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干货分享|刘敬疆《木结构建筑政策与标准》

干货分享|刘敬疆《木结构建筑政策与标准》

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由中国木材与木制品流通协会主办的中国木结构产业发展研讨会于2024年4月1日在北京召开。会上,住房和城乡建设部科技与产业化发展中心处长刘敬疆进行了主题为“木结构建筑政策与标准”的主旨报告,报告具体内容主要包括国家推进木结构建筑的形式、建筑行业木结构标准、木结构未来发展方向三个方面。



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刘敬疆

住房和城乡建设部科技与产业化发展中心处长

绿色建材产品认证技术委员会主任

绿色建材评价管理办公室主任


01 

国家推进木结构建筑的形势


(1)建筑业“双碳”转型政策背景


从2016年“在具备条件的地方倡导发展现代木结构建筑”到《“十三五”装配式建筑行动方案》提出“推进中国特色现代木结构建筑技术体系及中高层木结构建筑研究”,再到双碳战略背景下,《“十四五”建筑业发展规划》指出构建装配式建筑(混凝土、钢结构和木结构)标准化设计和生产体系,以标准化为主线引导上下游产业链协同发展。推动建筑业“双碳”转型,木结构建筑在建筑业中的身影愈发明显。


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近年我国相关政策 ©︎ 刘敬疆


(2)中国传统木结构和木结构建筑


中国古代木结构在长期历史发展中不断演化改进,逐渐形成了梁柱式构架和穿斗式构架两类主要体系。


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抬梁式木结构 ©︎ 源自网络


作为中华文明的重要组成部分,我国传统木结构建筑在世界上有着重要影响。《营造法式》作为指导古代木结构建筑设计与施工指南,记录了许多极富智慧的构造做法,对现代木结构建筑仍有重要借鉴意义。


(3)现代装配式木结构建筑的优势


现代装配式木结构建筑具有耐久性强、施工周期短、抗震性强、保温节能性好、环保节碳等优势。


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morinos ©︎ Pinterest


从耐久性来说,木结构建筑在设计和围护得当的前提下,具备较长的结构寿命;同时,木结构建筑适合预制化加工,施工迅速,现场作业干净,节约人力,提高施工效率。


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CLT ©︎ Pinterest


从材料的角度来看,在抗震方面,木结构自身质量较轻,地震时吸收地震力少,具备较强的结构稳定性;在保温节能方面,木材保温性能和隔热性能好,在同样厚度的条件下,木材隔热值比标准的混凝土高16倍,比钢材高400倍。


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forest ©︎ Pinterest


从低碳环保角度看,相较于不可再生资源,在合理控制采伐和生长量平衡的条件下,木材可以成为永不枯竭的环保材料;树木在成长的过程中通过光合作用吸收二氧化碳,起到固碳作用;木结构建筑的全生命周期能耗和对环境的影响远优于钢结构和混凝土结构。


(4)国内木结构建筑发展现状


我国木结构建筑建设量少,造成这种情况的原因主要有三方面。


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成都天府农博园青苗 ©︎ 源自网络


一是建设成本高。我国现阶段人均森林面积较低,大部分建筑木材依赖国外进口,增加了木结构在中国实施的成本;木结构领域相关专业教育受制于行业市场规模,造成木结构领域人才短缺,技术滞后,专业人员使用成本也相应升高。


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海口市民游客中心 ©︎ 李季


二是技术、品质有待提高。木结构技术近百年来在国内并未受到重视,从木材采集、设计到施工,没有先进的体系串联,导致木结构建筑的质量参差不齐,发展也相对滞后。


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第十届江苏省园艺博览会博览园主展馆 ©︎ 有方


三是人民群众接受度低。木结构专业知识在国内得不到有效传播和普及,大部分人对木建材的认知还停留在早期我国传统的原木材料上。在防火、防虫以及稳定性等问题上,很多人都仍然认为木结构无法胜任当代的建筑要求。


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北京国家雪车雪橇中心 ©︎ 源自网络


实际上,目前我国已经建成许多优秀的木结构建筑。例如北京国家雪车雪橇中心、成都天府农博园主展馆项目、第十届江苏省园艺博览会博览园主展馆、海口市民游客中心等代表性建筑。


