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对话同济大学教授、博导何敏娟:充分发挥各种材料的组合优势,大力发展木结构建筑

对话同济大学教授、博导何敏娟:充分发挥各种材料的组合优势,大力发展木结构建筑

打印 0条评论来源:中国建设报装配式建筑(id:jsbzpsjz)

何敏娟


木结构建筑在我国有着悠久的历史,但在20世纪80年代,受材料短缺影响,木结构在建筑业中的应用受到了严格的限制,相关技术发展曾一度停滞了近20年,也因此逐渐拉大了与国外的差距。如今,发展木结构建筑与推动装配式建筑在相关理念上高度契合,发展速度越来越快,木结构本身也越来越受到建筑师群体的青睐。


对于木结构建筑未来的发展,同济大学教授、博导何敏娟表示,在继续加大政策支持力度基础上,不断完善相关技术标准,并加大专业人才的培养。同时,要最大限度地利用各种材料的组合优势,持续关注从材料到结构再到防火和耐久性等木结构建筑全寿命周期问题。



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Q:2019年,欧洲有两座80米以上的木结构建筑拔地而起,刷新了此前加拿大Brock Commons创下的纪录。较为成熟的国家和地区,现在发展木结构建筑重点关注的是什么?


A:在追求低碳、多使用可再生资源、实现绿色发展方面,目前全球已经达成共识。在此背景下,业界普遍认为要尽可能多地建造木结构建筑,这也是国际范围内都在大力推动木结构建筑发展的原生动力。


目前,3层或3层以下的木结构建筑在北美、欧洲、亚洲用得非常多,大家觉得很舒适。2016年,加拿大出现了18层的木质学生公寓楼,其他国家也在不断研究,往更高的方向发展。这些实践证明:木结构可以用在高层建筑领域,且在防火和防腐方面也能达到要求。个人认为,虽然技术上能证明木结构可应用于高层建筑领域,但是如何最大限度地利用各种材料的优势并将它们结合起来,以更好地发挥这些材料的性能,才是更值得关注的事。


一些高层木结构建筑的发展也利用了混合结构的优势,像奥地利84米的木结构建筑HoHo,其核心筒是混凝土的,整栋建筑75%的材料用了木材,25%的材料用了混凝土,这样的设计解决了防火安全疏散通道的问题,也把各种材料优势集中应用在了一个示范建造体系中。


相对来说,我国现代木结构建筑发展缓慢,但我国有千年的木结构建筑历史,且所能达到的高度并不低,例如山西省应县木塔达到了67米。可现在由于国内人口密度较大,对于防火问题相对谨慎,高层木结构建筑发展比较慢。我国已经颁布了《多高层木结构建筑技术标准》GB/T 51226-2017,相信随着技术的发展和认识的提高,国内木结构建筑的高度会不断刷新。


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Q:和国外相比,我国的现代木结构建筑案例被认为乏善可陈,您怎么看待我国现代木结构建筑的发展现状?


A:我国建筑业的体量非常大,资料显示,近几年城乡建筑竣工面积每年达到40亿平方米,虽然其中木结构建筑的占比非常小,但是跟国外相比,总量依然很大。目前我国木结构发展得不够理想的原因主要有以下两点:


一是国家在森林可持续发展管理方面相对来说有些欠账,国内现在很多现代木结构建筑的结构材料大量从北美、欧洲进口。国外的科学管理方法是伐1棵、种4棵,这样可以做到取之不尽,用之不竭,这方面国内的森林可持续管理还需进一步加强。不过,国内的速生林建设得非常好,全国有河北文安、山东临沂、江苏邳州、浙江嘉善四大人造板生产基地,我国也是世界上最大的人造板生产国。因此,只要将产品进行升级,国内木结构也可以部分使用自己生产的木材。


二是造价成本问题在一定程度上限制了国内木结构建筑的发展。一方面是木结构建筑本身的造价比混凝土建筑的造价要高,另一方面是与木结构生产企业的运能是否能够充分发挥有关。例如,有些木结构企业不一定可以整年满负荷运行,全年的运行成本就会被推高并平摊到所承接的项目中。此外,木结构企业相对数量较少,竞争也没那么激烈。这些因素综合起来会使木结构建筑的造价成本稍高一些。


