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論我國木結構建筑的發展前景
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論我國木結構建筑的發展前景

  • 分類:行業動態
  • 作者:
  • 來源:
  • 發布時間:2020-03-01
  • 訪問量:

【概要描述】木結構建筑主要是指由木材為主建造的公共建筑、住宅建筑、景觀建筑和其他構筑物等。它是建筑中極為重要的部分,由于近幾十年來國內此領域發展的滯后,新型的木結構建筑沒有被人們廣泛認知,在此,筆者就有關木結構建筑國內外現狀,木結構建筑在我國應用面臨的問題與對策,以及木結構建筑發展前景進行簡述。

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論我國木結構建筑的發展前景

【概要描述】木結構建筑主要是指由木材為主建造的公共建筑、住宅建筑、景觀建筑和其他構筑物等。它是建筑中極為重要的部分,由于近幾十年來國內此領域發展的滯后,新型的木結構建筑沒有被人們廣泛認知,在此,筆者就有關木結構建筑國內外現狀,木結構建筑在我國應用面臨的問題與對策,以及木結構建筑發展前景進行簡述。

  • 分類:行業動態
  • 作者:
  • 來源:
  • 發布時間:2020-03-01 12:13
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詳情
木結構建筑主要是指由木材為主建造的公共建筑、住宅建筑、景觀建筑和其他構筑物等。它是建筑中極為重要的部分,由于近幾十年來國內此領域發展的滯后,新型的木結構建筑沒有被人們廣泛認知,在此,筆者就有關木結構建筑國內外現狀,木結構建筑在我國應用面臨的問題與對策,以及木結構建筑發展前景進行簡述。
 
1.木結構建筑基本狀況
 
木結構建筑以其建造容易、環境友好、冬暖夏涼、節能環保、低碳綠色、貼近自然等諸多優點,深受人們的喜愛。因其使用的木材強重比高、性能獨特、又是可再生資源,且能反復利用,因此木結構建筑被人們稱之為人類的未來之家。
1.1木結構建筑發展簡史
木材在建筑中應用具有悠久的歷史,最古老原始的建筑就是由木材建造而成,數百年甚至上千年的木結構建筑至今在祖國的大江南北皆有存在。最早的古木建筑可追溯到西漢時期,我國就基本上形成了用榫卯連接梁柱的框架體系,一直到唐代,特別是到了宋、元時期,建筑上統一了做法,如李誡著《營造法式》,明、清時期,又有《園冶》、《清工部工程做法則例》,經數千年幾十代人的努力,造就了我國古木建筑的輝煌成就,不愧中華民族瑰寶之一,在世界建筑史上獨豎一幟,豐富了人類的文明史。
1.2國外木結構建筑現狀
在亞洲的日本,歐洲的芬蘭、瑞典,北美的美國、加拿大等發達國家,在民居建筑中已普遍推廣了現代木結構住宅,已形成了三足鼎立之勢,無論是建筑風格、結構體系、營造方式均有各自特色,是目前世界木結構建筑的先進代表。日本近年來在新建住宅中,木結構住宅所占比例基本在45%左右;在北歐的芬蘭、瑞典,90%的民居住宅為1~2層的木結構建筑;在北美,80%的人居住在木結構住宅里,獨立式小住宅占主導地位。德國設有生態住宅研究所、門窗研究所和設計院,專門從事生態材料建造住宅的研究和設計,并已建造了各式各樣的建筑群。日本、美國的加州、我國臺灣等國家或地區將木結構建筑作為防震、抗震的重要措施,這是因為在近幾年日本所發生的地震中,輕型木結構住宅幾乎沒有倒塌的案例。從日本木結構住宅類型來看,梁柱式木結構仍占絕對比例,吸收了中國古木結構的精髓,也有自己獨特的風格和個性。在這些林業發達國家中,各種新型材料、新技術得到了廣泛應用,建筑科技水平已相對成熟,除了建造一些新穎別致的木質別墅外,木結構還向公共建筑、多層和高層混合結構建筑方向發展。
1.3國內木結構建筑現狀
建國后,我國木桁架等木結構由傳統的設計與人工制作,逐步進入到現代膠合木結構的設計與機械加工工藝。但在20世紀80年代以來,國家為了保護森林資源,一直提倡節約代用,特別是建筑主管部門專門發文限制在建筑中使用木材,要求以鋼代木、以塑代木,使得我國木結構建筑停滯了幾十年的研究和應用,使現代木結構建筑與國外拉開了很大的距離。
近十多年來,由于我國推行的人工速生林政策取得了明顯的效果,無論是種植面積還是蓄積量均躍升世界第一,這為木結構這種建筑體系在國內的發展帶來契機。國家建筑和質量監督檢驗等主管部門也與時俱進改變了觀念,先后頒布和實施了多項木結構設計規范與質量驗收規范等標準。在經濟全球化的強力推動下,進口木結構建筑已經悄然進入北京、上海、南京、杭州、西安、武漢和海南等主要消費城市,已引起了人們的普遍關注。木結構應用的領域從住宅、賓館到海濱浴場、茶社以及園林景觀等,迄今為止,國內已建成新型木結構住宅2000多幢,每年以600多幢的速度在建造中。雖然,現行建造的絕對數量不及國外的1‰,但其發展勢頭迅猛,市場廣闊。這些木結構建筑大都采用了國外的結構材料和先進的建造技術,國外政府機構和行業協會在國內舉辦各種規格的培訓和巡回宣講,不少知名高校加入到木結構建筑的研究行列,各種形式的研討會紛紛舉辦,特別是很多木結構生產、建造企業紛紛上馬,在地震災后重建和旅游資源開發中扮演著重要角色,可以預見木結構建筑已迎來了發展的春天。
   
