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在设计与施工中,现代木结构住宅应遵循哪些要求

来源:http://www.yihekongjian.com 作者:新澳门萄京娱乐场官网 时间:2019-12-03 14:26

  现代木结构住宅在建造时,应充分与当地自然资源、自然环境相结合,做到环境与建筑、人与建筑、室内陈设与人系统性的协调关系。在现代木结构住宅设计和施工的过程中,应当把其设计理念和设计思路,系统性、完整性的贯穿整个工程,让人能够切身体会到作为工业化生产、标准化施工的新兴住宅模式的优越性。那在设计与施工中,现代木结构住宅应遵循哪些要求?

基于木材的低密度和多孔结构,以及隔音墙体和楼板系统,使木结构也适用于有隔音要求的建筑物,创造静谧的生活,工作空间。另外,木结构建筑没有混凝土建筑常有的撞击性噪音传递问题。

木结构房屋的墙体较薄,总厚度一般只有89mm左右,而传统的砖混结构外墙厚度要达到240mm,在相同基础面积条件下,可以扩大居住面积10%。

  2、在采用轻型木结构建造住宅时,应确保建筑住宅与周围自然环境相协调,做到人与自然、建筑与环境和谐发展。在施工过程中,作为建筑材料的木材必须采取有效的防腐措施。木材被腐烛需要有适当的温度(20度左右)、充足的氧气、木材被腐蚀所需的养分、足够的湿度。上述四种条件只有同时满足,木材才能被腐烛,其中湿度可以在生产和施工时采取一定的措施来进行处理,或是用其它人工设备保证木材处于合适的湿度。对于木材的防腐,可以采取一定的化学物质以达到防虫、防腐的目的。

木结构是单纯由木材或主要由木材承受荷载的结构,通过各种金属连接件或榫卯手段进行连接和固定。这种结构因为是由天然材料所组成,受着材料本身条件的限制,因而木结构多用在民用和中小型工业厂房的屋盖中。木屋盖结构包括木屋架、支撑系统、吊顶、挂瓦条及屋面板等。

据清华大学建筑环境与设备工程研究所研究得出:木结构建筑比轻纲结构建筑节能5.3%,比混凝土结构建筑节能8.1%,在建筑寿命周期内,较普通混凝土屋顶可节约运行费用约6%。

  此外,轻型木结构是依靠结构主要受力构件和次要受力构件共同作用的结构受力体系,超静定次数多,如果结构布置非对称,将对结构分析带来很大复杂性,在设计时,尽可能采用经过长期实践证明的可靠构造措施,以保证结构的安全性和可靠性。

木结构采用装配式施工,这样施工对气候的适应能力较强,不会像混凝土工程一样需要很长的养护期,另外,木结构还适应低温作业,因此冬季施工不受限制。

在建筑材料的生产阶段,加工一个单位材料能耗,水泥是木材的5倍,钢铁是木材的191倍,铝是木材的791倍。而且水泥、砖和钢材在生产过程中还要产生大量污染物、C02的排放也相当高。而与之相反,树木在成长过程中,经过光合作用,反而会吸收二氧化碳并释放出人类赖以生存的氧气。据测算,每1立方米木材的使用,可以减少2吨的二氧化碳。如果人类用木材取代其他建材,就可以减少1.1吨的碳排放量,同时储存0.9吨二氧化碳在被使用的木材里。

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精心设计和建造的现代木结构建筑,能够面对各种挑战,是现代建筑形式中最经久耐用的结构形式之一,能历经数代而状态良好,包括在多雨、潮湿,以及白蚁高发地区。

5、木结构住宅可以刺激林业的发展

  4、由于轻型木结构与其它建筑材料的结构相比,质量较轻,既有良好的抗震性能,同时它作为一种高次超静定结构体系,在地震、风等外力作用下,其结构具有良好的延展性,所以在木结构平面布置时,应考虑所有构件之间有可靠的连接,采取必要的支撑、锚固,以保证木结构住宅的强度、刚度和整体性。

用木材制成的结构。木材是一种取材容易,加工简便的结构材料。木结构自重较轻,木构件便于运输、装拆,能多次使用,故广泛地用于房屋建筑中,也还用于桥梁和塔架。近代胶合木结构的出现,更扩大了木结构的应用范围。