可喜的是,最近三五年,越来越多的建筑师愿意花精力做木结构建筑,他们认为木结构更能表现建筑特色,让他们的作品更有展示度,这也进一步增加了他们使用木结构的动力。随着全国各地装配式建筑政策的颁布,混凝土结构、木结构、钢结构均迎来政策利好。目前,国内木结构建筑相关企业发展速度也很快,数量在不断增加。在这20多年的发展过程中,原先历史比较长的企业的生产技术或设备也越来越成熟,他们的发展也推动了行业的进步。



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Q:在推动现代木结构建筑发展的过程中,就学界和业界目前的关注点而言,您觉得什么比较重要?


A:首先,从源头上加强对森林资源的建设和管理非常重要。虽然国际上的木结构产品种类丰富,但我们要研发可利用国内树种的新的工程材料,让国产材料符合木结构的应用需求。


其次,在结构层面,我们要考虑如何利用各种结构体系的优势,并花些力气研究出更适合我国的建筑结构体系,就像上述提到的混合结构体系。随着木结构建筑体量的增加,防火性、耐久性等方面也都需要行业进一步关注和研究。


最后,在政策层面,近些年国家密集发布了一些政策、法律、通知,从整体上推动了装配式建筑的发展,并鼓励在有条件的情况下建造木结构建筑;同时,国家层面也组织了很多课题专家组,关注木结构建筑在发展过程中存在的一些瓶颈,与业内专家一同探寻解决路径,这些对于推动木结构建筑的发展也非常重要。


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Q:您参与捐建的国内首座木结构小学——向峨小学已经建成10多年了,请您谈谈这个作品。


A:2008年汶川地震后不久,我和几位老师原打算用经费凑一凑捐一座希望小学。后来了解到上海市在援建都江堰时有总体规划,援建的学校也有很多所。因此,我们就想参与到这个总体规划中,建一所规模相对较大的学校。


最初当地对木结构建筑的防火和防腐问题有一些顾虑,后来在经过深入了解后,他们同意我们援建这座木结构学校。这座小学的教学区近4000平方米,食堂超过800平方米,宿舍1000平方米,加起来不到6000平方米,整个校区除了餐厅要动明火的部分采用了混凝土结构,其它部分均采用了木结构。当时的援建规格比较高,是按照上海小学的标准建造的。


现在10多年过去了,防火方面没有任何问题,防腐方面,因为当初对宿舍的要求很高,房间内带有卫生间,加上小学生入学的年龄较小,可能在用水和清洁方面有些问题,厕所的木材有些出现腐蚀了,其它方面现在看来还很好。



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Q:对于国内木结构建筑下一步的发展,您有哪些建议?


A:一是要加强政策推动。2003年,去德国交流时发现德国应用的木结构建筑还比较少,但是这几年其木结构建筑发展得非常快,尤其是装配式多高层木结构建筑。这其实与国家层面的推动有很大关系。欧美国家认可木结构建筑,并针对木结构建筑制定了专门的政策。例如,有些国家会在政府推动的项目中明确对木材的使用要求。同时,会在一些地方限制采石、采砂。此外,国外对木结构使用规范的限制也比国内宽松,例如允许建造的高度更高,从规范的角度看,这更有利于木结构的发展。


二是要抛开造价问题多选择木结构建筑。对于开发商选择木结构建筑意愿不是很强的问题,个人认为造价问题是最大的考量点。如果他们不优先考虑成本问题,而希望将项目做得更有特色、更能吸引人、更有显示度的话,木结构建筑会是一个很好的选择。


三是要不断完善相关技术标准。就目前的应用和发展程度看,无论是材料方面还是结构方面的标准都越来越完善。不过,随着木结构建筑技术的不断发展、新材料和新产品的不断增加、木结构体系的不断丰富以及木结构建筑规模的不断扩大,相关技术标准也要不断跟进完善。


四是要加大专业人才的培养。和钢结构、混凝土结构不一样,木结构起步稍晚,研究人员也相对较少。不过,目前木结构领域已形成了一个非常好的团体,成员主要来自国内土木工程类、林业类高校和设计部门,团体内部交流密切,每年都会举办学术交流会和全国高校木结构设计邀请赛。


(编辑:奚雅青)


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