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論我國木結構建筑的發(fā)展前景

論我國木結構建筑的發(fā)展前景

【概要描述】木結構建筑主要是指由木材為主建造的公共建筑、住宅建筑、景觀(guān)建筑和其他構筑物等。它是建筑中極為重要的部分，由于近幾十年來(lái)國內此領(lǐng)域發(fā)展的滯后，新型的木結構建筑沒(méi)有被人們廣泛認知，在此，筆者就有關(guān)木結構建筑國內外現狀，木結構建筑在我國應用面臨的問(wèn)題與對策，以及木結構建筑發(fā)展前景進(jìn)行簡(jiǎn)述。

論我國木結構建筑的發(fā)展前景

【概要描述】木結構建筑主要是指由木材為主建造的公共建筑、住宅建筑、景觀(guān)建筑和其他構筑物等。它是建筑中極為重要的部分，由于近幾十年來(lái)國內此領(lǐng)域發(fā)展的滯后，新型的木結構建筑沒(méi)有被人們廣泛認知，在此，筆者就有關(guān)木結構建筑國內外現狀，木結構建筑在我國應用面臨的問(wèn)題與對策，以及木結構建筑發(fā)展前景進(jìn)行簡(jiǎn)述。

詳情
木結構建筑主要是指由木材為主建造的公共建筑、住宅建筑、景觀(guān)建筑和其他構筑物等。它是建筑中極為重要的部分，由于近幾十年來(lái)國內此領(lǐng)域發(fā)展的滯后，新型的木結構建筑沒(méi)有被人們廣泛認知，在此，筆者就有關(guān)木結構建筑國內外現狀，木結構建筑在我國應用面臨的問(wèn)題與對策，以及木結構建筑發(fā)展前景進(jìn)行簡(jiǎn)述。
 
