一、什么是现代木结构?
现代木结构是集传统的建材(木材)和现代先进的设计、加工及建造技术而发展起来的结构形式。与传统木结构相比,现代木结构的区别主要在于
1.材料的加工方式不同。
传统木结构所使用的木材,基本未经加工,采取简单的自然风干法。木材的含水率无法保证,开裂、扭曲、易朽、虫蛀等特性不可避免。现代木结构使用的,都是经过现代科学技术加工处理过的工程木材。
工程木材和原木有本质区别,它是经过现代工业手段和先进技术,加工而成的适合于建筑用的梁、柱等部品部件。原木别墅所使用的主材,都是从国外进口的,如俄罗斯樟子松、加拿大SPF(云杉-松木-冷杉的英文缩写)等。工程木既能保持原木的质感,又能很好地解决独根材开裂、扭曲变形等问题,增强房屋的耐久性,减少后期维护成本。
2.连接方式不同。传统木结构用榫卯等方式连接,现代木结构增加了金属部件等多种连接方式。
3.重复使用率高
正因为连接方式有了改变,现代木结构的拆装也就变得较为简单。原木结构房屋可移动、可搬迁,主材重复使用率高达80%以上。
问:我家满山都是大树,你们可以用来为我建木房子吗?
答:不可以。
1.砍伐成本太高。现在在农村砍一棵树的工钱,可能都超过很多树木本身的价值。对您而言,不但节约成本的目的无法实现,恐怕还会豆腐盘成肉价钱。
2.加工时间长、难度大、成本高。先不谈别的,只说木材的自然风干,就需要很长时间。另外,小批量初级加工(锯、刨、钻孔等等),无法使用先进设备、实现规模效益,周期长、人工成本无法承受。
3.质量没有保障,后期维护成本高。小编的一位朋友,为了应对乡村旅游,采用独根材原木建了一幢木屋,每年至少要刷一遍桐油,还这里有问题哪里出毛病,让他后悔不迭、烦不胜烦。
二、现代木结构有哪些类型?
根据建筑材料和建造形式的不同,现代木结构可细分为原木结构、轻木结构、梁柱结构和木结构组合等四种类型。
1.原木结构
原木结构采用规格及形状统一的方木、圆木或胶合木构件叠合制作,集承重体系与围护结构于一体。简单地说就是,原木房屋的承重墙都是用一根根经过工厂加工过的实木堆砌起来的。
原木建筑保持建筑的可呼吸性能,具有优良的气密、水密、保温、保湿、隔声、阻燃等各项绝缘性能,原木建筑自身会呼吸,能调节室内湿度。原木结构适用于住宅、度假村、医院、疗养院、养老院、托儿所、幼儿园、体育建筑等。
2.轻木结构
轻型木结构是由规格材及OSB结构板材、石膏板制作的木构架墙体、楼板和屋盖系统构成的单层或多层建筑结构。轻木房屋大多采用夹心墙,内部填充岩棉或玻璃纤维棉,隔音隔热效果优于砖混砌体。
轻木结构外墙的墙骨柱内侧为石膏板,外侧为定向刨花板(OSB板)或胶合板,外挂板和其他饰面材料,墙骨柱之间填充不燃保温材料。构件之间的连接可采用钉连接、螺栓连接、齿板连接及通用或专用金属连接件等。轻型木结构可建造住宅等居住建筑、旅游建筑、商业建筑、养老院、学校等等。
3.梁柱结构
梁柱结构是指承重构件主要采用层板胶合木构件制作的单层或多层建筑结构,也称层板胶合木结构。
梁柱结构住宅主体框架
梁柱结构房屋的墙体可以采用轻型木结构、玻璃幕墙、砌体墙以及其他结构形式。构件之间主要通过螺栓、销钉、钉、剪板以及各种金属连接件进行连接。梁柱结构多适用于单层工业建筑和多种使用功能的大中型公共建筑,如大空间、大跨度的体育场馆和展览建筑。
4.混合结构
混合结构是指由木结构或其构、部件和其他不燃材料(如钢、钢筋混凝土或砌体等)或构件共同组成、共同受力的结构体系。上部的木结构与下部的钢筋混凝土结构通过预埋在混凝土中的螺栓和抗拔连接件连接,实现木结构中的水平剪力和木结构剪力墙边界构件中拔力的传递。
混合结构实用性更强
就农村个人建房而言,混合木结构的实用性更强。一层采用砖混或水泥框架结构,可以增加墙体的抗打击能力,保障正常农业生产和原有生活方式不受影响,同时也可为二三层的木结构起到隔湿防潮作用。二三层采用木结构,既有利于提高居住质量和生活的品位,也可彰显自家住宅的个性化和独特性,避免农村住房千家一面的雷同现象。
三、防火、隔热、隔音效果如何?
