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认识木屋,木屋相关知识和发展历程

2020-02-28 10:44:02来源:搜木屋作者:木建小能手木屋常识0
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木屋是指建造材料和构件均采用特定加工木材建成的建筑,本文将多维度的介绍木结构、发展历程、分类、建造规范,维护、优势与缺点等,木屋优点明显并日渐受到人们的喜爱。

木屋俗称木结构建筑,又称木房子,是指建造材料和构件均采用特定加工木材建成的建筑,是目前推广的装配式建筑中的一类。木屋从建造时间体系上可分古代木屋和现代木屋(用不同历史时期来区分的两种完全不同的建造体系,我们现在所讲的木屋主要是现代木结构建筑),从建造结构上又分为轻型木屋、重型木屋(又称原木结构房屋)、胶合木结构木屋和最近市场上出现的简易木屋。

木屋、木结构建筑概述

现代木别墅结构图

木屋发展历程

木屋伴随人类历史发展至今也经历了多阶段的发展,并日渐成熟,已成为了一种独立科学的建筑科目。木屋整个发展历程主要概括的分为以下几个阶段。

第一阶段从人类文明开始形成时木屋就已出现,并有史料和考古出土遗址为证。在远古人类明文时期,如我国河姆渡文明时期木屋就已成为了人类居住建筑。

远古木结构房屋

第二阶段主要是指从有人类文明记载至近代历史时期。木屋已形成了一套完整体系。如我国有故宫、佛宫寺释迦塔,日本奈良法隆寺等古代木结构建筑。这个时期木结构建筑经过了长足发展,结构更加科学精湛,制作工艺更加精致美观,但受条件限制没有防腐处理,易腐蚀,不能模块化生产,建造工期长等缺陷。

日本古木结构建筑-奈良法隆寺

近代以来随着世界文明共同发展越来越紧密,现阶段木屋也得到了充足发展,现代木结构建筑发展更加科学合理化,结构多样化,造型个性化,空间灵活化。在建筑日趋多样化的今天,木屋依然是最生态,最接近自然,最健康并更被人们所接受的住居建筑。

木屋主要标准、规范

《木结构设计规范》GB 50005-2003(2005版)
《建筑抗震设计规范》GB 50011-2010
《建筑设计防火规范》GB 50016-2014
《住宅设计规范》GB 50096-2011
《民用建筑隔声设计规范》GB 50118-2010
《民用建筑热工设计规范》GB 50176
《公共建筑节能设计标准》GB 50189
《木结构工程施工质量验收规范》GB 50206-2012
《建筑内部装修设计防火规范》GB 50222-95(2001版)
《建筑工程施工质量验收统一标准》GB 50300-2013
《屋面工程技术规范》GB 50345-2012
《住宅建筑规范》GB 50368-2005
《坡屋面工程技术规范》GB 50693-2011
《房屋建筑制图统一标准》GB/T 50001-2010
《防腐木材的使用分类和要求》GB/T 27651-2011
《木材防腐剂》GB/T 27654-2011
《木骨架组合墙体技术规范》GB/T 50361-2005
《胶合木结构技术规范》GB/T 50708-2012
《木结构工程施工规范》GB/T 50772-2012
《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》JGJ 26-2010
《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》JGJ 75-2012
《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》JGJ 134-2010
《外墙内保温工程技术规范》JGJ/T 261-2011
《轻型木桁架技术规范》JGJ/T 265-2012

度假村中的现代木结构建筑

以上标准由住房城乡建设部批准于2015年1月1日起实施,原未按批准修订的相关木结构设计施工标准及规范同时废止。

木屋结构分类

木屋从建造结构上主要分为轻型木结构、重型木结构、胶合木梁柱式木结构和简易组装木屋。国内现行木结构建筑规范规定最高为3层,总高度不超过24米。但不管是单层结构和双层结构都是以上几种建造形式。

轻型木结构是木构架墙体、木楼盖和木屋盖构成的结构体系,该结构体系是由不同的木产品建造而成,承担并传递作用于结构上的各类荷载。这些木产品主要包括那些用来建造结构框架的规格材(实心木),以及用来覆盖在框架上作为覆面板之用的板材,如胶合板或定向刨花板。所有作为结构用的木产品都必须经过检测认证。

