木结构在我国发展现状及前景论文

1、论文题目： 木结构在我国的发展现状及前景 17目 录摘要1Abstract11 引言22 木结构在我国的发展现状32.1 木结构的主要应用范围32.2 木结构建筑在我国的发展简史42.3 木结构在我国发展中面临的问题52.3.1 人均资源少52.3.2 传统思想观念制约62.3.3 建筑成本高62.3.4 设计与技术水平不足63 木结构在我国发展的前景73.1 木结构在我国发展的意义73.1.1 有利于改善环境和节约能源73.1.2 有利于促进相关产业发展，增加就业机会73.1.3 有利于重震地区的抗震和重建73.1.4 有利于中国木结构文化的传承与发展73.2 木结构在我国发展的可行性83.

2、2.1 木结构建筑的性能优势83.2.2 人工林种植广泛103.2.3 新型木结构的生产发展103.2.4 混合结构技术日益完善113.2.5 消费者观念发展124 结束语14参考文献15致 谢16木结构在我国的发展现状及前景摘要：在简要介绍木材工程特性的基础上，综述了木结构建筑的应用范围和发展历史。通过深入研究我国发展木结构所面临的主要问题，对木结构在我国发展的意义和可能性进行了分析。关键字：木结构； 发展； 应用； 问题； 工程意义； 可行性Abstract: Based on the brief introduction of wood mechanical properties, th

3、e engineering application and development history of wood buildings are summarized. The developing significance and feasibility of wood structure industry in China are analyzed after deep study of main problem facing wood structures in China.Key words: Wood structure; Development; Application; Probl

4、em; Engineering value; Feasibility1 引言木结构，用木材制成的结构。既然木结构是由木材制成的，我们自然需要知道木材的工程特性，以便我们更好的去了解木结构在生活中的应用。在当今高度发达的科学技术下，虽然出现了许多新的材料，但木材依旧在各个方面发挥着重要的作用，尤其是在建材和家具方面，体现得最为突出。谈究其原因，正是因为木材具有以下的特点：1）木材是天然材料，直接取自自然，无毒，无污染。2）与金属和玻璃材料相比，木材良好的触觉特性更容易让人接受。3）在某些方面，木材的强重比相较于金属高，是一种质轻强度高的材料。4）木材的导热系数很小，具有良好的保温性能。5）木材的

5、电传导性能差，是较好的电绝缘材料。6）木材的软硬度适中，易于加工。7）木材本身就具有天然的美丽的花纹，是很好的装饰材料。当然，与钢、水泥、塑料相比，木材也有着如下一些致命的缺陷：1） 木材的尺寸和形状会随着它的水分含量的变化而变化，因此木材的几何形状也是不太 稳定的，因而会导致木材发生开裂、翘曲等弊病。2）容易腐烂、变色、虫蛀和燃烧。3）树与树之间存在着或大或小的差异，同时木材还有着节子、斜纹、油眼等天然缺陷， 这使得其利用问题复杂化。木结构建筑在我国的建筑中占有很重要的地位，木结构是我国古代建筑的精髓，没有木结构则就没有中国古代建筑的辉煌。但就目前的情况来看，与古代木结构建筑的辉煌相比，现代

6、木结构建筑在我国的发展水平却严重滞后。随着科学技术的发展、人们生活水平的提高以及生活观念和方式的变化，特别是近几年来伴随着我国房地产产业的迅速发展，风格个性、绿色环保的建筑开始进入人们的视野。木材自然环保等众多优点决定了木结构成了人们首要的选择之一，木结构的建筑被视为世界上唯一的真正的环保建筑。但是对于木材如此多且致命的缺点会不会影响今后木结构在我国的应用和发展，未来木结构建筑能不能在我国再现辉煌，为此我们发出了疑问。2 木结构在我国的发展现状2.1 木结构的主要应用范围木结构，一直在建筑界中扮 演着一个重要的角色，它总给人一种自然温馨的感觉。木结构建筑被广泛应用于世界各地，在中国的古木建筑中

