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工程材料常识
木材在室内可作为面层材料,用于墙体、天花板、地板、家具、楼梯、门窗以及家居装饰等。木材应用广泛,从小型私人住宅到公共聚会与娱乐场所均可使用。
  木材因其外形美观,应用普遍。木材的色泽、纹理结构多样,各种加工好的饰材,如:面板、单板层积材、胶合板、集成材等使木材应用广泛,形式多样。 室内用材可选用赤松、云杉、桦树以及其它树木,这其中最常见的是橡木、桤木、白杨、枫树和白蜡木。
  木材也因其易用性而广受人们喜爱。木制品尺寸合适、重量轻便,易于运输;其固定简单,安装不需要特殊工具和特别技能。经过面层处理的产品与整体内饰系统让使用变得更加方便。人们可根据需要,采用雕刻、切割或者车床把木材加工成多面形状的饰件。
 
 
 
 
 
低碳环保、节能保温、抗震安全、建造迅速…谈起木材的优势,保罗如数家珍。“木材是唯一的‘负碳’型建筑材料。”他告诉记者,树木生长能吸取大量的二氧化碳,并释放氧气,而二氧化碳则以碳的形式储存在树木中。砍伐后的树木制成木材产品后,能在其生命周期内始终固化最初由树木吸取的碳。而其他建材都必须消耗大量的能耗,排出二氧化碳,才能最终成为可用之材。“就建筑行业而言,木材的合理利用将成为其可持续发展的重要途径。”
 
 
节能
 
同时,节能也成为木结构建筑一个显著的性能优势。因为木材是一种天然的隔热材料,在同样厚度的条件下,木材的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。此外,抗震安全是木结构建筑的另一个性能优势。
    除了性能优势,保罗还先容说,木结构其实是个高度预制化的装配式建筑体系。同时,木构件可以在全年的任何气候条件下生产,并在施工现场快速完成预制构件的装配,从而减少了施工所需的劳动力,降低了操作强度,节省了劳动成本,提高了施工质量。
“对于使用者而言,扩大了居住空间也是木结构建筑值得关注的一大优势,”保罗先容说,因为木结构的墙体是中空的,所以其中可以排布各种管线;又因为其保温性能,所以也不需要额外做外保温、内保温及夹层,从而节约住户的使用面积。
 
 
 
防火特性
 
木结构和钢结构都是目前国家大力发展和推动的建筑结构形式。尤其对于木结构,大家总是对其防火性更持担心态度。
 
那么,木结构和钢结构谁的防火性更高呢?
 
首先,钢筋在大火中强度减弱迅速坍塌,而重木的耐火能力要比钢筋强得多。大型木材耐火能力相当于钢筋混凝土。
 
其次,木头的传热能力比钢筋小400倍,比混凝土小8.5倍。木材在燃烧时,表面会形成一层碳,木材的断面只要超过一定尺寸,这层碳反而会成为绝佳的阻燃层,保护内部的木材不再燃烧。
 
再次,当大块木料断面燃烧时,火把木材表层燃烧,烧焦率是知道的。烧焦断面里面的木料仍有结构强度。因此在失火期间,木杆件是由于几何构造的原因而失去强度的。反之,钢材的着火点虽然相对较高,但它的结构性能在温度达到550℃左右时发生变形,而这一温度在普通火中是非常寻常的。在这一温度下,钢失去大部分强度和刚度,并且不再能作为结构,变成了一堆废钢架。
 
由此可见,木结构比钢结构更具有防火性。
 
在美国每年新建单体别墅中90%采用木结构,木结构还被广泛用于建造单层厂房、学校、办公建筑、旅馆、大跨度体育馆等工业、民用及商业建筑。
 
 
 
 
 
树木是再生自然资源
       树木是唯一的数量不断增长的建筑材料。通过使用木材可减少或完全避免不可再生材料的使用。这对材料用量大,且其中适合用木材代替其他材料的建筑工程来说,具有特别重要意义。
 
 
 
 
木材的可持续生产
在欧洲与芬兰只使用产自认证过的森林且可持续生产的木材。欧洲森林采用可持续发展的标准进行管理。森林每年增长量要远远大于其砍伐量。
 木产品的原产地明确。木材是唯一一种可通过认证明确其合法产地与可持续生产性的建筑类材料。
全球的森林认证体系约有50个,其中最广泛使用的是PEFC和FSC。在芬兰这两个认证原则来讲都能申请,但主要是以PEFC为主。全国约95%的经济利用森林已被芬兰PEFC体系认证。 国际PEFC则确保不同国家的认证体系符合国际认证的标准。芬兰PEFC体系已在2000年被国际PEFC体系认可。
 
 
 
木材应用空间广阔
       从生态角度来看,建筑用木材量可大幅增长。木材不会因建筑使用而被用尽。芬兰和欧洲森林的立木增长远多于其使用量。在芬兰,森林每天碳储量的增长与建筑木材工业每年使用的木料相当。芬兰森林每半分钟的立木增长量足够一栋六层木制楼房使用的建筑木材。
 
 
木材是碳的储蓄库
 
       树木生长需要汲取空气中的二氧化碳。树木生长依赖阳光,水和空气中的二氧化碳进行光合作用。二氧化碳中的碳变成树木结构材质的同时,也将氧气释放到大气中。
       树木生长一公斤约需1.55公斤空气中的二氧化碳,这些碳将作为碳素储存在树木中。木材中约一半都是碳。根据经验法则,一立方的木材储存一吨的二氧化碳
 
 

木材中的碳素可长期保存

        在含木质构件的建筑中,木材中的碳素在结构中得以长期储存。在芬兰,一栋木制别墅的木结构平均储存从空气中汲取的约30吨二氧化碳,它相当于一个普通消费者驾驶汽车10年以上的二氧化碳排放量。碳素可在结构中保存数百年。
       木产品加工排放的碳也较少。木材中碳存储量是其加工产生的碳排放量的数倍。当木产品使用寿命结束,木材转变成能源,其排放到大气中的二氧化碳不会超出其生长过程中的储存量。
       木材的使用减少二氧化碳的排放量,这也体现在木产品对于那些在生产中引起二氧化碳排放的材料的可替代性。用木产品做替代的减排效果通常要比木材自身碳储存的效果更好。这是因为轻质木材替代的重型材料排放更多的二氧化碳。
 
每搭建1平方木墙,储存约52公斤的碳素。如果用木材替代混凝土墙,还能避免因生产混凝土墙造成的约110公斤的碳排放
 
 

木产品加工产生的能量多于其消耗量

       与其它材料相比,木材产品与结构的加工消耗的能源很少。与其它材料不同的是,木产品加工所需的大部分能量源于再生能源。大部分能源可来自生产过程中的副产品,如树皮等。实际上基本建筑用木产品,如锯、刨等的加工过程产生的能源甚至要高于其消耗量。
       使用寿命结束后,木产品可回收或转化为能源。从木材中提炼的能源是可替代化石燃料的可再生能源。
 
 
 
 
 
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