木塑材料用于风景园林景观暨设计之要

王春鹤 吴双依 高昊 崔熙铭

摘要：文章对木塑材料的特性进行了介绍，描述了其在风景园林之中的应用前景和发展方向。研究分析了木塑材料的性能和变形特点，指出了木塑材料在风景园林和户外建筑中应用的设计要点，并在其初始设计和质量标准等方面给出了解决方案，通过专业设计充分发挥木塑材料的优秀品质，保证制造出更美观耐久的户外建筑和景观。

关键词：木塑;景观;户外;建筑;蠕变

1 木塑材料简述

木塑材料是木塑复合材料（Wood-Plastic Composites）的简称，亦称木塑（WPC）。木塑材料是近些年以来，在国内外蓬勃兴起、迅速发展的一类新型复合材料，是用高分子聚合物（如：聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯等高分子材料）与30%-70%的各种天然植物纤维经共混、挤出，制成高木质含量的新型复合材料;再经挤压、模压、注塑成型等塑料加工的方法生产木塑制品，亦可一步法经共混塑化、挤出成型，加工成各种板材或型材等产品，是一种极具发展前途的“绿色、低碳、可循环”材料。作为新兴环保材料，木塑产品越来越广泛地用作建筑建材、家具家装、物流包装等行业。

从木塑制品和木材比较来看，合成树脂、天然植物纤维、添加剂等原辅材料经挤出加工成型的木塑制品外观、质感酷似木材，并具有和木材相似的加工和施工性能。木塑制品密度和木材接近，通常在600～1000kg/m3之间，随植物纤维含量和发泡倍率等因素变化而有所不同。木塑制品平衡含水量约为2%，而木材的平衡含水量在12%～13%，与木材相比木塑制品具有更好的抗水、防潮、耐腐翘曲、节疤、色差大等天然缺陷。

2 木塑产品的应用及发展潜力

木塑产品已经广泛大量地用于室内、外各种用途。如：木塑门、门套、百叶窗、橱柜、衣柜、外墙挂板、天花吊顶、装饰板、吸音板、踢脚线、地板、龙骨;景观小品、庭院设施、户外家具、垃圾箱、凉亭、廊架、木屋、扶手、围栏、栏杆、立柱、休闲椅、栈道、花架、花箱、树池、树围、空调架、空调罩、路标牌、托盘、等等。

特别是木塑材料的防水防潮、耐酸碱、耐腐蚀性能优异，在海边高盐地区使用，优势尤其显著。木塑型料使用方便、应用灵活，不仅可以取代木材的使用，而且是一种性能优异的新型环保材料，应用面非常广阔。

3 户外园林景观使用木塑材料的受力变形及长期蠕变分析

3.1 木塑材料的线性热胀冷缩变形量和吸水膨胀伸长变形量

3.2 木塑材料的蠕变性

园林景观用料设计要点之一是赏心悦目。木塑材料是非常美观的一种材料，但这种材料在长期应力状态下易发生蠕变，对造型的美观影响很大，是在园林景观用料设计时必须注意的。

3.3 木塑材料的变形

户外木塑建筑及景观在使用一段时间后，有些尺度较长的木塑会出现逐渐弯曲、下垂等变形现象，这是目前户外木塑建筑及景观中常见的缺陷。

木塑材料由建成时漂亮的直线型，在经过几个寒暑后逐渐弯曲变形的变形因子研究分析如下：

3.3.1 木塑的应力及蠕变

夏季气温升高，木塑材料产生热膨胀，较长的木塑热膨胀伸长较大。由于两端被固定，随着温度升高，所受温度应力增大（应力和膨胀变形成正比），当膨胀达到一定值后，木塑材料发生失稳而弯曲变形并随热膨胀增加弯曲度（弯曲变形）增加。

木塑弯曲后，温度应力得到释放;中性面应力为零，因弯曲，凹面产生压应力，凸面产生拉应力。由于拉、压应力的长期作用，凸、凹面分别产生拉伸和压缩蠕变，使得曲率变大，在气温降低时也不能完全收缩恢复。如是经过若干气温周期，不断产生周期性蠕变叠加;随着蠕变增加和高分子链的约束力逐渐达到平衡，蠕变的增量逐渐减小，达到蠕变极限。

若安装施工在高温季节，因和最高温度的温差小，基本不发生因热膨胀而弯曲变形的情况。但在低温季节，木塑的韧性和强度随温度下降;由于两端被固定，木塑因降温收缩而产生的温度应力达到最大值，往往导致固定处破坏。

3.3.2 吸水膨胀蠕变

降雨时节，木塑吸水膨胀。随着长时间的吸水膨胀，木塑材料产生微量蠕变伸长，不可恢复;并随干湿交替周期，周期性产生蠕变伸长并叠加。随着木塑内部木质达到可能的吸水膨胀极限及高分子材料的约束力的作用，吸水膨脹蠕变伸长的增量逐渐减小，达到蠕变极限。

4 木塑材料在园林景观应用及方案设计要点

（1）木塑材料的“弹性模量”“弯曲强度”“吸水率”“尺寸变化率”等指标，是用于户外景观的重要技术质量指标;对木塑材料的相关技术质量指标的严格控制，是设计作品实现现实优良的物质基础。

（2）在景观设计中，尽量避免采用连续长尺度设计;在较长尺度方案设计中，可以考虑在长尺度方向采用一端限制性约束，其余非限制性约束的固定方式。大面积尺寸的二维度木塑板材应避免在户外景观设计中采用，可采用多支撑的拼装式结构。

（3）木塑材料的的防水性及外观色泽和耐久性应重视，以减少户外木塑建筑及景观建成二、三年后，木塑材料吸水变形和表面粉化褪色的现象。户外因日晒雨淋，环境要求严苛;宜选用耐候性能优异的无机系色料着色的木塑材料，以保证着色的耐久性。

参考文献：

[1]园林景观用聚乙烯塑木复合型材：QB/T 4161-2011[S].北京：中国标准出版社，2011.

[2]木塑装饰板：GB/T 24137-2009[S].北京：中国标准出版社，2009.

作者简介：王春鹤，女，1997年5月20日，辽宁省营口市鲅鱼圈区，大连工业大学 艺术设计学院 ，设计学-景观

吴双依，女1999.3.7，河北省石家庄市，大连工业大学 艺术设计学院，环境设计专业

高昊，男，1999.8.26，辽宁省大连市，大连工业大学 艺术设计学院，环境设计专业

崔熙铭，女，1998.08.10，黑龙江省 巴彦县，大连工业学校 艺术设计学院，环境设计专业

大连工业大学 辽宁 大连 116038