浅谈木结构建筑在当代中国的发展前景1

浅谈木结构建筑在当代中国的发展

摘要：木结构建筑从结构形式上分，一般分为轻型木结构和重型木结构，主要结构构件均采用实木锯材或工程木产品。木结构建筑有着施工简易、设计灵活、保温隔热性能好、防潮防虫性好、抗震性好等诸多优点。木材是世界公认的环保建材。中国有着几千年的木结构建筑历史，但在今天，木结构建筑的应用几乎成为空白。环顾四周发达国家，小到住宅，大到大型体育场，木结构都有广泛应用。为何拥有如此多优点的木结构建筑在当代中国的却没有很好的发展？本文从木结构建筑在中国古代与当代、国内与国外的发展对比，探讨木结构建筑在当代中国的发展前景。

关键词：木结构建筑；结构安全；环境友善性；发展前景

Abstract:

key word:Wood Structure Bulidings，

1．引言

2008年5月12日，我国四川省发生里氏8.0级的大地震，据民政部报告，截至2008年9月25日12时，四川汶川地震已确认69227人遇难，374643人受伤，失踪17923人；

2011年3月11日，日本本州岛海域发生里氏9.0级大地震，日本官方已确认地震海啸已造成8133人死亡（2011年03月20日），失踪12272人。而这其中，大部分人死于海啸。

对比之下，让人不禁要问为何我国伤亡人数比日本多出这么多。诚然，日本是多地震国家，其公众的灾难意识很强。但其中有一个绝不容忽视的原因就是他们的建筑物抗震等级很高。

5·12四川汶川大地震，以及其与日本本州岛海域地震的对比，惨痛的现实使人们对住宅建筑的安全、坚固、抗震能力提出明确的要求。由此也引发了中国建筑业对节能抗震的“木结构”的重新发现。

2．中国古代木结构建筑

“中国建筑乃一独立之结构系统, 历史悠长,散布区域辽阔。在军事、政治及思想方面, 中国虽常与他族接触, 但建筑之基本结构及部署之原则, 仅有和缓之变迁顺序之进展, 直至最近半世纪, 未受其他建筑之影响。”[1]

古代中国人习惯采用木结构, 这与中华文化的发源地——黄河流域与长江流域有着丰富的森林资源有关。从陕西省西安市半坡村遗址和浙江省余姚县河姆渡遗址可以看出, 在新石器时期的母系氏族社会, 木结构建筑已具有相当的规模和水平[3] 。河姆渡遗址发现的干栏式木构件, 证实中国的祖先早已掌握了完善的榫卯连接技术[4], 也说明木结构在此之前已经历了很长的使用和发展过程。

春秋战国时期渐渐形成了阴阳五行思想。五行中的土与木,比较容易获取和加工, 而且这两种物质在阴阳的属性上, 都是较为温和而呈中性。因此,人们运用五行中的“土”与“木”作为建筑材料, 是恰当而合理的选择。经过长期工程实践活动和技术上的探索, 中国古代建筑在经过了繁复的演变之后, 逐渐形成了独具特色的以木结构为主要结构方式的建筑系统, 并创造了与这种结构方式相适应的各种平面与外观。从原始社会末期起, 一脉相承, 形成了一种独特的风格。中国古代木构架有抬梁式、穿斗式和井干式三种不同的结构方式[5]。抬梁式使用范围最广, 在三者中居于首位；穿斗式次之，中国南方普遍采用；井干式需大量木材, 因此受到限制, 使用较少。抬梁式构架在春秋时期就已出现, 唐代时发展成熟, 出现了殿堂式和厅堂式两种基本类型。宋代以后, 随着斗拱在木结构中的作用日益减弱, 殿堂式逐

渐被厅堂式取代。明清时期( 公元1368——1911年)，内外柱不等高的厅堂式构架成为主要的建筑结构形式。抬梁式结构体系, 对中国古代木结构建筑的发展起着决定性的作用, 也为现代建筑的发展提供了借鉴。