木材根据不同建筑造型经过了现代技术生产加工成不同的墙体型材,再经过阻燃、防腐处理等工序,更加坚固耐用。对抗下沉应力、抗干燥、抗老化,具有显著的稳定性。如果使用得当,木材则是一种稳定、寿命长、耐久性强的材料。

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木材作为一种永恒的建材,古老而又现代,木结构建筑在风格特性上与城市特点相呼应,彰显人文特点。天然材质使建筑具有一种特别的亲和力,消除建筑本身作为外来物的冰冷感觉,木结构建造的灵活性可以充分发挥个性化,人性化特点。木结构在园林景观中的应用更有利于结合中国文化特点,焕发历史神韵又不失现代气氛。木结构建筑将为中国建造的不仅是可供使用的建筑实体,更成为一座座人文景观。

4)水污染指数比较:研究结果显示,钢结构的污染指数是木结构的120倍。

  3、轻型木结构住宅所采用的各种工程木制品和其它木构件需要符合相关规定。无论是哪一种建筑,其建筑的安全性能都受到建筑材料质量好坏的直接影响。木材作为一种天然的、绿色的、环保材料,其材质受到树种、气候、含水率、生长速度等方面的影响,造成木材天然缺陷较多。另外,在轻型木结构住宅的用材方面,由于国内大部分木材不能够满足作为建筑材料的要求,所以主要以进口为主。由于进口渠道的不同,造成木材规格标准不同,在木材材料单位换算时,存在一定的尺寸误差,例如英制和公制之间的换算,所以为了保证木结构住宅建造的安全性和施工的便捷性,所有木材及木制工程产品都要明确的标明其规格、等级。

在中国,随着“天保”工程的实施,大部分地区已严禁砍伐树林。从美国进口木材可填补由此造成的缺口。美国所有出口的木材产品均来源于经认证的美国于可持续开发的森林资源。结构用锯材和工程木产品强度高,模数体系齐全,以及完善的分等分级规定,能满足各种从单体住宅等小型建筑到体育馆和桥梁等大型建筑的多种需要。

木结构房屋是能做到不被腐蚀和不受潮的,因为我们对所有建筑用材进行烘干处理,这些木材已预先干燥至含水率19%以下,它的防潮性能甚至可以达到砖混结构的10倍左右。同时,我们对木材采用ACQ、BAC等防腐剂进行浸渍的防腐处理,采用天然植物油做表面涂层,来防止水侵蚀。事实上,与其他常用建筑材料相比木材更不容易因为偶尔浸湿而受到永久损坏。在多雨或潮湿地方的木建筑物可以有长期的毫无问题的性能表现。

  现代木结构住宅与其它住宅相比,无论是在性能方面,结构方面,防保暖方面,抗震方面,空间布局方面,建筑成本方面,与环境的协调性方面都以其无可比拟的优越性远远超过其它住宅形式,所以现代木结构住宅在未来的发展是可以预期的,是大有可为的。

结构特点得房率高

9、绿色环保、保温节能性

  1、在我国,轻型木结构住宅主要由楼板、墙面、屋面等木构架组成,虽然在欧洲和北美木结构建筑被广泛应用,能够建造出七八层的木结构建筑,但在我国,由于施工技术与欧美的差距,只允许建造三层或三层以下的木结构住宅。

建筑物的能源效益是由构成该建筑物的结构体系和材料的保温特性决定的。木结构的墙体和屋架体系由木质规格材、木基结构覆面板和保温棉等组成,测试结果表明,150mm厚的木结构墙体,其保温能力相当于610mm厚的砖墙,木结构建筑相对混凝土结构,可节能50%;70%.

木结构的墙体和屋架体系由木质规格材、木基结构覆面板和保温材料等组成,据测试,150㎜厚的木结构墙体,其保温能力相当于610㎜厚的砖墙,木结构建筑相对混凝土结构,可节能50%-70%。而在所有的主要建材中,木材是唯一可以再生的建材,在能耗、温室气体、空气和水污染以及生态资源开采方面,木结构的环保性大大优于砖混结构和钢结构,而且材料透气好、易于保持室内空气清新,是公认的绿色建筑。

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。

6、木材是一种天然、健康的且极具亲和性的材料,木制集成屋是环保健康的住宅。

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,具有最佳的抗震性,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,特别在易于受到飓风影响的热带地区以及受到破坏性地震袭击的地区,如日本和北美,其表现尤为突出。

