木質(zhì)建筑材料在建筑的作用和發(fā)展
時(shí)間:2022-07-04 11:20:49
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木質(zhì)建筑材料應(yīng)用到建筑中,有其獨(dú)特的美感,讓人更愿意以欣賞的方式來(lái)看待建筑物。
1.1展現(xiàn)建筑文化的歷史底蘊(yùn)
傳統(tǒng)的木制建筑材料可以充分應(yīng)用于現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)中,可以增加現(xiàn)代建筑的歷史文化背景。如唐代木制建筑材料一般為紅色,上支架為暖色,門(mén)為紅色,很少?gòu)?fù)雜的畫(huà)在木結(jié)構(gòu)建筑使用后,雖然整體顏色施工比較簡(jiǎn)單,但可以與建筑環(huán)境結(jié)合,看起來(lái)就會(huì)覺(jué)得更加的莊嚴(yán)壯麗。
1.2較高的審美交織
作為建筑的重要載體,不同的建筑材料可以產(chǎn)生不同的視覺(jué)效果。在現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)中,傳統(tǒng)的木制建筑材料具有獨(dú)特的美學(xué)文化價(jià)值,具有簡(jiǎn)單古樸的特點(diǎn),使現(xiàn)代建筑更加純凈,滿(mǎn)足人們的美學(xué)需求。
1.3更好的舒適性
相較于現(xiàn)代建筑,木質(zhì)建筑材料與自然環(huán)境的融合性更佳。采用木質(zhì)建筑材料建設(shè)的建筑,除了具備冬暖夏涼的特點(diǎn),還具備柔軟溫暖的特性,給人帶來(lái)更好的舒適體驗(yàn)。
2木質(zhì)建筑材料的材質(zhì)特性
木質(zhì)材料應(yīng)用在建筑上,有著其獨(dú)特的魅力和優(yōu)點(diǎn),但同時(shí)也存在著一些缺點(diǎn)和不足。
2.1優(yōu)點(diǎn)
2.1.1強(qiáng)度和韌性好,重量較輕
木材作為結(jié)構(gòu)材料的強(qiáng)度不是指木材的絕對(duì)強(qiáng)度,而是指相比同等重量情況下,木材比其他材料的強(qiáng)度較高。在建筑施工中,使用的木材密度大約在450~675kg/m3之間,而混凝土在2350~2450kg/m3左右,因而在滿(mǎn)足同等跨度結(jié)構(gòu)需要時(shí),使用混凝土的重量是使用木材重量的兩倍。也就是說(shuō),雖然木結(jié)構(gòu)是混凝土的約1/3彈性模量,但其重量只有1/8。[1]
2.1.2安全系數(shù)較高
木質(zhì)材料具有非常好的延展性,能夠在受到?jīng)_擊或者震動(dòng)破壞時(shí)展現(xiàn)優(yōu)勢(shì)。它的被破壞是一個(gè)變化過(guò)程,而不是被瞬間擊潰。正是木質(zhì)材料的這一特性,使很多木結(jié)構(gòu)建筑在受到?jīng)_擊的時(shí)候,特別是在地震中,依然能夠保持整體結(jié)構(gòu)的完整和穩(wěn)定,這在很大程度上提高了建筑的安全系數(shù)。
2.1.3加工便利,節(jié)約建筑成本
對(duì)于建筑材料的加工來(lái)說(shuō),木材是更容易被加工的一類(lèi)。因木質(zhì)材料相對(duì)于金屬等其他材料,屬于比較柔軟的材料。進(jìn)行加工時(shí),不必使用大型的機(jī)器,直接使用較為簡(jiǎn)單的工具就能夠辦到。同時(shí),在木材加工行業(yè)的發(fā)展中,使用木材加工成纖維板、刨花板、膠合板等,都比較簡(jiǎn)易,并能批量生產(chǎn)。
2.1.4環(huán)保健康的材料
