木结构建筑的优点及未来

　　本篇建筑论文浅析木结构建筑的特点及发展前景 ，分析了木结构房屋的优势和各类木结构房屋的特点，木结构房屋以其独树一帜、自成一派的建筑形式，必将有其发展的一席之地，而它的节能、环保、低碳等优点完全符合国家的产业发展政策，使其具有一定的发展空间。林业产业是可再生的产业，木结构房屋也会随着林业产业的可持续发展而具有长久的发展空间。

　　《土木建筑工程信息技术》(季刊) (期刊号：CN 11—5823/TU )是中国科协主管、中国工程图学学会主办的国家一级刊物，面向国内外公开发行，2009 年9 月创刊。 《土木建筑工程信息技术》设置“技术研究”、“开发实践”、“走进工程”、“应用交流”、“行业发展”、“BIM讲堂”等栏目，展开如下专题领域的技术研究与应用交流：土木建筑工程中的计算机图形学研究成果;CAD设计与协同工作;标准、规范;行业技术政策与法规;信息技术与应用;可视化与仿真技术;虚拟现实技术;数据挖掘与知识获取技术与应用;企业信息化建设;国内外科技动态、重点工程应用实践;BIM技术在设计、施工及房地产企业协同工作中的应用等。

　　1木结构房屋的特点

　　1.1绿色建筑

　　木结构房屋已经被证明是最健康、安全、节能、环保且具有高效能的建筑。木结构房屋采用天然材料作为结构主体，配备的建材也不含有对人体有害的物质，是理想的绿色居住空间。

　　1.2环保节能

　　木结构房屋的主要材料木材是绿色环保的生物质材料，而且在施工中选用的辅助材料和涂料也都符合环保标准。木结构房屋的建造过程与钢筋混凝土房屋建造过程相比，对水及空气的污染、能源的消耗、产生的温室效应，以及产生的固体废物等多项“生命周期分析”量化指标都低得多。

　　保温节能是木结构房屋最显著的特点，同等条件下木结构房屋的能耗最低。这是因为木材的细胞结构具有很多微小的空腔，这些空腔在改善了它天然热效率的同时也能阻挡热量散发，而且它阻挡热量散发的能力比钢材和混凝土要高数十倍，所以与木框架建筑相比，钢框架和混凝土框架的建筑需要使用更多的隔热材料才能达到同样的隔热效果。

　　1.3防水防潮

　　绝大多数经干燥处理的木材可以避免体积变化，而用于建造木结构房屋的这些木材的含水率已预先干燥至19%以下，它的防水性能可高于砖混凝土结构房屋的10倍左右。

　　1.4抗风抗震

　　木结构房屋能抗风抗震的主要原因有三点，一是房屋由箱式六面体组成，结构稳定;二是房屋自身质量轻，地震时吸收的地震力也相对较小，同时，楼板与墙体构成的空间箱形结构可使构件之间相互作用，地震时即使整体稍微变形亦不会散架;三是木结构受力性能良好，对瞬间冲击荷载和周期性疲劳破坏具有良好的延展性，其破坏过程是一个渐变的屈服过程，当房屋在地震中晃动时，木结构骨架仍然可以保持结构的整体稳定性。

　　1.5低导热性

　　轻型木结构房屋采用防火石膏板来阻断火焰与木结构的接触，可满足有关规范规定的耐火极限要求。木结构房屋遭遇火灾时，木质表面会形成炭灰层，其低导热性可有效阻止外部火焰向内部蔓延，从而保证整个结构体不受破坏。

　　1.6经久耐用

　　我国的大量古建筑均采用木结构，如故宫、祈年殿、承德避暑山庄、应县木塔等，历经三四百年仍保留完好。木结构房屋的理论寿命是300年，实际上使用150 年的很普遍。在经历数十年、甚至数百年的使用后，木构件仍可以被用于新的建筑中，而这只需消耗很少的能源，或无需消耗能源。