7、，几乎所有的宫殿、寺庙、名塔和名楼，都是木结构的。现代木结构住宅在欧美等国家更是随处可见，多种多样的设计风格，优美舒适的生活环境和健全的建筑功能，都深受人们所喜爱。现代的木结构住宅可以建成私人独栋别墅和多层多户的公寓楼，还可以建成底层商业建筑和公共建筑，如旅社、学校、商店和体育馆等。如图1（a）（d）所示。 （a）独栋别墅 （b）体育馆 （c）图书馆 （d）酒店图1 木结构建筑示例 木结构桥梁也是木结构建筑中不可缺少的一部分，在世界各地的河川之上都能看见它的痕迹，它自然、美观，总能于周围的环境相契合。随着现代高新技术的发展，展现出更好性能的木结构更是在桥梁中得到了广泛的应用，如图2所示。图2

8、木结构桥梁除了在建筑界以外，木结构在家具上的应用最是广泛。从古至今，各家各户从不缺少木质家具的身影，木桌、木椅、木门、木窗、木衣柜等。和建筑相比，木结构在家具方面的应用已是十分普及，但是家具对木结构的要求较低，只需一些简单的木结构技术就能够满足要求，这是不利于木结构自身发展的。所以，除了在家具领域外，木结构主要还是应用于木结构建筑的建造上。因此，我认为只有在建筑领域，木结构才能得到真正的发展。2.2 木结构建筑在我国的发展简史中国是最早应用木结构的国家之一。中国千百年来一直保留着使用木材建造房子的传统，木建筑是中国建筑的灵魂，在长期的生活实践中，积累了丰富的木构建筑经验和技巧。很多古代建筑，大

9、到皇宫御苑、园林寺庙、木府豪宅，小到普通民居简易木屋，它们都有着千百年的历史，技术精湛，流传至今。西汉时期，我国就基本上形成了用榫卯连接梁柱的框架体系，战国时期到南北朝末期，木构架体系已基本形成，直棂窗、人字拱等已广泛使用，建筑形制上出现了庑殿、悬山、折线式歇山、攒尖、囤顶等五种基本形式1。到了唐代，尤其是到了宋、元时期，建立了统一的建造方法，如北宋的营造法式1，明、清的园冶、清工部工程做法则例等。建国后，我国木桁架等木结构由传统的设计与加工技术，逐步进入到现代胶合木结构的设计与加工技术阶段2。然而，自20世纪80年代以来，我国为了保护森林资源，提倡能源节约和替代，特别是有关部门明确要求限制木

10、材在建筑中的使用，要求以钢代木、以塑代木，使得我国木结构建筑在几十年间就与国外拉开了很大的距离。目前我国的建筑结构仍以砖混结构、钢筋混凝土结构以及钢结构等为主，而对木结构的应用则相当有限。然而在欧美，加拿大，日本等国家，现代木结构住宅已普遍推广了，并创建了属于自己的建筑风格和结构体系，是全球木结构建筑的先进代表。与过去相比，近年来我国木结构建筑发展速度惊人，我国木材产业发展较快，木结构建筑的应用和发展显示出良好的势头。不论是国外的木结构设计、建造公司还是国内的房地产商都对木结构建筑也表现出了非常浓厚的兴趣，这使得我国的木结构建筑产业的发展速度得到了一定程度的提高。但是，与发达国家相比，我国木结

11、构建筑在数量，技术等各方面都相对落后。清楚地认识这一状况对于发展我国木结构有着重要的作用。2.3 木结构在我国发展中面临的问题2.3.1 人均资源少1）人均土地资源少。木材承重能力相对较低，不能建太高层的建筑，从而不能有效利用空间，对于现在的中国而言，低层木结构住宅是不能满足需求。由表1可知，中国的人口密度远高于美国、加拿大，但是人均农业用地面积却远少于两国。从我国土地和人口状况看，如果完全复制美国和加拿大的建设模式，推广低层木结构住宅，恐怕要不了几年我国的住宅数量就不能够满足人们的要求了。因此，为了缓解人多地少的矛盾，政府已明确要求发展节约型住宅。所以，要想在中国像普及砖混和混凝土建筑一样普

