节能型园林建设中的木塑复合材料应用研究*

崔云飞

(黑龙江工程学院环境设计系，黑龙江哈尔滨 150050)

当前人们对于生态环境、资源消耗的关注不断提升，而同时我国木材消耗量依旧逐年攀升，随着经济加速发展，木材短缺问题已成为需要重点处理的关键问题。我国各行各业经木材加工损耗的木屑总量每年达到数百万吨，损耗稻糠等天然纤维每年达上千万吨[1]，如能合理应用这些废旧材料，则可有效缓解资源消耗，产生巨大的社会效益与环保效益。

在园林工程建设过程中，通常以实木材料作为主要材料，在消耗大量森林资源的同时也增加了木材损耗率。木塑复合材料作为一种新型环保材料，主要由回收秸秆、锯木、稻壳和聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）等材料制成，相较传统木材，抗老化、耐腐蚀性能更好，同时加工方便，在园林建设中常与砖石、玻璃、金属及混凝土等材料搭配使用，能够广泛应用于节能型园林建设中的铺装、设施、建筑等多方面[2-3]。但园林建设实践中，常由于安装效益、生产效益等问题导致在应用时受到一定限制，如何进一步推动木塑复合材料在节能型园林中得到广泛应用，成为相关学者关注的重点问题。

1 节能型园林的概念

节能型园林也可以称为节约型园林，是指在设计、施工及养护等不同环节降低园林对资源的消耗，推动人与自然和谐发展的新型园林景观。近年来，节能型园林因其优势显著，已成为我国城市规划建设的新趋势[4]。首先，节能型园林符合新时期下构建节能社会、发展节能经济的目标。随着我国城镇化进程的不断推进，人们对城市园林的需求日益增加，寻求一种建设投入少、养护成本低的节能型园林尤为迫切。节能型理念的应用有利于提高城市园林性价比，帮助缓解城市资源总量与人口快速增长之间的矛盾。其次，节能型园林是城市园林建设实现可持续发展的主要方式。过去逆境栽植、规划大面积草坪等违背客观自然规律的行为，已经被证明不符合城市园林长远发展的需求。节能型园林尊重自然、重视和谐相处的建设原则，是推动城市园林可持续发展的重要保障。节能型园林建设与传统园林的区别主要体现在对土地、水、能源、建材等利用方面，而木塑复合材料的应用主要是针对园林建设中建材的节能与节约优化。

2 园林建设中的木塑复合材料适用性分析

木塑复合材料是指以聚乙烯等替代树脂胶黏剂、利用废弃植物纤维混合制成的木质材料。木塑复合材料一般需要经过塑料加工工艺制成型材，被广泛应用于建筑建设、家具的制造中。由于此类材料是以比例接近的木材与塑料复合加工而成，因此同时具有两种材料的特征，使其成为节能型园林建设的常用材料[5]。

2.1 材料基本特性

木塑复合材料的特性优势明显。首先，该类材料木质纤维含量较高，虽然属于复合材料但可以使用木工器具完成加工。同时，由于塑料成分的作用，使其“握钉力”达到普通木材的3～4倍。其次，该类材料的弹性模量适中，表面硬度为普通木材的3～5倍，且具有良好的机械性能。再次，该类材料针对腐蚀、潮湿、虫蛀等传统木材存在的问题具有更好的应对效果，使用寿命一般在50年以上[6]，灵活应用助剂能够调节材料物理化学性质，在确保力学性能的基础上实现材料防静电和阻燃的效果。最后，木塑复合材料属于可再生材料，因此在达到服役年限后可以实现回收、分解处理，对环境不会造成额外的负担或危害，能够满足节能型园林的材料性能需求。

2.2 园林应用特性

在园林建设过程中使用木塑复合材料时，应确保其材料质感、色彩满足人们审美需求，大多可搭配其他类型建材，达到特定的美观或使用要求。木塑复合材料可以根据使用需求，在制造阶段添加不同配比的色剂，从而制作出色彩搭配各异或深浅不一的特定材料[7]。当前园林建设中通常采用仿原木色木塑复合材料，具体色彩种类包含枫木色、红木色、紫檀色等。园林景观设计时可以根据场景需求，通过调整复合材料颜色以形成多变空间效果。将木塑复合材料作为表面装饰材料时，可以通过处理使得材料表面呈现亚光面或光面。另外，木塑复合材料由特定工艺整体成型，可以根据需求直接制备护栏、座椅等构件，可避免传统木材加工时处理木节痕迹而导致的浪费。