14、布局与造型灵活以及维修和翻修方便

由于木结构优异的保温特性,人们可以享受到木结构住宅的冬暖夏凉。另外,木材为天然材料,绿色无污染,不会对人体造成伤害,材料透气性好,易于保持室内空气清新及湿度均衡。

2、木材是唯一可以再生的建筑材料

木结构体系的耐火能力比人们通常想象的要强的多,轻型木结构中石膏板对木构件的覆盖,以及重木结构中大尺寸木构件遇火形成的碳化层,均可以保护木构件,并保持其结构强度和完整性,按中国木结构设计规范设计建造的木结构建筑,完全能够满足有关防火要求。

能保证房屋结构的高质量和可以接受的成本;不论用手工或者工业化方式建造木房,木构件可以在全年的任何气候条件下生产,然后在建筑场地上短期完成预制构件的装配。

由于墙体厚度的差别,木结构建筑的实际得房率(实际使用面积)比普通砖混结构要高出5%;8%.

在建筑完成其使用寿命而需要处理的时候,木质很容易就能重新利用或回归于泥土,开始新生,但混凝土和砖等却相对难于无害化处理,即使处理也需要较高的能耗。

木材受拉和受剪皆是脆性破坏,其强度受木节、斜纹及裂缝等天然缺陷的影响很大;但在受压和受弯时具有一定的塑性。木材处于潮湿状态时,将受木腐菌侵蚀而腐朽;在空气温度、湿度较高的地区,白蚁、蛀虫、家天牛等对木材危害颇大。木材能着火燃烧,但有一定的耐火性能。因此木结构应采取防腐、防虫、防火措施,保证其耐久性。

中国改革开放后的新建住宅,大多是砖混结构、现浇混凝土结构。黏土、铁矿、石灰石是这些新建住宅的最主要的原材料。这些新增建筑物的修建,损耗了大量耕地,耗费了大量的铁矿资源、石灰石等原材料不可再生资源。

木材进行维修或改造时所需要的设备相对简单,人员也较少。材料资源可再生和利用木材是可再生资源,若将森林加以科学的管理,坚持生长量大于采伐量,森林资源就可持续利用,循环使用。

13、工厂化制造木房的优越性

3、木结构的抗震性优良

如果我们大量使用木材作为新建住宅材料,只要做到科学管理森林资源,合理砍伐森林,就能以树木的成才周期(少则5-6年,多则20-30年)为循环,周而复始地源源不断地得到上等建筑材料。

1、木结构建筑曾是中国古代建筑的精华

只要我们有好的林业政策,木结构住宅在地震断裂带上农村的普及是可以刺激林业的发展的,而林业的发展对于生态环境的恢复又是及其有益的,所以,我们认为在山地地区选用传统木结构作为建筑主体结构是比较好的选择。

木制建筑结构用木材均采用《水基性阻燃处理剂》进行阻燃处理,具炭化效应,遇火时,木表面会形成炭化层,其低传导性可有效阻止火焰向内蔓延,从而保证整个木结构体在很长时间内不受破坏。

10、木结构在建筑中的适用性

2)温室效应比较:结果显示,木结构建筑的温室效应最低。钢结构是木结构的1.8倍。

11、施工标准化

“十二五”规划的环保目标之一是计划增加森林覆盖面积到21.66%,可见我国政府已相当重视造林需要。造林需要农民配合,不需要为种树而种,若有可观的经济效益、造房的实际需求,农民会主动要求种树!

8、防潮耐腐性

木结构房屋保温性能优异,比普通砖混结构房屋节省能源超过40%.它的保温性能是钢材的400倍,混凝土的16倍。研究表明,150㎜厚的木结构墙体,其保温性能相当于610㎜厚的砖墙。木材是“绿色建筑”的首选建材。制造木结构建筑材料的能耗低于钢材或混凝土,后两者都需要高温精练和制造。木屋采用全实木材料,被称为“会呼吸的房子”,室内空气中含有大量的芬多精和被称为空气维他命的负离子,能有效杀死空气中的细菌、遏止疾病、增强免疫力,对保持大脑清醒、提高注意力、降低血压、安定神经等有明显功效。木屋中的有害气体氡的放射量极低,对人体无害;木材对能耗、空气污染和水污染以及温室气体排放等因素的相对影响及小。