1.木結構建筑基本狀況
 
木結構建筑以其建造容易、環(huán)境友好、冬暖夏涼、節能環(huán)保、低碳綠色、貼近自然等諸多優(yōu)點(diǎn)，深受人們的喜愛(ài)。因其使用的木材強重比高、性能獨特、又是可再生資源，且能反復利用，因此木結構建筑被人們稱(chēng)之為人類(lèi)的未來(lái)之家。
1.1木結構建筑發(fā)展簡(jiǎn)史
木材在建筑中應用具有悠久的歷史，最古老原始的建筑就是由木材建造而成，數百年甚至上千年的木結構建筑至今在祖國的大江南北皆有存在。最早的古木建筑可追溯到西漢時(shí)期，我國就基本上形成了用榫卯連接梁柱的框架體系，一直到唐代，特別是到了宋、元時(shí)期，建筑上統一了做法，如李誡著(zhù)《營(yíng)造法式》，明、清時(shí)期，又有《園冶》、《清工部工程做法則例》，經(jīng)數千年幾十代人的努力，造就了我國古木建筑的輝煌成就，不愧中華民族瑰寶之一，在世界建筑史上獨豎一幟，豐富了人類(lèi)的文明史。
1.2國外木結構建筑現狀
在亞洲的日本，歐洲的芬蘭、瑞典，北美的美國、加拿大等發(fā)達國家，在民居建筑中已普遍推廣了現代木結構住宅，已形成了三足鼎立之勢，無(wú)論是建筑風(fēng)格、結構體系、營(yíng)造方式均有各自特色，是目前世界木結構建筑的先進(jìn)代表。日本近年來(lái)在新建住宅中，木結構住宅所占比例基本在45%左右；在北歐的芬蘭、瑞典，90%的民居住宅為1～２層的木結構建筑；在北美，80%的人居住在木結構住宅里，獨立式小住宅占主導地位。德國設有生態(tài)住宅研究所、門(mén)窗研究所和設計院，專(zhuān)門(mén)從事生態(tài)材料建造住宅的研究和設計，并已建造了各式各樣的建筑群。日本、美國的加州、我國臺灣等國家或地區將木結構建筑作為防震、抗震的重要措施，這是因為在近幾年日本所發(fā)生的地震中，輕型木結構住宅幾乎沒(méi)有倒塌的案例。從日本木結構住宅類(lèi)型來(lái)看，梁柱式木結構仍占絕對比例，吸收了中國古木結構的精髓，也有自己獨特的風(fēng)格和個(gè)性。在這些林業(yè)發(fā)達國家中，各種新型材料、新技術(shù)得到了廣泛應用，建筑科技水平已相對成熟，除了建造一些新穎別致的木質(zhì)別墅外，木結構還向公共建筑、多層和高層混合結構建筑方向發(fā)展。
1.3國內木結構建筑現狀
建國后，我國木桁架等木結構由傳統的設計與人工制作，逐步進(jìn)入到現代膠合木結構的設計與機械加工工藝。但在20世紀80年代以來(lái)，國家為了保護森林資源，一直提倡節約代用，特別是建筑主管部門(mén)專(zhuān)門(mén)發(fā)文限制在建筑中使用木材，要求以鋼代木、以塑代木，使得我國木結構建筑停滯了幾十年的研究和應用，使現代木結構建筑與國外拉開(kāi)了很大的距離。
近十多年來(lái)，由于我國推行的人工速生林政策取得了明顯的效果，無(wú)論是種植面積還是蓄積量均躍升世界第一，這為木結構這種建筑體系在國內的發(fā)展帶來(lái)契機。國家建筑和質(zhì)量監督檢驗等主管部門(mén)也與時(shí)俱進(jìn)改變了觀(guān)念，先后頒布和實(shí)施了多項木結構設計規范與質(zhì)量驗收規范等標準。在經(jīng)濟全球化的強力推動(dòng)下，進(jìn)口木結構建筑已經(jīng)悄然進(jìn)入北京、上海、南京、杭州、西安、武漢和海南等主要消費城市，已引起了人們的普遍關(guān)注。木結構應用的領(lǐng)域從住宅、賓館到海濱浴場(chǎng)、茶社以及園林景觀(guān)等，迄今為止，國內已建成新型木結構住宅2000多幢，每年以600多幢的速度在建造中。雖然，現行建造的絕對數量不及國外的1‰，但其發(fā)展勢頭迅猛，市場(chǎng)廣闊。這些木結構建筑大都采用了國外的結構材料和先進(jìn)的建造技術(shù)，國外政府機構和行業(yè)協(xié)會(huì )在國內舉辦各種規格的培訓和巡回宣講，不少知名高校加入到木結構建筑的研究行列，各種形式的研討會(huì )紛紛舉辦，特別是很多木結構生產(chǎn)、建造企業(yè)紛紛上馬，在地震災后重建和旅游資源開(kāi)發(fā)中扮演著(zhù)重要角色，可以預見(jiàn)木結構建筑已迎來(lái)了發(fā)展的春天。
   
