為了推動現(xiàn)代防腐木結(jié)構(gòu)建筑在中國的發(fā)展,近年來,住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部不但制定和完善了相關(guān)規(guī)范和標準,而且與歐洲、加拿大等國家展開了一系列緊密合作。
從2003年制定的《木結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB50005),到《建設(shè)設(shè)計防火規(guī)范》、《膠合木結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》、《輕型木桁架技術(shù)規(guī)范》、《木骨架組合墻體技術(shù)規(guī)范》等一系列國家和行業(yè)規(guī)范和標準的制定、修編,使中國防腐木結(jié)構(gòu)建筑規(guī)范和標準得到不斷更新和完善,為防腐木結(jié)構(gòu)建筑新技術(shù)在中國的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。
在木結(jié)構(gòu)典型構(gòu)件耐火驗證試驗研究、木結(jié)構(gòu)房屋足尺模型模擬地震振動臺試驗、目測分級規(guī)格材強度測試研究、中國防腐木結(jié)構(gòu)建筑耐久性研究等課題中,我國與加拿大、歐洲和其他多個國家的有關(guān)科研機構(gòu)和專家進行了多項聯(lián)合研究,不但為中國防腐木結(jié)構(gòu)建筑規(guī)范的制定提供了科學依據(jù),而且對加快防腐木結(jié)構(gòu)建筑在中國的成本下降將起到推動作用。
在汶川地震后,防腐木結(jié)構(gòu)建筑顯示出的抗震性能,使中國政府與支持重建的加拿大和歐洲專家緊密合作,在部分房屋、學校等的重建中采用木結(jié)構(gòu)。
開發(fā)適宜不同氣候的產(chǎn)品
隨著不斷探索和實踐,當前我國木框架墻體逐步向更加節(jié)能、健康、環(huán)保、經(jīng)濟、耐久的方向發(fā)展,出現(xiàn)了中高層、混合結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、新型結(jié)構(gòu)材料等適用于不同建筑類型的墻體產(chǎn)品.并且形成了可為專業(yè)化生產(chǎn)提供技術(shù)咨詢、為政策制定提供依據(jù)的產(chǎn)品手冊、標準、技術(shù)規(guī)程、法規(guī)等,墻體產(chǎn)品及其生產(chǎn)更加標準化、工業(yè)化,提高了機械加工預制程度和建筑質(zhì)量。
中國林業(yè)科學研究院研究員費本華說:“在中國建造防腐木結(jié)構(gòu)建筑必須全面考慮不同氣候環(huán)境下的結(jié)構(gòu)設(shè)計、構(gòu)造細節(jié)、處理維護等各方面。盡管多年來墻體節(jié)能技術(shù)研究已經(jīng)取得了很多成果,組合構(gòu)造體系越來越成熟,但是由于氣候的多樣性、多變性和復雜性,以及墻體材料的不斷創(chuàng)新和對節(jié)能水平要求的不斷提高,墻體節(jié)能研究及設(shè)計仍然是當今非常重要的研究課題之一。”
他指出,控制熱量傳遞、降低熱量的散失或進入,節(jié)約能耗;控制水蒸氣擴散,防止結(jié)露,避免保'溫材料性能下降;阻止空氣從連接縫隙處流動,防止帶入過量冷熱空氣和濕氣;阻止雨水及冰雪融水入侵,避免墻體中木質(zhì)材料和填充材料腐朽和侵蝕,導致節(jié)能構(gòu)造受損等都是當前業(yè)內(nèi)研究的重點。
