現代木結構建筑室內設計風格初探

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現代木結構建筑室內設計風格初探

摘要:本文通過對現代木結構建筑類型及其特點等研究,結合室內設計風格的相關知識,介紹了現代木結構建筑室內設計風格。

關鍵詞:現代木結構;室內設計風格;建筑材料

1現代木結構建筑的發展

木材作為建筑材料,具有強重比高、美觀、綠色可再生、加工性能好等優點。伴隨著科技的進步,現代木結構建筑將傳統的建筑形式與現代建造處理工藝相結合,已在世界上許多國家建筑工程領域普遍應用?,F代木結構建筑是指主要結構構件采用標準化的木材或工程木,構件連接節點采用金屬連接件連接,利用最新科技手段建造的建筑形式。因采用現代化建造技術,建筑施工周期短,建造方便快捷且無污染,木材綠色環保,隔熱保溫效果好,建筑具有節能、固碳作用,還具有優良的抗震性能。[1,2]同時,可進行個性化室內外設計,造型別致,加上木材質量輕,由建筑構件通過金屬連接件構成的現代木結構建筑可拆卸和整體移動,是可持續綠色建筑的發展方向?,F代木結構建筑的發展可追溯到20世紀50~80年代,期間,我國實行計劃經濟,提出節約木材的方針,木材進口也受到限制,至70年代,基于國內生產建設需要,又提出了“以鋼代木”“以塑代木”的方針,鋼混結構開始大力發展,此時木結構建筑的發展受到很大束縛,其發展暫時停滯。[3,4]20世紀80年代開始,我國倡導生態、綠色可持續發展,大力支持環保、節能建筑產業的發展,隨著生態城鎮化建設不斷推進,我國開始引進西方現代木結構建筑,現代建筑材料和建造處理工藝逐漸成熟化,開始產業化發展。[5]現代木結構建筑的發展催生了大量的木結構建筑設計、結構材料生產、建造設備制造、金屬連接件及其他建筑材料經營企業,經過30余年的發展,形成了以東北、長三角、環渤海地區為主的企業集群。[6]隨著現代木結構建筑研究的逐漸深入,我國現代木結構建筑的規范逐步系統化,根據我國實際國情,已制定了符合國內木結構建筑發展的相應的標準、規范。[7,8]近年來,隨著我國經濟、社會的發展,建筑節能減排、建材污染、霧霾問題、環境污染向農村蔓延等問題日益嚴重。自黨的十八大召開以來,國家把生態文明寫入黨章,要求把生態文明建設放在突出地位,同時還倡議積極推進新型城鎮化建設。十二屆全國人大四次會議提出了發展綠色建筑和綠色建材的要求,將綠色發展作為“十三五”期間的五大發展理念之一,大力推進工廠式建筑、裝配式建筑,其中木結構建筑以其優異的性能在生態建設、綠色發展中占據重要地位,發展現代木結構建筑成為必然趨勢。

2現代木結構建筑類型及其特點

現代木結構建筑主要分為輕型桁架木結構建筑和重型梁柱木結構建筑。輕型桁架木結構是指用規格材、木基結構板材等建造的箱型建筑結構體系,其承載系統由木框架墻體的墻骨柱體系構成,適用于3層及以下民用建筑。現代重型梁柱木結構是指用較大尺寸工程木作為梁、柱承重結構的主要建材,墻體采用木框架結構作圍護結構,并不承受主要建筑荷載。同時,伴隨著新型工程木產品的研發,如正交膠合木(Cross-laminated…timber,CLT),中高層木結構建筑也得到了很好的發展。