12、及木结构住宅，这是不现实的。表1 2006年数据统计国家人口密度/平方公里人均农业用地/公顷中国1420.42加拿大42.13美国331.382）人均木材资源少。我国属于木材资源贫乏国家，加之近代树木过度砍伐，可采资源几近枯竭。1998年国家实施“天保工程"，每年要调减500600万立方米的木材产量，使得国内生产的木材无法满足生产建设和人民生活不断增长的需求。随着其他国家的木材大量涌入，中国的木材贸易市场十分活跃，竞争也非常的激烈，就连许多家具的木料都需要依赖进口。如果要在中国发展木结构，进口大量的木材是必不可少的，然而作为建筑的基础建材都需要依赖进口的话，那么它以后的发展必定不会乐

13、观。2.3.2 传统思想观念制约由于大多数人对木结构建筑的认识，仅仅是在对木材的认识这一层面上，使得人们普遍认为木材所具备的特点也就是木结构建筑的特点。认为木结构建筑易破坏，易燃烧，易发潮、发霉，且易受白蚁侵蚀，耐久性差等3。再加上现代住房多以砖混结构为主，人们已经普遍习惯了这种简单而又牢固的的住宅，对于新的建筑形式自然有着一定的担心和排斥。木结构建筑在我国的接受程度还不高，真正进入市场并受消费者欢迎尚需时日4。人们从追求居住数量到追求居住质量需要一个过程，是不可能一下子就完成思想转变的。2.3.3 建筑成本高木结构住宅的建造成本和维护成本都很高，这使得木结构住宅在中国得不到市场的认可。低层木

14、结构住宅比砖混结构低层住宅的一般造价高1.52倍。再加上木结构需要进行专业的防火、防腐、防虫蚁处理和采暖等配套设施，其建造成本将会更高。同时，木结构建筑的后期维护成本也比砖混和钢筋混凝土建筑高。砖混和钢筋混凝土建筑一般可以长时间不用维护，但是对于木结构建筑而言，不断地进行专业的维护是必不可少的，否则其耐久性将远远低于砖混和钢筋混凝土建筑。高昂的建造成本和繁琐的后期维护，造成大多数消费者对其望而止步。2.3.4 设计与技术水平不足近代，由于木材砍伐受到限制，以及砖混和混凝土建筑的日益普及，导致人们对木结构建筑的关注程度不足，因而在这方面的研究和实践投入较少。迄今为止，我国木结构建筑材料几乎都是从

15、国外进口的，木结构的设计与建造技术也多是来源于国外，再加上验收标准不能真正的满足木结构建筑要求，使得木结构建筑市场越加混乱。由于我国在木材方面的研究比较落后，各种技术水平跟不上木材资源开发利用的要求，不能根据木材的材质材性进行充分合理利用，存在一定程度的资源浪费现象，造成木材供需矛盾不能得到良好的缓解。我国对于木材料在建筑方面的应用研究水平与国外差距较大，科研院所以及大专科院校都缺乏相应的课程内容。国内的木结构建筑公司最缺的是有关木结构设计以及相关制造、施工技术方面的专业人才，这严重阻碍了木结构建筑企业的发展空间。目前，国内一些公司没有专业的设计人员，完全复制国外的木结构建造体系，遇到问题就靠

16、施工人员凭经验处理，这种做法会给建筑留下很多隐患，也扰乱木建筑市场。另外，由于国内缺乏大型部件的生产、设计技术和技术标准，使得木结构不能很好的在公共建筑中得到应用，能用木结构的时候不敢用，不能用的时候又瞎用，你说这样又如何能发展好中国的木结构呢。因此，我们迫切需要进行有效的木材加工和利用技术、非木材资源和木材废料回收利用技术的研究和开发，提高资源综合利用水平，以确保有限的木材资源能满足市场对木材不断增加的需求。3 木结构在我国发展的前景3.1 木结构在我国发展的意义3.1.1 有利于改善环境和节约能源中国是一个人口大国，13亿多的人口数量，意味着13亿多份的吸收与排放。能源不足，污染严重就是我

