1. 节能
木结构建筑符合节能环保的要求,与钢材和混凝土相比,生产木材只需要少量能源,在三种主要建筑形态住宅的对比中,木材消耗能源少,释放CO2量少。经研究发现,建造一栋面积136m2的住宅,按照其使用的建材来推算CO2的排放量,其中钢筋混凝土为78.5t,钢骨构造为53t,木材仅为18.5t;在各种建筑物所使用的建材可以贮藏的CO2分别是木材为24.5t,非木材为4.9t,因此木结构建筑是最符合“绿色建筑”要求的住宅形式。图2-1为木结构建筑AR模型。
图2-1 木结构建筑AR模型
现代木结构住宅是以木材,木制工程产品作为主要的建筑材料。在研究中发现,木材的细胞组织内部可以容留空气,具有良好的保温隔热功能,与钢、锦、混凝土、塑料相比,不仅耗能最小,而且极具保温效果。同样的保温效果,木材需要的厚度是混凝土的1/15,钢材的1/400,使用同样的保温材料的木结构比钢结构保温性能提高15%~70%,使得减少对电、煤气等能源的消耗。
2. 环保
从建成之日起,建筑物自身就存在着使用寿命问题,对于即将被拆除的建筑和已被拆除的建筑物,建筑垃圾一直存在于城市生活之中。以木材为主的建筑材料,同钢材、水泥等建筑材料相比,不仅温室气体排放比较低,空气污染指数、固体废弃物、水污染指数也都较低。同时现代木结构住宅预制性强、工厂化高,现场作业釆取是干作业方式,湿作业量很少,所以现代木结构住宅不仅是建筑垃圾最少,而且是施工时破坏周围环境最小的建筑类型,是符合国家要求的真正的环境友好型住宅。
3. 抗震性能好
现代木结构建筑对于地震瞬间的冲击力有很好的延展性,同时木结构中木材作为主体,本身质量较轻,受到地震压力较小。现代木结构还是一种高次超静定结构,在诸如地震、风暴和雪等极端荷载条件下经过验证能最大程度恢复原状。由于现代木结构住宅主要依靠密集的点连接(采用握钉连接式),这样在面对地震时显示了极强的弹性、韧性和缓冲性,有着其他建筑无可比拟的抗震性。在日本和台湾的地震中,木结构住宅接受了考验,几乎没有发生倒塌,而倒塌的多为砖混结构建筑。在2010年新西兰7.1级地震中,木结构住宅没有造成一人死亡,这是由于当地采用的是与北美木结构住宅极为相似的木结构住宅类型。
4. 施工安全、周期短、可修复性强
现代木结构建筑与砖混结构建筑相比施工周期较短,一般只需几个星期,这得益于现代木结构住宅的高集成性。高集成性是现代木结构住宅的一个重要的特征和属性,是其他类型的住宅所不具备的独有的技术属性。这就要求现代木结构住宅在设计上向集成性强化的方向发展,在木构件上要求兼容性、互置性、规范性、易安装性。随着经济的快速发展,劳动力成本的不断提高,现代生活节奏的加快,与其他类型住宅相比,具有高集成性能的现代木结构住宅必将日益显示出其优势地位。
由于现代木结构住宅的产业化程度高,所以当住宅的某一部分因为种种原因需要更换、修复的时候就变得容易起来。例如,一栋产业化程度很高的房子类似一部汽车,由各个部件构成,拆卸方便,更换灵活,修复起来也就变得容易、快速得多。木结构建筑一般在建筑过程中会预留修理检修口,维修时,只需打开检修口即可,而不需要像砖墙那样挖开墙面,破坏装修。
5. 使用寿命长
现代木结构在欧美、日本等国家已经给多年研究,体系较为健全,若使用得当,木结构住宅是一种非常稳定、寿命长、耐久性强的天然的绿色环保建筑。
6. 防潮、防虫、透气性好
现代木结构建筑是否防潮,关键在于木材的含水率,即一块木材中含有多少相对于木材本身重量的水分。经过加工干燥过的木材可以保证木结构建筑的木材含水率维持较低的水平,在木结构建筑完成后,在建筑的外部加上各种防水措施,使得木结构外的水汽进不到屋内,而屋内的水汽仍然可以向室外排放,所以即使木房屋进了水,最终也能保持干燥,这就使木结构房屋成为既透气又能够有效防潮的绿色建筑。当木材的含水率达到符合设计标准时,才可以使用防腐材料来阻隔虫害,这样木结构建筑就得到了有效的保护。
7. 建筑成本低
现代木结构建筑可以采取工厂预制,然后经过运输到工地,在施工现场进行安装。只需几名工人花费几周的时间就可建成房屋,施工安装速度大大超过钢混结构和砖混结构,节省了人工成本,减小了施工难度,提高了施工质量;且在结构使用中节能保温,可节省家庭开支。得房率(即使用面积)要高于砖混结构房屋(砖混结构房屋只有65%~70%),而轻型木结构建筑通常能够得到90%。
8. 设计、装饰灵活
现代木结构住宅作为楼面与大梁混为一体的结构,本身的质量很轻,并且在设计时充分注意到重量的分散,所以现代木结构住宅结构部分基本上不会出现砖混结构当中经常出现的大梁单独挑出的结构现象。这使得现代木结构住宅在平面设计时,能够充分根据住宅使用功能的基本要求在不用考虑受到结构梁柱的限制的情况下,进行随意的平面布置和空间划分。
因此,现代木结构住宅是可以灵活设计和布局的住宅体系。在室内设计和装饰上,室内隔板可采用推拉式、开放式、传统样式,门窗可以选择和安装可以在自己喜欢或任何实用位置,各种隔热、保温、防水、隔声等材料固定在龙骨表面,或填充在缝隙间,各种管线在墙体间穿过,既节约了室内的空间又保持了良好的外观及物体特性。
从上述观点可见装配式现代木结构建筑可提高建造效率、减少资源浪费、降低施工现场噪声和空气污染、提升建筑品质,是促进传统建筑产业升级换代的必由之路,是“创新协调、绿色”发展理念的具体落实。从生产工艺看,装配式现代木结构建筑是“创新”“协调”;从环境保护看,装配式现代木结构建筑是“绿色”“节约”。现代木结构建筑在建筑工程建造、使用和拆除的全过程,即全寿命周期中遵循了可持续发展、资源节约、环境友好的要求,符合装配式建筑的设计标准化、生产工厂化、施工机械化、组织管理科学化的建造方式。
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