①木質(zhì)材料屬于大自然產(chǎn)物,具有綠色屬性。而許多現(xiàn)代建筑材料多是石化產(chǎn)物,相較于木質(zhì)材料而言,更具污染性。從建材的“生產(chǎn)過(guò)程”看:木材是唯一的可再生材料。樹(shù)木通過(guò)光合作用在植物中以“碳固存”的形式生長(zhǎng),每生長(zhǎng)1m3,木材可吸收約1t二氧化碳,釋放0.75t氧氣。樹(shù)木不僅可以保護(hù)環(huán)境,還是保持大氣質(zhì)量平衡的關(guān)鍵。與其他需要消耗化石能源的建筑材料相比,木材沒(méi)有造成污染,也有助于提高環(huán)境質(zhì)量。②在人體接觸木材反饋試驗(yàn)的生理指標(biāo)中,研究人員發(fā)現(xiàn),木材生活空間對(duì)人體生理指標(biāo),心率,血壓,體溫和腦波的功率具有積極影響,遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于金屬、石材等材料。國(guó)外木材科學(xué)學(xué)者研究木材的顏色和心理形象之間的關(guān)系,結(jié)果表明,1/f光譜顯示木材表面的字符會(huì)給人以自然舒適的感覺(jué),能讓人們放松。
2.2缺點(diǎn)
2.2.1纖維特性
木材主要由木纖維構(gòu)成。木纖維具有濕膨脹和干收縮特性。當(dāng)木材含水率小于纖維飽和點(diǎn)時(shí),木材受到干燥或受潮,會(huì)引起木材的濕脹干縮,對(duì)木材的強(qiáng)度和體積會(huì)產(chǎn)生影響。這意味著木材建筑材料的膨脹和收縮特性將伴隨著建筑。
2.2.2腐朽性
木材是一種天然植物組織,它是有機(jī)生命的一部分,它也具有可燃,易腐和長(zhǎng)霉菌的特性。如果要使木質(zhì)材料的建筑保存得更久,就需要采取一些處理手段,如浸泡防腐材料、涂刷油漆、人工特殊方式干燥等。
2.2.3易燃性
在建筑材料中,相較于混凝土、磚石等材料而言,木質(zhì)材料燃點(diǎn)更低,更容易被點(diǎn)燃。為了避免這種情況的發(fā)生,通常會(huì)采取一些阻燃的手段來(lái)克服這種缺陷。
2.2.4熱脹冷縮的特性
木質(zhì)材料由于其材質(zhì)等本身原因,當(dāng)空氣中的濕度和溫度產(chǎn)生較大變化時(shí),在形狀上容易產(chǎn)生變化,表現(xiàn)為扭曲、開(kāi)裂等。但是在目前的建筑技術(shù)中,人們通過(guò)油漆隔絕等措施可彌補(bǔ)這種缺陷。
3木質(zhì)建筑材料的應(yīng)用和發(fā)展
3.1木質(zhì)建筑材料的應(yīng)用
3.1.1金屬材料與木材結(jié)合
因?yàn)榻饘俨牧咸赜械奈锢硇阅?、化學(xué)性能、力學(xué)性能和工藝性能,在現(xiàn)代建筑中得到了大量的使用。但金屬材料在建筑中常常表現(xiàn)出冰冷的感覺(jué),而木材簡(jiǎn)單、溫暖和柔軟的特點(diǎn)能很好地與金屬材料進(jìn)行補(bǔ)充,使之更加和諧,可以有效提高現(xiàn)代建筑的效果。同時(shí),在木材和金屬結(jié)構(gòu)中,金屬可以加強(qiáng)木材部件,提高木結(jié)構(gòu)的整體強(qiáng)度。因而,在現(xiàn)代建筑中,常常會(huì)見(jiàn)到使用金屬材料和木質(zhì)材料結(jié)合的建筑。。
3.1.2混凝土與木材結(jié)合
混凝土是一種人造建筑材料,與金屬材料一樣有著堅(jiān)硬、冰冷的特點(diǎn),和木材的彈性、柔軟的特性對(duì)比強(qiáng)烈。在建筑中融合使用兩種材料,在一定程度上會(huì)更自然,使得建筑顯得理性和簡(jiǎn)單。另外,木質(zhì)材料和混凝土在結(jié)構(gòu)上通過(guò)互補(bǔ),可以使木結(jié)構(gòu)更輕的建筑性能得到更好地反映。[2]
3.1.3磚石與木材結(jié)合
磚石砌體是一種重要的建筑材料,堅(jiān)韌的木材和堅(jiān)硬的磚石結(jié)合,能更好地發(fā)揮木材和砌體的功能。因?yàn)椴煌牟牧暇哂胁煌男再|(zhì),在建筑設(shè)計(jì)中使用石材和木材的結(jié)合,可以產(chǎn)生獨(dú)特的邏輯關(guān)系,擁有更舒服的美學(xué)感受。磚石一般適用于地基和墻面,木材用于門(mén)窗、地板、樓梯和屋頂,木材的溫暖感和輕柔的特點(diǎn),可以使人們感受到自然和新鮮。[2]
3.1.4純木結(jié)構(gòu)
