生活中处处可见的木头，你真的了解它吗？

打印 0条评论来源：加拿大木业

△ 图片来自ricespeir

有一种材料，它很环保，给人温暖而舒适的感觉；同时它耐久性好，使用年限可达百年甚至千年，它既可以做成一张薄纸又可以用以建造庞大的建筑体，它，就是木头。

地球上约有一兆英吨的木材，且每年约增加一千万吨。木材的蕴藏量大，是碳中性的、可再生材料，是当下最受关注的可再生能源之一。那么，生活中处处可见的木头，你真的了解它吗？

关于树种

树木主要分为针叶木和阔叶木这两类，也就是我们常说的软木和硬木。

软木来自常绿的针叶林，如左图的松树，树叶细长如针，包括雪松，柏树，冷杉，和云杉等。硬木如右图橡树这类阔叶树，它的叶子具有扁平、较宽阔的叶片，还包括白蜡树，柚木和胡桃木等。

硬木和软木主要由于各个树种、及其生长的环境、土壤、地理气候的不同，导致其木材质地和纹路的变化。

硬木，比如榆木，胡桃木，橡木等，通常这类树种树干通直部分较短，但是树木材质坚硬，比较适合制作家具。木材合适的含水率对木材家具制作有着很大的影响，一般需要控制在15%以下。

而软木大多高大笔直，纹理清晰，容易加工，是建造木屋别墅的主要材料。相对硬木，不易胀缩变形，而且更耐腐蚀。特别是木屋原产地——北美地区的SPF,是常见的用于木屋建造的结构材料。

关于木材的强度

木材的特性包含各种因素，因此需要根据用途进行选择。主要的两个因素为木材的外观和强度，其中强度是建材的首要考虑因素。

具体来说，木材的密度越高，强度越高。其他因素如干燥程度也会影响强度，一般我们可以通过人眼观察和机器辅助来帮助辨别强度。

其它材料如金属、塑料和陶瓷往往具有相当均匀的内部结构，在某一点的各个方向上力学性能是相同的。而木材不同，因其年轮和内部结构的不同，沿着纤维和垂直纤维方向一般都会有巨大的性质差。如果你曾经用斧头砍过木头就会知道，顺延着木纹砍就很容易劈开，直接垂直对着木纹劈就要困难的多。

因此，木材是各向异性材料，这意味着一块木材在不同的方向上具有不同的特性。木材强度基本取决于纹理方向，正确的使用其强度并不比钢材弱。

同理建造木结构建筑也要考虑到木材的力学性能。传统的木结构，会使用较大的木柱，使传递荷载的路径平行于木纹方向，当受力方向与木纹方向一致时，木材具有较高的抗压强度。当压力方向与木纹方向垂直时，其抗压强度就要弱得多，通常需要增加支撑来阻止弯曲和折断。

随着对木材研究的不断深入以及科技水平的提高，木材也在不断的在打破以往人们对它的认知，创造了越来越多的可能性。

△ 超强木材的制备示意图和机械性能。图片来自 Nature

根据美国马里兰大学的最新研究成果，原生木材直接处理成为一种超强超韧的高性能结构材料，强度甚至媲美钢材，实验方法主要通过热压法能够最大程度压缩木材，使木材达到最大致密化，同时消除了原生木材中的结构缺陷，且保留纤维素的有序排列，从而大幅度提高木材的多方面强度指标。

木材的性能

因为木材具有其他材料无法比拟的环境学特性，知道木头的特性之后，才能更好的使用它。

绿色，可再生

只要合理种植、砍伐树木，相对于其他建筑材料如砖石、混凝土和钢材等，木材最易再生产，速生材一般周期为10~50年。

对分别以木材、钢材和混凝土为主要结构材料，面积约2000平方米的不同住宅建筑进行比较，结果表明：木结构建筑消耗的能量是混凝土建筑的45%、是钢结构建筑的66%；木结构建筑排放的等效二氧化碳是混凝土建筑的66%、是钢结构建筑的81%；木结构建筑的空气污染指数是混凝土建筑的46%、是钢结构建筑的57%;木结构建筑的水污染指数是混凝土建筑的47%、是钢结构建筑的29%。因此，综合考虑能耗、等效二氧化排放、空气污染、水污染、生态资源耗用和固体废弃物排放等因素，木材最为绿色环保。

越来越多的建筑师主张回归木结构建筑，并身体力行地推动他们的主张。木材如果是取自可持续管理的森林，实际上是有助于碳的储存，因为树木在生长过程中，会从大气中吸收二氧化碳，释放氧气。每立方米木材能吸收大约一吨的二氧化碳，相当于350升汽油。至于实际存储多少，则取决于树木的种类。

具有保温隔热性能

由于木材本身构造的特点，细胞内有空腔，形成了天然的中空材料，使得热传导速度慢，保温、热性能好，所以木结构有冬暖夏凉的特点。

木材是优良的隔热材料，其热阻值是钢材的400 倍，是混凝土或砖的10倍。木结构建筑结构体系的中空墙体设计内能填充保温材料,进一步提升了建筑围护结构的整体保温隔热性能。这意味着钢材、混凝土或砖石结构建筑如要达到与木结构相同水平的节能性能，必须使用更多的保温材料或加厚墙体。