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湖南大学教授柳肃:木造建筑或成未来建筑新趋势

来源: 科学网

建筑是否生态、绿色,不仅要看它建成以后对于能源的消耗情况,还必须看它在建造时所消耗的资源、能源情况,即所用建筑材料的消耗情况。从这一点看,世界上最生态、最绿色的建筑材料就是木材,真正的生态建筑、绿色建筑就是木造建筑。

至少在目前,还找不到一种比木材更符合生态原则的建筑材料。由此,我们今天甚至可以乐观地说,木造建筑或将成为未来建筑发展的重要趋势。在地球资源日益匮乏、环境污染日益严重的今天,大家都在提倡生态,提倡绿色,建筑界也不例外。但是今天建筑界所说的生态建筑、绿色建筑,主要是从建筑节能和减少污染这方面来说的。即尽量采用太阳能、风能等新能源;自然采光、自然通风,减少能量消耗;储存雨水、节约用水;污水污物自行处理等等,总之是从技术上来解决问题。

然而人们没有注意到一个更重要的问题,即建筑材料的消耗。在当今中国,因为庞大的建筑规模导致建筑行业消耗巨大,尤以钢材、水泥等材料的消耗为最。而这些建筑材料其实都来自地下有限的矿藏资源,如水泥、玻璃、金属材料等,并且这些材料的生产过程同样要消耗其他能源。

建筑是否生态、绿色,不仅要看它建成以后对于能源的消耗情况,还必须看它在建造时所消耗的资源、能源情况,即所用建筑材料的消耗情况。

从这一点看,世界上最生态、最绿色的建筑材料就是木材,真正的生态建筑、绿色建筑就是木造建筑。

抗震性能突出

在现实生活中,木造建筑必然会让人想到砍树以及对生态的破坏,由此,人们对于木造建筑成为最生态的建筑多持怀疑态度。

从生态的角度看,建筑材料有三类:一类是最生态的材料,如木材,它们可以再生,取之不尽,生产过程不需要消耗石油、煤炭等能源,也不带来污染;第二类次之,如钢铁等金属材料,它们需要消耗不可再生资源、能源,并会带来污染,但是可以回收再利用;第三类最不生态,如水泥、黏土砖等,它们不仅消耗资源,带来污染,而且不易回收再利用。

木造建筑有一个重要的优点就是抗震性能好。木材的一个重要特性是具有一定的韧性,在地震中,有韧性的木材可以在一定程度的摇晃中不倒塌。反而是刚性大的材料“宁折不弯”,在震动摇晃中容易断裂垮塌。此外,木材比其他建筑材料轻,地震时即使房屋倒塌,柱子、梁枋等部分往往会斜着支撑或架起,给人留下逃生的空间。即使是房屋倒塌,其带来的危险性也远比钢材、水泥等材料低得多。日本是一个地震多发国家,其建筑多采用木质结构与材料,在历次地震中都发挥了突出的作用。

认识误区待澄清

说起木造建筑,人们还有一些认识上的误区。其一是木材易腐烂,使得木造建筑不耐久。这只是一种基于日常经验的并不准确的推测。

事实上,木材只要保护得好,会非常耐久。以中国的古建筑为例,今天我们可以看到的真正原物的古建筑,年代早的可以追溯到1000多年前的唐宋时期。当然,南北方不同的地理、气候条件对于古建筑的寿命有很大的影响。北方寒冷干燥,利于古建筑的保存;南方炎热潮湿,保存起来会比较麻烦。然而即使是在南方的气候条件下,200多年前的清代建筑也比比皆是,而且有的还在一些偏僻的农村地区。

这说明木材并不像人们所想象的那样不易保存。反观我们今天的钢筋混凝土建筑,一般自然寿命也就是80年,保护较好的也就是100年左右。如此看来,耐久性并不是木造建筑不可克服的一个软肋。

木造建筑的另一个缺点是容易着火。这是事实。但我们也应该看到,随着现代科学技术的发展,包括防火涂料在内的各种防火技术日益得到广泛应用。同时,建筑防火不只是一个技术问题,它在很大程度上更是一个社会教育的问题。

今年年初,湖南通道县两个全木结构的侗族村寨起火被烧光,并引发了人们关于木造建筑防火问题的思考。笔者认为,这主要是教育水平和防火常识方面的问题。国外也有不少木造住宅的村落,除了森林火灾外,很少听到关于住宅火灾的情况。日本不论传统住宅还是现代住宅,基本都是木结构建筑,也很少发生火灾事故。所以,火灾并不与木造建筑构成必然联系。

生态优越性被看重

因为木造建筑在生态上的优越性,目前欧洲及美日等发达国家都在大力发展木造建筑,尤其是日本,在这方面走在世界的前列。

日本除了结构强度要求高的大型建筑(大跨度建筑、高层建筑)外,底层的、小型的建筑80%以上均为木结构。日本全国建筑材料使用量的统计数据显示:木材约占40%,钢材约占30%,水泥约占20%,其他材料只占很小一部分。值得注意的是,日本建筑基本上不使用黏土砖。

这是一个最合理的建筑材料比例,最生态的木材用量最大,最不生态的水泥用量最小。而我国的情况则刚好相反,最不生态的水泥和黏土砖用量最大,最生态的木材用得最少。当然,这其中固然有森林资源禀赋及现状的限制,但从可持续发展的长久之计来看,必须尽快改变目前这种状况。一方面制定政策,鼓励广大农村地区植树造林;另一方面,可以暂时从一些盛产木材的国家进口木材,取代部分资源消耗大、破坏环境严重的建筑材料。

目前,国外在木造建筑方面发展很快,正在向工业化、大型化的方向发展。所谓工业化,即指木造建筑在生产和制作上的工业化,在工厂里批量化生产构件,到现场进行装配。所谓大型化,即指用木材做大型建筑。木材的特性本来不适宜做大型建筑,而通过研究改进,用木材做大型建筑已成为可能,欧洲国家和日本都已经有了用木材做大跨度建筑的实例。

关注资源和生态环境乃是全球的共同趋势,而在建筑行业,最好的办法就是大力推广木造建筑。因为,至少在目前,还找不到一种比木材更符合生态原则的建筑材料。由此我们今天甚至可以乐观地说,木造建筑或将成为未来建筑发展的重要趋势。


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