2.木結構建筑的問(wèn)題與對策
雖然我國近幾年木結構建筑發(fā)展迅速，但仍面臨著(zhù)不少問(wèn)題和挑戰，如何解決這些問(wèn)題，并提出相應對策，為我國木結構建筑發(fā)展鋪平道路至關(guān)重要?，F就有關(guān)問(wèn)題和對策進(jìn)行分述，以取得各方達成共識。
2.1土地利用問(wèn)題
我國是個(gè)人多地少的國家，國土資源部2003年專(zhuān)門(mén)發(fā)文限制建造獨立別墅，即今后我國將嚴格控制高檔商品房用地，停止報批別墅用地。從住宅用地來(lái)看，由于土地資源位置的固定性和稀缺性，供應量不斷減少，價(jià)格不斷上升會(huì )推高建造成本，別墅建筑的發(fā)展受到制約，故以別墅為主的木結構住宅也毫不例外
鑒于上述原因，建議我國木結構建筑的發(fā)展，首先重點(diǎn)應放在村鎮新農村建設和地震多發(fā)地區。其次是城鄉結合部的多層混合和可移動(dòng)木結構建筑，以及生態(tài)旅游景區的臨時(shí)性建筑。其理由是：村鎮農村的村民具有自己的宅基地且多為單層建筑，因此改建不會(huì )影響土地的使用，還提高了土地使用的效率；地震多發(fā)地區主要是幅原廣闊的農村或山區，土地不為耕種用地，木結構住宅可作為有效抗震措施。在城鄉結合部建造木混結構住宅與現實(shí)沒(méi)有差別，而可移動(dòng)木結構住宅，既不破壞耕地，又能解決經(jīng)濟實(shí)不強的年青夫婦和暫住人口的買(mǎi)房難問(wèn)題。對一些生態(tài)旅游景點(diǎn)，木結構景觀(guān)建筑是其理想選擇，不僅不破壞耕地，還美化環(huán)境，應用得當還會(huì )成為亮麗的景觀(guān)。
2.2 森林資源問(wèn)題
我國森林資源短缺，加之國家保護森林的禁伐政策，由于木結構建筑會(huì )大量使用木材，是否制約木結構建筑的發(fā)展空間。
近十多年來(lái)，森林覆蓋率不斷提高，森林保護政策宣傳深入人心。但是要注意到這一點(diǎn)，國家僅對天然林實(shí)施了保護工程，禁止采伐。但人工速生林是鼓勵使用的，如每年大量的楊木做成多層膠合板和單板層積材（LVL）出口給國外建木結構建筑。隨著(zhù)木結構用材市場(chǎng)的需求和技術(shù)進(jìn)步，國內完全有能力生產(chǎn)結構定向刨花（OSB）、層板膠合木（Glulam）、層疊木片膠合木（LSL）、平行木片膠合木（PSL）、指接材（Finger-jointed Lumber）和工字形木擱柵（I－joist）等新型材料。此外，北美進(jìn)口規格材（SPF）以其價(jià)廉物美進(jìn)入國內市場(chǎng)，以及俄羅斯的落葉松、樟子松資源豐富，都是建造木結構建筑的好材料。
2.3 思想觀(guān)念問(wèn)題
幾十年來(lái)，在我國民用建筑中一直采用磚混結構，其建造成本低、給人感覺(jué)上牢靠、耐　久性好、維護成本低，而木結構住宅會(huì )不牢固安全、易發(fā)火災、蟻蟲(chóng)害侵蝕、潮濕會(huì )引起腐朽發(fā)霉等，以至于很難接受這種新型的木結構建筑。
由于對木結構建筑的認識不足，這些擔心是完全可以解理的。木結構住宅只要在成本上、安全上、保護上、功能上采取適當的措施，通過(guò)大量的實(shí)驗對比，專(zhuān)業(yè)知識的宣傳，用樣板房的展示，特別是中華古木建筑及文化的影響，相信人們的觀(guān)念是會(huì )改變的，木結構建筑是完全可接受的。
2.4 建造成本問(wèn)題
在木結構住宅的開(kāi)發(fā)建造中，開(kāi)發(fā)商、建造商和消費者最關(guān)心的是成本問(wèn)題，由于現階段在國內建造的木結構建筑多為別墅，加之建造材料多為進(jìn)口，有的材料或構件甚至要到國外加工，使木結構房屋不包括土地的建造成本達到4000～6000元/m2，使用過(guò)程中還需要不斷地維護，會(huì )增加使用成本，會(huì )使大多數人望而卻步。