17、国的基本国情。木结构建筑环保，节能的特点有利于缓解这一问题，为中国的可持续发展，更好的创建环境友好型社会和节约型社会有着重要的意义。3.1.2 有利于促进相关产业发展，增加就业机会就业是民生之本，解决就业问题已成为事关社会发展稳定大局的重大问题。为劳动者创造广阔的就业机会，是国家政策的要求。木结构的发展必然带动与之相关的产业也随之发展，从而为一大批失业者创造了更多的就业机会，缓解了我国严峻的就业形势，为我国全面建设小康社会助一臂之力。3.1.3 有利于重震地区的抗震和重建唐山大地震、汶川大地震、雅安地震，每一次地震都因为房屋倒塌而带走多少宝贵的生命，而木结构建筑优秀的抗震性能却能很好的改善这一

18、状况。大地震后，灾区各种建筑工程设施损坏严重，重建任务繁重，特别是受灾群众的生活用房建设，数量庞大。木结构建筑建造速度快、效率高，良好的适应性再加上现代的工程技术，木结构房屋设计可满足任何环境的需要。所以，木结构的研究与发展，对重震地区的建设规划有着重要意义。3.1.4 有利于中国木结构文化的传承与发展中华民族是一个崇尚木的民族，从古至今，木材都是中国人生活中不可或缺的材料，从木建筑、木家具，到各种木制用品，木与人们的生活息息相关、如影随形。中国人之所以对木情有独钟，主要是因为木材取自自然，其颜色、纹理、质地均富有天然的美感与质感，软硬适中，易于加工和雕刻。中国人不仅用木、爱木，还赋予了木制品

19、深厚的文化意味。对木材的打磨加工和精雕细刻，记录了数千年的中华文化与历史。一件件巧夺天工的木制品、木家具以及雄伟且精致的木结构建筑，都承载着中国人的智慧和中华数千年的文化底蕴。木结构建筑是中国人的生活方式，木结构建筑里挺立着中国传统文化的精髓，木结构的发展有利于我国传统木文化的传承与发展。3.2 木结构在我国发展的可行性3.2.1 木结构建筑的性能优势木结构建筑以其优美的建筑造型、精致的设计、充满自然元素的建筑风格以及合理的结构布局，让人感觉远离了城市喧嚣，进入了一个干净的，安静的，没有污染的世界，这就是木结构建筑。1）环保。木结构建筑是公认的唯一能称得上真正环保的建筑，其材料透气好、易于保持

20、室内空气清新，是公认的绿色建筑。在对生态环境越来越重视的今天，绿色建筑材料的开发和利用受到人们充分的重视。而木材作为一种天然的绿色环保材料，与传统的砖石材料、钢材和混凝土材料相比，木材生产所需的能源少、对环境的负面影响小、再利用率高，如表2所示5，6。此外，木结构建筑的应用避免了更多资源浪费和环境退化，可见木材具有其他材料无法比拟的优势。表2 主要建材的环境影响的比较材料分类对水污染能源消耗温室效应空气污染指数固体废弃物木材1.01.01.001.001.00钢材120.01.91.471.441.37水泥0.91.51.881.691.952）节能。木材导热系数较小，具有良好的保温隔热性能，

21、在同样厚度的条件下，由于木材为绝热体，其隔热值比标准的混凝土高16倍，比钢材高400倍，比铝材高1600倍6。在冬天，木结构房屋在密封条件下，如果室内温度保持在20度左右的话，那么到了第三天，室内温度还能够保持在16度左右，木结构墙体材料的保温性能有效地节省空调数量，从而减少空调的用电量和煤气的使用。除此之外，与混凝土建筑相比，木结构建筑的年平均湿度要低8 %10 %，变化范围保持在60 %80 %左右，这与最佳居住环境相对湿度60 %左右的指标最为接近6。这表明木建筑不但能减少能源的消耗，还能够提高周围的环境质量。3）抗震。木结构建筑在地震中有很好的抗震性能，建筑采用榫接建造，主结构交错相接

