木结构房屋材料的优势造就行业前景光明
木结构房屋作为住房建筑材料由来已久。早在三千多年前,我国就基本上形成了用榫卯连接梁柱的框架体系,到唐代逐渐成熟,发展繁衍出完整缜密的木结构建筑体系,许多木结构建筑物已历经百年甚至千年而不朽。木材属于“负碳”性建筑材料,使用木材产品有助于抑制大气中二氧化碳含量的增长,减缓气候变化的步伐。木结构的保温节能性能优于其他任何材料建成的结构形式。木材是出色的绝热体,其细胞结构具有很多微小的空腔,改善了它的天然热效率。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。
木结构房屋给人一种宁静、温馨的舒适感觉,并且具有施工简捷、工期短、节能减排、抗震等优点,对提高人民生活水平,保护人居环境起到良好作用。首先,木材具有较高的强度重量比,结构自重轻,重量仅为同体积混凝土的1/5到1/4,因而在地震中受到的破坏力比较小,能够有效减少人员伤亡。同时,重量轻的特性也有利于后续的救援工作开展。其次,轻型木结构采用规格材做墙体骨柱,定向刨花板或胶合板等结构性能稳定的板材做覆面板,形成良好抗侧向力的木剪力墙,这也是木结构主要的抗侧力构件。最后,小断面密布的轻型木结构是柔性结构,有很大的结构冗余度以及一定范围内的变形能力。典型的木结构建筑有面板和饰面装钉在大量的搁栅、墙骨柱上,从而为地震力提供了附加的传力路径。一旦一个连接点超载,其超载部分都可由相邻的连接点分担,木结构通过自身的变形来消耗能量,体现出良好的“以柔克刚”的抗震性能,提高了整体安全性。
除了木结构自身的一些特点外,木结构房屋在建设施工方面的优势。木结构所有结构构件和连接件都是标准化生产的,因此,其施工安装速度远远快于混凝土和砖混结构。由于事先了解建筑物精确的尺寸和建筑材料,因此几乎所有的预制件都可以在建筑工地以外的场所完成,包括墙体片断、桁架椽及各个标准构件单元。这种选择可以降低施工对气候的依赖,延长施工季节,减少建筑材料在工地上的风吹日晒。预制构件易于运输,运费低。由于其重量较轻,因此在工厂或现场不需要使用复杂的吊装设备。按照建造时间和建筑工人的费用来衡量,木结构是效率非常高的建筑系统。
木结构因其材料和结构的特点,使得平面布置更加灵活,为建筑师提供了更大的想象空间。建筑师和设计师可以采用标准平面图以适应买房者的家庭人员构成、生活方式和个人喜好。门窗可以安装在任何实用而方便的地方。
说到人们关心的抗火灾方面,木结构建筑独特的优点。钢材在温度达到232℃以上时,其强度迅速下降,温度达到750℃左右时,其强度仅是原来的10%。而一般建筑起火时,温度可达700℃~900℃。重型木结构构件燃烧时,表面产生的炭化层能够减缓火焰进一步向构件内部燃烧,经过火烧后焦黑的外层扮演了“绝缘”的角色,降低了内部材质烧焦的几率。根据设计荷载要求,结合不同树种的木材在受火焰作用时的炭化速度,根据规范提供的计算公式得出构件的尺寸,经过计算得出构件在火灾后一般能保持原构件设计强度的85%~90%。同时,还可对木构件本身进行难燃处理,降低木构件表面火焰燃烧速度,相应提高构件的耐火极限,改变其燃烧性能。如果在木结构建筑中再配以防火石膏墙板,就很容易达到与砖石结构建筑相同的防火性能。
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