時(shí)間:2023-05-11 21:30:33 瀏覽量:0次
提到“木結構建筑”大多數人會(huì )想到中國傳統的梁柱式木構架建筑,這種建筑結構形式已經(jīng)被認可和廣泛使用。中國是最早使用木結構建筑的國家之一,對傳統木結構建筑有著(zhù)很多的經(jīng)驗,但由于傳統木結構建筑存在的防火、防潮、防蟲(chóng)等方面的致命缺陷,使得傳統木結構建筑的發(fā)展受到很大限制,已至今日傳統的一些工藝、方法都很少為人所熟悉了。近年來(lái),現代木結構建筑在北美國家不斷被研究和開(kāi)發(fā),在抗震、防潮、防火、保溫等方面進(jìn)行了改進(jìn),提升了木結構建筑的品質(zhì)。木結構建筑更加宜居,生產(chǎn)過(guò)程無(wú)污染或少污染,能將碳以木料的形式固化下來(lái)為低碳環(huán)保做出了貢獻。木結構的優(yōu)越性明顯,今后必會(huì )獲得長(cháng)足的發(fā)展。下面我們就談?wù)劕F代木結構建筑的優(yōu)勢及各方面性能:
1. 固碳,形成碳匯
木材產(chǎn)品在生產(chǎn)過(guò)程中消耗的能量遠低于混凝土和鋼材,更重要的是木材產(chǎn)品是唯一可再生的資源。木材的經(jīng)濟意義對材業(yè)的可持續發(fā)展,對采伐后的后續工作包括次生材開(kāi)發(fā)和新材地的種植均有積極意義。生長(cháng)1立方米木材可吸收約1噸二氧化碳,釋放3/4氧氣,二氧化碳以碳的形式儲存在樹(shù)木中 生長(cháng)活躍的幼木林比成熟林木能吸收更多二氧化碳。
2.節能
木材十分輕巧,易于在現場(chǎng)施工,且木材在運輸過(guò)程中消耗的能源也較少;現代木結構建筑可以實(shí)現工廠(chǎng)預制,現場(chǎng)裝配,這不僅有利于建筑工業(yè)化的實(shí)現,而且可以減少一部分因現場(chǎng)施工帶來(lái)的噪音、廢棄、廢水、固體廢棄物等的排放;現代木結構建筑自重輕,可以減少基礎施工的用材量;另外現代木結構進(jìn)過(guò)改進(jìn)其優(yōu)異的保溫、隔熱性能使建筑在運行過(guò)程中大大降低了能耗。
清華大學(xué)和北京工業(yè)大學(xué)共同開(kāi)展了一項研究,對同一棟建筑分別使用木、鋼材和混凝土在50年使用壽命內的生命周期做了比較。該研究著(zhù)重分析了三種建筑材料的生產(chǎn)階段和建筑物的試用階段整棟建筑采用的能源和材料,以及產(chǎn)生的廢氣、廢水和有害固體廢棄物的排放。
研究結果顯示,木結構建筑在整個(gè)生命周期內比鋼或混凝土建筑節能約25%。研究表明,與建筑在長(cháng)期使用過(guò)程中消耗的能源相比,建筑材料本身在生產(chǎn)階段所消耗的能源也是至關(guān)重要的。此外,改善建筑的保溫隔熱、氣密性能及采取其他節能措施也能提高建筑物的節能性能。
3.保溫隔音
木結構別墅墻體內裝有大面積的保溫隔音材料——玻璃棉。選擇玻璃棉代替傳統的礦物巖棉,使保溫隔音效果更加明顯。經(jīng)國家權威部門(mén)檢測,同樣厚度的玻璃棉,其保溫效果是礦物巖棉的1.5倍,是混凝土的8~12倍;降噪吸聲效果是礦物巖棉的1.2倍,是混凝土的4倍。經(jīng)實(shí)際檢測,采用玻璃棉的木結構別墅,當室外溫度在-15℃時(shí),不采用任何取暖方式,居住者也不會(huì )感到十分寒冷;50mm厚的玻璃棉可以降低噪音50分貝。各種中空玻璃窗戶(hù)的選用,更確保了保溫隔音效果,創(chuàng )造了靜謐溫馨的居住空間。 具加拿大木業(yè)專(zhuān)家介紹,木結構建筑保溫如采用噴涂式保溫材料,因其可以降低因材料接縫導致的熱量流失;在隔聲方面,如果在兩個(gè)墻體之家留25mm以上的空隙,內部填充噴涂式隔音棉或噴涂式隔音棉與玻璃纖維棉共同使用,外部覆面板用OSB板與雙層12-15mm厚防火石膏板,再在墻體中間增加一道消聲管道,如此做成的墻體隔聲等級可達到65-70,甚至更高的隔聲等級,消聲管道的增加可使墻體隔聲等級增加10個(gè)點(diǎn)左右。
4.防火
提到木建筑防火,中國大量傳統木建筑的毀滅和消失,使人們對木結構建筑在抵抗防火方面的性能在內心產(chǎn)生了陰影。隨著(zhù)時(shí)代的發(fā)展,技術(shù)的進(jìn)步,現代木結構在防火方面做了很大改進(jìn),并且已經(jīng)形成了一套完整的體系。我們先看看木材材料本身的火災表現:
木材遇火形成炭化層,對內部的木材起到了一定的隔離作用;炭化層推進(jìn)速度緩慢而且穩定,速度0.65毫米/分鐘(3.9厘米/小時(shí));木結構構件雖然是可燃材料,但其耐火極限卻比普通鋼結構構件高很多。大尺寸的木結構構件在耐火方面時(shí)間更長(cháng)。
再來(lái)看看現代輕木框架的火災應對和防范措施:現代木結構建筑在覆面OSB板外面增加雙層防火石膏板,用以阻隔火災對木結構的破壞,實(shí)驗表明,增加12-15MM厚的防火石膏板在曝火時(shí)間183min的情況下比相同厚度的普通石膏板耐火表現好很多;采用雙面單層15mm或雙面雙層12mm的防火石膏板,可以到達1小時(shí)的耐火極限,能滿(mǎn)足我國木結構建筑墻體非承重墻、承重墻、外墻的的耐火極限要求;另外現代木結構在防火墻方面采用磚混或鋼混結構的不燃燒體,以使建筑性能能滿(mǎn)足我國建筑規范必須使用不然體,3小時(shí)耐火極限的要求;在墻體和樓梯中,樓板、吊頂和屋頂之間分別設置豎向和水平擋火構件,防止火焰和煙氣通過(guò)墻體、樓板和吊頂或屋頂下的密閉空間進(jìn)行傳播;在兩棟建筑之間根據建筑性質(zhì)的不同設置符合規范要求的防火間距;對于管道會(huì )設置防火套管,燈具等的開(kāi)孔處用防火石膏板覆面,噴淋管道做保溫處理,保護噴淋系統免受冰凍,管道、電氣線(xiàn)路與墻體、樓板之間的縫隙,采用防火封堵材料將其填塞密實(shí),等等這些是現代木結構建筑在細部節點(diǎn)方面所做的防火處理;在公共和商用建筑內,同樣采取噴淋、煙感、消防通道、應急照明等等一系列的消防措施來(lái)確保將火災發(fā)生后的受災程度降到最低。
現代木結構體系采取的以上防火措施,完全符合我國木結構建筑防火的要求和規范,甚至在細節方面處理更好更到位,防火級別也更高。
下圖為現代木結構建筑體系西部節點(diǎn)的防火處理詳解:
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