2.1輕型桁架木結構建筑

從19世紀初,西方國家開始采用木框架結構建筑以來,輕型木結構經歷了從獨戶式住宅到聯合式住宅及多層公寓建筑等各種形式,在國外應用最多、技術經驗也最為成熟,既可實現工廠預制構件,還可現場建造、現場組裝,建造技術趨于成熟。[9]輕型木結構建筑墻骨柱、墻面板、樓面及屋面共同受力構成一個整體結構體系,具有較好的結構強度和剛度,建筑基礎一般采用鋼筋混凝土結構形式,上部采用木結構形式,通過基礎預理金屬連接構件進行連接固定,加強建筑的整體性。[10]綜合現代輕型木結構建筑結構體系及其材料特性,其建筑具有如下特點:第一,保溫隔熱性能好。因木材本身為低導熱性材料,用于建筑主要用材,在墻體、屋蓋、樓蓋等結構內填保溫材料的共同作用下,輕型木結構建筑具有優良的保溫隔熱性能,保證室內冬暖夏涼的效果,可大大降低能耗,達到節能減排的效果。[11]第二,建筑綠色、環保。木材作為一種可再生天然資源,具有低碳、環保的優點,是一種綠色建材。建筑建造過程,從材料采集、加工成型到現場施工組裝,對環境影響小,幾乎不產生污染,對于建筑廢棄材料也可充分再利用。第三,建造周期短?,F代輕型木結構建筑加工工藝已相對成熟完善,配套的金屬連接件、防水防潮材料、保溫棉材料等發展也系統化。目前在國外,木結構建筑結構構件以及連接件可批量標準化預制,建筑墻體、樓板、屋蓋等均可在工廠預制,現場進行吊裝,或是直接現場拼裝。第四,防火性能好。輕型木結構建筑為框架結構建筑,建筑墻體常采用OSB(定向刨花板)、石膏板等覆面,框架結構填充保溫棉材料,提高了建筑的整體防火性能。第五,抗震性能好?,F代輕型木結構常采用加拿大進口SPF(云杉—松—冷杉)規格材,具有一定的彈性和韌性,在發生地震時可消耗部分地震能量,加上木構件間多采用金屬連接件進行固定,地震時木材與金屬連接件相互作用,可有效消耗豎向地震產生的能量沖擊,同時建筑外墻采用OSB覆面,增強了建筑的側向支承力。

2.2重型梁柱木結構建筑

梁柱式木結構建筑是我國傳統的木結構建筑形式,因近年來大徑級天然木材的日益匱乏以及木材加工處理技術的不斷進步,現代梁柱木結構建筑逐漸采用工程木產品作為建筑主要承重結構。[12]梁柱木結構建筑作為民居建筑,目前多應用于少數民族地區。工程木產品是由小徑級材經一系列加工優化制成的大截面構件,其承載力大大提高,目前在國外常應用于大型公共性建筑。[13]綜合現代梁柱木結構建筑結構體系及其材料特性,其建筑具有如下特點:第一,充分合理地利用建材。目前,已有結構用材均為小徑級材,受樹木本身尺寸限制,實木鋸材用于梁、柱承重結構的發展受到限制。工程木產品的出現,極大地提高了木材利用率,通過將不同長度、尺寸的鋸材相結合,以滿足大跨度結構的設計要求。第二,力學性能好。在梁、柱構件加工制作過程中,剔除木材缺陷部位,提高結構構件的強度。第三,建造方便快捷??缍攘骸⒅冉Y構常在工廠完成預制加工、定位鉆孔、開槽等,運送至現場定位吊裝,通過螺栓、鋼板、螺釘等進行連接固定,施工快捷。第四,美觀。工程木產品保留了木材的天然紋理,經過系列加工工序構件具有較好的防潮、防腐性能,其結構外露,充分展示木材的自然親切。第五,防火性能優良。傳統的梁柱木結構建筑即有“墻倒屋不塌”的說法,現代梁柱木結構建筑更甚。尤其是大截面尺寸的梁、柱構件,在火災情況下,表面發生炭化,形成保護層,燃燒速度緩慢,能夠在較長時間內保持其結構力學特性,為逃生爭取時間,降低傷亡率。

