现代木结构建筑特点及发展

常 鑫

(中铁三局集团有限公司勘测设计分公司，山西 太原 030024)

在美国和加拿大等发达国家，木结构已成为建筑行业主导，被广泛应用于建造住宅、旅馆。2006年美国建成180万栋房屋住宅，其中90%为木结构，95%住宅墙体与屋盖为木质结构，人造木使用率已达80%以上。在芬兰等国，甚至有90%以上的建筑是以木结构为主体的建筑。而我国对木结构材料的认识、选择和加工，以及对木结构建筑技术要点、产业结合等还存在较多诟病和问题。本文将结合木结构与其他结构对比数据和国外优秀设计实例，研究我国林木产业和木结构建筑发展趋势。

1 木结构在建筑中的优势

1.1 环保可再生

木材与钢筋水泥等材料相比最大的特点是具有可再生性，并且在加工过程中能耗低，施工周期短，废弃后可自然降解，可为环保典范。表1为各种材料能耗污染指标。

1.2 施工简便、工期短、成本低

现代木结构建筑早已实现工厂预制到现场装配的流水线式施工，速度远快于混凝土和砌体建筑，缩短施工周期，节省人工成本。

表1 材料能耗及污染指数

1.3 隔热性能好

木材为绝热体，在同等条件下木材的隔热值是混凝土的16倍，钢材的400倍，空心砖墙的3倍。木结构建筑比混凝土结构建筑年采暖与空调用电量节约25%左右。

1.4 抗震性能优良

木材作为自重轻及柔性建材，对地震力吸收较少，地震时多数只有略微变形而不会出现主体结构的散架。2011年3月11日在日本东海岸发生的9级强震，木结构在强震中对生命财产的保护是有目共睹的(见图1)。日本与美国科学家进行了一次人为地震测试，测试结果表明，中等高度的木结构建筑物对强烈地震有较高耐受力(见图2)。

2 木结构应用研究方向

2.1 木材利用率

木材作为一种稳定性好、耐久性强，废旧回收处理简单的材料，是一种绝佳的建筑材料。人造木代替锯材提高木材的利用率已成为木结构发展的主要方向。

2.2 国内外木结构主要研究方向

目前主要的研究课题集中在：

1)动态控制胶合木性能研究;2)速生树种强度的指标研究;3)板材翘曲变形研究;4)轻型木结构性能研究；5)钢木结构混合应用研究;6)人造木结构的抗震构造研究;7)人造木结构的防火技术;8)古木结构的防护与加固。

3 我国木结构产业发展中存在的主要问题

3.1 林木产业发展滞后

20世纪80年代以前我国林木产业一直得不到有效的发展，木材加工企业的整体水平不高，企业数量多但规模很小，木制品的利用率不高升，且人造木的科技含量较低，人造木的抗压、抗弯性能较差。而国外木材加工技术已将人造胶合木制成长达50 m木梁，且各项性能良好(见图3)。

3.2 林木资源短缺

我国木产业面临的最严重的问题就是森林资源结构性失调，林木产业结构极其不合理，幼林在整个林木中占到71%。2011年我国进口各类木材已达3 298.22万m3。

3.3 木结构设计局限性

中国人均土地面积很低，而我国《木结构设计规范》中明确规定木结构建筑不宜超过3层，使得木结构对土地的利用率很低，而在国外的木结构中，世界最高的木结构住宅是俄罗斯阿尔汉格尔斯克市的一栋高达144英尺的13层住宅楼。最近挪威公布了其文化中心的木结构设计方案，据称建成后将达16层～17层(如图4所示)。可见我国的木结构设计、施工与国外相比是有一定的差距的。

4 我国木结构发展建议

4.1 转变观念

木结构并不是一味的森林资源消耗，应将木建筑工业与林产业结合发展。木结构建筑如大力发展，造林积极性也必将提高，结合政策扶持，我国林木产业必将走向良性循环，适当的木材消费和木材工业发展对林业发展有良性激励作用。

4.2 加强企业交流合作

目前中国木企业研发能力差与国外的竞争能力低，产业整合度低。应加强与国外研发团队技术交流合作，从而掌握人造木技术及先进设计理念。

4.3 建立长效可行的林木资源利用模式

建立先进林木利用体系，将林木资源与林木工业有效结合。我国林地分布不均匀且破碎化，严重影响森林资源多种效益发挥，因此我国应借鉴日本等国林木业体制，做到“种”“管”“采”“制”“用”的良性循环(见图5)。

5 结语

我国正处在城镇化和大力发展新农村建设的关键阶段，木结构在环保、防火、抗震和机械化装配等方面的优势，正符合我国对建筑低碳，绿色，可持续化要求，大力发展木结构建筑，带动林木产业良性循环，资源利用最大化和环境影响最低化，是建设环境友好型，资源节约型社会必经之途。

发展过程中，应结合林木产业资源，运用高新技术，发展符合现代规范要求建筑，逐步形成可持续产业链，推进木结构产业可持续发展。