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可持续建筑的天作之选

 MyTube 2014-12-08

  顾名思义,可持续性就是要做到物尽其用,不浪费、摧毁、耗尽自然资源。建筑物的可持续性尤其意义重大,建设可持续性的建筑,必须考量建筑的全过程,包括选择理想的工地、设计尽可能体现空间天然的特性、采用绿色建材、在使用过程中坚持对节能设施的维护等等。因此,任何一座新的建筑都应该进行长期的规划,生产建筑的建材也应如此。

    现在,大家都在研发、制造各种绿色建材,其实,有一种绿色建材自古有之,一直广泛应用于建筑之中,那就是木材,一种天然的绿色建材。
    取自天然环保性能优越
    木材在环保方面占尽优势,是绿色建筑的理想选择。木材的可持续性表现在可再生,生产用能极少,生产和使用过程中很少排放威胁环境的温室气体和其他污染物。木材的天然属性使其成为比钢材、铝材或者水泥等更为绿色的建筑材料。
    有人认为,采伐树木本身就是对资源的一种破坏,其实并非如此。新生树林每吨木材能产生1吨氧气,吸收1.4吨二氧化碳。达到成熟期后,树木生长迟缓,对二氧化碳的吸收率随之降低。而采伐成熟林能保留其吸收的二氧化碳,不会再释放回大气中。采伐成熟林也能为吸收更多二氧化碳的新生林腾出空间,从而保持这个天然的净化循环。因此,只要合理采伐、严格管理,是不会对自然资源产生影响的。
    木材的加工过程比任何一种结构建材所需消耗的能源都少。木材占美国工业原材料产品总量的47%,但只消耗了4%的能源。比较一下生产1吨水泥、玻璃、钢材和木材所需消耗的能源可以看出,和木材相比,生产水泥的能耗要高5倍、玻璃高14倍、钢材高24倍。加之过去50年来取得的科技进步使每单位木材的产量提高了40%,现代工艺使流水线上下来的产品质量更稳定。这些都为建筑师提供了可靠、耐久的材料。
    使用木材的建筑本身比较节能。木材有很好的隔热性能,木结构的建筑能比其他建材更好地保持室内温度,因而在供热和制冷方面更加节约能源。
    技术升级提高木材产品利用率
    鉴于目前需要对木材资源进行严格管理,必须优化木材产品,因此,胶合木便成为建筑木材产品最具资源效率的产品之一。
    胶合木采用高强度的经过窑干处理的层板,在压力作用下,叠合在一起形成大尺寸的工程木材。胶合木通常采用花旗松、铁松、南方松、云杉、冷杉、阿拉斯加黄桧柏和美国黄松制成。采用这种大型层积材,可制作大跨度的直线或拱形构建,减少了柱的数量,满足了大空间的设计要求。大跨度的胶合木构件适用于建造不同类型的建筑,包括体育馆、礼堂以及公共娱乐建筑;而在小型建筑中,胶合木则常用于屋脊梁、车库门过梁、大梁、楼梯梁以及重型木桁架等。
    胶合木是一种工程木材产品,可以满足最严格的架构要求。胶合木使用胶黏剂胶合起来的层压材组成,所有层压材的纹理方向都与结构的长度平行。胶合木可以满足各种设计应力的要求。横梁底部和顶部采用强度最高的层压材,因为其底部和顶部承受的张力和压力最大。采用这种概念,可以将等级较高的木材用于受力最大的部位,而将质量较低的木材用于受力较小的部位,从而能够更为有效地利用木材资源。
    胶合木的外观有很多种,表面看来各有不同,但同一强度等级的胶合木,其结构特点都相同。胶合木的外观分类包括:框架级,仅用于隐蔽用途;工业级,用于隐蔽用途或不侧重外观的用途;建筑级,用于构建外露,侧重外观用途,表面光滑漂亮;特殊级,仅用于侧重外观考虑的定制产品。
    实际检验耐火性能优越
    提到木材,防火是一个不可忽视的问题。随着测试方法和防火技术的发展,我们对于胶合木在火灾中的表现有了更深入的了解。
    绝对的防火建筑是不存在的,因为绝大多数建筑中的物品都是可燃的,往往是建筑物中的物品而不是结构构件的燃烧威胁着人们的生命、财产安全。发生在美国伊利诺斯州芝加哥市麦考密克展览中心展览大厅的火灾就是一个典型案例。这个巨大展厅的所有构件,包括内部非承重墙均采用不燃材料。1967年,一场大火迅速蔓延到大厅里的物品,物品燃烧产生的高温使钢结构大梁和桁架扭曲,导致整个屋顶坍塌,整栋建筑的损失高达1.5亿美元。
    鉴于一些火灾的教训,建筑的安全设计目标已经由防火转变为耐火,只要符合建筑规范,即使采用可燃材料仍然可以实现耐火目标。
    木材遇火时,其强度的保持时间比金属要长。毫无防火保护的金属构件的强度在火灾中会迅速下降,而且常常几乎没有预兆就会突然倒塌。相反,木材因为表面炭化层的作用,只会缓慢地产生强度损失。
    建筑物火灾的平均温度大约在700摄氏度~900摄氏度。当温度升至230摄氏度时,钢材强度急剧下降,在750摄氏度时,钢材的强度只有原来的10%。但是,只有温度达到250摄氏度时木材才会燃烧。一旦木材着火,在火势凶猛的情况下,木材通常以每分钟0.64毫米的速度炭化。炭化层自然地将木材与外界隔离并且提高木构件可承受的温度。因此,在一场持续30分钟的大火中,胶合木每个暴露表面只有19毫米因炭化而损失,其他绝大部分原始横截面完好无损。
    由于其出色的强度、可靠的耐火性、无可比拟的多功能性,胶合木为商业和工业大厦、学校和桥梁的建筑设计带来了无限的可能性,胶合木可以满足设计师无限的设计灵活性。再加之其天然属性,胶合木无疑是现代建筑的首选用材之一。

 

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