木材作为一种天然的可再生资源,是全球公认的负碳建筑材料,1m³木材可固定900kg二氧化碳。
木结构建筑主要分为三个体系,重型木结构、轻型木结构、混合木结构,其中重型木结构又可以分为梁柱式木结构、CLT木结构、井干式木结构。
重型木结构1.梁柱式木结构
梁柱式木结构是由跨距较大的梁、柱为主要传力体系的木结构建筑,通常采用胶合木材料制作梁、柱、檩条,用金属紧固件来链接构件各部分。
其材料自重轻,仅为同体积混凝土重量的1/5到1/4,同时可塑性及灵活性强,可根据不同的空间定制多变的造型。
梁柱式木结构建筑
2.CLT木结构
CLT木结构全称正交胶合木,采用窑干的优选杉木、松木板材等正交叠放,使用高强度材料胶合成型,正交结构使材料在各个方向具有较强的稳定性,是可替代混凝土的新型低碳工程木产品。
CLT正交胶合木制作示意图
既能以承重墙建造框架剪力墙房屋,也可以作为梁柱式木结构或者其他结构建筑的填充墙体,在国外广泛应用于中高层建筑中。
CLT木结构建筑
3.井干式木结构建筑
井干式木结构是以方木胶合木或原木制作的壁体作为承重结构墙,井干式层层叠加,连接部位采用榫卯切口相互咬合,形成稳定完整的构架。
井干式木结构建筑
轻型木结构轻型装配式木结构是指在工厂加工制作墙体、楼面和屋面等预制式单元,到现场进行简单的组装,并以金属件固定连接,广泛应用于特色民宿、别墅、美丽乡村建设等三层以下的木结构建筑中。
轻型木结构建筑
除此之外,轻型节能木墙模块也可以与钢混结构混合使用,应用于建筑的内外墙板中。
轻型节能木墙用于建筑墙板
木结构建筑的多种优势1.预制化高&建筑垃圾少
高度的预制化使木结构的生产安装变得极为方便快捷。所有木结构预制件均在工厂按需求定制生产,依照施工顺序运输吊装至现场,模块化组装能使施工速度提高50%,且安装过程中几乎不产生建筑垃圾,保护环境的同时极大节省了时间及成本。
工厂预制木结构部品
2.利用率高&抗震
木结构房屋利用率更高,同等建筑面积的木结构可以比混凝土建筑提高约5%-7%的有效使用面积,其高强度特性也能带来良好的抗震性能。在地震频发的日本,有95%的新建建筑为木结构建筑。
木结构抗震性能示意图
3.防火&节能
重型木结构在火灾中表面会形成碳化层,保持主体结构较高的承载力,极大的提升了建筑的耐火能力。
木结构防火性能:遇火形成碳化层
不仅如此,由于木材本身的低热传导性和墙体科学的节能设计,相比钢结构和混凝土结构,木结构的节能效果能提高50%-70%。
现代木结构墙体
木结构前景广阔同时,木结构与其他建筑材料也能良好的适配,其与钢结构、混凝土结构混合应用的建筑形态,在国外已广泛应用于多层或高层的商业、办公和居住建筑中,并不断突破。伦敦的木混凝土结构建筑设计已然高达300米。木结构的发展为低碳建筑产业推广应用带来更多的可能性,对低碳经济发展意义重大。
目前世界较具代表性的多高层木结构建筑
中林木结构 预建碳中和