木結構住宅建造和使用成本是否會(huì )成為其推廣應用被制約的瓶頸呢？回答是否定的。因為影響木結構建筑建造成本的因素較多，如不同地區、不同檔次、不同材料、不同裝飾要求其成本必然不同，關(guān)鍵在于如果控制成本。假如在村鎮和地震多發(fā)地區的鄉村，造價(jià)過(guò)高肯定是無(wú)法推廣的?？刂平ㄔ斐杀緫獜膸追矫嫒胧?。首先，要使用價(jià)格合理的國產(chǎn)材代替進(jìn)口材，特別是使用蓄積量豐富的人工速生林。其次，使用國內生產(chǎn)加工的構件，因為國內外人工費相差懸殊。第三，有些非關(guān)鍵的零部件盡可能因地制宜、就地取材，節約運輸成本。第四，在設計構造上降低成本，如在一層可采用木框架，磚隔墻，有的地方竹材豐富，可采用木竹混合結構?？傊?，簡(jiǎn)單但不簡(jiǎn)陋，低價(jià)但不低質(zhì)，在滿(mǎn)足住宅基本要求和功能的條件下，對農村地區盡可能低的造價(jià)是可能的。據有關(guān)資料分析，木結構與磚混結構住宅建造成本基本相當，磚混結構住宅維護成本略低，但木結構住宅由于節能使用成本較低，兩者間的精確差異有待進(jìn)一步比較研究。
2.5 設計與技術(shù)問(wèn)題
國內木結構建筑企業(yè)最缺的是木結構設計方面的專(zhuān)業(yè)人才以及相關(guān)的生產(chǎn)、施工技術(shù)。嚴重制約了木結構建筑企業(yè)的發(fā)展空間。目前的狀況是一些企業(yè)沒(méi)有專(zhuān)業(yè)設計人員，完全照搬北美或北歐的建造體系，受制如人；另一種是僅有效果圖（從網(wǎng)上、資料而得），靠施工人員憑經(jīng)驗折騰，這種方式不可取，因為建筑必須安全第一，這種做法會(huì )給建筑留下很多隱患，也擾亂木建筑市場(chǎng)。另外，由于國內缺乏大型構件的生產(chǎn)、成型技術(shù)，或缺乏技術(shù)標準，使得在公共建筑中使用木結構嚴重受阻。
針對以上問(wèn)題，國內已經(jīng)引起了足夠的重視，出現了很著(zhù)名高校參與了木結構建筑的研發(fā)工作，如同濟大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、東南大學(xué)等，還有少數林業(yè)高等院校培養了一批批本科人才。加拿大木業(yè)協(xié)會(huì )在此方面做了大量的培訓工作。在設計上盡可能探索出有中華文化底蘊和獨特結構的中國模式，爭取用5～10年在世界木結構建筑領(lǐng)域占有重要地位。在生產(chǎn)技術(shù)上，早期盡可引進(jìn)國外的先進(jìn)制造技術(shù)和產(chǎn)品，最終要打造出自己的產(chǎn)業(yè)和制造商。加快木結構建筑的本土化、國產(chǎn)化，以設計為主導，重點(diǎn)解決在結構材料和構件生產(chǎn)、施工建造等方面的技術(shù)。重視戶(hù)內外膠粘劑和金屬連接件的研究，開(kāi)發(fā)出適合我國木結構建筑的設計軟件，橫向聯(lián)合不同學(xué)科，對建筑材料、結構、室內外裝飾進(jìn)行全方位的攻關(guān)。有關(guān)主管部門(mén)盡快補充完善相關(guān)技術(shù)標準，特別是木質(zhì)材料的物理力學(xué)性能指標，加速我國木結構建筑的發(fā)展進(jìn)程。
2.6 功能與防護問(wèn)題
為了保護木結構建筑主體、延長(cháng)其使用壽命以及建筑的居住安全，必須對木結構建筑采取防火、防蟲(chóng)和防腐措施，或對建筑的木構件進(jìn)行有效地處理，以達到國家標準《木結構設計規范》的有關(guān)要求。
在木結構建筑中由于比較多地采用木質(zhì)材料，而蟲(chóng)害在各類(lèi)木材中都有可能發(fā)生，特別象白蟻、甲蟲(chóng)等，能在木材上形成蟲(chóng)眼和蟲(chóng)溝，有的甚至能深入木材的木質(zhì)部深處，使木材受到很大的破壞；特別是結構用木材受到白蟻等侵害時(shí)，會(huì )影響建筑物結構的強度、穩定性和耐久性等指標，有時(shí)可能會(huì )釀成很?chē)乐氐氖鹿?。除此之外，還有木結構建筑的功能問(wèn)題，如墻體的隔聲、保溫與隔熱、振動(dòng)和噪聲等，特別是抗震與防火安全問(wèn)題，都是人們普遍擔心和關(guān)注的問(wèn)題。所以，在建造木結構建筑時(shí)，都應該采取有效的預防措施。
可喜的是國外在此方面已有非常成熟的經(jīng)驗，國內在保護古木建筑結構方面也有大量的實(shí)踐，在此基礎上還應不斷地深入和完善，以取得更加有效的成果，為木結構建筑在我國的發(fā)展掃清障礙。
  