2.3 常见搭配方式

为提高建筑质感，可以将木塑复合材料搭配其他建材使用，发挥各自材料特点，营造出多变的景观效果。当前园林建设中，通常使用木塑复合材料搭配混凝土、砖石、金属或玻璃等材料构建景观[8]。使用木塑复合材料搭配砖石构建景观时，石材给人以厚重感，木材则给人以轻盈质感，通过平行铺设使两者质感相互中和，达到景观整体明快、观感良好的感觉。园林建设实践中通常会在木塑复合材料表面进行精细加工，雕刻复杂花纹，和石材天然的粗糙感形成鲜明对比，实现淡雅而不失豪迈的效果，兼顾刚硬与柔细的风格。使用木塑复合材料搭配玻璃材料时，则通常选用和玻璃相似的半透明色彩，常设置于玻璃外墙、建筑门窗等部位，能够获得朦胧含蓄、虚实结合的装饰韵味。

3 木塑复合材料在节能型园林建设中的应用

3.1 场地铺装的应用

园林建设中可以通过室外场地铺装达到延伸建筑空间的效果，具体包括平面或台阶等铺装方式。铺装材料选用方面，当前园林建设工程以普通木材为主，该种材料贴近自然，虽然能满足人们的精神需求和园林功能要求，但同时易受到外界环境因素影响而产生褪色、腐蚀和变形等问题。而使用木塑复合材料铺设，则能够在满足使用需求的基础上有效降低维护成本。在园林工程建设可以将木塑复合材料作为台阶踏板进行铺装，并使用30mm以上厚度的材料铺设，确保路面质感。

徐俊杰等[9]以毛竹纤维、杨木纤维为基体，使用挤压成型工艺生产超高填充聚丙烯基木塑复合材料（UHWPCs），通过比较材料的尺寸稳定性、力学性能、蠕变性能和吸水性能，发现以杨木为基体获取的材料具有更强的抗腐蚀性能和抗蠕变性能，同时吸水较少，在园林景观铺板制作中能够发挥良好作用。

园林建设实践中的木塑地板安装方式主要包括架空、平地锚固这两种。其中，架空安装常用于登山专用道等坡度较大道路，一般连接于钢结构纵梁上，上方的木塑复合板材可以采用镂空设计，使游客走过时能拥有身临其境的感觉；平地锚固则是在地基上直接锚固木塑复合板材，可用于各种平直路面。

杨毅强[10]以南京钟山风景区景观改造工程为例，探究了木塑复合材料地板的铺装质量控制及应用效果，结果发现在夏季气候闷热潮湿的南京地区，木塑铺装地板表现出优异的耐腐蚀特性，且温度适应性好，吸湿增重率低。

需要注意的是，平台铺装使用木塑复合材料时应灵活选用铺装方式，结合平台形状、园林特色，具体确定材料表面图案和色彩。常见的改进铺装方式为使用多种小块型材形成立体图案，或产生色彩渐变，提高景观空间感。同时，应充分考虑到使用环境的温度和材料性能之间关系，并合理调节材料松紧程度，尽量在使用铁钉固定前先使用木楔敲打以提高紧密性。

3.2 景观设施的应用

风景园林中设置景观设施的目的在于提高园林观赏性，为游客提供休憩场所，具体要素包括标识牌、座椅和栏杆等。木塑复合材料应用于景观设施中，不仅成本较低，舒适度较高，而且能够和周围环境达到较高的融合度。

木塑复合材料用于设置标识牌时，一般使用高亮度颜色独立渲染需要展示的文字内容，帮助游客快速发现、阅读并理解标示牌内容。冯莉等[11]探究了木塑复合材料在室温恒定下，工艺不同、材料配比不同的蠕变性能差异，结果显示原材料木塑比是影响最显著的参数，在30%弯曲强度载荷条件下，木塑比和螺杆转速关系为显著因素，而当弯曲强度达到50%，木塑比影响效果进一步提升，当弯曲强度达到70%以上，木塑比为极显著因素，螺杆转速影响效果几乎可以忽略。因而园林景观建设时需要考虑后续材料承担荷载，生产用于园林标识牌、墙壁等板材时，需重点考虑材料螺杆转速和木塑比，而在生产铺板、护栏材料时，则应重点考虑材料的木塑比。

