从结构形式上分,木结构建筑分为轻型木结构和重型木结构,主要结构构件均采用实木锯材或工程木产品。木结构建筑因其节能环保、性价比高等特点,在世界各地都被广泛应用,既可以做成独门独户的家庭别墅,也可以建成多层公寓、低层商业和公共建筑,还可以应用于景区、民宿、林区等场所。
轻型木结构用规格材及木基结构板材或石膏板制作的木框架墙体、楼板和屋盖系统构成的单层或多层建筑。在北美和加拿大,超过95%的居民都使用这种结构建筑。由于其成本、保温和结构优势,近年来在国内也逐渐盛行。
重木结构是指采用工程木产品及方木或原木作为承重构件的木结构建筑,可细分为梁柱结构和井干结构。它能充分体现出木材天然的色泽和魅力,给人以浑厚之感。
木结构本身的平衡性优于其它结构,木材在经过处理后物理性质稳定,不会轻易发生变形或化学反应。木材的含水率在19%以下时,虫子就不能存活。而用来建造美式木屋的木材的平均含水率只有17%,并且在地基处使用屏障系统——防腐材料来阻隔白蚁的入侵,令你的家居远离这些小虫的侵扰。再加上严格、独特的施工技术能保证建筑材料的干燥,用高科技“呼吸薄膜”包裹木结构别墅的外表面,使结构中的湿气能顺利排出,又避免外界的雨水不能侵入内部结构,使木结构成为既能有效防潮、结构本身又能透气的房子。
木结构建筑的防火性能取决建筑中用于构成屋顶、墙壁和地板的建筑材料及其它相关部分的整体装修材料。木结构建筑由于采用了结构上的全封闭和内墙壁的石膏板装修,木材本身同时具有碳化效果,所以其防火性能和砖石或钢混的住宅的防火性能一样。石膏板不仅能自然调节室内外的湿度,也是极好的阻燃材料。据资料介绍,1991年12月14日在日本对一栋轻木结构别墅进行了在大地震状况下的火灾破坏试验,试验中模拟发生大震,摇晃房屋,然后在室内外人为制造火灾。该试验中,木制别墅表现了极好的防火性。在一屋子失火的情况下,火势要经过45分钟才会蔓延到二层。而传统的房屋在10分钟就会被大火包围。这主要归功于木材的碳化功能和有耐火性能强的石膏板墙板和天花板、别墅内陆板和木结构的密封结构状态,阻止了火焰的迅速漫延。从而使人们有更多逃生和灭火的机会。
加拿大火灾损失统计数据表明,木结构建筑物与其他所有建筑物一样安全。防火安全并不完全取决于单个材料的性能,它更取决于整个系统的耐火性能。例如,钢在大多数规范中被归类为不可燃材料,但是在建筑物火灾所产生的高温下它会灾难性地丧失其结构完整性。一个钢质主梁的破坏时间可能会远远早于其相应的木制系统。
木结构韧性大,对于瞬间冲击荷载和周期性疲劳破坏有很强的抵抗能力,且木结构别墅的箱式结构可以将力均分,木结构的别墅住宅,由于自身结构轻,木结构又有很强的弹性回复性,所以在大地震中吸收的地震力小,结构在基础发生位移时可由自身的弹性复位而不至于发生倒塌。在日本神户和美国洛杉矶的大地震中,木结构别墅多是稍微变形而不倒塌。即使在强大的地震力下,木结构别墅稍微变形或整体被推前数米,仍完好无散架。由此证明了木结构别墅在各种极端的负荷条件下,可以保持其结构的抗地震稳定性能和结构的完整性。
只要合理施工和建筑,木结构别墅是现代房屋结构中最经久耐用的结构之一。能历经数代人居住而使用状况良好。在加拿大和美国,年代最久远的轻型木结构住宅可以追述到18世纪。而中国北京的故宫等皇家木结构和砖木结构建筑亦经历数百年。木结构别墅有结构轻、抗沉降、抗老化、完全接受地球磁场等优势。在使用和维护得当的前提下,木结构中的木材是稳定的、寿命长、耐久性强的结构材料。
轻型木结构别墅墙体内装有大面积的保温隔音材料——玻璃棉。选择玻璃棉代替传统的矿物岩棉,使保温隔音效果更加明显。经国家权威部门检测,同样厚度的玻璃棉,其保温效果是矿物岩棉的1.5倍,是混凝土的8~12倍;降噪吸声效果是矿物岩棉的1.2倍,是混凝土的4倍。经实际检测,采用玻璃棉的木结构别墅,当室外温度在-15℃时,不采用任何取暖方式,居住者也不会感到十分寒冷;50mm厚的玻璃棉可以降低噪音50分贝。
最常用的木材是俄罗斯樟子松,木屋的建造周期很短,以100—200平米的木屋来计算,生产建造的周期约一个月。木屋的使用寿命一般可以达到70年之久,木屋需要每隔5—7年保养一次,不过保养的费用并不高,比如使用面积在300平米的木屋,一次保养只需要话费约5000元。