木結構房屋定義：以木材為主要受力體系的工程結構的房屋。
基本介紹
- 中文名：木結構房屋
- 外文名：Wooden houses
- 主要優點：抗震，耐久，防火等
- 類別：一種傳統的建築形式
概述,結構形式,發展狀況,主要木材,優點,抗震,耐久,防火,防潮,環保,節能,實用,影響小,
概述
中文名稱：棚屋
英文名稱：Wooden houses
結構形式
★樑柱結構體系 樑柱結構是一種傳統的建築形式，它是由跨距較大的梁、柱結構形式為主要的傳力體系，無論豎向荷載，還是水平荷載，都由樑柱結構體系承受，並最後傳遞到基礎上。我國《木結構設計規範》中普通木結構和膠合木結構均屬於樑柱結構體系的建築。 材料：通常採用實木（原木或方木）、膠合木等材料製作梁、柱、檁條 ，用木基結構板材作為樓蓋與屋蓋的覆板。
連結：廣泛採用金屬緊固件來連結構件各部分。在金屬件出現之前，連結部件靠細木工技術，採用榫卯方式連結，接頭處有時會用木銷子，無任何金屬件。
套用：樑柱式木結構被廣泛採用於宗教、居住、工業、商業、學校、體育、娛樂、車庫等建築中，是我國傳統木建築的結構形式。
★輕型木結構體系
輕型木結構是北美住宅建築大量採用的、由構件斷面較小的規格材均勻密布連結組成的一種結構形式，它是由主要結構構件（結構骨架）和次要結構構件（牆面板、樓面板和屋面板）等共同作用、承受各種荷載，最後將荷載傳遞到基礎上，具有經濟、安全、結構布置靈活特點。當這種結構通過合理設計，部分結構體系能夠承受和傳遞跨距較大的荷載時，它也能用於其它大型的工業和民用建築。
北美輕型木框架結構是指牆和屋頂的框架以2x4（38x89mm）和2x6（38x140mm）規格材建造的結構。隨後用OSB結構板和膠合板包覆牆和屋頂表面，以增強結構的整體剛性。木框架結構可用於獨戶別墅和四層以內的公寓和商用物業。
★美國SIPs結構
一種高性能的建築牆體材料，是由兩片定向結構板材（OSB或者防水膠合板）粘在膨脹的聚苯乙烯硬泡沫板EPS（或者高密度的聚氨酯泡沫PU）上，這樣做成的板材即承重又保溫，所以稱為結構保溫板材又稱結構隔熱板（SIPs）。板材的厚度從114毫米（組熱係數2.64k-m2/w到311毫米（組熱係數8.11k-m2/w)用以滿足不同隔熱程度和承受強度的要求。
房屋可內外可掛實木掛板或是水泥纖維掛板，石膏板
★木刻楞結構
木刻楞俄羅斯族典型的民居，具有冬暖夏涼，結實耐用等優點。
木刻楞的建築方法，主要是用木頭和手斧刻出來的，有楞有角，非常規範和整齊，所以人們就叫它木刻楞房。修建木刻楞房的第一步是要打地基，地基都是石頭的，而且要灌上水泥，比較結實。第二步就是蓋，把粗一點的木頭放在最低層。一層一層地疊壘，第二層壓第一層。修建木刻楞房一般情況下不用鐵釘，通常都用木楔，先把木頭鑽個窟窿，再用木楔加固。
建木刻楞的傳統方法是要墊苔蘚。苔蘚墊在中間，好處在不透風。冬天零下30℃到40℃，有了苔蘚壓在底下，等於是水泥夾在隔縫裡一樣，不透風，冬天非常暖和，而夏天又非常涼快。
比較講究的俄羅斯鄉民在修建木刻楞時都總愛在房屋前面修一間像走廊一樣的房屋。當地人稱這個小房屋叫門斗，起著防風的作用。木刻楞房蓋好以後，可以在外面刷清漆，保持原木本色；也可以根據各家各戶不同的愛好塗上自己喜歡的顏色，一般以藍、綠色居多。