　　2 现代木结构房屋的种类

　　木结构房屋从木材的采伐、加工成型到现场拼装，对环境影响极小，正确拼装后安全也有保障，最主要的优点还是其具有良好的保温节能效果。

　　2.1轻型木结构房屋

　　轻型木结构房屋是由小尺寸规格材、木基结构板材或石膏板制作的木骨架墙体、楼盖和屋盖系统构成的。构件之间的连接有钉连接、螺栓连接、齿板连接及粘接，其中以钉连接为主。木基结构板材应满足现行国家标准《木结构工程施工质量验收规范》(GB50206-2012)以及相关产品标准的规定，不能用普通胶合板材代替。房屋基础通常采用混凝土板式基础或条形基础，底层地板下宜设置高度不低于450mm的架空层，以便于地板下的通风和防止蚁害。外围护结构设有连续的气密层，可视气候条件的不同设置隔气层。同时，外围护结构的木骨架空腔内应填满松散的保温材料，采用刚性或半刚性成型材料固定在骨架或基层上。屋顶(面)保温材料可以铺设在水平天花板上或置于屋顶(面)的上方或下方。在内外墙体、楼盖以及屋盖骨架所形成的空间中可敷设电线电缆、上下水管、采暖通风管道等。门窗与其边框之间的缝隙应采用发泡聚氨酯及密封膏进行保温和气密处理。图1所示为轻型木结构房屋外形图。

　　2.2原木结构房屋

　　原木结构房屋是采用规格及形状统一的矩形实木和圆形实木或胶合木构件叠合制作而成的，是集承重体系与围护结构于一体的一种木结构建筑。木构件采用天然耐腐的木材，其用材一般不分等级，在构件用材的选择上，设计者常选用的是矩形木和圆形木两种。矩形木或圆形木结构主要通过其肩上的企口上下叠砌，端部的槽口交叉嵌合形成内外围护墙体，木构件之间加设麻布毡垫及特制橡胶条，以加强外围护结构的防水防风及保温隔热性能。房屋基础通常采用混凝土墩式基础、条形基础或底板基础。当采用墩式基础或条形基础时，底层地板下需设置高度不小于450mm的架空层。采用大尺寸构件的实木墙体适用于各种气候条件，采用小尺寸原木复合内保温的墙体可以节省房屋造价。在隔墙受温较高的一面，通常情况下需要设置隔气层。当墙体与门窗洞口之间使用的材质不同时，或墙体与屋面之间在施工的过程中都需要安装可滑动的盖缝条，从而调节胀缩。在外墙面可以采用涂刷防水剂的方法来作防潮保护，这样可以避免房屋的构建由于胀缩导致缝隙中有积水。图2所示为原木结构房屋外形图。

　　2.3普通木结构房屋

　　普通木结构房屋是采用统一规格的锯木为梁、多种规格的锯木为柱制件的承重木框结构建筑。构件之间采用齿连接、螺栓连接及钉连接等多种连接方式，并可采用钢连接件加强。房屋基础为钢筋、混凝土条形基础，基础底层地板下设架空层，架空层地面高于室外地坪50mm，同时铺设塑料薄膜防潮。外墙装修分为涂料和挂板两种。装修材料将承重木框架覆盖，形成中空的墙壁。墙壁外装材料的燃烧性能应符合现行国家标准《建筑材料及制品燃烧性能分级》(GB8624-2012)中关于A级材料的要求。墙体、楼盖及屋盖结构中应填充燃烧性能为A级的保温材料。构件的燃烧性能、耐火极限应不低于现行国家标准《木结构设计规范》(GB50005-2003)的有关规定。

　　3 现代木结构房屋的发展方向

　　我国目前的木结构房屋主要以别墅住宅为主，占地面积较大，这与我国国情和国家严格控制高档商品住房用地、停止报批别墅用地的政策是相悖的，不利于这类木结构房屋的发展，但国家倡导的节约型社会的方针政策也为木结构的发展提供了契机，现代钢筋混凝土建筑属于高耗能建筑，其耗能占到全国能耗的三成左右，国家已明确规定要降低该类不可再生建筑材料的使用量，因此大力发展节能建筑刻不容缓。木结构房屋所消耗的能源远远低于其他结构房屋的能耗，加工一吨木材的能耗仅为加工一吨钢材的1/8，加上木构件自身结构的稳定性、耐久性、材料的可再生性和绿色环保性等优越性能，从长远来看木结构房屋将成为发展节能建筑的首选之一。

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