这是钢钉试验方法规定了可以看到弹性模量 2012中国木结构产业及标准化进展

2012中国木结构产业及标准化进展

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文章发布时间:2015/2/8 16:02:51

 

 

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中国林业科学研究院木材工业研究所

全国木材标准化技术委员会结构用木材分技术委员会常务副秘书长徐伟涛就2012中国木结构产业标准化的情况作了报告。

尊敬的孙健司长、尊敬的王满会长、各位嘉宾:大家好!

很高兴有这样的机会,就2012中国木结构产业标准化的情况做一个交流。首先我们来看一下中国木结构产业的发展历史。

我国木结构建筑历史辉煌悠久,是中华文明的重要组成部分,且对日本、朝鲜等邻国产生过重要影响。

中国林业科学研究院木材工业研究所、全国木材标准化技术委员会结构用木材分技术委员会常务副秘书长徐伟涛

建国初期,木结构曾在国民经济建设中发挥着重要作用。至上世纪七十年代末,由于木材短缺,木结构在中国的研究应用陷于停滞,时达二十年之久。上世纪九十年代末期我国引进北美轻型木结构,标志着木结构的研究与应用在我国逐步恢复。

从目前的考古发现,中国浙江余姚发现距今7000年的河姆渡村木桩基础数百根,出土占地40000平方米的大量木结构遗址。那么我们可以从河姆渡的遗址榫卯连接可以看到,当时榫卯连接已经使用到了,在以后的数千年间里沿用衍化,成为我国木结构连接的特点之一。

另外看下西安半坡遗址,距今五千年,此图是某房屋木构架的复原图。我们可以看到这个复原图已具“间”的雏形,中间一列四柱高出檐柱以承托脊檩。中国木结构典型的梁柱式构架初现于此。

另外我们看一下“应县木塔”。始建于公元1056年,是我国现存最高最古的一座木构塔式建筑,也是唯一的一座木结构楼阁式塔。木塔建立在四米高的台基上,塔高67.31米,底层直径是30.27米。去年我们林科院木材所,从第九层到第一层做了一个系统的无损检测。我们也可以看到这个塔身采用内外两环的柱网布置,内环柱以内为内槽,在明层内形成高敞空间供奉佛像,外槽则提供人流活动空间。暗层为容纳平座结构和各层屋檐提供空间,同时亦为承托其上明层的平台。平台式轻型木框架有类于此。

另外是浙江宁波保国寺,是始建于公元1100的,他是最早采用拼合构件的实物建筑。我们可以看到,“瓜棱柱”,殿内四根柱则为拼合柱。其中三根是用四条圆木相拼,接缝处贴以“瓜棱”,实由八根木料拼成;另一根中心为整根圆木,周围贴以八条“瓜棱”,实由九根木料拼成。这个是保国寺大殿外景和横断面图。

另外是山西浑源“悬空寺”,比较典型的一个古建筑。建国初期百废待兴,而钢材、水泥短缺,大多数民用建筑和部分工业建筑都采用了这种砖木结构形式(砖承重墙、木屋盖)。据1958年统计,这类房屋占总建筑的比例约为46%。五、六十年代所建的这类木屋盖,有的至今还在使用。在这一时期,木结构虽基本上被限制在木屋盖应用范围内,但仍处于兴旺时期,木结构仍可与混凝土结构、砌体结构和钢结构并称四大结构之一,在国民经济建设中发挥着重要作用。

与此同时,各高校、科研院所有众多人员从事木结构的教学、科研工作。规范编制、科研、教学的内容也基本以砖木结构为中心。

上世纪七十年代后,木结构在中国基本被停用,木结构工作者纷纷转行,高校木结构课程也逐渐停设,中国木结构被迫处于停滞状态,长达二十余年之久。

现在我们一般来说采用轻型结构,轻型结构自上世纪90年代传到我国,加拿大木材协会对推动中国轻型木结构的发展做了非常重要的贡献。轻型木结构是指主要由木构架墙,木楼盖和木屋盖系统构成的结构体系。目前在国内是一种比较完善的木结构体制。这是北京温哥华森林的一个轻型的木结构建筑。这个是上海金桥联排别墅。那么这个别墅包括133栋木结构别墅,共44,270平方米建筑面积。