木刻楞結構還包含： 原木結構，方木結構，D形結構。
發展狀況
但木結構在中國古代一直占統治地位。土木就是建築的代名詞，故宮這樣的大型建築主要結構都是木材，磚瓦只是配件。木結構的優點正在被現代人重新認識：從環境保護看它是可再生材料，作為建築材料從生產到廢棄物對環境的影響最小。雖然短期內難以大量快速生產，但長遠看木材資源還是取之不盡用之不竭的。
建築結構用木材的套用技術日趨現代，已不是傳統意義上的磚木房屋了。現代集成材料技術的發展和普及，使套用小尺寸甚至零碎木料加工合成大型建築構件成為可能，國外有許多大規模大跨度建築（如體育館、博物館等）也是木結構的。所以這裡說的木結構不是傳統意義上的木結構，而是一個新的產業概念，更有可能成為一次新的建築文化革命。人們回歸理性、回歸自然的呼聲必然會給木結構這個古老的結構形式一個新的評價和地位。
當然，現代木結構房屋體系的優越性還是值得借鑑，尤其是木質屋架的部分，既能充分體現各種靈活的表現形式，又便於施工和節能環保。它應該是中國建築市場最具發展潛力的別墅建築形式。
歐美許多國家，木結構因取材方便而得到廣泛使用，木結構技術發展十分迅速。現代木結構是集傳統的建築材料和現代先進的加工、建造技術的結構形式。
2000年，在美國平均每年都有近150萬幢新的住宅建成，其中約有90%採用木結構。
美國2000年新建住宅的結構形式統計
單戶住宅（幢） | 多戶住宅（幢） | 總計（幢） | 比例（%） | |
輕型木結構 | 1114000 | 275000 | 1389000 | 87 |
混凝土結構 | 124000 | 45000 | 169000 | 11 |
鋼結構 | 6000 | 9000 | 150000 | <1 |
原木結構 | 5000 | - | 5000 | <1 |
樑柱體系木結構 | 3000 | - | 3000 | <1 |
其他 | 12000 | 1000 | 13000 | <1 |
總計 | 1264000 | 330000 | 1594000 | 100 |
在加拿大，其木結構房屋的工業話、標準化和配套安裝技術非常成熟。在日本，大量的房屋是利用木材、膠合木和刨花板建造的，即使人口稠密的東京地區也是如此。日本新建住宅房屋中，有半數以上採用木結構。在北歐的芬蘭和瑞典，民宅的90%為一層或二層木結構建築。圖1-2為典型的北美形式的木結構獨立住宅形式，即我們說的木別墅-木結構房屋
主要木材
SPF:雲杉Spruce——松木Pine——冷杉fir板材（一般為38mm厚），產自加拿大的一個主要商用軟木材組合。
結構膠合材：將原木經剝皮、旋切成厚度為3-5mm的薄層按要求才成一定規格的薄皮，薄片經烘乾、質量分等或去除木質缺陷後，均勻塗抹澆水經熱壓在流水線上生產處一定斷面的、連續的材料，然後按照用戶要求切成一定長度和截面，其產度受運輸限制一般最長在20m左右。
膠合板：主要用於作輕型木結構中牆體、樓面及屋面的面板。常用的按製作方法分為多層夾板和定向刨花板（OSB)兩種.