2.木結構建筑的問題與對策
雖然我國近幾年木結構建筑發展迅速,但仍面臨著不少問題和挑戰,如何解決這些問題,并提出相應對策,為我國木結構建筑發展鋪平道路至關重要?,F就有關問題和對策進行分述,以取得各方達成共識。
2.1土地利用問題
我國是個人多地少的國家,國土資源部2003年專門發文限制建造獨立別墅,即今后我國將嚴格控制高檔商品房用地,停止報批別墅用地。從住宅用地來看,由于土地資源位置的固定性和稀缺性,供應量不斷減少,價格不斷上升會推高建造成本,別墅建筑的發展受到制約,故以別墅為主的木結構住宅也毫不例外
鑒于上述原因,建議我國木結構建筑的發展,首先重點應放在村鎮新農村建設和地震多發地區。其次是城鄉結合部的多層混合和可移動木結構建筑,以及生態旅游景區的臨時性建筑。其理由是:村鎮農村的村民具有自己的宅基地且多為單層建筑,因此改建不會影響土地的使用,還提高了土地使用的效率;地震多發地區主要是幅原廣闊的農村或山區,土地不為耕種用地,木結構住宅可作為有效抗震措施。在城鄉結合部建造木混結構住宅與現實沒有差別,而可移動木結構住宅,既不破壞耕地,又能解決經濟實不強的年青夫婦和暫住人口的買房難問題。對一些生態旅游景點,木結構景觀建筑是其理想選擇,不僅不破壞耕地,還美化環境,應用得當還會成為亮麗的景觀。
2.2 森林資源問題
我國森林資源短缺,加之國家保護森林的禁伐政策,由于木結構建筑會大量使用木材,是否制約木結構建筑的發展空間。
近十多年來,森林覆蓋率不斷提高,森林保護政策宣傳深入人心。但是要注意到這一點,國家僅對天然林實施了保護工程,禁止采伐。但人工速生林是鼓勵使用的,如每年大量的楊木做成多層膠合板和單板層積材(LVL)出口給國外建木結構建筑。隨著木結構用材市場的需求和技術進步,國內完全有能力生產結構定向刨花(OSB)、層板膠合木(Glulam)、層疊木片膠合木(LSL)、平行木片膠合木(PSL)、指接材(Finger-jointed Lumber)和工字形木擱柵(I-joist)等新型材料。此外,北美進口規格材(SPF)以其價廉物美進入國內市場,以及俄羅斯的落葉松、樟子松資源豐富,都是建造木結構建筑的好材料。
2.3 思想觀念問題
幾十年來,在我國民用建筑中一直采用磚混結構,其建造成本低、給人感覺上牢靠、耐 久性好、維護成本低,而木結構住宅會不牢固安全、易發火災、蟻蟲害侵蝕、潮濕會引起腐朽發霉等,以至于很難接受這種新型的木結構建筑。
由于對木結構建筑的認識不足,這些擔心是完全可以解理的。木結構住宅只要在成本上、安全上、保護上、功能上采取適當的措施,通過大量的實驗對比,專業知識的宣傳,用樣板房的展示,特別是中華古木建筑及文化的影響,相信人們的觀念是會改變的,木結構建筑是完全可接受的。
2.4 建造成本問題
在木結構住宅的開發建造中,開發商、建造商和消費者最關心的是成本問題,由于現階段在國內建造的木結構建筑多為別墅,加之建造材料多為進口,有的材料或構件甚至要到國外加工,使木結構房屋不包括土地的建造成本達到4000~6000元/m2,使用過程中還需要不斷地維護,會增加使用成本,會使大多數人望而卻步。