在鋼筋混凝土建筑占主的城市中,防腐木結(jié)構(gòu)建筑復興并非易事。費本華強調(diào),為不同氣候區(qū)提供適用的節(jié)能、耐久、優(yōu)質(zhì)的外墻產(chǎn)品,對于我國發(fā)展防腐木結(jié)構(gòu)建筑十分重要,今后還需要在墻體節(jié)能及測試技術(shù)高性能產(chǎn)品的研發(fā)、產(chǎn)業(yè)化預制工藝技術(shù)、標準體系建立等方面下功夫。
但是,隨著時間的推移,我國傳統(tǒng)防腐木結(jié)構(gòu)建筑逐步被大量的鋼筋水泥建筑所替代,鋼筋混凝土建筑占領(lǐng)了主導地位,防腐木結(jié)構(gòu)建筑幾乎銷聲匿跡,成為稀有之物。隨著低碳、綠色生態(tài)城理念的推廣,人們的注意力再次聚焦到不但歷史悠久而且未來在推動建筑和城市低碳發(fā)展中蘊含著巨大潛力的防腐木結(jié)構(gòu)建筑。
實現(xiàn)建筑全壽命周期節(jié)能
有數(shù)據(jù)顯示,在發(fā)達國家,70%的住房為輕型木結(jié)構(gòu),在北美這一比例更是高達90%。
防腐木結(jié)構(gòu)建筑在綠色環(huán)保、保溫節(jié)能、安全、抗震、耐久、舒適、節(jié)約成本等方面所具有的優(yōu)勢不但經(jīng)過了歷史的檢驗,而且國內(nèi)外現(xiàn)代防腐木結(jié)構(gòu)建筑的使用經(jīng)驗也充分證明這些優(yōu)點,成為業(yè)界公認的建筑節(jié)能的理想選擇。
有專家指出,木材與鋼材、鋁材等建筑材料相比,雖然這些材料都可循環(huán)使用,但是鋼材、鋁材在生產(chǎn)過程中消耗的能源要遠遠多于木材。在建筑中使用木材,不但可減少建筑使用過程中二氧化碳的排放,而且可降低建筑材料生產(chǎn)過程的碳排放,真正實現(xiàn)建筑物全壽命周期的綠色節(jié)能。此外,木材的隔熱性能十分好,其熱阻值是鋼材的400倍、混凝土或磚的10倍,這意味著鋼材、混凝土或磚石結(jié)構(gòu)建筑如要達到與木結(jié)構(gòu)相同的節(jié)能水平,必須使用更多的保溫材料或加厚墻體,也就是說防腐木結(jié)構(gòu)建筑比其它結(jié)構(gòu)建筑可多出2%~5%的使用面積。
清華大學和北京工業(yè)大學曾共同對同一棟建筑分別使用木材、鋼材和混凝土在50年使用壽命內(nèi)的生命周期進行了比較。結(jié)果顯示,防腐木結(jié)構(gòu)建筑在整個生命周期內(nèi)比鋼或混凝土結(jié)構(gòu)建筑節(jié)能約25%。
據(jù)悉,木結(jié)構(gòu)在建筑中的應(yīng)用范圍廣泛且應(yīng)用方法多種多樣,不但適用于用子制造低層住宅、多層住宅、商用建筑、工業(yè)建筑,還可與混凝土和鋼結(jié)構(gòu)共同組成混合結(jié)構(gòu)。木結(jié)構(gòu)構(gòu)件可用作高層和多層建筑的內(nèi)外填充墻以及屋架。此外,膠合木等工程木產(chǎn)品可廣泛應(yīng)用于大跨度、大空間建筑,天然耐久的木材和經(jīng)防腐處理的木材產(chǎn)品可應(yīng)用于景觀工程
中國每年新建建筑總量約為20億平方米,居世界首位。其中住宅建筑消耗了建筑總能耗的40%,使用木結(jié)構(gòu)對于建筑節(jié)能將會產(chǎn)生巨大的作用。
完善標準規(guī)范開展國際合作
如何利用國外豐富的木材資源和借鑒國外經(jīng)驗發(fā)展我國的現(xiàn)代防腐木結(jié)構(gòu)建筑?如何讓防腐木結(jié)構(gòu)建筑復興,讓鋼筋混凝土的叢林中多點大自然的氣息?這成為當前中國建筑界的一個新課題。
為了推動現(xiàn)代防腐木結(jié)構(gòu)建筑在中國的發(fā)展,近年來,住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部不但制定和完善了相關(guān)規(guī)范和標準,而且與歐洲、加拿大等國家展開了一系列緊密合作。