碳化木：碳化木在缺氧的環境中，經180℃~250℃溫度熱處理而獲得的具有尺寸穩定、耐腐等性能改善
優點
抗震
●抗震性木結構別墅在地震中有很好的生命安全性能，木結構別墅採用榫接建造，主結構交錯連線，具有很好的穩定性。作為一種結構材料，木材的抗震性能明顯優於其它材料。木材輕質高強，因而地面加速度在木建築物上所產生的能量沒有其它建築物大。木框架系統的另一個額外優勢是其柔韌優於其它材料，可以吸收並消散能量。在這種建築中，木構件細小、尺寸規範、間隔緊密。大多數的框架由三個部分組成：構成牆壁骨架的垂直牆骨；構成樓板的水平擱柵；以及支撐屋頂的椽木或衍架。當牆由斜撐木板或輕質木基板材而形成牆覆面板時，它具有了側向抵抗力，並進而形成了一個剪力牆系統——輕質、高強、且建造效率高。所有部件共同支撐建築物，使之可以抵抗重力、風及地震。實踐證明，木結構在各種極端的負荷條件下，均表現出其穩定性和結構的完整性，即使強烈的地震使整個建築脫離其基礎，其結構也經常完整無損。木結構韌性大，對於瞬間衝擊荷載和周期性疲勞破壞有很強的抵抗能力，在所有結構中具有最佳的抗震性，這一點在許多大震區已得到充分證明。在日本1995年的神戶大地震中，保留下來的房屋大部分是木結構的房屋。
耐久
木結構別墅都選擇高級松木建造，木材是一種天然、健康的且極具親和性的材料，木製集成屋是環保健康的高檔住宅，木材根據不同建築造型經過了現代技術生產加工成不同的牆體型材，再經過阻燃、防腐處理等工序，更加堅固耐用。對抗下沉應力、抗乾燥、抗老化，具有顯著的穩定性。如果使用得當，木材則是一種穩定、壽命長、耐久性強的材料。
防火
木製別墅的建築結構用木材均採用《水基性阻燃處理劑》進行阻燃處理，具炭化效應，遇火時，木表面會形成炭化層，其低傳導性可有效阻止火焰向內蔓延，從而保證整個木結構體在很長時間內不受破壞。
防潮
人們通常誤以為水是木材的敵人，情況並不是這樣，在多雨或潮濕的地方木建築可以有長期的性能表現。關鍵在於在設計和建造當中採用以木材為基礎的建築產品時懂得如何控制水分。一般來說，一棟建築物中唯一需要完全防潮的部分是建築物外殼，特別是屋頂它應儘可能排水，但在蓄水時需保持防水性能。如果建築物面層可以很好的防水，那么我們可以相信建築物中的其他建築部件則不一定需要防水。木結構房屋是能做到不被腐蝕和不受潮的，因為我們對所有建築用材進行烘乾處理，通過烘乾處理的木材可以避免絕大多數的體積變化，這些木材已預先乾燥至含水率19%以下，它的防潮性能甚至可以達到磚混結構的10倍左右。含水率測量的是一塊木材中含有多少相對於木材本身重量的水分。我們計算含水率的方法是木材在完全乾燥時的重量除給定木材樣本中水分的重量。如果木材的含水率等於或小於19%，那么木材被認為是乾燥的。木材的含水率在28%左右時達到纖維飽和，纖維飽和是乾縮和腐爛的基準點。除非木材的含水率達到或超過纖維飽和點，否則腐蝕菌一般不會生長。同時，我們對木材採用ACQ、BAC等防腐劑進行浸漬的防腐處理，採用天然植物油做表面塗層，來防止水侵蝕。事實上,與其他常用建築材料相比木材更不容易因為偶爾浸濕而受到永久損壞。在多雨或潮濕地方的木建築物可以有長期的毫無問題的性能表現。
環保
木材是一種天然的健康的且急具親和力的材料，木製別墅是環保健康的高檔住宅。保溫（隔熱）性能優異，比普通磚混結構房屋節省能源超過40%。它的保溫性能是鋼材的400倍，混凝土的16倍。研究表明，150㎜厚的木結構牆體，其保溫性能相當於610㎜厚的磚牆。
木材是“綠色建築”的首選建材。在一個礦物燃料日漸減少、成本日益上升的時代，輕型木結構建築較之其它建築材料，有著明顯的優勢。製造木結構建築材料的能耗低於鋼材或混凝土，後兩者都需要高溫精練和製造。木屋採用全實木材料，被稱為“會呼吸的房子”，室內空氣中含有大量的芬多精和被稱為空氣維他命的負離子。芬多精和負離子是現代“森林浴者”倍加推寵的物質，能有效殺死空氣中的細菌、遏止疾病、增強免疫力，對保持大腦清醒、提高注意力、降低血壓、安定神經等有明顯功效。木屋中的有害氣體氡的放射量極低，對人體無害；木材對能耗、空氣污染和水污染以及溫室氣體排放等因素的相對影響及小。據清華大學建築環境與設備工程研究所研究得出：木結構建築比輕綱結構建築節能5.3%，比混凝土結構建築節能8.1%，在建築壽命周期內，較普通混凝土屋頂可節約運行費用約6%。輕型木結構建築在住宅單元的使用壽命內具有大大降低採暖和製冷費用的潛力。較之鋼或混凝土等其它建築材料，木結構中的孔洞使木屋具有出色的隔熱性能。輕型木結構建築的框架結構之間存有空間，可以容納隔熱材料，能降低採暖和製冷費用，減少礦物燃料消耗，以經濟的方式保持舒適的溫度。