在中國(guó)古代建筑中,經(jīng)??吹郊兡窘Y(jié)構(gòu),采用榫卯結(jié)構(gòu)、斗拱等方式構(gòu)筑建筑的主體結(jié)構(gòu)。但是在現(xiàn)代,由于中國(guó)人口眾多,需要節(jié)約使用土地,而純木結(jié)構(gòu)建筑的剛度不足,不能建設(shè)高大建筑,致使木結(jié)構(gòu)建筑占地面積較大,因而在現(xiàn)代建筑中,比較少見(jiàn)到純木結(jié)構(gòu)建筑,只會(huì)在景點(diǎn)建筑或較小的建筑中使用。同時(shí),在現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展發(fā)展后,木材切割與塑料技術(shù)不斷提高,手工精度比較高,也有利于純木結(jié)構(gòu)的推廣應(yīng)用。
3.2木質(zhì)建筑材料的發(fā)展
在中國(guó)古代,建筑大量采用木結(jié)構(gòu)和木質(zhì)建筑材料,例如故宮等就是其中的優(yōu)秀代表。而在現(xiàn)代,我國(guó)的木結(jié)構(gòu)建筑卻出現(xiàn)了一個(gè)斷層,變得非常的稀少,木質(zhì)建筑材料行業(yè)的發(fā)展也很滯后。中國(guó)現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)建筑的使用分布,除邊遠(yuǎn)山區(qū)的簡(jiǎn)易木房外,就是一些景區(qū)的景觀建筑以及少數(shù)發(fā)達(dá)地區(qū)的別墅等,整體使用量非常少,這與優(yōu)質(zhì)木質(zhì)建筑的高昂價(jià)格及高占地面積相關(guān),同時(shí)也與國(guó)內(nèi)落后的木質(zhì)建筑設(shè)計(jì)及木質(zhì)建材標(biāo)準(zhǔn)件的缺失相關(guān)。國(guó)內(nèi)的木質(zhì)建材主要只是應(yīng)用在門(mén)窗、地板等裝飾部分,木質(zhì)主體結(jié)構(gòu)構(gòu)件相對(duì)缺失,而且木質(zhì)建筑材料沒(méi)有形成標(biāo)準(zhǔn)件,不能批量生產(chǎn),成本不能有效降低。因而才會(huì)出現(xiàn)木質(zhì)建筑材料行業(yè)整體發(fā)展滯后的現(xiàn)象。進(jìn)入21世紀(jì)之后,一方面我國(guó)在20世紀(jì)80年代開(kāi)始種植人工林,逐漸迎來(lái)了砍伐期,木材年增量約為2500萬(wàn)m3;另一個(gè)方面是中國(guó)加入世貿(mào)組織后,進(jìn)口木材關(guān)稅大幅下降,中國(guó)可以通過(guò)比較優(yōu)惠的價(jià)格買(mǎi)到俄羅斯、新西蘭等盛產(chǎn)木材國(guó)家的木材,同時(shí)可以吸收和學(xué)習(xí)國(guó)外對(duì)木材加工的許多高端技術(shù),使木結(jié)構(gòu)建筑和木質(zhì)建筑材料行業(yè)得到了很快的發(fā)展。隨著人們經(jīng)濟(jì)水平、生活水平、審美觀念和文化素養(yǎng)的繼續(xù)提高,對(duì)木質(zhì)建筑材料的歡迎程度也會(huì)隨之而提升。在今后的發(fā)展過(guò)程中,木質(zhì)建筑材料將會(huì)是建材行業(yè)里不可忽視的一員。
4結(jié)束語(yǔ)
隨著現(xiàn)代木質(zhì)建筑材料行業(yè)的發(fā)展,木材工業(yè)技術(shù)的不斷提高,綠色建筑理論的逐步推廣,樹(shù)木的合理種植和木材貿(mào)易的繁華,木質(zhì)建筑材料將逐漸被越來(lái)越多的國(guó)家和地區(qū)接受和推廣,將會(huì)涌現(xiàn)出越來(lái)越多木質(zhì)建筑杰作。即使目前在中國(guó)的木結(jié)構(gòu)建筑和木質(zhì)建材技術(shù)還相對(duì)落后,但是如果對(duì)建筑材料有客觀的理解,再加上一些政策的指導(dǎo)和技術(shù)支持,當(dāng)代木材在建筑材料中的邊緣化情況將得到大大的改善,木質(zhì)建筑材料行業(yè)將會(huì)迎來(lái)大發(fā)展時(shí)期。
作者:覃宗澤 單位:廣西鐵路投資集團(tuán)有限公司
參考文獻(xiàn)
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[2]丁滌塵.傳統(tǒng)木質(zhì)建筑材料在現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)中的運(yùn)用[J].居業(yè),2015,10:29~30.