浅谈木结构建筑设计的实践

薛慧

摘要:随着我国社会经济的飞速发展以及建筑行业的不断进步，绿色低碳建筑设计的应用越来越受到重视，本文主要对绿色建筑中具有代表性的木结构建筑设计进行阐述，结合工程实例及自身经验，提出相关问题及解决方法。

关键词:木结构建筑

中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：

在绿色建筑被人们大为倡导的今天，曾有研究表明，在建筑的整个生命周期内，钢结构建筑的总能耗最大，其次为混凝土结构，而木结构建筑物的周期能耗是最小的。其中，钢结构建筑物和混凝土建筑 的能耗分别比木结构的高31%和30%。在哈尔滨进行的木结构与砖混复合保温墙体结构住宅采暖期能耗实测对比实验研究表明，轻型木结构住宅采暖耗热量比砖混复合保温结构节省了41.99%。木结构建筑从自身材料的生长，到整个建造和使用周期，固碳，高效，保温节能性能都是极佳的，由此，发展并推广现代木结构建筑技术，有利于降低碳排放，为我国绿色、节能减碳的建筑提供了一种新的可行的选择。以下结合实际工程实践，浅谈木结构建筑设计中的一些问题。

1.1木结构建筑分类

木结构建筑按其结构受力形式可分为重型木结构和轻型木结构。我们可以将重型木结构形象地比喻为框架结构，而轻型木结构理解为剪力墙结构（墙承重结构）。重型木结构主要使用实木或胶合木作为框架的梁柱材料，结合梁柱间钢制连节点及木屋盖系统组成的建筑；轻型木结构建筑是指用规格材、工程木及定向刨花板或胶合板等组成的木构墙体、楼盖和屋盖系统构成的建筑。现代的重型木结构区别于中国古代的木结构，主要展示木结构的现代简洁宜人高技的特点。而轻型木结构则成为高性能、低造价、节能低碳建筑的代表。

某重木结构室内实景

1.2浅谈木结构建筑设计中常见的一些问题

1.2.1防火设计

谈到木结构建筑，很多人的第一反应可能是它是否能够满足建筑防火规范的要求呢？答案是肯定的。按照《建筑设计防火规范》及《木结构设计防火规范》要求，木结构的承重柱，梁及屋顶承重构件的耐火极限要求都是1.00小时。那么，木结构建筑是如何来满足这1.00小时的要求呢？

在重木结构中的，大截面木构件梁柱在遇火时，木材表面会点燃并迅速燃烧，燃烧的木材会形成炭化层，从而开始扮演了“绝缘”隔热的角色，这样的碳化层能阻断内部木材直接受高温侵袭，在一定的时间内降低了内部材质烧焦的几率，从而将初始燃烧速率降到一个稳定值。表面形成的炭化层保护了构件内部受火的进一步作用。其防火设计的原理主要是通过计算结构构件受力要求的最小尺寸，然后附加1小时碳化保护层厚度，从而使得构件在受火时能够保持相对较长时间的强度，来满足防火规范的要求。

送审版《胶合木结构技术规范》表7.1.4 有效炭化速率和炭化层厚度

轻木结构建筑则主要通过石膏板、木骨架、定向木片板等组成的复合型的墙体楼盖来满足耐火极限的要求，例如：

参《建筑设计防火规范》条文说明5.5表20

1.2.2空间及室内效果

木结构建筑，特别是重木结构建筑，木构件是是室内空间展示的一部分，因此，室内设计需要紧密结合建筑设计，做到合理的展示和隐藏，就可以以最合理经济的设置轻重木的配比，达到最好的建筑空间展示效果。

1.2.3室内及设备工种的协调

鉴于上述重木结构建筑需要原真性地展示，此要求有别于一般的建筑，因此，在重木结构建筑的顶棚常常不能设置足够的吊顶装饰空间，来隐藏空调风管及电力桥架。在此类建筑设计中，建筑需要紧密结合室内设计，协调各专业，寻求最佳的解决方案。通常建议选择架空地面层的建筑形式，用来布置暖通管线及主要电线桥架，另外，喷淋及灯具仍可结合室内装饰安装在顶部；地面出风口，室外取风口等均需分别结合建筑及室内设计来完成。如图所示：

轻木结构建筑，由于室内墙体、楼板吊顶等的完成面均为石膏板，可以如普通墙体似的附加其他例如面砖，粉刷等的装饰面层，因此，在设备配合要求方面没有重木结构那么复杂严格，管线可以安排预埋在墙骨柱层中。只是轻木墙体犹如承重墙，一旦施工完毕不能随意改变受力墙体的位置，随意改变室内空间的分隔。

1.3结语

木结构建筑的应用不仅能够满足防火规范的要求，还具有各方面的优良性能，如设计灵活，施工迅速，能显著降低二氧化碳的排放，降低建筑物的能耗等。随着木结构研究的进一步深化，以及人们观念的改变，其发展前景十分广阔。在符合国家建筑节能降耗的政策措施和循环经济原则的情况下，此类绿色生态建筑设计的应用也将更为广泛。其建筑设计深度因涉及工业加工及生产，也同普通建筑差异甚大，需要付出更多的努力来实现，值得我们不停探索。

参考文献

[1] GB 50016-2006.建筑设计防火规范

[2] 胶合木结构技术规范（送审稿）

[3] 刘静,张盛东.木结构防火设计方法简介[J].灾害学,2010,25(z1):131-135.

[4] 范新海,张盛东,屈文俊等.重型木结构抗火设计方法介绍[J].结构工程师,2010,26(6):16-20.

[5] 赵克俭. 木结构在建筑设计中的应用[J]. 天津建设科技, 2010,(05).

[6] 王文胜,周峻.  都江堰市向峨小学设计[J]. 建筑学报. 2010(09)

[7] Mattbew J.schmidt.A chance of view.Structure magazine,January, 2009:34-37