重型木结构是采用规格及形状统一的方木和圆形实木或承压木构件叠合制作,集承重体系与围护结构于一体的一种木结构体系。

胶合木结构是指用胶粘方法将木料或木料与胶合板拼接成尺寸与形状符合要求而又具有整体木材效能的构件和结构的结构体系。

简易木屋是最近出现的一种小型木屋建造形式,是专针对造价成本低,只为做成木屋效果,对品质没要求,使用时间短而拼凑的一种组装方式。其不属于木屋结构分类之内,不能形成体系。

木屋除了结构分类,还有建筑体系的区分,世界各地主要分北美2x4工法、木刻楞(井干式)、梁柱工法和美国sip工法四种建筑体系。不同木结构建筑体系建成的木屋特征特色也有所不同。

胶合木结构建筑

木屋维护措施

木屋消防防火

木屋设计与施工应保证达到《木结构设计规范》、《建筑设计防火规范》、《建筑内部装修设计防火规范》等相关防火规范要求,并与其它结构形式的建筑系统具备同等的安全性能。

统计表明,按照防火规范建造的木结构建筑,防火安全性与混凝土结构、砖混结构和钢结构相同。防火安全性通过以下六种措施得到提高:

1、预防杜绝火灾隐患,包括在施工中防患于未然。
2、探测指火情的早期警报。
3、疏散通道从室内向室外撤离的途径。
4、保护针对如何减轻火灾影响的设计。
5、火势控制防止火情向其它房间或建筑物蔓延。
6、灭火各种灭火措施。

八百多年历史的木结构故宫

木材在温度逐渐升高的过程中会发生热分解,水分开始蒸发,一些次要的物质挥发,接着以可观的压力散发含碳的混合气体;这些气体在周围空气中着火,达到起焰燃烧阶段;此后不久就形成了炭化层。在通常火灾所构成的温度(800~900℃)下,木炭不具有挥发性,而保留在构件表层上。恰恰是在木炭上覆盖薄薄的一层灰烬就能阻止发烟燃烧。在火灾中,一般的说,保留在炭化层上的炭烬保护木材免于燃烧。炭化层成了构件内部木材的绝缘层。但是,当火灾剧烈程度很高,温度达到1100℃以上时,则炭化层具有很高的挥发性,而起焰燃烧。

木屋消防防火同其他结构建筑一样是主动防范和被动通过木屋建造材料的耐火极限及燃烧性能来达到规定的防火安全性。

耐火极限是指由多种建筑材料组成的墙体、楼盖或天花,以及暴露在外的梁柱等建筑构件,在一定时间和燃烧强度下仍能够继续支撑结构荷载,并将火势限制在一定范围内的时间长度。该极限值的得出一般是在可控状态下对结构构件整体进行耐火极限测试。

燃烧性能是指某产品或用该产品组装的构件的燃烧程度和潜在的火势蔓延程度。材料的燃烧性能等级(不燃性、难燃性和可燃性)由标准的试验方法确定,并可被用来规定结构或非结构构件、外墙装饰材料和内墙装饰材料的设计和安装。采用燃烧性能等级的主要目的是在于限制建筑材料对火灾扩散的影响,以及控制火灾所产生的烟雾和热量。

现代木结构建筑

木结构建筑和其他建筑一样对建筑物进行防火保护的主要目的,是确保火灾发生后,在火势被控制在一定范围内时,人员能够安全迅速地撤离。在一幢独栋住宅中,建筑材料的燃烧性能与防火安全几乎没有什么关系。受伤或死亡一般是由吸入烟雾或有害气体而引起的,而这些通常在结构被破坏前就早已发生。由于建筑物墙体或楼盖倒塌而引起的火灾伤亡,小于0.25%。事实上,在结构倒塌以前,火灾往往已被扑灭。

