节能的美国木材结构住宅

摘 要：木结构建筑在美国非常流行，以其优越的性能特点与优势，是人类理想的住宅类型。

关键词：住宅；木结构；节能；特点

据调查显示，在地广人稀的美国，有多种可供人们选择的住宅形式，然而木结构住宅却始终受到更多人的青睐。相较于高楼大厦及僵硬的联排住宅，木结构住宅包括了更多的自然属性，其居住空间也更加舒适。

一、木结构具有良好的经济和坚固性，施工简单便捷

一般美国住宅的结构，房屋的地基是混凝土，而房屋的主要结构以木材结构为主大概是目前最常见的，因为和其他建材比较起来，木材相对比较便宜，而且是可以再生的资源，建造起来更容易。很多大型的房屋建筑商会在工厂里，先制造部分墙面结构再运到工地，因木材重量较轻，所以可以将部分完工的结构运到工地。你可以在工地修改，并且木材很容易切割，将管线埋设在墙中间也很方便，有很多好处。

美国民宅的屋顶大部分都铺设沥青瓦，沥青瓦的重量很轻，有防风、防雨、反射阳光的功能，一般寿命可以达到20年。屋顶的梁柱构成支撑整个屋顶的架构，从房屋的一边横跨到另一边，有角度的梁柱组合成的网提供支撑力量，虽然很细而且重量轻，但是可以跨越很长的距离，来提供屋顶承受冬天积雪的重量。木材梁柱容易钻洞，管线在梁柱之间的穿越和铺设并不困难，而梁柱之间的空间填充保温绝缘的建材，使得房内温度与外界隔绝，这是砖块结构的房屋无法做到的。

今年在外企实习的过程中，有幸认识了一位美国的普通建筑师汤姆·奥尼尔，他有超出30年的设计美国住宅的经验，目前在美国维基尼亚州经营自己的建筑工作室，专门为客户建造定制的房屋。他认为每个美国人都希望住进独立住宅里，那是每个美国人的梦想。

建筑师奥尼尔设计的木质建筑独立屋，木材结构是2乘以4的立柱，非常轻便好用，木匠们可以很容易扛起或裁切，然后用钉枪将其钉在一起。外墙木板是定向刨花板，这是房屋的结构外墙钉在房屋的外侧，帮助房子变得更加坚固，其他的建材如地板的托梁也是木材的，而且是碎木材压在一起制成，既非常坚固也很经济。因为这些碎木片从较小的树木取得，不需要用到越来越稀少的大树，所以这种托梁结合了经济及坚固的特性于一体。

与奥尼尔交谈的过程中，他讲到美国的木结构住宅取胜的不是装修的奢华与否，而是有特点的结构和功能。我当时固执的认为，木结构的坚固性是最大挑战，说的夸张点，这种形式的墙体和纸做的没什么两样，但是在美国，这种上百年的住宅很多，有的可以追溯到18世纪。在美国，如果遇到地震，很多木结构住宅因其复杂的梁柱交错，坚固且不会倒塌，有的只是房体框架整体移动了位置。在中国很多像故宫一样的历史性建筑，也基本是木结构和砖木结构，保持数百年，至今依然挺立。

二、木质结构住宅具有良好的保暖性

在上世纪的三四十年代，美国人曾经完全用砖块及混凝土来盖房子，虽然房子很坚固，但房子的保温性很差，因为墙面没有地方装绝缘材料，所以使用冷、暖气的费用会变得很高。

美国人对自己住宅的构想参与性很高，甚至可以构思好多年，把自己的愿望和设计师及时沟通，最后达到双方满意的效果。他们同时更注重住宅的节能和环保，通常会采用绝缘混凝土模板，ICF来盖地下室，用结构隔热板，SIP来盖外墙及屋顶。结构隔热板是两片木板中间填满隔热的泡沫砖，它不但非常节能，还是建筑结构的一部分。我很欣赏这种对生活品质的高要求，我们更多地关注于住宅的舒适度和奢华效果，反而忽略了它的可持续性。