2.3正交膠合木(CLT)建筑

20世紀90年代,由奧地利和德國建造了第一棟CLT建筑,由此,CLT建筑開始在國外迅速發展,各國紛紛興起CLT建筑熱潮。CLT是由3層及以上的實木鋸材或結構復合板材相鄰層垂直正交組坯或成一定角度組坯,采用結構膠粘劑壓制而成的新型工程木產品,主要用于木結構建筑的墻體、樓板和屋蓋等。[14,15]近年來,在歐美發達國家,CLT建筑逐漸部分取代鋼筋混凝土結構建筑和磚混結構建筑,廣泛應用于中高層住宅建筑與公共性建筑。目前,CLT建筑在國內的研究和發展也頗為火熱,在提倡發展綠色建筑的背景下,CLT建筑作為新一代重型裝配式結構,在中高層木結構建筑發展方向具有很好的應用前景。CLT建筑是現代從西方引進我國的新建筑形式,其墻體、樓板、屋蓋結構均為CLT板件,綜合其加工、建造工藝、材料和結構特性等,其建筑具有如下特點:第一,抗震性能好。CLT采用正交組坯結構,具有較好的尺寸穩定性,墻體為CLT板件,通過金屬連接件進行節點連接,可提高建筑整體抗震性能。[16]第二,隔聲性能優良。相比較輕型木結構而言,CLT樓板密度大,且通過膠粘劑壓制而成的CLT整體性好,樓板受力時振動減小,隔聲效果相對較好。第三,高度預制化。因建筑墻體、樓板、屋蓋基本單元均為CLT板件,可實現工廠預制,預留墻體門窗洞口以及連接節點槽孔,運至現場吊裝連接完成即可。第四,可向中高層裝配式木結構建筑發展。已有CLT在加工過程中充分剔除木材本身缺陷,大大提高構件強度,同時CLT實現工廠預制、現場裝配,根據建筑承載情況,設計CLT板坯厚度,作為現代裝配式建筑,在中高層木結構建筑領域具有很好的發展前景。目前,國內也開始展開了CLT材料研究、生產和市場應用。[17,18,19,20,21]

3現代木結構建筑室內設計風格

現代木結構建筑類型多種多樣,適合多種室內設計風格。但室內設計風格必須結合現代木結構建筑本身的類型特點?,F就這個問題進行研究探討。

3.1輕型木結構建筑室內設計風格研究

輕型木結構建筑室內形式多樣,特點大致可以概括為:其一,把木構件暴露在外;其二,墻面、屋面都用裝飾材料覆蓋。木構件暴露在外的室內可以結合建筑材料進行設計。適用的室內風格有原木風格、中式傳統風格、新中式風格和田園風格。原木風格的室內空間自然清新,環保安全,總體來說非常舒適,適合多種人群居住,尤其適合兒童。中式風格的室內空間自然少不了木質材料,中國的傳統建筑就是梁柱結構的木結構建筑,在木質材料的環境中搭配中式風格的家具陳設品,穩重、端莊、溫馨的中式風格就呈現在眼前了。田園風格本身就是采用天然材料來打造自然溫馨的室內環境,這種室內形式自然能合理地搭配設計。墻面、屋面都覆蓋裝飾材料的情況下,與現代的鋼筋混凝土建筑的室內環境幾乎一樣,室內設計風格自然也相差無幾。除了上述的風格之外還主要有現代風格、歐式風格、地中海風格,等等。

3.2重型梁柱木結構建筑室內設計風格研究

重型木結構建筑將梁柱等建筑結構材料外露,借助木質材料本身特有的豐富的裝飾效果,以外露等結構體系展現最簡單、最精致的美。大跨度等木質材料,既體現了木質材料本身等力度美感,又展示了材料紋理等原生態美感。

4結語

近幾年來,現代木結構建筑在中國迅速發展,但是對于現代木結構建筑室內設計等研究甚少。本文通過有關現代木結構建筑的研究,對于室內設計風格在現代木結構建筑的應用作了初步的探討。

作者:孫崇咪 董惟群 單位:鐘山職業技術學院 南京林業大學

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