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【现代木结构】程少安|要发展适合中国国情的现代木结构建筑

随着人类在地球上的急速繁衍和人类物质活动规模 的加速膨胀,人类对环境的影响已扩展到地球尺度,引起了全球性的环境危机,如温室效应、酸雨、臭氧层破坏、气候异常、热带雨林破坏、荒漠化、物种灭绝等,再加上能源危机、天灾不断,生态破坏不断给人们敲响警钟。使得居住在同一个星球上的人类不得不审视自己的生活方式。因此,在这个时代的关键时刻,应用生态的、可持续发展的建筑材料建造房屋似乎理所当然的该重新站上建筑舞台。前不久,记者和国内知名木结构专家程少安先生不期而遇,就我国发展木结构的现状及未来前景等一系列问题进行了探讨。
  
记者:近年来中国木结构发展很快,但是遇到很多瓶颈,比如土地问题、政策问题、技术问题等很多因素的制约,您作为业内资深专家,对中国木结构产业,有何看法?国内相关企业应该如何发展?
  
程少安:近几年来,中国木结构建筑发展确实是很快,从建筑规模看,已由单栋木结构别墅发展为整个木结构小区,如上海的美林别墅109栋;北京的波特兰花园168栋;这样的小区很多,如南京,苏州,无锡,杭州等。从单栋建筑面积看,已由100多平方米的两层小别墅发展到五层的、建筑面积4000多平方米的公寓楼;从建筑用途看,已由小型住宅发展到高档饭店、会所、及办公楼,甚至生产厂房;从结构类型看,已由单一的传统木结构发展到今天的轻型木结构、原木结构及胶合木结构;那么,木结构建筑为什么发展这么快?简单的说那就是木结构建筑“好”!因为好,老百姓才有需求,有了需求,建筑市场就有发展。
  
有人说,中国土地的使用问题、政策问题、技术问题等制约了木结构的发展。我不是这么认为的,首先土地的问题,国家要控制、甚至不批准别墅用地并不是针对木结构而制订的政策,有些人片面的认为不批准别墅用地那木结构别墅就没有地方盖了。是的,不批准别墅用地木结构别墅没有地方盖,其他结构的别墅同样没有地方盖,也就是说,土地的使用问题对任何结构类型的建筑都是公平的。前几年,我们的木结构的确是以盖别墅起步的,而且盖了很多木结构别墅小区,现在国家不批准别墅用地了,木结构建筑如何发展下去,这是一个对木结构要重新认识的问题。
  
我个人认为:1、木结构三层以内的单栋住宅要向农村发展,农村有大量的危房正在改造,这正是木结构住宅发展的大好时机;2、木结构建筑要向多层公寓楼发展;3、要研究和发展木结构在其他结构建筑中的建筑构件(如非承重墙体、屋盖等);4、要研究和发展大跨度的胶合木结构建筑,逐步取代其他结构类型的生产厂房、比赛场馆、活动中心、展览馆、机场候机楼等大型公共建筑。
  
政策问题首先是规范问题,我们的木结构方面的有关规范虽然还不是很健全,但是,这几年来通过专家们的努力,也修编颁布了一些国家标准、行业标准及地方标准。这些标准虽然还不是很先进,但是,我们已经有标准了,有政策了,我们的木结构建筑已经被国家和地方政府及行业认可了,我们可以开发木结构建筑工程了。我们从事木结构建筑的有关企业应该感到高兴,应该按照我们自己的标准从事木结构建筑工程,更要协助从事木结构研究的专家制定更加完善的、更加先进的、更加符合中国国情的规范和标准。
  
记者:通过10多年的发展,木结构建筑在中国可以说是遍地开花,别墅、休闲、生态园区、农家乐、人物景观等木结构建筑随处可见,但在快速发展过程中的同时也存在诸多问题。比如:设计、建造等等很不规范,对产业发展很不利。作为一个方兴未艾的产业,如何才能使我国木结构建筑产业健康、快速发展?
  
程少安:我国目前比较流行的木结构有轻型木结构、原木结构和胶合木结构三种类型,轻型木结构是上个世纪末从外国引进的一种将木材加工成标准截面的规格材,用这种规格材加上结构板材预制成墙体、楼盖和屋盖,然后按照设计图纸拼装而成的房屋主体结构;轻型木结构的室内外装修是用石膏板和非木质材料将主体结构进行包装,装修完工后基本看不见木材;这种结构木材用量较少,施工比较方便,工期较短,工程造价较低,非常符合建造住宅;更符合我国《木结构设计规范》、《建筑设计防火规范》和《木结构工程施工质量验收规范》的规定。按照规范要求设计和施工的木结构工程是可以通过验收的。现在有个别施工项目将轻型木结构用10㎜厚的杉木实木板进行包装,10㎜厚的杉木实木板的耐火极限最多不会超过10分钟,也就是说这种做法达不到消防的要求,这种严重不按国家规范施工的项目是不能验收的;这种严重不按国家规范施工的企业总有一天是要出问题的。
  原木结构也是从外国引进的一种结构型式,这种结构是用实木做墙体,有用圆木的,也有用方木的;原木结构耗用大量的木材,木材用量是轻型木结构的10倍以上,工程造价很高,只适合风景区个别小木屋,不宜大量推广。
  