国内现存800年古木结构建筑

木屋防潮防腐

木腐菌侵害是木屋建造材料木材腐朽的主要原因,木腐菌是一种寄生性的真菌,其中危害贮木场原木和使用中木材的真菌有几百种。木腐菌借菌丝或菌丝体在木材内蔓延,菌丝端头能分泌酶,分解木材细胞壁组织中的纤维素、半纤维素或木质分解木材细胞素,同时还能消化细胞腔中的内含物如淀粉、糖类等作为养料,使木材组织破坏。

木腐菌除借菌丝传播外,主要靠孢子传播,一个子实体能产生几千亿个孢子,这种既轻又小的孢子,随气流到处传播,防不胜防。

木腐菌繁殖的条件

木材含水率在20%~145%的范围,而在30%~60%时的木腐菌活动最旺盛。

最适宜的温度为25~30度。

木腐菌是喜氧性的,一般要求木材具有体积5%~20%的空气含量。

木屋室内环境

木材是一种多用途建筑材料,其结构的耐久性已在世界各地历史悠久的建筑中得以验证。合理的设计和建造不仅能确保木屋的防潮性能而且还能提高建筑物的使用寿命。

然而,在多雨和湿度较高的地方,特别要重视防潮问题。与其它类型的房屋一样,木屋在设计和建造阶段的防潮处理非常重要。防潮问题与房屋的耐久性和舒适性相关。耐久性取决于材料和结构的完整性,通过良好的建筑措施避免材料和结构长时间暴露在湿度较高的环境里,这样可以确保房屋的耐久性。舒适性取决于房屋内的湿度水平,木屋内的湿度水平是可以得到有效控制的。

防潮处理的关键在于如何防止水分在结构构件缝隙间储留。房屋设计和建造不当时,来自屋外的降雨或屋内的水蒸汽就会进入这些缝隙。在屋外炎热且湿度高,且屋内配有空调的情况下,水蒸汽也可能来自屋外。采用适当的设计和建造方法可以避免结构构件缝隙间的水分储留及相关问题的产生。这些问题包括木材表面出现污点和霉斑,与结构构件因长期暴露于湿度较高的环境中而腐烂。其它一些不太严重的问题包括窗户内部产生冷凝水以及木材表面涂料剥落。

木结构建筑群

合理的设计建造方法取决于多种因素。气候变化是主要因素。显然,降雨量和持续时间是最重要的,但风、湿度和温度也很关键。木材和其它材料的性能也很重要。合理有效的房屋设计是建立在对这些性能透彻理解的基础上的。

木屋防虫

木屋建造的木材是通过剥皮、制材、干燥和加工后逐渐失去水分达到平衡稳定后的干材。所以木屋主要是受干材害害虫的侵害,其中对木屋破坏性最大的以白蚁为主。

规划初期应该评估白蚁在整个木结构建筑的寿命期间,特别是在华南地区,对建筑物可能造成的危害并采取适当的措施.一旦施工开始,有些措施将无法实施。

白蚁通常活动于南北纬45度之间气候温和的地方。主要分为湿木白蚁、干木白蚁、地下白蚁,其中地下白蚁是破坏性最大的一类白蚁。

控制措施主要有抑制法、现场管理、土壤屏障、混凝土板与基础隔离、结构耐久性处理和后期施工与维护、监控与补救等。

虫害对木屋别墅寿命的影响

1、抑制白蚁巢穴和白蚁分布可减少白蚁数量并防止它们进一步的散播。

2、完善的现场管理可以有效地降低白蚁侵害的威胁。现场管理的两个目标为:1)清除土壤中所有未处理过的木材; 2)确保排水系统将屋顶和地面上的水从工地排走。

3、在土壤中施加防白蚁剂已被证明可有效抵抗白蚁达50年之久。还有一种方法是筛选出特定大小的碎石或沙粒有效地铺设在混凝土板下或敞开式的架空层内,以形成一种白蚁阻隔屏障。或用网眼小于1mm的不锈钢丝网对防白蚁很有效。它可铺设在基础下以及基础周围,对地面或地面下整个基础或混凝土板进行防护。

