园林生态景观应用中的木结构建筑及设计研究

2020-08-05甘朝翔

中华建设 2020年6期

甘朝翔

在诸多园林生态工程中，木结构建筑和材料得到大量利用，需要在设计环节重视美观性、实用性和环保性特点，进而让园林生态景观发挥出经济效益和生态效益。本文从木结构建筑的优点入手，讨论木建筑结构中木材的选取，阐述木结构建筑的设计方法，并分析如何在园林生态景观应用中设计木结构建筑，希望进一步提升园林工程质量。

一、园林生态景观中木结构建筑的优点

如今国家对生态文明建设高度重视，在此背景下建设了诸多园林生态景观工程，不仅增添了城市发展活力，更起到美化环境和改善城市空气质量的作用。对于城市的建筑来说，人们在建设时首先考虑到其实际用途，以此保证建筑的坚固性和稳定性。在建筑行业飞速发展的今天，大量混凝土和钢材得到使用，而木结构的材料使用相对较少，不过从延展度、加工的难度上看，木结构建筑的优势更加明显，新版《木结构设计标准》对方木原木构建的材质等级要求、强度设计指标和变形值、连接设计、防火设计都提出了要求，使得园林生态景观中木结构建筑更加稳定。将其用于城市的生态景观当中，不仅践行了环保的要求，同时也可以提升美观效果，真正凸显出了园林生态景观的“生态性”，如图1：

图1 木结构建筑的外观

二、园林生态景观中木结构建筑木材的选取

首先，在园林生态景观中，进行木质屋架的设计时，木结构是屋面的主要承重结构，对木质屋架的稳定性和安全性起到了重要影响。因此，需要设计人员对耐腐蚀、不易变形、不易开裂的木材进行选择，通常杉木、松木可以满足上述要求，对延长屋架的寿命可以起到有效作用。

其次，对于木质建筑结构来说，橡条、擦条是重要的受弯构件，尽管重量不及木质屋架，但是其可以对屋面起到支撑与负荷的作用，所以在选择木材的过程中，尽量选择白松、杉木、樟子松等木材，这类木材具有纹理平整、抗弯性强的特点。

再次，对于木质门窗的选择来说，木质门窗在园林生态景观中十分重要，可以为人们留下深刻的印象，但是门窗不像木质屋架、受弯构件，重要是在室外的环境中，并且会受到风吹、日晒和雨淋，所以对木材的选择同样重要，一般会利用水曲柳，这种木材可以避免门窗出现变形的情况，并且十分美观，对提升建筑的美观性有一定效果。

第四，在木结构建筑的施工过程中，隔栅与龙骨是关键的承重构件，所以一般会将白松、杉木作为首选木材，具有不易变形的特点，并且这种木材的质量较轻。

最后，在木质地板的选择上，主要是以水曲柳以及柞木为主，这两种木材具有优美的纹理，同时还具有耐磨性强的特点。

三、园林生态景观中木结构建筑的设计方法

如今在设计木质结构的建筑时，更多的考虑到人们对自然的追求，所以在材料的选择上也要尽量取材于大自然。古人搭建木屋可以抵御恶劣的自然环境，这就是人与自然和谐共生的体现，木结构建设也可以达到园林生态景观建设生态效益、经济效益和社会效益结合。在设计木结构建筑的过程中，还要考虑到如何利用建造方法，保证建筑的美观性和抗腐蚀性，并且将外部的美观性和应用功能结合起来。园林生态景观的木结构建筑主要包括抬梁式、斗拱、穿斗式、三角形构架等，具体说来：穿斗式的结构主要是利用檀条沿进深方向使用穿枋串连柱子，之后在开间的方向使用斗枋串连柱子，进而建设出稳定的木结构构架。三角形的架构具有稳定性的特点，将其用于现代园林景观中可以对唐宋的建筑风格进行模仿，比如斗拱的组成包括由斗、拱、昂，可以对木结构起到承重的作用，也可以发挥出装饰的作用，如图2。

图2 木结构建筑的结构框架

随着2018年8月1日实施新版《木结构设计标准》，对我国的园林生态景观中木结构建筑的设计方法也产生了影响，其中对抗震设计、防火设计和耐久性设计进行了补充，对木结构构件稳定计算和连接设计的规定进行了完善。

四、如何在园林生态景观应用中设计木结构建筑

首先，木结构建筑防腐措施。由于暴晒、降水、潮湿、蛀虫以及人为因素的破坏，导致园林生态景观的木结构建筑的美观性、稳定性和安全性受到一定影响，这是设计、施工以及后期维护中都需要注意的问题。在木结构建筑中，木材腐烂是十分常见的问题，导致这种情况出现的主要原因在于真菌滋生，其中很多的木材都会出现真菌，为了避免出现大量的木腐菌，需要在设计的过程中考虑到对木材环境进行改造。一般来说，木材的水含量超过20%就会出现真菌，水分达到40%成为了真菌的最佳繁殖环境，因此从自然环境、美观性的角度讲需要对木材的水分进行控制，不得超过20%。

在木材的表面存在大量的细小孔隙，木材可以通过孔隙进行“呼吸”。同时木材本身具有一定的空气含量，如果“体内”空含量达到15%时就容易出现真菌，这就需要在选择木材的时候以孔隙小的木材为主，进而避免后期出现对木材的腐蚀。在木材中含有40-60%的纤维素，还含有20-40%的木素以及少量的灰分，这些物质同样为细菌的滋生提供了环境。

从温度的角度分析，适宜木腐菌生存的环境为2-35℃，该温度区间在我国常见，作为客观因素没有十分有效的控制措施，所以在后期的管护中需要尽量让木结构建筑处于干燥的环境下，或者利用生物措施和化学措施避免真菌的出现，避免木腐菌破坏木质结构的稳定性。

其次，从多个角度进行设计。对木结构的建筑来说，一般设计高度在3层之内，随着木结构的设计体系愈加完善，三层的木结构的建筑稳定性基本可以得到保证。在设计的过程中，还要考虑到建筑与周边环境的环境，所以需要在确定建设位置之前对自然环境进行考察，确保设计风格与生态环境可以融为一体。在设计木结构建筑的过程中要遵循可持续发展的要求，在材料上要科学选择，同时要设计好构件的尺寸和截面大小，进而保证工程效益。此外，进行设计的过程中要考虑到力学原理，木结构建筑对抗震性和抗风性有更高的要求，所以在确定建造位置后要考虑到力学体系，保证受力结构合理，进而延长建筑的使用寿命。

最后，木结构建筑防火措施。木材中含有大量物质可以为燃烧提供条件，而一些园林生态景观应用中的木结构建筑处于郊区，一旦出现火灾难以依靠消防车的救援，出现“远水不解近渴”的问题，而一些园林管护人员的日常管理和单独依靠消防措施也难以消除火患。为此，需要园林生态景观的管理部门加强火灾消防建设，对木结构建筑设置数量足够的灭火设施。同时，要避免人为因素导致的火灾，需要园林部门加强思想宣传，发挥出群众、游客的作用。园林生态景观的管理部门要制定出对木结构建筑的管理制度，比如禁止游客携带易燃易爆物品游玩，或者禁止吸烟，这些举措都有利于减少火灾发生的几率。