本文来自：地震三点通

作者：黄浩宇（北京工业大学建筑工程学院）

现代人大都居住在钢筋混凝土建造的建筑中，以钢材和混凝土为主导的建筑业会消耗大量能源并排放出大量的二氧化碳，导致人们对现有的环境和城市越来越不满意，向往自然，回归自然的愿望日益强烈。

因此，近年来节能、生态环保、高性能、低成本的绿色木质建材逐渐受到人们的关注和喜爱，这些新材料比起古代木结构建筑的用料都具备哪些“超能力”呢？它们在防震减灾方面又有哪些优势呢？

让古代建筑“复活”的新材料：

用正交胶合木搭房子

想要住在木结构房子里，

非鬼斧神工，

无能工巧匠如何实现？

现代科技恰好为我们建造古代木建筑提供了“利器”，让我们可以沿用古代木结构技艺。

近年来，在欧美发达国家，以锯材等为基本单元制成的新型材料——正交胶合木（CLT）正在部分取代钢筋混凝土和砖混结构建筑。

正交胶合木是按照顺纹和横纹垂直交错的叠合方式进行连接，胶合而成的高强度的实木板材。它与装配式建筑施工方式堪称是建造传统木结构建筑的“利器”。

正交胶合木材料有哪些优势？

1

正交胶合木稳定性卓越

普通的木材都可以看到木纹的方向，而木纹就相当于纤维，当沿平行于木纹的方向拉伸木材时，木材很难被破坏；当沿垂直于木纹的方向拉伸木材时，木材就很容易被破坏。

所以木材是纵纹方向强度大，横纹方向强度小。

但正交胶合木可以将木材横纹和纵纹平均分配，使木材两个方向强度都大，大大提升木材的稳定性。

如果将正交胶合木用于苏州园林等木结构建筑的修复，则会使其结构更加坚固，更不容易受到地震、台风的损坏。

2

正交胶合木节能环保

国外一项研究表明，长期居住在木质住宅的人的平均寿命要比住在钢筋混凝土住宅的人高出9~11岁。

因此，木结构房屋是世界上能真正称得上环保的建筑之一。

美国的一项研究证明，木结构建筑比一般水泥、砖瓦结构住房节能50%，绿色环保，居住舒适。

如果用正交胶合木建造苏州园林式仿古建筑则更能体现绿色建筑理念。

3

耐阻燃性能好，防火性能优异

在同等条件下，普通木结构的耐火阻燃值是钢结构的1.3倍，是水泥结构的1.7倍。

而正交胶合木可以在火灾发生时形成绝热保护碳化层，起到隔火作用，使大火无法快速烧入木材内部。

另外，正交胶合木的燃烧速度稳定，我们可以精确预测其烧毁时间，为火灾救援提供更多保障。

4

正交胶合木适合装配式建筑

正交胶合木适合装配式建筑，并且可以根据建筑设计要求在工厂预制加工成较大尺寸门窗洞口规格的楼面板、墙面板和层面板，这些构件可以直接运至现场快速安装，大大缩短了建筑的安装周期。

正交胶合木组装快、工期短，并且建筑现场噪声低，无污染，无建筑垃圾产生，拆卸后可重新利用，有效减少了施工污染。

机械加激光

榫卯更在行

在我国古代，建筑以木构架结构为主要的结构方式，由立柱、横梁、顺檩等主要构件建造而成，各个构件之间的结点以榫卯相吻合，构成富有弹性的框架。

榫卯这种构件连接方式，使得中国传统的木结构成为了特殊柔性结构体，不但可以承受较大的荷载，而且允许产生一定的变形，在地震荷载下通过变形抵消一定的地震能量，减小结构的地震响应。

这些构件用正交胶合木可以做出来吗？

当然可以！

现代科技已经大量使用了激光切割与机械手臂，可以精准地参数化加工木结构构件，榫卯更是不在话下。

激光切割就是用高功率密度激光束照射被切割材料，使材料很快被加热至汽化温度，蒸发形成孔洞，随着光束在材料上的移动，孔洞之间连续形成宽度很窄的（如 0.1毫米左右）切缝，完成对材料的切割。

所以，木结构的连接件能便捷、精准地被加工出来。而机械手臂不但可以控制切割木材的角度，还可以组装木构件，比手工操作更加精准。

机械手臂形态各不相同，但都有一个共同的特点，就是能够接受指令，精确地定位到三维（或二维）空间上的某一点进行作业。

古代木结构的斗拱

操作精准的机械手臂

正交胶合木的用处还远不止于此。

它可用于木结构古建筑的修复，在不破坏古建筑整体结构的情况下有针对性地对损坏部分进行修复，且使得修复部分更加坚固。

随着科技的进步，高性能抗震斗拱已经进入研发阶段，抗震斗拱具有变形恢复能力，即使发生较大的变形，也可以恢复形状，有效降低地震所导致的结构位移，降低地震对木结构建筑的影响。

与此同时，建筑专家还在开发一种可恢复的木节点，这种节点即使在地震中发生大幅度变形，也可以恢复到变形前的形状。

此项研究对于提升木结构建筑的

防灾减灾功能意义重大

新科技的应用

让传统木结构建筑的抗灾能力得到提升

使得传统木结构建筑的魅力更加持久

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