從2003年制定的《木結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB50005),到《建設(shè)設(shè)計防火規(guī)范》、《膠合木結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》、《輕型木桁架技術(shù)規(guī)范》、《木骨架組合墻體技術(shù)規(guī)范》等一系列國家和行業(yè)規(guī)范和標準的制定、修編,使中國防腐木結(jié)構(gòu)建筑規(guī)范和標準得到不斷更新和完善,為防腐木結(jié)構(gòu)建筑新技術(shù)在中國的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。
在木結(jié)構(gòu)典型構(gòu)件耐火驗證試驗研究、木結(jié)構(gòu)房屋足尺模型模擬地震振動臺試驗、目測分級規(guī)格材強度測試研究、中國防腐木結(jié)構(gòu)建筑耐久性研究等課題中,我國與加拿大、歐洲和其他多個國家的有關(guān)科研機構(gòu)和專家進行了多項聯(lián)合研究,不但為中國防腐木結(jié)構(gòu)建筑規(guī)范的制定提供了科學依據(jù),而且對加快防腐木結(jié)構(gòu)建筑在中國的成本下降將起到推動作用。
在汶川地震后,防腐木結(jié)構(gòu)建筑顯示出的抗震性能,使中國政府與支持重建的加拿大和歐洲專家緊密合作,在部分房屋、學校等的重建中采用木結(jié)構(gòu)。
開發(fā)適宜不同氣候的產(chǎn)品
隨著不斷探索和實踐,當前我國木框架墻體逐步向更加節(jié)能、健康、環(huán)保、經(jīng)濟、耐久的方向發(fā)展,出現(xiàn)了中高層、混合結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、新型結(jié)構(gòu)材料等適用于不同建筑類型的墻體產(chǎn)品.并且形成了可為專業(yè)化生產(chǎn)提供技術(shù)咨詢、為政策制定提供依據(jù)的產(chǎn)品手冊、標準、技術(shù)規(guī)程、法規(guī)等,墻體產(chǎn)品及其生產(chǎn)更加標準化、工業(yè)化,提高了機械加工預制程度和建筑質(zhì)量。
中國林業(yè)科學研究院研究員費本華說:“在中國建造防腐木結(jié)構(gòu)建筑必須全面考慮不同氣候環(huán)境下的結(jié)構(gòu)設(shè)計、構(gòu)造細節(jié)、處理維護等各方面。盡管多年來墻體節(jié)能技術(shù)研究已經(jīng)取得了很多成果,組合構(gòu)造體系越來越成熟,但是由于氣候的多樣性、多變性和復雜性,以及墻體材料的不斷創(chuàng)新和對節(jié)能水平要求的不斷提高,墻體節(jié)能研究及設(shè)計仍然是當今非常重要的研究課題之一。”
他指出,控制熱量傳遞、降低熱量的散失或進入,節(jié)約能耗;控制水蒸氣擴散,防止結(jié)露,避免保'溫材料性能下降;阻止空氣從連接縫隙處流動,防止帶入過量冷熱空氣和濕氣;阻止雨水及冰雪融水入侵,避免墻體中木質(zhì)材料和填充材料腐朽和侵蝕,導致節(jié)能構(gòu)造受損等都是當前業(yè)內(nèi)研究的重點。
在鋼筋混凝土建筑占主的城市中,防腐木結(jié)構(gòu)建筑復興并非易事。費本華強調(diào),為不同氣候區(qū)提供適用的節(jié)能、耐久、優(yōu)質(zhì)的外墻產(chǎn)品,對于我國發(fā)展防腐木結(jié)構(gòu)建筑十分重要,今后還需要在墻體節(jié)能及測試技術(shù)高性能產(chǎn)品的研發(fā)、產(chǎn)業(yè)化預制工藝技術(shù)、標準體系建立等方面下功夫。