節能
木製房屋以其建築造型優美、設計精緻、回歸自然、返璞歸真的享受及其結構合理、作工精細、建造快捷的特點，讓人感覺遠離了鋼筋混凝土構件的城市喧囂，走入了一個清潔無污染的世界，這就是木結構建築。實際上，木結構建築在國際上不能算是新生事物。在日本，有幾乎一半以上的建築是以木材為建築材料，歐美的木結構建築也是隨處可見。
即便在中國，古老的故宮便可以證明木結構建築的悠久歷史。近些年，隨著世界木結構建築的發展，木結構建築又再次在中國市場嶄露頭角，並逐步進入了成長期。
在木結構建築的諸多優點中，最重要的自然是它的節能與環保。木結構的牆體和屋架體系由木質規格材、木基結構覆面板和保溫材料等組成，據測試，150㎜厚的木結構牆體，其保溫能力相當於610㎜厚的磚牆，木結構建築相對混凝土結構，可節能50%-70%。而在所有的主要建材中，木材是唯一可以再生的建材，在能耗、溫室氣體、空氣和水污染以及生態資源開採方面，木結構的環保性大大優於磚混結構和鋼結構，而且材料透氣好、易於保持室內空氣清新，是公認的綠色建築。
實用
除此之外，木結構建築還有設計靈活、建築工期短、易於整修等諸多優勢。可能普通人會認為木製房屋輕巧美觀有餘，結實後重不足，因此會影響到房屋的使用壽命。實際上，現代技術有效地解決了木結構防火、抗震、抗風、隔音和防蟲、防腐的問題，使得木結構建築的使用壽命也更加延長，可達到50-200年。同時，其穩固性也相當好。具介紹，在日本1995年神戶大地震中，保留下來的房屋大部分是木結構房屋。
在普通人的印象中，木結構住宅只適用於別墅的建造。因此在中國這樣一個人均土地占有面積非常有限的國家，推廣木結構就面臨了一定的難題。但實際上，木結構建築並不是只適合單戶住宅，多戶住宅也能夠套用木結構建築。據悉，加拿大木業協會與中國政府合作引進混合結構技術，既在木結構中運用了混凝土、鋼材等其他建築材料。將木結構與中國現行的建築方式結合，這種結合提升了建築節能性和舒適性，同時能夠滿足四層及四層以上建築的需求，為木結構進入中國多戶住宅房產提供了契機。
據介紹，在上海、山東青島、遼寧營口等地，混合結構建築技術已被套用於“平改坡”工程，它可以在一定程度上解決房地基承載力不夠、空間狹小等問題。同時，由於木結構重量較輕，可通過設計適用任何建築的要求，因此將木結構套用在實際建造中完全可行，也可以節省大量能源，而來自這部分木結構空間的銷售收入還可以抵消建築的改造成本，可謂好處多多。
當然，除去住宅之外，木結構建築在娛樂和商業設施方面，也有相當廣闊的套用空間。儘管目前來看，木結構建築的造價相對來說還是較普通建築稍高一些，但是隨著市場份額的擴大和技術的更進一步完善，他的價格將越來越能為普通消費者所接受。相信木結構建築將在中國有廣闊的發展空間。
影響小
1、能量消耗比較：對製造，運輸及安裝過程中的能量損耗進行比較後，結果顯示木結構在幾種結構中能量消耗最低。鋼結構是木結構的2.4倍。
2、溫室效應比較：結果顯示，木結構建築的溫室效應最低。鋼結構是木結構的1.8倍。
3、空氣污染指數比較：結果顯示，木結構污染指數最低，鋼結構是木結構的1.42倍。
4、水污染指數比較：研究結果顯示，鋼結構的污染指數是木結構的120倍。 5、固體廢料比較：研究表明，木結構在生產及建造過程中產生的固體廢料最少。鋼結構的廢料是木結構的1.36倍。
6、生態資源的使用：經綜合評估，木結構攫取的資源最少，鋼結構是木結構的1.16倍。
建築體系對環境的影響——結論：木結構對環境的不利影響最小。