当定向将刨花板与泡沫砖结合在一起，变得非常坚固有力，这是因为这种结合了两种不同物质的元素，构成相辅相成的高强度产品，绝缘混凝土模板构筑了地下室的墙，这模板上有凸起的节可以嵌入它上方的模板。中间的塑料椿可以固定钢筋，模板搭好后，在中间灌入混凝土等其凝固，混凝土墙两侧都有泡沫聚苯乙烯，保温效果非常好，再加上混凝土的强度。坚固保温兼顾，实在是安常履顺。

目前在美国建造的砖块或者石块房屋，大部分是在木质墙外面砌上一层表面装饰用的砖墙或者石墙，不具备结构支撑的功能，而美国住宅的内墙材质是用纸板做的，纸面石膏板。纸面石膏板就是房屋内墙面，厚度有半英尺，有5/8英寸或者3/4英寸之分，它的材料基本上就是两片纸板夹住中间的石膏板，内墙直接钉上结构梁柱，房子钉上了内墙，就坚实多了。

三、木结构材料利用率高，具有良好的耐久性

根据全美住宅建筑商协会公布的报告显示，在2014年3月份，美国现有独立屋连同土地交易的平均中值是19.8万美元，使用木材建造房屋，使得建造成本低于其他的建材。建筑的烘干立柱，大部分采用云杉、松木、冷杉，大部分来自加拿大或者美国西北部，只要保持干燥，可以至少使用两百年。水与火是木造房屋的天敌，另外飓风和龙卷风对木材结构也形成了巨大的挑战，但随着新式建材的开发与不断更新的建筑法规，美国木材结构住宅的防风抗火能力近年来有显著的改善。美国有许多老房子被推倒重建的原因，是因为人们想要更大的房子，而不是房子本身已经不能正常运作了。木材价格便宜、经久耐用，仍然是美国建房子的首选建材，而木材本身重量轻、容易切割的特性，又让美国人自己动手整修房子，享受建造乐趣，这也是木材结构房屋受欢迎的原因之一。

四、木结构的可持续性和绿色属性

现代建筑的“绿色”持续性和适宜性是评价其是否进步的标准之一，首先建筑材料不污染环境，取材于大自然，对居住者健康有益，居住氛围的亲和力强。人在室内环境中呆的时间要远远超过户外，且居室温度可受人为因素调节控制，并成为是人体舒适度的指示标之一。木材质地比较柔软，导热性能差，因此是做墙体和装饰面的优良选择。只要所用木材含水率在17%，虫子是不能存活的，水泥灌好地基，会加防腐材料、喷洒驱虫药物，以防受到白蚁等小虫的影响。

五、结语

随着时代的日新月异，我们对住宅的环境、布局和个性化要求越来越高，其被动性将越来越强。现今，木结构已不仅仅用于居民低层住宅，最高木结构住宅楼正在悄然“升起”。在阿姆斯特丹建设的73米高的木结构住宅，也同样遵循了木结构的可持续发展优势。在未来，节能将是住宅发展的基本中心点，材料夹层处可以储存超标的二氧化碳，转化为室内日常所需能源；墙体材料结构可以提供与保暖设备同样的保暖效果；节能发电幕墙和污水净化系统的使用，使住宅拥有更大的自主性；窗户玻璃可以根据季节调节遮启角度方向，冬季阳光充足，夏季遮阳保持室内温度恒定。被动性越强，节能系数就越高。建筑住宅从此不再受环境的束缚影响，相信这是我们未来住宅发展可以达到的状态。

参考文献：

[1]中国建筑工业出版社.木结构设计规范[M].北京：中国建筑工业出版社，2005.

[2]杨嗣信.美国木结构小型住宅的设计与施工[J].建筑技术开发，1993，（02）：36-46.

作者简介：

史涛，上海大学美术学院硕士。研究方向：艺术设计。