木结构建筑优势特点
木结构优势特点
将较于其它材料的建筑形式,木结构有其独有的建筑优势与特点
一、 节能环保
木材作为一种天然可再生的建筑材料,保温(隔热)性能优异,与其它材料相比具有明显的优势。
- 木材的导热性能比砖,水泥,钢材要低很多,有更佳的热阻和更低的热桥损失。轻型木结构和砖混结构住宅用于采暖的年电能消耗分别为120 kWh/(m2·a)和324 kWh/(m2·a),轻型木结构比砖混结构节约电能63%
- 建造阶段用木结构代替钢结构可节省27.75%的能源和39.2%的水;用木结构代替混凝土结构可节省45.24%的能源和46.17%的水。在使用阶段木结构比轻钢结构耗电量节省9.43%,比混凝土结构节能10.92%。
木材本身具有出色的隔热性能,能有效保持其内部环境温度,降低冷热传导,从而降低能源开支。由于木材为绝热体,在同样厚度的条件下,木材的隔热值比标准的混凝土高16倍,比钢材高400倍,比铝材高1600倍。即使采取通常的隔热方法,木结构房屋比空心砖墙的房屋隔热效果高3倍。木结构房屋似一座天然的空气调节器,住在木屋里,冬暖夏凉、四季如春。 研究结果显示,在上海地区,木结构房屋采暖耗能比轻型钢结构房屋低27.1%,比混凝士结构房屋低31.3%。同混凝土或钢筋相比,木结构材料在生产时的能耗较低,且能回收再利用。就目前中国能源紧张的现状,木结构房屋突出的节能效应与政府提出的“建设节约型社会”的号召非常契合。
梁超, LiangChao. 现代木结构建筑技术的优势[J]. 上海建设科技, 2006(5).
木材是唯一可再生的主要建筑材料,在能耗、温室气体、空气和水污染以及生态资源开采方面,木结构的环保性远优于砖混结构和钢结构,是公认的绿色建筑。
二、 安全性强
- 结构稳定性高:木材相对其它材料有极强的韧性,加上面板结构体系,使其对于冲击荷载及周期性疲劳破坏有很强的抵抗力,木结构在各种极端的符合条件下,均表现出优异的稳定性和结构的完整性。
- 抗震性能优越:木材轻质高强,抗震性能明显优于其它材料,因而地面加速度在木建筑物上所产生的能量没有其它建筑物大,地震影响系数较小,且震后救援生还率较高。
木结构的安全性在于它的韧性大,且因木结构的箱式结构能将力均分,自身结构轻,又有很强的弹性恢复性,对于瞬间冲击荷载和周期性疲劳破坏有很强的抵抗能力,所以,在地震中吸收的地震力小,结构在基础发生位移时可由自身的弹性复位而不至于发生倒塌。因此,木结构建筑在地震中往往具有“墙倒架不塌”的特征。目前的合成材料应用技术比较成熟,可以添加些合成材料以提高木材本身的强度,如复合木型材就克服了天然木材顺纹剪切强度低的缺陷。
丁玫,李鹏.木结构建筑的优势及发展[J].林产工业,2014,04:41-43.
由于现代轻型木结构房屋具有良好的抗震性能,因此,它对保护居住者的生命安全能起到重要的作用,尤其在地震多发区,更显露出木结构建筑的优越性。
中国山西省朔州市应县的佛宫寺释迦塔(又称应县木塔)是世界上现存最古老的木结构建筑之一。它经过了至少七次严重地震,包括1556年造成近100万人死亡的大地震,原因显然是木结构的灵活性较好。当地面开始震动时,木结构会摇晃,但是不会倒塌。 中国工程院院士叶可明和江欢成认为,保证木塔千年不倒的原因首先从结构力学的理论上来看,木塔的结构非常科学合理,卯榫结合,刚柔相济,这种刚柔结合的特点有着巨大的耗能作用,这种耗能减震作用的设计,甚至超过现代建筑学的科技水平。
3. 木结构耐火性较强:虽然木材较钢砖更易燃,但木材的耐燃烧性高。实木燃烧的所形成的碳化层会减火灾对木头内部的破坏速度,这也保证了木质框架的力学结构不会迅速被破坏掉。另外,现代木结构建筑往往还会采用特殊处理过的建筑木材,如一些工程类的木质材料,经过阻燃与防火处理,防火性能比原木还要高。

高温环境下,木材与钢材的强度变化对比
三、 灵活宜居
木结构使用工厂预制现场拼装的建造形式,大大缩短了建筑周期;其施工对气候的适应能力较强,适应低温作业。
木结构房屋的所有管线均设在墙体或楼板内,有效增加了使用面积,故房屋使用率一般可达85%,这可有效增加投资回报率。
其房屋室内的隔墙一般较少用于承重,内隔墙可依据个人的喜好,按不同时期的需求改变位置、重新组合空间 。
木材具备独特的天然性,和其他的建筑材料相比较,木材被人们冠以能够呼吸的建筑材料的美名。人们在使用阶段,能够从材料表面看到木材的纹理,使用感觉非常舒适,在木结构建筑中,会带给使用者有回到大自然中的感觉。从设计上而言,木结构建筑能够使得建筑与周遭环境互相融合,带给使用者心理上的舒适感。
四、 成本
- 木结构建筑的施工周期短,施工过程简单可节约大量的人力物力。1幢普通木结构别墅的建筑工期大约3个月,而同等规模的混凝土别墅的建筑工期为5个月,且所需人工数则相当于木结构房屋的数倍。
- 与混凝土毛坯房相比,木结构房屋在结构建造过程中,已把管道、布线等隐蔽工程以及门窗地板、橱柜等室内装饰全部完成,大幅度减少了相关的装修费用。
- 木结构房屋本身的节能效应及其内部的保温层,使房屋全年的空调用电量大大少于其他建筑。
木结构建筑就是从环境保护的角度,以可持续发展为目标,运用现代科学技术和绿色设计技术而产生的木质产品。随着人民生活水平的不断提高,木材产业的不断壮大以及建筑市场国际化的深入发展,木结构建筑在我国也必将逐步从试验期走向推广期,并迎来一个快速的发展时期。