1.木结构的防火性能
木结构房屋建筑的防火性能是大家最为关注的常见问题之一。
轻木和梁柱结构在欧美、日本等发达国家发展得相当成熟,形成了完善的建造规程和体系。全世界范围内的统计数据表明,没有证据表明木结构建筑的火灾发生概率要比混凝土建筑高。一般而言,使用合格的防火材料并按照施工要求进行建造的轻型木框架结构具有优良的防火性能。木框架结构内墙板和楼盖板通常使用石膏板、水泥纤维板等材料作为保护层,墙体和楼板结构的防火性能主要取决于这层保护材料的防火性能。石膏板是最常用的保护材料,分为防火石膏板和普通石膏板,通常采用自攻螺钉把石膏板等直接连接在木搁栅或木龙骨上。不同种类和厚度的石膏板可以提供0.5-3.0小时的耐火极限。
2.木结构的保温隔热性能
由于木材的蜂窝状结构具有数以百万计的小气孔,是一种天然隔热材料。因为材料的导热系数随其相对密度的增加而增大,所以木材的保温性能优于密度高的材料,是混凝土和砖石的10倍左右,是实心钢材的400倍。原木结构别墅外墙厚度有70、90、105、136毫米等多种规格。即以最薄的70毫米墙体计,其保温隔热性能,也相当于700毫米厚的混凝土和砖石墙体(混凝土和砖石墙体的厚度一般为240毫米)。
轻木结构建筑的保温隔热效果,是基于包括墙体、屋盖、楼盖中有效隔热材料共同作用的结果。而较高的隔热效率,关键在于其围护结构,从里到外由6层组成:墙板内衬(通常为防火石膏板)、防潮层(通常为聚乙烯薄膜)、1层非可燃性的隔热材料(通常是填充在墙龙骨间的玻璃纤维棉,该隔热材料也敷设在屋顶屋架间隙和楼板格栅间)、外墙结构基木板、有通气功能的建筑用呼吸纸、外墙装饰覆面板。
使用同样的玻璃纤维或泡沫塑料作为保温材料时,木结构比钢结构的保温性能高15%-70%。可使建筑物的使用能耗大大降低。在冬季室外温度相同条件下,木结构要比混凝土结构建筑的室内温度高6℃;夏季则刚好相反。木结构房屋墙体材料的保温御寒性能和通常采用的砖混结构墙体相比可大大节省空调数量、空调用电和煤气。研究数据表明,木结构房可节能60%。
3.隔音性能
木结构的隔声性能也优于砖混结构和其它结构形式。轻木结构墙体和楼盖中填充的玻璃纤维棉或岩棉等保温材料,也是较好的隔声材料,能够减低声音的传递。没有砖混结构常有的撞击性噪声传递的问题。同样厚度的玻璃纤维棉或岩棉,其保温效果是混凝土的8-12倍,降噪吸声效果是混凝土的4倍。实际检测结果表明,50mm厚的玻璃纤维棉或岩棉可以降低噪声50dB。木结构建筑中各类功能建筑或各种隔声要求的墙体,可以根据要求采用不同形式满足其隔声要求。轻木屋结构空腔填充双层50mm厚的玻璃纤维棉或岩棉,再加上金属保温板(外挂板)、石膏板和竹木纤维板(内挂板),其隔音性能可达到同样厚度砖混墙体的30倍。如果隔音要求很高,再增加部分成本,还可以做到绝对隔声。