22、，具有很好的稳定性。作为一种结构材料，木材的抗震性能明显优于其它材料。木材质轻而强度高，因而地面加速度在木结构建筑物上所产生的能量更小。另外，木框架系统的柔韧性优于其它材料，可以吸收并消耗能量，对于瞬间冲击荷载和周期性疲劳破坏有很强的抵抗能力。实践证明，木结构在各种极端的负荷条件下，表现出良好的稳定性和完整性， 即使强震使整个建筑脱离其基础，其结构也经常能够保持完整，比如在日本的神户大地震，中国的唐山大地震和汶川地震中，保留下来的建筑大部分都是木结构的。如图3所示，在7级地震之后，木结构建筑仅外墙倒塌，主体结构依然完整。图3 7级震后木结构建筑4）适应性好。中国是一个地理环境复杂的国家，但是不

23、论是在沙漠、海边还是高山谷地，你都能看见众多的古木建筑分布其间7。古代的建造技术都能够造成这一现象的产生，更何况科学技术日益发达的现代。木材经过现代技术将其生产加工成不同的墙体型材，再经过各种处理工序，使其更加坚固耐用。再加上木结构建筑优异的抗震性能和现代木结构建造速度快，容易维护等特点，造就了木结构建筑良好的环境适应性。特别是木结构桥梁，以拼装为主，建造周期短；施工设备要求低，施工方便。比钢筋混凝土桥梁更适合做中小跨度桥梁，特别在高寒地区，更具明显优势。一般木结构建筑的施工周期只是同类砖 混结构的1/21/3，且具有布局与造型灵活以及维修方便等特点8。例如: 建造一栋200平方米加拿大风格的

24、木结构房屋通常只需要15周左右的时间, 而相同面积和装修水平的砖混房屋的建造时间一般在20周以上9。我国大部分农村地区，地处偏远，受经济的制约，架桥修路非常困难。若在农村公路桥梁建设中广泛推广木结构桥梁技术，不仅降低施工难度，节约建设成本，同时有效改善我国广大农村地区的交通问题，促进农村的经济发展，示例见图4（a）（c）。 （a）农村小河上的木桥 （b）建造中的木桥 （c）乡间简易木桥图4 乡间木结构桥梁示例3.2.2 人工林种植广泛木材工业在国民经济的发展中占有极其重要的作用，是国民经济的基础产业10。建筑、交通、造纸、家具，都与木材工业密不可分。近年来，伴随中国经济建设的快速发展，木材的需

25、求也在逐年增加，中国已成为林产品消耗大国，但国内木材资源却远远满足不了生产建设和人民生活增长的需求。34.80%而人工林的广泛种植，则为这一矛盾提供了个好的解决契机。建国后国家一直十分重视人工林的发展。近些年来，由于环境建设和产业发展的需要，我国人工林以较快的速度发展着，在世界人工林分布中占有很大的比重，如图5所示。木材是木材工业发展的基础，人工林的发展将带动木材工业的发展。而木材工业的发展，将为木结构提供一个良好的发展基础。 图5 世界人工林分布状况 3.2.3 新型木结构的生产发展工程木产品主要包括：集成材，胶合板，锯材，工字型木搁栅，OSB定向刨花板，结构用木质复合材（单板层积胶合木，平

26、行木片胶合木，层叠木片胶合木）等11。木材的缺点虽然不少，但随着高新科学技术的发展，随着工程木产品的出现，木材的缺点得到了很好的弥补。例如：集成材，是一种将单独的规格材脱脂干燥后，据不同规格在一定条件下胶结在一起制作而成的结构用材12，如图6所示。它强度大，为天然实木的1.5倍，防火、保温性能高，其表面的天然木纹美观大方，集成材是建筑、家具、装修行业使用的一种新型建材。单板层积胶合木，以多层整幅（或经拼接）单 板按顺纹为主组坯而成的板材，如图7所示。单板层积胶合木可作为主梁和过梁的材料，与实木锯材相比，其强度和韧性方面提高了3倍，强度高、韧性大、耐水性强、稳定性好、规 格精确是它的特点。 图6

