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北京山合水易机构 董事长兼总裁
北京山合水易规划设计院 院长
高端休闲度假产业规划专家
《中国旅游报》、《农民日报》专栏作家
焦作市某公司是河南省率先开展木材防腐并将其用于景观设施制造的企业,主要生产木屋及用于旅游景点和公园的亭榭、小桥、栈道、座椅、花盆、栅栏以及桑拿房、光波房、沐浴桶、浴足盆等木制产品,同时引进了一整套木材防腐、阻燃、防虫、改性染色等技术,目前已成为中原地区最大的防腐木材生产企业。
焦作市位于河南省西北部,是中国首个荣获联合国“世界杰出旅游服务品牌”奖项的城市,拥有云台山、神农山、青天河三个5A级景区。当地旅游业的兴旺带动了一些相关企业的快速发展,某公司就是其中之一。五年前,该公司还是只有几个人的小作坊,现在,它已经成为拥有数十位员工、年产值上千万元的木屋企业,它正朝着自己的目标昂首前进。
材料的优势造就行业前景光明
木材作为建筑材料由来已久。早在3500年前,我国就基本上形成了用榫卯连接梁柱的框架体系,到唐代逐渐成熟,发展繁衍出完整缜密的木结构建筑体系,许多木结构建筑物已历经百年甚至千年而不朽。木材属于“负碳”性建筑材料,使用木材产品有助于抑制大气中二氧化碳含量的增长,减缓气候变化的步伐。木结构的保温节能性能优于其他任何材料建成的结构形式。木材是出色的绝热体,其细胞结构具有很多微小的空腔,改善了它的天然热效率。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。
某公司的总经理于殿忠介绍说,木结构建筑给人一种宁静、温馨的舒适感觉,并且具有施工简捷、工期短、节能减排、抗震等优点,对提高人民生活水平,保护人居环境起到良好作用。首先,木材具有较高的强度重量比,结构自重轻,重量仅为同体积混凝土的1/5到1/4,因而在地震中受到的破坏力比较小,能够有效减少人员伤亡。同时,重量轻的特性也有利于后续的救援工作开展。其次,轻型木结构采用规格材做墙体骨柱,定向刨花板或胶合板等结构性能稳定的板材做覆面板,形成良好抗侧向力的木剪力墙,这也是木结构主要的抗侧力构件。最后,小断面密布的轻型木结构是柔性结构,有很大的结构冗余度以及一定范围内的变形能力。典型的木结构建筑有面板和饰面装钉在大量的搁栅、墙骨柱上,从而为地震力提供了附加的传力路径。一旦一个连接点超载,其超载部分都可由相邻的连接点分担,木结构通过自身的变形来消耗能量,体现出良好的“以柔克刚”的抗震性能,提高了整体安全性。
除了介绍木结构自身的一些特点外,于殿忠总经理还为笔者介绍了木结构建筑在建设施工方面的优势。木结构所有结构构件和连接件都是标准化生产的,因此,其施工安装速度远远快于混凝土和砖混结构。由于事先了解建筑物精确的尺寸和建筑材料,因此几乎所有的预制件都可以在建筑工地以外的场所完成,包括墙体片断、桁架椽及各个标准构件单元。这种选择可以降低施工对气候的依赖,延长施工季节,减少建筑材料在工地上的风吹日晒。预制构件易于运输,运费低。由于其重量较轻,因此在工厂或现场不需要使用复杂的吊装设备。按照建造时间和建筑工人的费用来衡量,木结构是效率非常高的建筑系统。
木结构因其材料和结构的特点,使得平面布置更加灵活,为建筑师提供了更大的想象空间。建筑师和设计师可以采用标准平面图以适应买房者的家庭人员构成、生活方式和个人喜好。门窗可以安装在任何实用而方便的地方。