胶合木结构也是引进外国的一种结构型式,这种结构在我国刚刚起步,有很大的发展空间;胶合木能够按照构件各个部位不同的应力,配置不同等级的木材,并将木材的缺陷分层匀开;构件的长度和截面尺寸不受天然尺寸限制;胶合木结构是将小截面的木板材用粘结剂粘结成满足结构需要的实木梁和柱及其他承重构件,还能按建筑师的要求胶合成各种曲线形的构件。用这种梁和柱或构件建造成房屋的主体结构,然后用其它材料进行装修;由于自重轻、造型优美,胶合木结构可以建造大跨度的建筑工程,如生产厂房、比赛场馆、展览场馆、活动中心、机场候机楼等大型公共建筑。这种大跨度、大截面的胶合木构件,着火后自动形成的炭化层有良好的滞火作用,其耐火极限反而高于钢结构和钢筋混凝土结构。
  
记者:我国气候环境接近于赤道,南潮北寒,并且白蚁繁殖地区以西南为中心,逐渐的向沿海及周围逐渐扩展,所以南方地区木材更易发生腐烂、发霉,被白蚁侵蚀等情况,如何解决这些技术问题?
  
程少安:木结构住宅的主要材料是木材,木材的防潮和防虫是木结构住宅中的科学研究课题。中国的木结构有着悠久的历史。山西佛宫寺释迦塔,俗称应县木塔,是世界上现存最高的木结构建筑。建造于1056年,高67.31米,底层直径30米。九百多年前,科技水平还相当落后,在没有现代材料、工具和技术的生产条件下,用木材能建成如此巍峨高大、经久耐用的建筑物,应该是建筑史上一个具有重要意义的成就。经专家考察认证,此塔能完好至今,其较大原因是具有很好的通风效果,保证了木材的干燥,达到了防潮的效果,改善了室内的空气环境,使得那些靠木材为食的害虫(白蚁)无法生存。
  
外国木结构专家们对防虫(白蚁)做了大量的研究工作,首先从研究害虫(白蚁)的生存条件达到木材的防虫(白蚁)效果。白蚁属昆虫类,木材是它的主要食料,在潮湿的环境中生存、繁殖。经过反复试验结果,含水率大于29%的木材是最适合白蚁的生存,含水率在18%至29%的木材白蚁就不能生存。根据这一试验结果,专家们将木结构住宅用木材的含水率规定为18%。美国的林纸协会、加拿大的林业协会等将这一规定用来检验木材生产厂家的成品木材。生产厂家普遍采用蒸汽将木材蒸干到含水率为18%的规定。如果达不到这个标准行业协会将不准出厂,更不得进入市场销售,否则,将取消生产资格。
  
木结构住宅的专家们为了更有效的做好木结构住宅的白蚁防治,不让白蚁有1%的生存空间,在用蒸汽将木材蒸干的过程中,首先用高压喷射将防虫药剂和防腐药剂注入木材之内,要求药剂注入木材的深度为3㎜及以上。经过这种处理过的规格材,用于房屋的混凝土基础与木结构结合的部位及特殊环境和特殊部位,起到不给白蚁在木结构中生存的空间。这也是木结构住宅防虫(白蚁)的重要措施。美国及加拿大等国家将这一措施在木结构住宅作为规定,行业协会按照这个规定检测木材生产厂家生产的木材,是否达到规定的要求,如果达不到规定的要求生产的木材一律不得出厂销售。生产厂家则按照这个规定生产的木材,经过厂家自行检测,认为合格,即可在市场销售。但是,如果有用户举报产品达不到规定的要求,行业协会将到厂家对其产品进行检测,检测结果如确实不合格,协会将要对其做出重罚和取消生产资格的处罚决定。
  
以上对木材的两种处理,经过实践证明,是目前世界上最先进的防治白蚁的方法,应用于木结构住宅工程中,完全可以达到100%的防治白蚁的效果。
  
记者:您能预测一下中国发展木结构建筑的前景吗?
  