(5)国外木结构建筑发展现状


北美加拿大是一个拥有3.47亿公顷森林面积的国家,森林覆盖面积位列世界第三,仅次于俄罗斯和巴西。依靠国家丰厚的自然资源,加拿大形成了数百亿万加元的林业产值,软木产量居全球第二位,占全球总量的18.7%。伴随着世界经济的共同发展体系,中国木材需求急剧上升,对加拿大的进口贸易也逐渐增强,目前,中国已经成为加拿大第二大木材出口国,吸引了很多木材投资者的关注。


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日本自然科学寺子屋 ©︎ 源自网络


日本是一个木结构建筑占比较高的国家,2010年日本推出《公共建筑等木材利用促进法》鼓励国家和地方在公共建筑中使用木结构。相关统计显示,截至2020年日本的木结构住宅已占住宅存量面积的67%左右。


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日本W350计划 ©︎ 源自网络


2016年,日本出台了CLT(正交胶合木)相关的三部标准,目前正在大力发展CLT木结构。同时,《建筑基准法》(修订版)的实施对建筑的耐火构造及建造方式作了规定,使木结构建筑的防火规定合理化。从产业技术角度看,日本还有详细完备的“木材固碳量计算方法”和“各类建材全环节的碳排放系数因子”,可根据建筑木材用量以及建筑工程各方面条件,精确计算新建木结构建筑工程的固碳量。


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瑞士斯沃琪新总部 ©︎ 源自网络


目前国外有很多优秀的木结构建筑案例,如挪威的米约萨塔,加拿大的Brock Commons学生公寓,美国的Ascent;瑞士的斯沃琪新总部,日本的住友W350计划等。


02 

建筑行业木结构标准


(1)中国传统木结构标准

木结构建筑是中国几千年历史上最重要的代表性建筑类型之一,北宋时期就已经制订了全面的技术标准与规范《营造法式》,记录了成熟完善的设计与施工要求。《营造法式》中道法天、循自然的理念在如今仍然值得我们深入思考建筑与自然协调发展的关系。


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营造法式 ©︎ 源自网络


(2)现代木结构标准


我国现行的现代木结构标准体系已经初步构建完成,还需研发木结构关键技术与工艺标准,致力于构建完善的标准体系。同时,基于现行规范的适用范围,应着力优化其在木结构领域的推广模式,扩大其应用范围,改革“让普通人看得懂”的标准规范,在农村自建房和农村土地流转中发挥效用。


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©︎ Pinterest


我国现代木结构标准应将“保建筑到保生命”作为基本原则,结合木结构建筑发展的实际情况,在保证人民群众生命和财产安全的前提下,完善消防标准,推动木结构建筑健康发展。同时还需要着力推动木材及木制产品建材绿色化认证。


03 

木结构未来发展方向


(1)我国木结构建筑约束与对策

目前,我国木结构建筑发展主要面临四个方面的条件约束。


一是我国木结构建筑原材料短缺,其应对策略为鼓励使用人工速生林以及引进国际标准的规格材料;二是缺乏本土化设计方法和技术指导,其应对策略为开展本土化木结构建筑设计关键技术研究。


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Glulam ©︎ Pinterest


三是现行的消防标准制约木结构的建筑规模和技术应用,其应对策略为完善现行消防标准,基于现行消防标准研究木结构的适建范围,在适合的场景与环境下优先推广使用木结构建筑;四是木结构建筑全产业链发展不完善,其应对策略为研究木结构建筑全产业发展策略,研发大型木构件和制品。


(2)现代装配式木结构的应用建议


在地点、环境选择方面,坚持以人为本的原则,在人可以迅速疏散的地方使用木结构,诸如低层、小型建筑及开放空间中,以及在不易起火的环境条件下使用;在适合的场景与环境下,优先推广使用木结构建筑。


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Building with enggineered timber ©︎ Pinterest


木结构建筑由于其技术原因,在高层建筑中应用较少,根据其特点,非常适合在大量的乡村民居和小建筑、大跨度单层建筑、低层或多层建筑的开放性空间,以及多层建筑的非结构性室内空间材料中加以推广应用。


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苏黎世机场航站楼 ©︎ 源自网络


在结构选择方面,轻型木结构符合木结构产品生产具有标准化、规格化及生产效率较高的特点;胶合木(集成木)结构适合于建造大型复杂木结构。因此轻型木结构、胶合木(集成木)结构、木混合结构等构成了现代木结构建筑体系。我国应注重发展钢木结构、铝木结构、索木结构、混凝土-胶合木框架混合结构、框架装配式箱体结构等复合结构体系,注重现代木结构技术与传统的融合创新。


(责任编辑:何雯丽)



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[责任编辑:Susan]

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