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科技“外衣”让木结构更强大

来源:未知 发布时间:2018-04-14热度: ℃
据了解,建筑在世界上很多国家已很普遍。在美国,住宅处于市场主导地位,被广泛应用于建造厂房、学校、旅馆和体育馆等;加拿大住宅的工业化、标准化和配套安装技术非常成熟;...

据了解,建筑在世界上很多国家已很普遍。在美国,住宅处于市场主导地位,被广泛应用于建造厂房、学校、旅馆和体育馆等;加拿大住宅的工业化、标准化和配套安装技术非常成熟;芬兰、瑞典和日本等国家的建筑也几乎占据主导地位。

有人或许会问:砍伐树木不是破坏地球生态吗?木材容易着火,还怕雨淋,承重也不是很好,为什么还要大力发展建筑呢?其实,木材是建材中惟一可持续发展的环保材料。我们所说的,结合了现代科学技术,上述限制都不再是问题。它功能强大,传统的木梁和椽子难以望其项背。

最新科技让更耐用

防火石膏板使木材增强耐火性

使用木材建造房屋,大家首先会考虑木材如何防火。记者就有关问题采访了专家。

储斌毫告诉记者,木材受热分解会急速放出可燃气体,这时空气中的氧气向木材表面碳化层的扩散会受阻,所以燃烧通常是在离木材表面有一定距离的地方进行的。由于木炭层传热性低,会延缓内层的木材达到热解温度,如果离开明火,就有可能逐步停止燃烧。这就是常见的大截面木构件虽然没有防火处理,却相当耐火的原因。

保罗·法斯特在接受记者采访时称,建筑的防火安全性能与结构材料的燃烧性能关系不大,而是取决于如墙体和屋顶等整个构件的燃烧性能,具体可以用轻型结合防火石膏板,隔断火源与墙体木龙骨。

“石膏板是难燃的,构件龙骨空腔内填充的是不可燃的矿物纤维保温材料。根据规范,石膏板厚度为18毫米,如果要超过规范,可以采用两层12毫米的石膏板(共计24毫米)。”保罗·法斯特介绍,“重型则靠胶合梁构件的尺寸来防火。胶合梁四面各预留38毫米,这样就可以达到60分钟的耐燃极限。”

另外,在一些公共建筑中,房屋会加装消防喷淋以及其他消防措施确保安全性。

抗震中高层房屋也能完好留存

建筑的安全性能比混凝土和砖结构建筑更好。

储斌毫介绍:“的自重远比混凝土结构轻,吸收的地震力小;木材的天然柔韧性能有效吸收和消耗外力;构件采用钉连接,是多次超静定结构,结构安全冗余度高,抗震性能好。”

储斌毫说,汶川大地震后的一项调查结果显示,地震中房屋的坚固程度远超出其他材料建造的房屋。

去年7月,在日本神户三木市,科学家们对一栋7层混合建筑(底层为钢结构,以上6层为的住宅)进行了抗震试验。这次试验是世界上迄今规模最大、最全面的地震试验。在试验中,该房屋经历的地震强度是加州北岭地震的180%,但是却没有受到明显的损坏。这说明即使中高层的房屋也能够在最严重的地震中几近完好地留存下来。

汶川地震后,加拿大援建的都江堰向峨小学、绵阳残疾人学校以及北川敬老院全部采用了现代。目前向峨小学已经竣工开学。

防潮单向呼吸纸让水汽“有出无进”

木材怕雨淋,容易受潮,还怕白蚁的侵袭,这是不争的事实。难道我们对这些缺点束手无策吗?其实在现代科技面前,这些问题也都能解决。

在人类历史上,木材一直是重要的建筑材料,建筑在各种气候环境下留存数百年的例子不胜枚举。这些例子证明,只要房屋的设计和建造符合特定的气候环境要求,并且能够在整个生命周期中得到妥善维护, 建筑是可以长久保存的。

保罗·法斯特表示,建筑的耐久性取决于是否能防止木材大面积受潮。“设计时,应防止水汽在围护结构内部凝结,并能够将潮气排出。在潮湿的环境中,可以采用坡度较大的屋面、大房檐和防雨罩等减轻房屋的受潮程度。”

保罗·法斯特说,可以结合诸多新材料和新科技来完善防潮性能。

单向呼吸纸就是防潮所独有的一种新材料。单向呼吸纸允许水汽排除,但不允许水汽进入,用它包裹外墙,能保证房屋的水汽平衡,防止水汽凝结而致木材腐烂。另外在窗户等水汽易于侵入的地方,需要特别做好防水处理。

防蛀物理化学双重防护攻克白蚁

现代防白蚁的措施主要分为物理防护和化学防护。在美国南部加州等潮湿闷热地区,当地的建筑都有很好的防潮和防蛀性能。

具体来说,物理防护就是在墙体接地处、屋檐沿口安装防虫网,来限制白蚁侵入。化学防护则是通过对接地处的木料进行特别的防腐处理来隔绝白蚁。

另外还有一种方法可以借鉴。加拿大的木材都预先经过窑干加热,含水率都在17%以下,根本不合白蚁的“胃口”。所以现代建筑不会像传统建筑那样受到白蚁的侵害。

抗压大型建筑顶部用木材

在人们的印象中,木材是柔弱的“小家碧玉”,只适合点缀园林里的小木屋,如果用它建造大型公共建筑,会觉得不可思议。其实,轻轨车站早在10年前就设计建成了,这就是保罗·法斯特设计的加拿大温哥华轻轨车站。

该车站底部及承重部分使用钢结构,顶部则用。保罗·法斯特说:“当初大家看到这个设计方案后都觉得不可思议,木材怎么能够用于这样的大型共建呢?然而让各种材料科学搭配,建筑就可以既结实耐用又漂亮美观。”

在建设大型公共项目如体育馆、图书馆、地铁站、桥梁的时候,木材和混凝土、钢材及玻璃等配合使用,不但能产生更好的建筑视觉效果,还能最大程度地发挥不同建材的优点,扬长避短。

高层住宅楼应用前景也不错

目前城市住宅楼以高层建筑居多,似乎没有的用武之地。但是储斌毫告诉记者,现代建筑在都市高层住宅中也有着非常广阔的应用前景。

“目前国内规范允许造到最高三层。其实从技术上来说,造到10层都没问题。比如在英国,规范规定建到9层,加拿大卑诗省允许造到6层。在国内只造到3层主要出于消防规范的考虑。”储斌毫说。

有一种高层混合构造在欧洲比较盛行,就是在混凝土框架内填充的外墙和内墙。应用这种技术,在目前国内的木骨架组合墙体规范里可以被允许造到18层。

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