2.4 现代木建筑
现代木建筑具有耐震荡阻热、基地保水、释碳量低、节能防火和有机回收五大特色,
根据最新研究显示,木建筑不仅耐震抗压,防火功能远优于其他建材,且属天然的再生材料,因此具有节能、环保、益于人体健康等优点,完全符合“绿色建筑”“生态建筑”的可持续发展精神。
近年来,不论是设计者回归自然的心性使然,还是木材本身轻质、环保、利于回收的优质性领导潮流,越来越多由木材构筑成的单一建筑、集合住宅和大型公共建设项目纷纷跃升到国际舞台,木建筑俨然成为21世纪的建筑新宠。
现代木结构建筑和传统木结构建筑相比,从材料、结构、施工工艺到辅助材料等都有很大的不同。现代木结构主要采用分等分级的规格木料而非原木;连接处主要采用金属连接件而非榫卯;结构形式主要采用轻型木结构体系而非传统的梁柱形式;辅助材料则使用如保温棉、泡沫玻璃、硅酸钙等绝热材料及一些其他常用辅助材料以确保建筑物的耐久性和保温性。
单就施工而言,木结构建筑的优势显而易见。据加拿大魁北克木业协会介绍,当地一套普通的木结构建筑,所需部件全部在工厂生产,在施工现场只需三五个人花费几个小时便可以组装完成。还可通过将木材浸泡在含磷酸根或硅酸根的阴离子溶液中使其改性,提高强度。
在未来的10年中,我国需要向迁往主要城市及其邻近郊区的约3亿人口提供约7500万套多户住宅。与此同时,新型城镇化建设以及农村地区的住房也面临更新换代。现代化木结构建筑也是中国巨大的建筑市场需求的一种选择。
抗震性强是木建筑的一种优势。2013年云南鲁甸发生里氏6.5级地震,造成108.84万人受灾,617人死亡,112人失踪,同时地震还造成8.09万间房屋倒塌。而倒塌的房屋多数为以土坯为主体结构的农房。
而与之形成鲜明对比的是,鲁甸拖姑清真寺这一有着近400年历史的木结构建筑却能在地震中屹立不倒。类似的现象还有,紧邻唐山的天津蓟县独乐寺历经唐山大地震而完好无损,身处太行山地震带的山西应县木塔也已经历了千年而依旧耸立,这些都展示了木结构建筑在抗震中的先天优势。
中国现代木结构建筑技术产业联盟调查显示,木结构建筑具有天然良好的抗震性能,许多庙宇塔楼都经历过数次地震还能屹立不倒便是例证。而现代木结构除了具有自重轻等传统结构具有的抗震优势之外,其连接处更是采用了更加牢固的金属连接件,而且现代木结构在设计阶段就充分考虑到不同地区的抗震烈度指标,通过科学计算来设计方案,能够确保更完美的抗震性能。
有关专家指出“很多国家已经认识到木结构建筑在抗震上的优势。新西兰身处板块交汇处,地壳活动频繁,每年地震超过1万次。在新西兰政府的大力提倡下,新西兰住宅的主要结构形式便采用了轻型木结构建筑,40余年间实现了地震‘0死亡’。”在地震高发区,木结构建筑的安全性能比混凝土和砖结构建筑更好。
木结构行业前景光明。经过十几年的行业推广,现代木结构建筑的优势已经逐渐被人们认识,也得到了业界的认可。一些新木建筑也在陆续出现,如美国沃伯里多功能大厅,有直径208m的穹顶,该建筑是采用小木料胶合成杆件,然后再拼装成大跨度的圆顶网壳结构。它是世界上最大的胶合木结构建筑。
木材加工以后,强度大幅提高,可以直接做成木制插件,加以胶黏加固承重材料。2012年澳大利亚维多利亚港用木材建成10层公寓,2015年挪威建起49m高木制居民高楼。美国一研究院证明,用木材混和部分水泥建设125m的高楼完全可行,所用材料的能耗和温室气体排放量(碳足迹)仅为钢筋混凝土建筑的25%~40%。英国剑桥大学已开始“摩天木楼”的理论设计。
2001年挪威Vebjorn Sand用挪威松木在土耳其修筑长达百米的跨越高速公路的人行天桥,引起极大轰动。因为这座桥梁是文艺复兴时代巨匠达·芬奇于1502年为当时君士坦丁堡苏丹设计,500年来人们一直认为设计是异想天开,违反力学原理。现在事实又一次证明达·芬奇的天才,也证明了木建筑的发展潜力。