木結構住宅建造和使用成本是否會成為其推廣應用被制約的瓶頸呢?回答是否定的。因為影響木結構建筑建造成本的因素較多,如不同地區、不同檔次、不同材料、不同裝飾要求其成本必然不同,關鍵在于如果控制成本。假如在村鎮和地震多發地區的鄉村,造價過高肯定是無法推廣的??刂平ㄔ斐杀緫獜膸追矫嫒胧?。首先,要使用價格合理的國產材代替進口材,特別是使用蓄積量豐富的人工速生林。其次,使用國內生產加工的構件,因為國內外人工費相差懸殊。第三,有些非關鍵的零部件盡可能因地制宜、就地取材,節約運輸成本。第四,在設計構造上降低成本,如在一層可采用木框架,磚隔墻,有的地方竹材豐富,可采用木竹混合結構??傊?,簡單但不簡陋,低價但不低質,在滿足住宅基本要求和功能的條件下,對農村地區盡可能低的造價是可能的。據有關資料分析,木結構與磚混結構住宅建造成本基本相當,磚混結構住宅維護成本略低,但木結構住宅由于節能使用成本較低,兩者間的精確差異有待進一步比較研究。
2.5 設計與技術問題
國內木結構建筑企業最缺的是木結構設計方面的專業人才以及相關的生產、施工技術。嚴重制約了木結構建筑企業的發展空間。目前的狀況是一些企業沒有專業設計人員,完全照搬北美或北歐的建造體系,受制如人;另一種是僅有效果圖(從網上、資料而得),靠施工人員憑經驗折騰,這種方式不可取,因為建筑必須安全第一,這種做法會給建筑留下很多隱患,也擾亂木建筑市場。另外,由于國內缺乏大型構件的生產、成型技術,或缺乏技術標準,使得在公共建筑中使用木結構嚴重受阻。
針對以上問題,國內已經引起了足夠的重視,出現了很著名高校參與了木結構建筑的研發工作,如同濟大學、哈爾濱工業大學、東南大學等,還有少數林業高等院校培養了一批批本科人才。加拿大木業協會在此方面做了大量的培訓工作。在設計上盡可能探索出有中華文化底蘊和獨特結構的中國模式,爭取用5~10年在世界木結構建筑領域占有重要地位。在生產技術上,早期盡可引進國外的先進制造技術和產品,最終要打造出自己的產業和制造商。加快木結構建筑的本土化、國產化,以設計為主導,重點解決在結構材料和構件生產、施工建造等方面的技術。重視戶內外膠粘劑和金屬連接件的研究,開發出適合我國木結構建筑的設計軟件,橫向聯合不同學科,對建筑材料、結構、室內外裝飾進行全方位的攻關。有關主管部門盡快補充完善相關技術標準,特別是木質材料的物理力學性能指標,加速我國木結構建筑的發展進程。
2.6 功能與防護問題
為了保護木結構建筑主體、延長其使用壽命以及建筑的居住安全,必須對木結構建筑采取防火、防蟲和防腐措施,或對建筑的木構件進行有效地處理,以達到國家標準《木結構設計規范》的有關要求。
在木結構建筑中由于比較多地采用木質材料,而蟲害在各類木材中都有可能發生,特別象白蟻、甲蟲等,能在木材上形成蟲眼和蟲溝,有的甚至能深入木材的木質部深處,使木材受到很大的破壞;特別是結構用木材受到白蟻等侵害時,會影響建筑物結構的強度、穩定性和耐久性等指標,有時可能會釀成很嚴重的事故。除此之外,還有木結構建筑的功能問題,如墻體的隔聲、保溫與隔熱、振動和噪聲等,特別是抗震與防火安全問題,都是人們普遍擔心和關注的問題。所以,在建造木結構建筑時,都應該采取有效的預防措施。
可喜的是國外在此方面已有非常成熟的經驗,國內在保護古木建筑結構方面也有大量的實踐,在此基礎上還應不斷地深入和完善,以取得更加有效的成果,為木結構建筑在我國的發展掃清障礙。
  