蒋永涛等[12]分析了特定温度下木塑材料的应力松弛性能和蠕变性能，发现通过改进产品配方，加入增强筋，可以有效减少木塑复合材料应力松弛和蠕变，认为在园林景观建设中以木塑复合材料作为座椅设施时，可以适当加入增强筋改善其受力性能。木塑材料作为座椅时，还需要综合考虑路面铺装色彩和座椅色彩之间的相性，尽量采用同一系列的颜色，提高园林景观整体性。

木塑复合材料应用于栏杆设施时，为确保防护效果，一方面应使用专用的高强度连接件，另一方面需确保预埋深度足够，通常在300mm以上。如需要使用金属底座，则还需要对金属材料进行防腐处理。园林景观设计中使用的木塑材料常为中空结构，为提高设施安全性，可以在中空空腔内填充实木并使用螺丝固定。吴依然[13]综述了木塑产品在园林景观设施中应用的关键影响因素，认为长期蠕变、吸水膨胀、受热膨胀是影响产品应用效果的关键，并对木塑栏杆的应用状态开展了建模分析。

3.3 景观建筑的应用

园林景观中的建筑结构主要有景观桥、景观亭等，其构造往往相对较简单，功能要求不高，采用的建材大多以木材为主。为节约建筑成本，可以使用木塑复合材料代替木材进行节能型园林景观建筑的建造。

景观桥中应用木塑复合材料，本质上是栏杆、地面铺装的延续。园林景观中设计的景观桥通常较为曲折，以营造特定的观赏效果，故应用木塑复合材料建设时也可尽量采用弧形结构，增加景观桥的观赏价值。景观桥上设置的护栏格栅也可以采用木塑复合材料，可制作成和桥梁风格相近的波纹图案，提高装饰效果。

田先玲等[14]分析了特定温度条件下木塑材料景观桥的蠕变性能变化过程，发现随时间推移，疲劳、蠕变、疲劳-蠕变相互作用三种方式产生不同影响效果，试验前期，三者影响差异不大，而随着时间推移，疲劳产生应变不断增加，据此提出了木塑材料景观桥使用期间的维护与设计要点，有效延长了木塑景观桥的使用寿命。

园林中的景观亭属于常见景观建筑之一，其能提高园林观赏效果，并为游客提供休憩场所。使用木塑复合材料建设景观亭时，可以从立体、平面角度同时分析。其中，从立面角度来看，景观亭可以分为多檐、单檐两类，多檐建筑更显庄重，而单檐建筑则更显轻巧；平面角度上，景观亭可以分为八角、六角和四角，随角数量增加，景观亭更显活泼。故而，对于特定的园林风格，可合理搭配平面与立面的设计方案。叶俊东[15]介绍了木塑复合材料在城市园林景观亭与景观廊等小品中的应用特性，指出替代天然木材建造景观亭时，可避免传统木材易老化开裂、褪色等问题；而搭配使用木塑材料的景观廊，则既能提供良好、轻盈的休憩场所，也能在绿色植物映衬下形成别致的观赏性景观氛围。

木塑复合材料应用于景观建筑时，在工艺要求上要高于传统木质材料。施工时需要首先精准确定安装位置，再划线记录，而后按照从下到上、从左到右的顺序开展安装。节能型园林中的墙板固定龙骨通常可以使用木龙骨，射钉的嵌入比例应保持在3/4以上，以确保安全性，且单块墙板的射钉数量一般不少于10枚。

4 结语

综合前文所述，木塑复合材料具有良好的应用性能，在节能型园林建设过程中具备广阔的应用前景。实际应用时，应当选择色彩、质感以及造型与园林整体建设风格相契合的木塑复合材料，确保园林景观统一协调，同时降低造价、减轻对环境的负担。目前，木塑复合材料在节能型园林的景观建筑、地面铺装和景观设施等方面已取得一定的应用成果，但仍有较大发展空间。相信随着相关技术研究的深入，木塑复合材料在园林建设工作中一定能发挥更大作用，为城市环境的优化提供更大助力。