加拿大木业协会目前正与中国政府合作引进混合结构技术,既在木结构中运用了混凝土、钢材等其他建筑材料。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,同时能够满足四层及四层以上建筑的需求,为木结构进入中国多户住宅房产提供了契机。

木结构房屋在地震中有很好的生命安全性能。木结构房屋由于自身的质量小,地震时吸收的地震力也相对较少。木结构的韧性大,对于瞬间冲击载荷和周期性疲劳破坏有很强的抵抗能力,可以吸收并消散能量。实践证明,木结构在各种极端的负荷条件下,均表现出其稳定性和结构的完整性,即使强烈的地震使整个建筑脱离其基础,其结构也经常完整无损。木结构韧性大,对于瞬间冲击荷载和周期性疲劳破坏有很强的抵抗能力,在所有结构中具有最佳的抗震性,这一点在许多大震区已得到充分证明。在日本1995年的神户大地震中,保留下来的房屋大部分是木结构的房屋。

3)空气污染指数比较:结果显示,木结构污染指数最低,钢结构是木结构的1.42倍。

12、扩大了居住空间

15、木结构建筑体系对环境的影响最小

在建筑的使用阶段,由于木质的导热系数小,只要做好墙体的保温隔热,就能大大减少为了保温、隔热而需要消耗的能量。

5)固体废料比较:研究表明,木结构在生产及建造过程中产生的固体废料最少。钢结构的废料是木结构的1.36倍。

目前在上海、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。同时,由于木结构重量较轻,可通过设计适用任何建筑的要求,因此将木结构应用在实际建造中完全可行,也可以节省大量能源,而来自这部分木结构空间的销售收入还可以抵消建筑的改造成本。

1)能量消耗比较:对制造,运输及安装过程中的能量损耗进行比较后,结果显示木结构在几种结构中能量消耗最低。钢结构是木结构的2.4倍。

而近代中国,由于国门被动打开,接受了西方工业文明,灌入了以钢筋混凝土为主的新的建筑结构体系,使中国发展了几千年的传统木结构体系逐渐解体,新的砖木结构一度成为住宅、工业等建筑的流行结构形式之一。上世纪60年代以前,我国的民用建筑基本上都是木结构或砖木构造。60年代以后,由于我国林业资源的匮乏和木材的短缺,政府对木材在建筑上的应用制定了严格的限制措施,提倡以钢代木、以塑代木。70年代,我国建筑结构以砖混结构为主。80年代,各种新结构体系不断涌现,现浇混凝土结构猛增。90年代,我国建筑结构体系又有了很大发展,高层建筑、超高层建筑和大型公共建筑大量兴建,大规模的基础设施建设、城市交通和高速公路、铁路等飞速发展。随着建设的加速,加之人口激增、乱砍滥伐、管理不当等因素,使得我国的森林资源严重匮乏而不得不停止使用木结构,木结构房屋渐渐被排除在主流建筑之外。因此,现代木结构建筑尤其是木结构住宅几乎成为我国住宅产业的盲点。

6)生态资源的使用:经综合评估,木结构攫取的资源最少,钢结构是木结构的1.16倍。

木材是可持续利用的建筑材料。在未来10年内,中国每年要增加700万-800万个住房单位。如果我国大量使用木材修建经济适用房,一年盖出木结构建筑6层公寓10万栋,就可以减少1.02亿吨碳排放,减排贡献不可小视。

由于木结构房屋的结构件和连接件都是标准化生产,所以减少了施工所需的劳动力,降低了操作强度,节省了劳动成本,提高了施工质量。

木结构建筑还有设计灵活、建筑工期短、易于整修等诸多优势。现代技术有效地解决了木结构防火、抗震、抗风、隔音和防虫、防腐的问题,使得木结构建筑的使用寿命也更加延长,可达到50-200年。同时,其稳固性也相当好。

木结构建筑在中国建筑中占有很重要的地位,木结构是中国古代建筑的精华,没有木结构就没有中国古代建筑的辉煌。我们现在看到的多年前的宫殿、庙宇、楼亭,还有我们现在看到的塔等等,都是采用木材制作梁、架、柱等构件,并用榫卯结合建成的。其灵活的风格、合理的布局、适宜的建筑体量以及精巧的装修在世界享有盛誉,成为5个最古老的建筑体系之一。很多国家都从中国借鉴木结构的工艺,可以说中国的木结构建筑曾经引领风骚长达数百年之久。

4、木结构建筑的节能环保性能

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