4、基础墙和混凝土板的设计应便于白蚁蚁道的检查,以防白蚁的侵入。因为白蚁能够穿过极小的孔隙,所以混凝土墙和混凝土板必须合理加筋并适当养护,以最大限度地减少裂缝的形成。混凝土砌体墙的顶部必须加至少101.6mm厚的钢筋混凝土,或在顶层全部封以混凝土。基础墙外侧暴露部分应至少超出地坪15cm。

木屋特点

5、任何白蚁,包括乳白蚁都无法侵袭经过加压防腐处理过的木材和板材。铜铬砷合剂(CCA)就是这样一种化学药品,它已有六十年的成功历史。还有其它铜化合物如季铵铜(ACQ),铜脞(CA),同样有效。这些防腐剂通过化学反应与木材紧密结合,并通过加压处理,具有极好的耐流失性。因此它在内部和外部环境中均可使用。化学药品使用剂量因木材所处位置而异,用于地下的要比地上的来得多。

如果施工时和竣工后的防控措施得当,即使位于白蚁危害风险很高的地区,木结构建筑的耐久性也应安全可靠。可靠的设计,优良的施工与维护习惯,均可去除建筑物内部或周围建筑废弃物中过多的水份,从而消除吸引白蚁的因素,最终降低白蚁危害的风险。另外,还有更多方法防止白蚁进入建筑物,对白蚁危害的预防性投资,并不需要很高。

白蚁很难进入经合格防腐剂处理过的防腐木材,如铜铬砷合剂或硼酸盐等。经硼酸盐处理的防腐木材产品经过多年应用和测试,期有效性已被反复证明,但只适合用于室内环境。硼酸盐对环境无害。

木结构酒店度假村

木屋耐久

木屋在我国特别在华南地区的湿热和多风雨气候条件下,木结构建筑以及木构件的耐久性面临着极大的挑战。不过,只要措施得当,这一地区木结构建筑的耐久性完全能得到保障。

除上面所说最大程度上降低发霉、腐烂和白蚁感染的风明险还与设计和施工和后期的维修维护有关。

耐久性施工质量控制检验应做到以下标准。

轻型木屋

1、在安装开始时,木材锯材含水率
2、在结构框架封闭时,木材锯材含水率
3、暴露于潮湿条件下的紧固件和连接件,应进行处理以防止生锈。
4、与化学防腐剂接触的紧固件和连接件,应进行处理以防止腐蚀。
5、所有结构接缝均密封处理,防止空气泄漏,形成气密系统。
6、地梁板下方铺设防潮垫层。
7、确保所有暴露于潮湿环境或白蚁危害高风险区的木材均经过防腐处理。
8、确保未经防腐处理的木材不与混凝土直接接触。

木屋优势与缺点

木屋优势

自然健康:木屋不但没有化学、放射材料对人体的危害,相反原木散发着沁人心脾的天然香气,极有益于身心健康。

木屋别墅冬暖夏凉

冬暖夏凉:木屋原本就具有极强的隔热保温性,可节省大量能源浪费,能抵御从严寒到酷暑的极端气候。

木屋别墅的优势

木屋建筑使用寿命超长:优质原木的耐久性。在瑞典现在还屹立着一座建于公元500年左右的原木建筑,至今已经历1500多年的风雨日晒,依然保存完好。

木屋建筑风格独特:木屋建筑的独特风格魁力是由其材料一原木决定的,尤其是经过传统手工削皮的原木建筑,粗扩壮硕与精密严谨的完美结合,形成独有的建筑风格,产生的效果震人心魄。

木屋缺点

容易受潮:虽然木屋别墅经过了特殊的处理,但是毕竟是木质的,吸水性较强,所以比较容易受潮。

不阻燃:木屋别墅也是需要生活的地方,生活中总是免不了要见到明火,但是木质并不阻燃。

总结,木结构建筑自身固有的特色和优点和现代人对生活和居住环境有了更高的要求,并且国家也提倡节能环保的生活方式。人居住的房屋以木造最佳,只要利用现代的科技,建筑新型木屋有望延年益寿。木屋别墅作为一种节能环保的建筑得到住房和城乡建设部及相关部门的大力推广。

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