木结构建筑耐久才能彰显环保

从古至今 ,木材一直是人类偏爱的建筑材料,这不仅由于木结构建筑物耐久而健康,事实上,从生命周期性成本角度考虑,木建筑物也远胜于其他建筑物 ,该角度涉及的因素包括温室气体排放、水污染指数 、能源运用、固态废料以及生态资源利用等等 。

加拿大木材委员会作为权威机构指出:要真正实现木材的环保优势, 保证木结构建筑物的长期耐久性是根本。而正确应用建筑物外壳的设计原则, 保护木制建筑物免受潮气侵蚀, 则是其耐久性设计的根本所在 。世界建筑大师詹姆斯·卡特勒也曾说过 :“要通过建筑物的设计和细节规划过程来`礼待木材' 。”耐久关键还在防潮木材耐久性面临的最大危险就是霉变腐烂,这与建筑物长年累月承受潮气的侵袭有关 ,潮气的来源和传送机制多且复杂, 控制雨水渗漏和地下水,是建筑设计的焦点,空气运动和蒸汽扩散虽然重要 ,但不是潮湿的主因和明显成因。据大量研究数据表明 ,雨水渗入外墙是潮气渗透的重要因素 。因此 ,加拿大木材委员会指出 ,在木结构建筑耐久性设计中加强对雨水渗透控制策略的研制很关键。控制雨水渗透的通常方法是减少接触建筑物表面和组件的雨水量以及控制蓄积在组件上或组件内的雨水 ,在大多数暴露区域,有效的雨水控制皆由多重防线提供 ,加拿大木材委员会将其进一步表现为 4D 设计原理 :折流、排水 、干燥和耐久材料。 4D 可被视为 4 道不同的防线, 折流使雨水偏离建筑物并减少建筑物外壳上雨水荷载,一旦水分达到或穿透外壳时,就可以利用排水、干燥和耐久材料来控制水分。防水幕墙可帮助进一步控制雨水的渗透 ,等压防雨幕墙代表了传统防雨幕墙的一大进步 。该墙体含有隔间成分并且提高了排水空洞的通气效果 ,当风吹在墙体表面 ,空气穿过排气口而进入护墙板背后的空洞, 墙体通过使用分隔密封层来分隔排水空洞从而适当限制空气 ,使整个护墙板形成压力平衡 , 消除水分渗透 。等压防雨幕墙适用于任何暴露程度的所有建筑 ,其在水分控制方面具有最高性能表现 。

结构稳固应重视收缩因素的设计木构件的收缩和膨胀会影响到整个建筑物的耐久性和安全性。加拿大木材委员会指出 ,充分了解影响木材含水率的各种因素以及因含水率变动而易引起的各种变化 ,是木框架建筑物的结构和外壳设计的前提 。一般来说 , 28 %是木材的纤维饱和点同时也是木材膨胀的临界点 ,当木材低于纤维饱和点时,就会产生收缩变形或膨胀翘曲。在木框架结构中, 收缩主要发生于水平构件中,如墙板及楼板搁栅,在三层以上的楼房设计中, 累积的收缩会影响到诸如外墙覆面等建筑物外壳 ,因此必须特别考虑到收缩因素的设计 。例如,当木框架结构与砖饰面同时使用时 ,必须考虑到混凝土砌块电梯井或塔楼楼梯间 、钢框架建筑部件、多层建筑物中相对移动的累积效果;另外 ,在较高的木框架建筑物中 ,设计建筑物外壳构件之间的接缝时也应充分考虑到相对收缩 。人们在长期的实践和摸索中, 研制出了一些方法以最大限度地减少累积收缩的影响 ,如避免将墙体框架放置于其下的搁栅顶部(平台框架结构中很常见), 从而可减少搁栅径纹收缩的影响, 相反墙体框架一直延伸到上一楼层的高度, 而楼板搁栅则用钢质吊钩悬挂在框架上等等;而采用规格化干材和复合木制品 ,也可起到减少收缩的有效作用, 因为这样人们可以在设计中更好地预计材料在使用中的性能表现 。

质量保证建筑物寿命加拿大木材委员会提醒, 仅有正确先进的设计 ,并不能最终确保木结构建筑物的耐久性 ,长期耐久性建立在各环节共同作用的基础上 。质量保证的一个基本原则是“各司其职 、各尽其责” , 所有人都有具体明确的工作标准 、适当而一致的质量控制职责, 而且此工作应在结构的设计 、规划 、建造 、使用和维修阶段贯穿一致 。一个项目可能涉及到许多不同的承包商, 施工过程必须始终贯彻设计意图, 井清晰地知会每个环节、每个施工安装人员 , 为控制质量 ,建造商应制定一套严格的程序, 交流提议会及实体模型将是设计师和建造商充分沟通的有益桥梁 。随着时代的变迁, 木制建筑物的工艺和技术在不断更新变化着, 但近几十年来 ,由于使用非熟练工人或滥用新材料、新技术等因素 ,已使木制建筑物质量在一定程度上受到了影响 。如何才能使现代木框架建筑物具有更好的性能表现 ,是一个值得深刻思考的问题 。加拿大木材委员会呼吁 ,必须建立相关的科学建筑指导原则和规范、标准, 全面概述各环节的质量保证程序 ,避免质量下降 ,有效宏扬传统工艺精髓 。