程少安:木材作为建筑材料具有重量轻、强度高、美观、加工性能好、具有可再生功能、对环境没有污染等特点,因此自古以来人们就用木材建造房屋,中国是最早用木材建造房屋的国家,在上个世纪六十年代以前,中国的房屋建筑基本上都是木结构或砖木结构;由于某些原因,七十年代到八十年代基本不用木结构,九十年代我国改革开放后,那些发达国家的现代木结构技术被引进到了中国,最先引进的是轻型木结构房屋,轻型木结构房屋作为现代健康住宅的重要组成部分,由于它的环保、耐久、防潮、防火、抗震、节约能源等优点所以越来越为人们所关注,其独特的人性化设计、建造精制、施工对环境破坏性小等特点,能充分且有效地满足现代居住者的个性化需求。所以越来越多的中国老百姓喜欢上了轻型木结构住宅。轻型木结构不但可以建高档别墅,还可以建造普通的农村住宅;轻型木结构的施工技术比较简单,只要是木工经过简单培训就会做;耗材量也不大,工程造价也不是太高,一般家庭都能接受;轻型木结构构件还可以在多层和高层钢筋混凝土建筑工程中做非承重墙体、楼梯、屋盖等;轻型木结构的国家标准、行业标准和地方标准都还比较健全;所以,轻型木结构建筑将有很大的发展前途。
  
记者:由于各种历史原因和现实原因,木结构建筑在中国曾经一度被荒废,再次进入公众视野并广受关注仅仅10年。但是记者参观很多木结构建筑,大多以木结构别墅群为主,价格惊人,有人说它是象牙塔,离普通消费者太远。您能否谈谈中国国情下的木结构如何发展?
  
程少安: 中国目前的木结构建筑的确存在这种现象,无论是中国最大的木结构别墅群北京潮白河畔的波特兰花园,还是全木结构社区上海美林别墅,现代的木结构建筑案例个个房型舒适、精美典雅。每栋至少也需上千万元人民币,这和中国当前的国情的确存在矛盾。在产业发展之初,为了又快又稳妥地树立形象,这种战略本无可厚非。而如今经过近10年的发展,木结构建筑到了进一步向纵深推广和普及的阶段。中端大众消费群体是一大突破点。
  
其实,在欧美先进国家,木结构已经是不分贫富,全国各级阶层所居住的房子。有2-3层低密度住宅,也有6层以上多层经济公寓。全木结构的公寓房在加拿大及瑞士,可以盖到6层,在英国允许盖到7层,在瑞典已经没有层高的限制,以6层公寓最为普遍。
  
实际上,木结构建筑并不是只适合单户住宅,多户住宅也能够应用木结构建筑。目前,中国已引进混合结构技术,即在钢筋混凝土结构和钢结构中运用木结构。将木结构与中国现行的建筑方式结合,这种结合提升了建筑节能性和舒适性,同时能够满足4层及4层以上建筑的需求,为木结构进入中国多户住宅房产提供了契机。目前在北京、上海、山东青岛、辽宁营口等地,混合结构建筑技术已被应用于“平改坡”工程,它可以在一定程度上解决房地基承载力不够、空间狭小等问题。
  
在中国盖多层木结构是有法可依的。在GB/T50361-2005“木骨架组合墙体技术规范”里有明确规定。在该规范5.6.1条规定,木骨架组合墙体可以用作多层及高层以下住宅建筑和办公楼的非承重墙和房间隔墙。
  
据预测2030年中国城市化人口可以达到65%,2050年达到75%。每年有1000万人口从农村移居到城市,这是人类发展史上少有的人口迁徙。在未来20年,中国每年需要投入相对于GDP 6%的资金建造廉租房或经济适用房,混合木结构经适房。如果我们建筑业共同努力建造出安全低碳的经济混合木结构多层公寓,达到节能省地的目标,经过政府认可给予开发商减税,给予消费者购房补助,这种新的建筑形式就会快速成长。
  
胶合木结构在我国刚刚起步,根据外国的经验,用胶合木做建筑结构的承重构件是木结构建筑的发展方向,也是建筑工程的研究课题。我们的《木结构设计规范》对轻型木结构规定了只能盖三层,如果主体改用胶合木结构,非承重部位采用轻型木结构,高度能否做五层或六层,这就要待专家们研究的结果来作决定。所以我认为胶合木结构还有大量的工作期待着我们从事木结构研究的专家去研究。日本在2009年的时候,成功地做了五层楼木结构的抗震试验;日本能做,我们为什么不能做!我们肯定也能做,只是时间的问题。
  
总的看来,木结构在建筑工程中的发展前景是无限的,我相信,只要我们抓住机遇,找准切入点,加强科研,扩大其在木结构建筑中的应用,不断提高设计、施工水平,开创有中国特色的木结构建筑体系将不再遥远。 


Via:中华木结构网

文章来源:美国南方松防腐木

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