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竹材要如何向建筑结构领域拓展?
建筑业作为我国的支柱产业,在国民经济中占有非常重要的地位。随着我国经济的持续快速发展和人民生活水平的大幅提高,人们对居住环境的要求越来越高。各种高档木结构房屋,木结构别墅开始在中国的旅游风景区,经济发达地区出现并高速发展,木结构房屋建筑成为一个新热点。
建筑业作为我国的支柱产业,在国民经济中占有非常重要的地位。随着我国经济的持续快速发展和人民生活水平的大幅提高,人们对居住环境的要求越来越高。各种高档木结构房屋,木结构别墅开始在中国的旅游风景区,经济发达地区出现并高速发展,木结构房屋建筑成为一个新热点。
但是,不合理采伐和对木材资源过度利用,以及国民经济的持续发展,人民对木制品需求的增加,导致木材资源越来越匮乏,出现供应不足的现象。而竹材因竹林资源丰富、生长周期短、具有可降解、无污染、可再生等一系列优点,在未来的建筑中将发挥不可替代的作用。
1、**外木结构发展概况
从20世纪80年代至今,是**上木结构发展最快的时期。木材具有重量轻、强度高、美观、加工性能好等特点,因此自古以来就受到人们的偏爱。
从实木、原木结构到胶合木结构,再到复合木结构,木结构已不再是传统概念上的木结构,在建筑上已经达到可以替代钢材的程度。在欧美、日本等发达国家,木结构的大量研究与应用还同时促进了森林资源采伐和利用的良性,形成了成熟的森林管理体系。
现代木结构根据结构的材料方案主要分为轻型木结构、重木结构以及各种形式的混合结构。轻型木结构有小断面的规格木材形成超静定框架结构,多用于住宅建筑;重木结构主要采用胶合木或大断面的原木作为结构材,多用于大型公共建筑和商业建筑等。
例如在北美,木结构住宅处于市场主导地位,美国平均每年都有近150万幢新建住宅,其中90%采用木结构;在加拿大,木结构住宅的工业化、标准化和配套安装技术非常成熟;在日本,大量的住宅也是木结构建筑;在北欧的芬兰和瑞典,90%的房屋也为木结构建筑。
近年来,随着中国对建筑物节能减排的日益重视和国外现代木结构产品及技术的大量引入技术转化和本土化,木结构建筑在中国得到越来越多的关注。
事实上,木结构建筑在我国有悠久的建造历史,是我国古代建筑的主要结构类型。同时,在中国未来的建设和发展中,减少建筑工程碳排放和污染物排放,建造可持续发展的、有利于环境保护的建筑,营造健康、和谐的人居空间将是越来越多的设计师追求的目标。而木结构将为人们提供绿色、舒适安全的建筑新体验。
但是,进入2020年,由于环保政策的进一步趋严叠加传统木材行业的产能严重过剩,使得我国木材产量有所下降。数据显示,2020年中国木材产量为8727万立方米,同比下降13.1%。
进出口方面,自从在2017年,我国全面停止天然林的商业性采伐后,木材就主要依赖于进口。数据显示,2020年中国木材进口数量为2305.2万吨,进口金额为80.54亿美元;出口数量为57.5万吨,出口金额为9.02亿美元。
上述的这些数据进一步表明,受我国森林资源的限制,长期以来木结构建筑的材料多来自进口。因此配置我国自有资源下的竹木结构建筑将是一个重要的发展方向。
2、竹材要如何向建筑结构领域拓展?
有人说,竹子是植物界里的钢材。自古以来,竹子一直作为建筑中的建造原料,如竹屋。而竹子的使用,随着竹材工艺技术的发展,在建筑领域的应用也愈加广泛,如通过“竹钢”这种高性能竹基纤维复合材料,部分代替用木材在木结构、钢-木混合结构中的应用。
同时,据了解,我国一些竹木企业研发的新型竹材采用以固定厚度和宽度为基本单元的长竹片,经碳化、浸胶、**,热压成型。竹材强度高,能满足建筑结构对材料物理力学性能的要求,解决了现代建筑结构对大跨度竹木材料的需求。如重组竹、竹集成材、竹装配式建筑等竹产品在建筑、家装领域的运用。
我国竹材资源丰富,竹材的物理和力学性能优于木材,但主要问题是成本高。我国还有丰富的杨木资源,也是可再生和可持续使用的天然资源。但杨木的性能较差,达不到结构材料的要求。
因此,在发展竹材向建筑结构领域拓展时,不妨以竹材和杨木资源为依托,研发竹木建筑结构。
其一,建立我国自有资源的建筑原料体系,如国家可建立竹材、杨木仓储机制。而对企业而言,与大学、相关科研机构合作,引入竹木建筑工业化技术,集合所在区域的竹木资源,形成符合自己企业的建筑原料体系。
其二,以成熟的竹和杨木的定向刨花板和刨花材为建筑材料。例如,目前竹定向刨花板(OBSB)主要用于集装箱底板,也可用于建筑结构的抗剪板。另外,采用相同方向的铺装方式可制造竹定向刨花材(OBSL),用于建筑的梁和柱。
其三,以竹木型材为建筑的主要承载构件,采用装配式结构。现代竹木结构技术发展日新月异,除常见的低层建筑和园林小品外,越来越向大跨、多高层等建筑方向发展。**装配式的建造方式使得连接节点成为实现高度和跨越跨度的关键。
其四,利用杨木定向刨花板为主的覆盖板材,构成我国自有可持续使用的资源的竹木建筑结构体系。而这不但可以与发达国家可持续建筑结构材料的使用水平一较高低,还能扩大竹材市场和使用范围。
随着社会大力倡导可持续发展,节能环保的建筑材料将会越来越频繁的使用,竹材因其自身的优势,将在未来的建筑中将发挥不可替代的作用。
文章来源:竹聆科技
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