从典型案例探析木结构建筑的发展

王天成

（武汉理工大学 土木工程与建筑学院，湖北 武汉430070）

1 引言

木结构建筑在世界各地被广泛使用，在北美，约有85%的多层住宅、95%的低层住宅和50%的低层商业建筑及公共建筑采用轻型木结构体系；在欧洲，木结构的应用也十分广泛，80%的瑞典人、48%的苏格兰人的房屋为木结构房屋；在日本，有几乎一半以上的建筑是以木材作为建筑材料。木结构建筑一直也是中国的传统建筑，未来其也将成为国家发展环保节能型建筑的一种重要的建筑形式。

2 典型案例

2.1 应县木塔

应县木塔位于山西省朔州市应县县城内西北角的佛宫寺院内。建于辽清宁二年（公元1056年），金明昌六年（公元1195年）增修完毕，塔高67.31m。据考证，在近千年的岁月中，应县木塔除经受日夜和四季变化、风霜雨雪侵蚀外，还遭受了多次强地震袭击，仅烈度在五度以上的地震就有十几次。它是我国现存最古老最高大的纯木结构楼阁式建筑，是我国古建筑中的瑰宝、世界木结构建筑的典范。

2.2 武当山紫霄殿

武当山紫霄殿是武当山紫霄宫内主体建筑，是武当山最有代表性的木构建筑。始建于北宋宣和年间（公元1119～1125年），明永乐十一年（公元1413年）重建，明嘉靖三十一年（公元1552年）扩建，清嘉庆八年至二十五年（公元1803～1820年）大修。大殿为重檐歇山顶式大木结构，由三层崇台衬托，比例适度，外观协调；共有檐柱、金柱36根，排列有序。梁架结构用九檀，高宽比为5∶2.5，保持宋辽以来的用材比例。上下檐保持明初以前的风格，柱头和斗栱显示明代斗杠的特征。其建筑时间跨度长，是不同时代建筑风格之集大成。

2.3 鄂西土家族吊脚楼

鄂西土家族吊脚楼在住宅两端立4根木柱，沿着山坡的走向搭成木架，以榫穿卯，连上横木，铺上木板，底层不住人，只用来饲养家禽、放置农具和重物，第二层用于饮食起居，供于日常生活，第三层透风干燥，多用于储粮和存物，这种建筑俗称“吊脚楼”。吊脚楼通风防潮，阳光充足，冬暖夏凉，高悬地面，既防毒蛇野兽还可以放杂物。鄂西土家吊脚楼具有鲜明的民族特色，是建筑技术美与艺术美结合的古朴典范。

3 木结构建筑的特点

3.1 环保性

资料显示，每生产1t材料：木材释放氧气1070kg，固化二氧化碳1470kg；钢铁释放二氧化碳5000kg；水泥释放二氧化碳2500kg。加工一个单位材料能耗，木材与水泥、钢铁、铝的比值为1∶5∶191∶791。与钢筋混凝土结构比较，木结构所用木材原料不仅在生长过程中能改善自然环境，而且加工过程能耗低，废弃后可自然降解，堪称绿色结构。

在同样厚度的条件下，由于木材为绝热体，其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。即使采取通常的隔热方法，木结构房屋的隔热效果也比空心砖墙房高3倍。木结构在使用过程中更节能保温。

3.2 可再生性

木材的天然可再生性是生产混凝土、钢材、砖头的原材料无法比拟的。只要有土地、有阳光、有水分的地方木材就可以生长。同时，森林也是有生命的，若不能适时砍伐也会因天然灾害如火灾、虫害、腐朽而死亡。据统计我国每年（2004～2008年）林木蓄积净生长量5.72亿m3，年采伐量3.79m3，而且胡锦涛主席代表中国政府在联合国气候变化峰会上向国际社会做出了到2020年森林面积比2005年增加4000万hm2，森林蓄积量比2005年增加13亿m3的“双增目标”承诺，这些都对木结构建筑的发展提供了巨大的空间。

3.3 亲和性

木材作为一种材料，它的视觉特性、触角特性、听觉特性、嗅觉特性、调节特性（包括对于温度和湿度的调节），与人们的自身幸福、健康、舒适感、快慰感有很大的关系。日本的学者研究了木质空间对人的生理、心理健康的影响，发现它对人的生理和心理健康都有正面的、积极的作用。木结构的住宅，其居住者的寿命平均比钢筋混凝土住宅居住者的寿命要长9～11岁。森林孕育了人类，人类和森林、和木质之间有一种天然的亲和力。

3.4 耐久性

木结构建筑由于自身重量轻，地震使其吸收的地震力也相对较少；由于木质构件之间的稳固性和可逆性能相互作用，以至于它们在地震时大多纹丝不动，或整体稍有变形却不会散架，具有较强的抵抗重力、风和地震能力。在1995年日本神户大地震中，木结构房屋基本毫发未损。在美国，已有百年历史的木屋随处可见，年代最久远的木结构房屋的历史可以追溯到18世纪。如果使用得当，木材本身就是一种非常稳定、寿命长、耐久性强的天然建筑材料。

3.5 施工简易性

木结构房屋除土地配套设施外，施工现场没有成堆的砖头、钢筋、水泥和尘土，木结构房屋所用的结构构件和连接件都是在工厂按标准加工生产，再运到工地，稍加拼装即可建成一座漂亮的木房子，而且木结构房屋施工安装速度远远快于混凝土和砖石结构建筑，大大缩短了工期，节省了人工成本，施工质量能够得以保证。另外，木结构房屋也易于改造和维修，易于满足一些个性化需求。

4 发展木建筑结构的建议

4.1 加强木结构建筑的防火、防潮、防腐、防虫能力的研究

政府采取积极的政策鼓励企业作为主体运用现代科技，对木质材料进行技术处理和技术改良的科技研发，以提高其“四防”能力。同时鼓励、总结、推广民间在木结构形式上的成功创新，如针对南方地区温暖、潮湿、白蚁较多，设计底层为混凝土结构上层为木结构的混合结构形式。

4.2 加快制定木结构建筑的行业标准

国家建设部已于2002年7月1日正式颁布《木结构工程施工质量验收规范》，《木结构设计规范》也于2004年1月正式生效。但是要形成高效的产业分工和完整的产业链条，要降低维护保养成本和发展专业的服务公司，还需要以行业协会的名义制定《木结构构件标准化》等规范性文件，促进木结构建筑的市场接受和健康发展。

4.3 加速林木资源的培养

木结构建筑的发展受制于木材的数量和质量，因此，要加大政府投入，坚持政府主导和社会参与，坚持生态保护和产业发展相结合，确定优势树种实施工程造林，开展森林抚育提高林分质量，为木结构建筑的发展提供基础性支撑。

［1］ 刘一星.木质环境学［M］.北京：科学出版社，2007.

［2］ 费本华，刘 雁.木结构建筑学［M］.北京：中国林业出版社，2011.

［3］ 郭 伟，费本华，陈恩灵，等.我国木结构建筑行业发展现状分析［J］.木材工业，2009（2）：19～22.