​什么是木结构建筑及其特点

什么是木结构建筑及其特点

木结构建筑指以木材为主建造的建筑。我国木结构建筑历史悠久，远朔3500年前，我国就基本上形成了用榫卯连接梁柱的框架体系，到唐代逐渐成熟，许多大木结构已历经百年甚至千年。解放后，我国木桁架结构由传统的设计与加工技术，逐步进入现代胶合木结构自行设计与加工的应用。

近几十年我国建筑主要是以钢筋混凝土为主的新的建筑结构体系为主。使中国发展了几千年的传统木结构体系逐渐解体，新的砖木结构一度成为住宅、工业等建筑的流行结构形式之一，以至木结构建筑被停止使用。钢筋混凝土建筑物的修建，损耗了大量耕地，耗费了大量的铁矿资源、石灰石等原材料不可再生资源，造成了极大的环境污染，近年来，木结构建筑由于节能环保，可再生性逐渐受到重视，使停滞多年的木结构建筑也开始复苏，国家相关部委也出台了一系列政策来规范木结构建筑的发展。比如建设部和国家质量监督检验检疫总局联合发布的“木结构工程施工质量验收规范（GB50206-2002）”和“木结构设计规范（GB50005-2003）”。

木结构建筑的特点

1.木材是唯一可以再生的建筑材料

如果我们大量使用木材作为新建住宅材料，只要做到科学管理森林资源，合理砍伐森林，就能以树木的成才周期（少则5-6年，多则20-30年）为循环，周而复始地源源不断地得到上等建筑材料。

木材是可持续利用的建筑材料。在未来10年内，中国每年要增加700万-800万个住房单位。如果我国大量使用木材修建经济适用房，一年盖出木结构建筑6层公寓10万栋，就可以减少1.02亿吨碳排放，减排贡献不可小视。

2．木结构的抗震性优良

木结构房屋在地震中有很好的生命安全性能。木结构房屋由于自身的质量小,地震时吸收的地震力也相对较少。木结构的韧性大，对于瞬间冲击载荷和周期性疲劳破坏有很强的抵抗能力，可以吸收并消散能量。实践证明，木结构在各种极端的负荷条件下，均表现出其稳定性和结构的完整性，即使强烈的地震使整个建筑脱离其基础，其结构也经常完整无损。木结构韧性大，对于瞬间冲击荷载和周期性疲劳破坏有很强的抵抗能力，在所有结构中具有最佳的抗震性，这一点在许多大震区已得到充分证明。在日本1995年的神户大地震中，保留下来的房屋大部分是木结构的房屋。

3.木结构建筑的节能环保性能

木结构的墙体和屋架体系由木质规格材、木基结构覆面板和保温材料等组成，据测试，150㎜厚的木结构墙体，其保温能力相当于610㎜厚的砖墙，木结构建筑相对混凝土结构，可节能50%-70%。而在所有的主要建材中，木材是唯一可以再生的建材，在能耗、温室气体、空气和水污染以及生态资源开采方面，木结构的环保性大大优于砖混结构和钢结构，而且材料透气好、易于保持室内空气清新，是公认的绿色建筑。

在建筑材料的生产阶段，加工一个单位材料能耗，水泥是木材的5倍，钢铁是木材的191倍，铝是木材的791倍。而且水泥、砖和钢材在生产过程中还要产生大量污染物、C02的排放也相当高。而与之相反，树木在成长过程中，经过光合作用，反而会吸收二氧化碳并释放出人类赖以生存的氧气。据测算，每1立方米木材的使用，可以减少2吨的二氧化碳。如果人类用木材取代其他建材，就可以减少1.1吨的碳排放量，同时储存0.9吨二氧化碳在被使用的木材里。