另外是“井干式”结构,用原木(或方木)叠垛而成的结构,大多将原木经简单加工,纵横叠垛,形成一个矩形空间。这个是用纯原木搭建的一个原木井干式木结构。

另外我们看看这是北京海德做的一个方木式结构。那么它属于一个纯实木的、纯方木的。右面这个图是胶合方木井干式木结构。那么我们目前有两拼的、三拼的,也有多拼的。

梁柱木结构,是我国比较传统的实木结构,它的特点是墙倒屋不塌,各个构件之间都由榫卯连接,榫卯连接富有韧性,振动时不宜断裂。这是我们在黄山太平湖所建立的一个实木结构。

目前世界的变化主要有两个,一个是工业化、标准化、规格化。轻型木结构所用规格材和木基结构板,都是标准化和规格化的工业产品,可以大批量生产,价格低廉;所用钉连接,是木结构中最简捷的连接方式,施工效率高。轻型木结构在北美、北欧地区得到广泛应用,占这些地区住宅建筑的90%。

另外是工程木,就是目前用的一些小的木材。胶合木等工程木产品代表这一发展趋势,适合于建造大型复杂木结构。这个是国外的一个高层的一个2+4的木结构。这是胶合木结构在大型建筑中的应用。

那么我们看一看目前木结构产业的新变化。十八大报告首次单篇论述“生态文明”,全国党代会报告第一次提出:“推进绿色发展、循环发展、低碳发展”“建设美丽中国”。那么什么叫美丽中国?那我想在这个概念之下我们木结构行业有很大的发展空间的。这是上海金桥所建的木结构建筑。

下面我们看看政策的新变化。财政部、住房和城乡建设部以财建〔2012〕167号印发《关于加快推动我国绿色建筑发展的实施意见》。“绿色建筑”是指满足《绿色建筑评价标准》(GB/T 50378-2006),在全寿命周期内最大限度地节能、节地、节水、节材,保护环境和减少污染,为人们提供健康、适用和高效的使用空间,与自然和谐共生的建筑。主要目标:切实提高绿色建筑在新建建筑中的比重,力争到2015年,新增绿色建筑面积10亿平方米以上。到2020年,绿色建筑占新建建筑比重超过30%,建筑建造和使用过程的能源资源消耗水平接近或达到现阶段发达国家水平。

那我们也知道木结构是非常低碳的一个绿色建筑,那么在这里面我们是有很大的利用空间的。这里面有两个有机政策,那么我们看一看“建立高星级绿色建筑财政政策激励机制,引导更高水平绿色建筑建设”。2012年奖励标准为:二星级绿色建筑45元/平方米(建筑面积,下同),三星级绿色建筑80元/平方米。所以说我们在做木结构的过程中最好能与当地的建筑结合起来,看看能不能申报这种绿色建筑。另外“推进绿色生态城区建设,规模化发展绿色建筑 ”其中二星级及以上绿色建筑达到30%以上,2年内绿色建筑开工建设规模不少于200万平方米。那么现在黑龙江有一个地方要尝试做一个保障房里面也要适用轻型木结构,这对我们来说也是一个非常好的消息。这是以前2010年,建设部关于采用现代木结构建筑技术应用气候变化合作规划部,在11年国务院以白皮书的形式明确加拿大开展采用木结构现代技术对气候变化这方面的合作,那么这些对我们木结构的整个发展起到一个非常好的推动作用。

那么今年我们这个行业变化还是蛮大的,其中就是防腐木企业和很多地板企业,都进入到我们这个行业里面来了,目前已经有几家已经进入到我们这个行业像吉林森工、像浙江方圆都已经进来了,还有几家正在考察。另外其他行业里面包括汇源果汁,还有一些做电力的大的公司,都有想向我们木结构行业进军的趋势。那么这个图片就是方圆地板所做的他们的一个办公楼。

在人才方面,我们林业院校像南京林业大学、内蒙古林业大学已经开展木结构本科生的培养。南京林业大学已经有两届毕业生,明年是第三届了。内蒙古林业大学明年是第一届应届毕业生,中国林科院木材所、北京林业大学、哈尔滨工业大学、同济大学、南京工大等高校,早已开展硕士和博士生的培养。加拿大木业协会,已开展轻型木结构技术人员和设计人员培训。整个从目前的情况来说我们的技术人员还是相对好一点,但是设计人员在国内和木结构行业里还是比较匮乏的。