3. 木結構建筑的發(fā)展前景
在我國木結構建筑必將迅速發(fā)展，會(huì )得到越來(lái)越多的人親睞和選擇，主要基于下列理由：
3.1 木結構建筑的物質(zhì)基礎
國內人工速生林的廣泛種植，北美的云杉、松木、冷杉（SPF）和俄羅斯的落葉松、樟子松等豐富的資源作補充，為木結構建筑提供了木材的來(lái)源保證。此外，我國還有豐富竹材資源，近年來(lái)農作物桔桿制板生產(chǎn)技術(shù)，為木結構建筑用材開(kāi)辟了新的途徑。隨著(zhù)對人工林的高效加工利用，大量新型結構材料的開(kāi)發(fā)與研制，為木結構建筑提供了物質(zhì)基礎。
3.2 木結構建筑的經(jīng)濟基礎
隨著(zhù)我國經(jīng)濟的高速發(fā)展和人們日益增長(cháng)的物資需求，對生活品質(zhì)和居住環(huán)境提出了更高的要求。由于木結構建筑的個(gè)性化設計、親近自然、舒適環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，對有經(jīng)濟實(shí)力的消費群體一定會(huì )率先選擇。特別是江蘇、浙江長(cháng)三角地區經(jīng)濟發(fā)達，人們具備消費實(shí)力，具有廣闊的潛在市場(chǎng)。
3.3  木結構建筑的技術(shù)基礎
現在國內木材工業(yè)的發(fā)展，為木結構建筑的應用奠定了技術(shù)基礎。如我國已經(jīng)成為人造　板生產(chǎn)大國，用于建筑的多層膠合板生產(chǎn)量也位于世界前列。單板層積材（LVL）、定向刨花板（OSB）、冷壓膠合梁柱等技術(shù)已基本成熟，有的已形成工業(yè)化生產(chǎn)規模，只要對一些特別技術(shù)（如大跨度膠合梁、彎曲大構件等技術(shù)）加以研究應用，從生產(chǎn)和技術(shù)角度看建造木結構建筑是完全可行的。
3.4 木結構建筑的應用領(lǐng)域
木結構建筑及其構筑物在我國的應用領(lǐng)域較廣，目前主要考慮下列方向發(fā)展：
(1) 應用于長(cháng)三角、珠三角（江蘇、浙江、廣東等）經(jīng)濟發(fā)達地區的新農村住宅建設；
(2) 地震多發(fā)地區（如四川、青海、甘肅、遼寧等省區）的抗震木結構住宅建設；
(3) 風(fēng)景旅游地區和最佳人居環(huán)境城市（海南、云南、蘇州、揚州、大連等）的生態(tài)環(huán)保住宅和園林景觀(guān)的亭、臺、榭、廊、橋等建構筑物建設；
(4) 古木建筑的修繕與重建。我國有大量的古木建筑（如應縣木塔、故宮、寺廟等），有的已是世界文化遺產(chǎn)，需要重點(diǎn)修繕和保護還有一些地方對過(guò)去因火災、戰爭毀壞的古木建筑進(jìn)行重建。
(5) 其他木結構建筑等。如體育館、會(huì )堂、影劇院、圖書(shū)館、學(xué)校、醫院、幼兒園等公共建筑。在現代建筑中，利用木結構施工容易、材料輕的特點(diǎn)建造別具風(fēng)格的異型樓頂，對上世紀70～90年代建造的平頂房進(jìn)行平改坡的改造工程。
3.5 木結構建筑的美好未來(lái)
近10多年來(lái)，我國的建筑竣工面積一直居世界首位，隨著(zhù)我國經(jīng)濟的高速發(fā)展、住房理念的變化，長(cháng)期統治我國建筑市場(chǎng)的混凝土結構將被打破，一個(gè)以混凝土結構、磚混結構、木結構的多元格局將逐步形成。我國大部分地區與日本、北美和北歐地理緯度相近，適合于發(fā)展木結構建筑，借助他山之石可以攻玉，結合我國建筑、文化、材料、技術(shù)等特點(diǎn)，走中國自己的木結構建筑發(fā)展之路。
新型木結構建筑在我國發(fā)展已有良好的開(kāi)端，且發(fā)展迅速，相信順應綠色、環(huán)保、節能、低碳時(shí)代潮流和理念的木結構建筑一定有更加美好燦爛的明天。
 
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