在建筑的使用阶段，由于木质的导热系数小，只要做好墙体的保温隔热，就能大大减少为了保温、隔热而需要消耗的能量。

在建筑完成其使用寿命而需要处理的时候，木质很容易就能重新利用或回归于泥土，开始新生，但混凝土和砖等却相对难于无害化处理，即使处理也需要较高的能耗。

4.耐久性

木材是一种天然、健康的且极具亲和性的材料，木结构建筑是环保健康的住宅。木材根据不同建筑造型经过了现代技术生产加工成不同的墙体型材，再经过阻燃、防腐处理等工序，更加坚固耐用。对抗下沉应力、抗干燥、抗老化，具有显著的稳定性。如果使用得当，木材则是一种稳定、寿命长、耐久性强的材料。

5.防火性

木建筑结构用木材均采用《水基性阻燃处理剂》进行阻燃处理，具炭化效应，遇火时，木表面会形成炭化层，其低传导性可有效阻止火焰向内蔓延，从而保证整个木结构体在很长时间内不受破坏。

6.防潮耐腐性

木结构建筑是能做到不被腐蚀和不受潮的，因为我们对所有建筑用材进行烘干处理，这些木材已预先干燥至含水率19%以下，它的防潮性能甚至可以达到砖混结构的10倍左右。同时，我们对木材采用ACQ、BAC等防腐剂进行浸渍的防腐处理，采用天然植物油做表面涂层，来防止水侵蚀。事实上,与其他常用建筑材料相比木材更不容易因为偶尔浸湿而受到永久损坏。在多雨或潮湿地方的木建筑物可以有长期的毫无问题的性能表现。

7.绿色环保、保温节能性

木结构建筑保温（隔热）性能优异，比普通砖混结构房屋节省能源超过40%。它的保温性能是钢材的400倍，混凝土的16倍。研究表明，150㎜厚的木结构墙体，其保温性能相当于610㎜厚的砖墙。

木材是“绿色建筑”的首选建材。制造木结构建筑材料的能耗低于钢材或混凝土，后两者都需要高温精练和制造。木屋采用全实木材料，被称为“会呼吸的房子”，室内空气中含有大量的芬多精和被称为空气维他命的负离子，能有效杀死空气中的细菌、遏止疾病、增强免疫力，对保持大脑清醒、提高注意力、降低血压、安定神经等有明显功效。木建筑中的有害气体氡的放射量极低，对人体无害；木材对能耗、空气污染和水污染以及温室气体排放等因素的相对影响及小。

8.扩大了居住空间

木结构房屋的墙体较薄，总厚度一般只有89mm左右，而传统的砖混结构外墙厚度要达到240mm，在相同基础面积条件下，可以扩大居住面积10%。

9.木结构建筑体系对环境的影响最小

1）能量消耗比较：对制造，运输及安装过程中的能量损耗进行比较后，结果显示木结构在几种结构中能量消耗最低。钢结构是木结构的2.4倍。

2）温室效应比较：结果显示，木结构建筑的温室效应最低。钢结构是木结构的1.8倍。

3）空气污染指数比较：结果显示，木结构污染指数最低，钢结构是木结构的1.42倍。

4）水污染指数比较：研究结果显示，钢结构的污染指数是木结构的120倍。

5）固体废料比较：研究表明，木结构在生产及建造过程中产生的固体废料最少。钢结构的废料是木结构的1.36倍。

6）生态资源的使用：经综合评估，木结构攫取的资源最少，钢结构是木结构的1.16倍。

从20世纪80年代至今，是国际上木结构发展最快的时期。木材具有重量轻、强度高、美观、加工性能好等特点，因此自古以来就受到人们的偏爱。从实木、原木结构到胶合木结构，再到复合木结构，木结构已不再是传统概念上的木结构，在建筑上已经达到可以替代刚才的程度。在欧美、日本等发达国家，木结构的大量研究与应用还同时促进了森林资源采伐和利用的良性，形成了成熟的森林管理体系。

近年来，随着我国对建筑物节能减排的日益重视和国外现代木结构产品及技术的大量引入技术转化和本土化，木结构建筑在中国得到越来越多的关注。在未来的建设和发展中，减少建筑工程碳排放和污染物排放，建造可持续发展的、有利于环境保护的建筑，营造健康、和谐的人居空间将是越来越多的设计师追求的目标。木结构建筑的又是必将日益显著，木结构将为人们提供绿色、舒适安全的建筑新体验。