从材料方面,目前国内市场上原料供应还是比较充足的,因为进口的渠道在增加,在俄罗斯那面政策有所放宽,像日本的杉木也一直想进到中国来。从目前来看,随着美国北美市场经济的复苏,和SPF材料在家具行业的应用,国内木结构材料的价格有明显的上升趋势。另外国内这种市场上这种优质的结构材料,是比较匮乏的,几乎是没有的。我们面前另外的一个问题是营销短板,营销手段比较单一。我接触很多木结构企业,他们一般是通过网络或者熟人介绍或者是我建一个工程你看着这个工程不错,这样的一种模式,缺乏一种有效的营销平台。另外我们整个木结构产业,质量参差不齐,整体情况比较令人担忧,像这个木结构房屋,墙体无透气层,在关键部位未使用防腐木材等。大家可以看到这个图片显示的室外没未防腐处理导致变色的情况。

目前木结构市场那价格无序竞争,有加剧的趋势,它所提供的报价和配置严重不配套。就是配置比较高,报价往下滑。那么我们下一步准备,木结构市场建立市场准入机制。

那么对于木结构产业我们有一点建议就是,加大技术储备,增强与高校院所的合作,还有国外的一些机构,像加拿大协会,加大与他们的合作,加大人才储备,特别是设计人才。通过加强管理,我们要明确打造“百年木屋”这样一个概念。延伸售后服务,提供三年一次检测的免费服务。那么我们保修期以后,要提供免费检测,当然如果需要的话是要提供材料费和成本费。另外结合国家政策,积极争取国家补贴,增强大型国际建设。下面有几个图片,这个图片是青岛的游泳馆的一个设计。另外像高铁、车站、这是他们的设计。设计理念都非常的现实。胥口木桥呢,现在已经基本快建好了。这是苏州皇家成都毗河南岸,在成都所建的一个项目,是一个大型的木结构项目,已经建成了。这是杭州香积寺,这是一个古建筑。这是黄山徽派建筑。这是蒙古包,在内蒙那边所建的一个项目,这是未来木结构高层在国外建筑的一个理念。

说完这个产业,我们在看看标委会的工作进展。目前呢,我们所做的木结构所使用的木材有两种测试方法。一种是小试样测试方法,一种是足尺试验,需要构件比较大,小式样我们提供的材料相对少一些,小试样我们现在包括木材湿胀性测定、横模抗压等十项标准。那么这个木材顺纹抗压模量测定新的标准正在制定,旧的是1995年执行的,其它的都是09年颁布的。


那么“结构用集成材”是由北京林业大学的教授所亲自主持、制定的,标准规定了结构集成材的术语、定义、最低性能和生产要求,物理化学性能试验方法、产品标识方法,给出了集成材生产及质量的控制方法及要求,是我们生产应用的结构集成材胶合木的最基本的人备一份的标准。

另外“木结构覆板胶合板”,它规定了木结构覆板用胶合板术语和定义,分类、要求、试验方法、检验规则、标志、标签、包装以及运输和贮存。

“木材和工程复合木材的持续负载和蠕变的影响评定”是2011国家林业局,也是我们标委会第一个出来的行业标准,也是我们今后木结构行业能够用到的一个非常基本的一个标准。最终我们木材业在运用当中受到持续复杂,蠕变对木材和工程木材这种影响,那么我们在使用十年、五十年这个过程中呢他都会发生蠕变。这个对安全性能和整个木结构性能是非常重要的。

“木结构用钢钉”是在2012年刚刚颁布了一个标准,规定了:木结构用钢钉的术语和定义、分类、要求、试验方法、检验规则、包装、标记、标示、运输及贮存。这个“钢钉”是我国林业系统和钢钉国家标准联合做的一个标准。

目前我们标委会报批的一些标准,像机械分级锯材,那么目前特别是在进口的里面,分为机械分解和目测分级两种。机械分解在加拿大那边是比较完善的,进口的材料我们都可以看到有一个标签。那么这台设备都是我们从美国进口的设备。标准规定了机械分级锯材的技术要求、测试方法、检验规则、标志、包装、运输和贮存以及质量控制方法。适用于干燥处理后经过表面刨光,且满足标准尺寸要求的针叶树锯材产品。我们不管用什么材料,如果想应用于建筑上,想让建筑设计师能直接去应用,我们首先要能测定出来这种材料的特征值,根据特征值我们推出他的设计值,然后设计是可以直接运用到这个建筑上,那么这种方法是“结构用规格材特征值的测试方法”。