27、 集成材 图7 单板层积胶合木 工程木产品还能使我们有效利用木材资源。整棵树不论树种、形状及树龄都可以用来制作工程木产品，即使是生产过程中产生的副产品，如木片木屑等，也能经过集成重组成模块板料后重新得到使用。工程木产品的主要优势在于它们的稳定性以及更大的结构强度，这意味着许多建筑项目中可以使用搁栅和横梁用以代替钢材。工程木产品还能依照使用的需要进行特别设计，特别设计的工程木产品拥有独特的特点，适合建造多元的最终产品如船、货车体、甚至装饰家具。除此之外，木产品也可以按规 格定制，这样可以减少建筑垃圾，有助于缓解资源短缺的矛盾。目前，工程木产品的应用频率正处于上升趋势。工程木产品作为森林资源和建筑

28、业的纽带13，它提高了木结构在建筑中使用的机会，为我国更好的发展木结构建筑起着重要的作用。3.2.4 混合结构技术日益完善在普通人的印象中，木结构住宅只适用于类似别 墅的低层建筑，因此人多地少的国情则很大程度上限制了木结构住宅在我国的发展。但实际上，木结构建筑并不只适合于低层住宅，多层住宅也能够应用木结构建筑。加拿大木业协会目前正与中国政府合作引进混合结构技术，既在木结构中运用了混凝土、钢材等其他的建筑材料14，如图8（a）（c）所示。将木结构与中国现行的建筑方式结合，这种结合提升了建筑节能性和舒适性，同时能够满足多层建筑的需求，为木结构进入中国多户住宅房产提供了契机。同时，由于木结构重量较轻

29、，可通过设计适用各种建筑的要求，因此将木结构应用在实际建造中是完全可行。 （a）钢木结构 （b）砖木结构 例如图8（c）的建筑，是底层为混凝土结构，二楼至四楼为木结构的建筑。这种结构使得两种建筑用途共存于一栋建筑之中，混凝土结构在强度和防火性能方面比较突出，然而木结构在抗震、保温、和隔音方面效果最好，把木结构和混凝土结构结合在混合建筑当中，把两种结构的优势都可以发挥出来，既可以满足强度、防火、抗震、保温、隔音性能的要求，又由于木结构在对地基的负荷大大减低，可以降低地基的成本。 （c）混凝土结构与木结构混合 图8 混合结构示例3.2.5 消费者观念发展随着我国人民生活水平的提高，木结构建筑也进入

30、了中国市场，越来越多的人对木结构建筑产生了浓厚的兴趣。凭籍绿色环保、设计灵活等优势，木结构住宅提供的多样、生动的居住形式将满足人们对理想住房的要求，丰富消费者的选择。一方面，木结构在旅游景点、休闲娱乐场所中的运用广泛。例如：九寨沟木屋酒店，它是九寨沟旅游全实木建筑的度假型酒店，适合小型商务会议、家庭度假、蜜月旅行；北京平谷区金海湖畔依山而建的度假村，二十多个风格各样的小木屋目前成为游客争相预定的热点。可见人们骨子里的木屋情节伴随着对自然原生态的渴望而得到了释放，木屋、木结构在打造自然景点方面的运用前景亦是非常明朗的。另一方面，木屋、木结构在市场的推广方面也在持续不断的加强。例如：北京市旅游局召

31、开生态节能木屋项目研讨会，推广生态节能木屋建设及相关休闲、旅游产业的发展；首届广州国际木屋木结构产业展、木屋木结构发展论坛、木屋木结构交流酒会等。这些推广活动促进了业内知名企业、专家学者、国内外木结构设计单位、施工单位及相关科研技术部门人士的互动交流，加强了人们对木屋居住和木结构的认识。一些大中城市的旧房改造步伐加快，在一些老城区，规划上仅允许建低层住宅，这为木结构住宅建造提供了一些契机15。人们对木结构建筑的认识逐渐加深。虽然它在中国不如在欧美、日本那样普遍，但近年来，中国的木结构建筑发展迅速，从房地产开发的木别墅受到市场的热捧，再到旅游景点、休闲娱乐会所里的木结构景观，人们对木结构建筑的追求从未停止过。正如一些业内人士所说的那样，中国木结构市场只待人们观念的转变。4 结束语中国的木结构在中