说到人们关心的抗火灾方面,于殿忠总经理介绍了木结构建筑独特的优点。钢材在温度达到232℃以上时,其强度迅速下降,温度达到750℃左右时,其强度仅是原来的10%。而一般建筑起火时,温度可达700℃~900℃。重型木结构构件燃烧时,表面产生的炭化层能够减缓火焰进一步向构件内部燃烧,经过火烧后焦黑的外层扮演了“绝缘”的角色,降低了内部材质烧焦的几率。根据设计荷载要求,结合不同树种的木材在受火焰作用时的炭化速度,根据规范提供的计算公式得出构件的尺寸,经过计算得出构件在火灾后一般能保持原构件设计强度的85%~90%。同时,还可对木构件本身进行难燃处理,降低木构件表面火焰燃烧速度,相应提高构件的耐火极限,改变其燃烧性能。如果在木结构建筑中再配以防火石膏墙板,就很容易达到与砖石结构建筑相同的防火性能。
利用先进技术 最大化地提高自身实力
木材是一种生物的有机体,在用于户外等环境时,由于要接触水、湿气和土壤,并遭受微生物、真菌、蛀虫和白蚁的侵蚀,会导致腐朽、霉变,缩短其使用年限。
某公司引进先进的木材防腐技术,经真空高压浸渍防腐处理,使防腐液充分渗入木材内部,极大地提高了其性能,达到户外用木材“防腐、防蚁、防霉”的“三防”效果,有效期长达30~50年。在加强木材防腐处理的基础上,该公司还研究木材加工的特种工艺和工装刀具,提高木材产品加工水平。作为“中国木材保护工业协会”常务理事单位,该公司可为客户提供标准材,定做非标准材或来料加工,同时还拥有一支专业施工队伍,可以满足不同客户的需求。
谈到工艺的具体流程,于殿忠总经理向笔者做了详细的介绍。木材进厂后,需进入烘干房进行烘干,而后进入压力罐进行防腐处理。采用一种不易分解的水性防腐剂,在密闭的真空罐内对木材施压的同时,将防腐剂打入木材纤维。通过防腐剂的有效成分与木材中淀粉、纤维素及糖分的化学反应,破坏造成木材腐烂的细菌及虫类的生存环境,有效地提高木材的防腐性能,从而使其具有在户外恶劣环境下长期使用的卓越防腐性能。目前使用的防腐剂主要有CCA、ACQ、CAB、Borate等品种。防腐剂可根据不同的地域、环境、使用要求进行改良,以满足不同的需要。某公司根据焦作当地的环境和使用条件,对防腐剂的配方进行了调整,取得了较好的效果,并于2006年通过了河南省科技厅组织的科技成果鉴定。
近两年来,某公司在生产防腐木的基础上,开始向木屋行业倾斜,并且率先掌握了一些技术优势,在构件的加工、拼装等方面取得了一定的经验。
首先,通过木材拼装消除构件的内应力。原木被加工成板材后,由于其年轮结构在构件中的不对称,使得构件容易产生弯曲、变形。某公司将两块木板按其相反的年轮结构进行粘合、压紧,通过二者变形方向的相互抵消,从而解决了构件的变形问题。
其次,通过机械化操作实现标准化加工。木结构构件间的联接通常采用榫卯连接,但传统的手工工艺操作时容易产生较大的误差,不但需要反复修正,而且会产生较大的内应力。某公司在构件连接方式和榫、孔、槽的加工形状上进行了多年的研究和实践,取得了很好的效果:一、结构形式的合理设计,使得现场装配施工降低了难度,提高了装配效率。现场施工人员只需将已在工厂加工好的构件像“搭积木”那样按图纸拼装在一起,就可以完成施工。二、加工设备和刀具的改良,提高了加工精度和效率,有效降低了装配误差。公司购进了木器加工设备,并按景观建筑的结构特点自行设计了加工刀具,为现场施工提供了加工精良的构件,使装配更加准确,降低了建筑构件间的内应力,提高了施工质量。三、实行构件尺寸的标准化、系列化以及构件的模块化生产,除了能够提高设计、制造和施工效率外,还有利于节省木材,提高材料利用率。
随着人们生活水平的提高,绿色建筑、人与自然和谐相处的意识在人们的思想上不断增强。仅以焦作而言,近年来当地对木制景观建筑的需求不断增长,除了云台山、青天河、神农山、青龙峡等著名景点和市内各大公园都大量使用木制景观建筑外,新开发的峰林峡、穆家寨等景点在设计阶段也都大量采用了木制结构的景观建筑和建筑小品。我们相信,某公司在服务当地旅游业的基础上,定能高速发展,走向全国。
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