“建筑结构用木工字梁”,是我们轻型木结构房屋上使用的,传统意义上木工字格栅,这个在轻型木结构房屋上运用的比较多。

“结构用锯材力学性能测试方法”,是对结构锯材的一个基本的测试方法。规定了结构用木质复合材产品的力学性能测试和特征值确定的方法,适用于结构用木质复合材产品力学性能的评价。

“横向振动法测试木质材料动态弯曲弹性模量”,是采用无损检测的方法,测定出木材它的弯曲弹性模量。我们知道在应用的过程中,弹性模量对木材的应用是非常重要的。我们以前所采用的方式大部分是破坏似的,我们检测完以后这个材料就不能用了,那么通过这种方式,我们可以无损测试出来,测定完之后我们能够判断它的弯曲弹性模量,而我们还可以继续使用这个样品。这个方法比较适合工厂内部质量控制。

另外一个“轻型木结构用规格材目测分级”。“目测分级”在加拿大和美国应用都比较多一些,特别是在美国,他们目测分级材比较多,机械分级的材料相对较好。

“结构用人造力学造板性能测试方法”,规定了结构用人造板抗弯、抗拉、抗压和抗剪等力学性能的试验方法。

“木结构用单板层积材”运用的越来越广泛,国家标准主要是针对规定了木结构用单板层积材术语、分类、要求、试验方法和质量控制以及标志、标签、包装等提出一些具体的要求。

“木质结构材料使用销类金属紧固件连接性能试验方法”,主要是规定了木质结构材料用销类金属连接件连接性能试验方法。

“建筑模板工程用木质工字梁”,规定了建筑模板工程用木质工字梁的定义、分类、要求、试验方法、检验规则、使用说明以及标识和包装。主要适用于建筑模板工程用木质工字梁产品。

“轻型木结构建筑覆面板用定向刨花板”,规定了轻型木结构建筑覆面板用定向刨花板的术语和定义,分类、要求、试验方法、检验规则、工厂规范、质量体系和标记等。适用于轻型木结构建筑覆面板用的定向刨花板,包括用作木框架结构房屋中屋面板、墙面板和楼面板的定向刨花板。如有用做轻型木结构建筑覆面板的其他非单板类人造板,其性能要求可参考本标准。那么这个标准的出台对定价刨花板在木结构上的运用和以后的验收提供了一个基本的标准。

“轻型木结构连接件通用技术条件”,规定了轻型木结构连接件的术语和定义、要求、检验方法、检验规则和标志、包装、运输、贮存等。适用于轻型木结构连接构件。

以上就是我们报批了国家标准委员会,行业标准是报批了国家林业局。他们审核通过以后就会颁布执行。

下面是我们在研练习标准,我们有十一项在严标准,那么其中呢木结构强硬木化是我们第一家由企业牵头的标准,这个标准是由福建漳平木村做的,配合我们林科院、木材所还有福建工林大学等加拿大工业协会来共同制定的。另外这个里面有第7项国家标准“轻型木结构设计值确定方法”,那么这个对以后木结构特别是设计应该说是起到一个非常好的作用。我们目前申报的标准,就是目前申报到国家林业局已经有十几项,其中前六项国家标准十一月份在国标委已经征求完意见了,这个月应该已经能确定下来了。

下面五项行业标准,是我们报给国家林业局已经是二上的一些标准。如果没有大的标准明年应该能立项。目前国标委是鼓励企业做国家标准。那么做这个国家标准和行业标准一个是对企业提高这个技术是非常有好处的;另外做完这个标准,我们从企业所在地方的质检,国家质检系统,质监局,省质监局、市质监局都可以申请到补助资金。这样一个行业标准在福建的话应该能申请到不下于十五万的资金。国家对这方面比较支持创新。那么我们结构材标委会,以下2013年的一个服务行业,简单说就是加大重要标准的研发力度,另外建立优秀木结构企业名录,向社会推进木结构市场更加规范。另外刚才我们吕斌主任也讲了,现在国家林业局正在推动木结构标准化规范企业的一个工作,那么我们作为标委会,我们也在2013年更好的配合国家林业局做木结构示范化、标准化示范企业的推进工作,办好2013年中国木结构技术及产业发展高风论坛,完善中国木结构企业网,为会员企业提供更完善的技术服务!

谢谢大家!


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