3. 木結構建筑的發展前景
在我國木結構建筑必將迅速發展,會得到越來越多的人親睞和選擇,主要基于下列理由:
3.1 木結構建筑的物質基礎
國內人工速生林的廣泛種植,北美的云杉、松木、冷杉(SPF)和俄羅斯的落葉松、樟子松等豐富的資源作補充,為木結構建筑提供了木材的來源保證。此外,我國還有豐富竹材資源,近年來農作物桔桿制板生產技術,為木結構建筑用材開辟了新的途徑。隨著對人工林的高效加工利用,大量新型結構材料的開發與研制,為木結構建筑提供了物質基礎。
3.2 木結構建筑的經濟基礎
隨著我國經濟的高速發展和人們日益增長的物資需求,對生活品質和居住環境提出了更高的要求。由于木結構建筑的個性化設計、親近自然、舒適環保等優點,對有經濟實力的消費群體一定會率先選擇。特別是江蘇、浙江長三角地區經濟發達,人們具備消費實力,具有廣闊的潛在市場。
3.3  木結構建筑的技術基礎
現在國內木材工業的發展,為木結構建筑的應用奠定了技術基礎。如我國已經成為人造 板生產大國,用于建筑的多層膠合板生產量也位于世界前列。單板層積材(LVL)、定向刨花板(OSB)、冷壓膠合梁柱等技術已基本成熟,有的已形成工業化生產規模,只要對一些特別技術(如大跨度膠合梁、彎曲大構件等技術)加以研究應用,從生產和技術角度看建造木結構建筑是完全可行的。
3.4 木結構建筑的應用領域
木結構建筑及其構筑物在我國的應用領域較廣,目前主要考慮下列方向發展:
(1) 應用于長三角、珠三角(江蘇、浙江、廣東等)經濟發達地區的新農村住宅建設;
(2) 地震多發地區(如四川、青海、甘肅、遼寧等省區)的抗震木結構住宅建設;
(3) 風景旅游地區和最佳人居環境城市(海南、云南、蘇州、揚州、大連等)的生態環保住宅和園林景觀的亭、臺、榭、廊、橋等建構筑物建設;
(4) 古木建筑的修繕與重建。我國有大量的古木建筑(如應縣木塔、故宮、寺廟等),有的已是世界文化遺產,需要重點修繕和保護還有一些地方對過去因火災、戰爭毀壞的古木建筑進行重建。
(5) 其他木結構建筑等。如體育館、會堂、影劇院、圖書館、學校、醫院、幼兒園等公共建筑。在現代建筑中,利用木結構施工容易、材料輕的特點建造別具風格的異型樓頂,對上世紀70~90年代建造的平頂房進行平改坡的改造工程。
3.5 木結構建筑的美好未來
近10多年來,我國的建筑竣工面積一直居世界首位,隨著我國經濟的高速發展、住房理念的變化,長期統治我國建筑市場的混凝土結構將被打破,一個以混凝土結構、磚混結構、木結構的多元格局將逐步形成。我國大部分地區與日本、北美和北歐地理緯度相近,適合于發展木結構建筑,借助他山之石可以攻玉,結合我國建筑、文化、材料、技術等特點,走中國自己的木結構建筑發展之路。
新型木結構建筑在我國發展已有良好的開端,且發展迅速,相信順應綠色、環保、節能、低碳時代潮流和理念的木結構建筑一定有更加美好燦爛的明天。
 
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