3．现代木结构建筑

木材作为建筑材料具有重量轻、强度高、美观、加工性好等特点, 现代木结构建筑在世界上许多国家应用已很普遍。尤其伴随着现代科技和计算机产业的发展，木结构从取材、加工、设计、安装均融入科技成分，现代木结构建筑已成为传统营造概念和现代科技的完美结合物。在北美,木结构住宅处于市场的主导地位，2000年美国新建独户别墅约111. 4万幢, 其中90 %采用木结构，在33万幢多层住宅中，27.5万幢采用了木结构；在加拿大，木材工业是国家支柱产业之一，其中木结构住宅的工业化、标准化和配套安装技术非常成熟。在亚洲的日本,大量的住宅是利用木材、胶合木和水泥刨花板建造的。目前，日本新建的住宅房屋中，有半数以上是木结构。在北欧的芬兰和瑞典,居住房的90 %为一层或二层的木结构建筑。除大量的住宅建筑外，木结构建筑还被广泛应用于建造厂房、学校、旅馆、体育馆等公共建筑。在现代西方许多优秀的木结构建筑范例中,建筑师充分利用木材的特性,创造出了丰富的空间概念和建筑形态,令人回味无穷。

为什么木结构建筑在现代，尤其是西方得到了如此大的应用及发展？木质建材材是北美等国消费者和建筑商的首选建筑材料,其主要理由是：

3.1 结构安全。现代木结构建筑有很好的刚度、强度和稳定性, 木结构对于瞬间冲击荷载和周期性疲劳破坏具有良好的延性,其破坏过程是一个渐变的压服过程。当木结构房屋在地震中振动时一般仍能保持结构的稳定和完整。如2003 年12月美国加利福利亚洲大地震, 由于地震区的房屋结构基本上为木结构,房屋整体倒塌的例子几乎没有,也几乎没有造成人员伤亡, 它和同年12 月26 目的伊朗巴姆地震的惨痛后果形成了鲜明的对比。另外经过阻燃处理的木材还具滞燃性能,保证木材不在短时间内燃烧,为消防施救赢得时间。

3.2 节能保温。木材的细胞组织可以容留空气,使其具有良好的保温隔热性能,若达到同样的保温效果,木材需要的厚度是混凝土的1/ 15 ,是钢材的1/ 400。放置于木框架空腔内的保温材料,提供了高效的节能方式,在使用同样的保温材料时,木结构比钢结构的保温性能好15 %～70 % ,可使建筑物的使用能耗大大降低。

3.3 建造灵活。木结构建筑的施工周期只是同类砖混结构的1/ 2 至1/ 4 ,且形式多样,布局灵活,可为用户提供更多的房型甚至度身定造。木结构技术具有很大的灵活性,内部装修可以根据买方要求度身定制, 为购房者提供多样化和个性化设计。而且一开始就知道全部的成本,在内墙板安装前,墙体框架内可以排设管线和安装保温材料,为用户创造一个节能和洁净的家居环境; 木结构房屋经久耐用,一套良好维护的房屋可保持70 年以上寿命。

3.4木材的调湿特性。调湿性是木材具备的独特性能之一,也是其作为室内装饰材料和家具材料的优点所在。材料的调湿特性是指靠材料自身的吸湿或解吸作用, 直接缓和室内的湿度变化,使湿度稳定在一定的范围内,这样对人体健康和物品保存都是非常有利的。

除此之外，还有良好的视觉和触觉特性、环境友善性等。

木结构建筑在国外得到如此大的应用和发展，在当代中国，木结构建筑又是怎样的一样发展状况？

4．中国当代木结构建筑的发展

4.1现状

在当代中国, 由于前几十年森林管理等方面的原因, 滥砍滥伐, 以致木材材源枯竭。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。因此,在中国木结构技术目前被排除在主流建筑之外, 木结构建筑几乎成了中国建筑的盲点。在中国各高等