從結構形式上分,木結構建筑分為輕型木結構和重型木結構,主要結構構件均采用實(shí)木鋸材或工程木產(chǎn)品。木結構建筑因其節能環(huán)保、性?xún)r(jià)比高等特點(diǎn),在世界各地都被廣泛應用,既可以做成獨門(mén)獨戶(hù)的家庭別墅,也可以建成多層公寓、低層商業(yè)和公共建筑,還可以應用于景區、民宿、林區等場(chǎng)所。
輕型木結構用規格材及木基結構板材或石膏板制作的木框架墻體、樓板和屋蓋系統構成的單層或多層建筑。在北美和加拿大,超過(guò)95%的居民都使用這種結構建筑。由于其成本、保溫和結構優(yōu)勢,近年來(lái)在國內也逐漸盛行。
重木結構是指采用工程木產(chǎn)品及方木或原木作為承重構件的木結構建筑,可細分為梁柱結構和井干結構。它能充分體現出木材天然的色澤和魅力,給人以渾厚之感。
木結構本身的平衡性?xún)?yōu)于其它結構,木材在經(jīng)過(guò)處理后物理性質(zhì)穩定,不會(huì )輕易發(fā)生變形或化學(xué)反應。木材的含水率在19%以下時(shí),蟲(chóng)子就不能存活。而用來(lái)建造美式木屋的木材的平均含水率只有17%,并且在地基處使用屏障系統——防腐材料來(lái)阻隔白蟻的入侵,令你的家居遠離這些小蟲(chóng)的侵擾。再加上嚴格、獨特的施工技術(shù)能保證建筑材料的干燥,用高科技“呼吸薄膜”包裹木結構別墅的外表面,使結構中的濕氣能順利排出,又避免外界的雨水不能侵入內部結構,使木結構成為既能有效防潮、結構本身又能透氣的房子。
木結構建筑的防火性能取決建筑中用于構成屋頂、墻壁和地板的建筑材料及其它相關(guān)部分的整體裝修材料。木結構建筑由于采用了結構上的全封閉和內墻壁的石膏板裝修,木材本身同時(shí)具有碳化效果,所以其防火性能和磚石或鋼混的住宅的防火性能一樣。石膏板不僅能自然調節室內外的濕度,也是極好的阻燃材料。據資料介紹,1991年12月14日在日本對一棟輕木結構別墅進(jìn)行了在大地震狀況下的火災破壞試驗,試驗中模擬發(fā)生大震,搖晃房屋,然后在室內外人為制造火災。該試驗中,木制別墅表現了極好的防火性。在一屋子失火的情況下,火勢要經(jīng)過(guò)45分鐘才會(huì )蔓延到二層。而傳統的房屋在10分鐘就會(huì )被大火包圍。這主要歸功于木材的碳化功能和有耐火性能強的石膏板墻板和天花板、別墅內陸板和木結構的密封結構狀態(tài),阻止了火焰的迅速漫延。從而使人們有更多逃生和滅火的機會(huì )。
加拿大火災損失統計數據表明,木結構建筑物與其他所有建筑物一樣安全。防火安全并不完全取決于單個(gè)材料的性能,它更取決于整個(gè)系統的耐火性能。例如,鋼在大多數規范中被歸類(lèi)為不可燃材料,但是在建筑物火災所產(chǎn)生的高溫下它會(huì )災難性地喪失其結構完整性。一個(gè)鋼質(zhì)主梁的破壞時(shí)間可能會(huì )遠遠早于其相應的木制系統。
木結構韌性大,對于瞬間沖擊荷載和周期性疲勞破壞有很強的抵抗能力,且木結構別墅的箱式結構可以將力均分,木結構的別墅住宅,由于自身結構輕,木結構又有很強的彈性回復性,所以在大地震中吸收的地震力小,結構在基礎發(fā)生位移時(shí)可由自身的彈性復位而不至于發(fā)生倒塌。在日本神戶(hù)和美國洛杉磯的大地震中,木結構別墅多是稍微變形而不倒塌。即使在強大的地震力下,木結構別墅稍微變形或整體被推前數米,仍完好無(wú)散架。由此證明了木結構別墅在各種極端的負荷條件下,可以保持其結構的抗地震穩定性能和結構的完整性。
只要合理施工和建筑,木結構別墅是現代房屋結構中最經(jīng)久耐用的結構之一。能歷經(jīng)數代人居住而使用狀況良好。在加拿大和美國,年代最久遠的輕型木結構住宅可以追述到18世紀。而中國北京的故宮等皇家木結構和磚木結構建筑亦經(jīng)歷數百年。木結構別墅有結構輕、抗沉降、抗老化、完全接受地球磁場(chǎng)等優(yōu)勢。在使用和維護得當的前提下,木結構中的木材是穩定的、壽命長(cháng)、耐久性強的結構材料。
輕型木結構別墅墻體內裝有大面積的保溫隔音材料——玻璃棉。選擇玻璃棉代替傳統的礦物巖棉,使保溫隔音效果更加明顯。經(jīng)國家權威部門(mén)檢測,同樣厚度的玻璃棉,其保溫效果是礦物巖棉的1.5倍,是混凝土的8~12倍;降噪吸聲效果是礦物巖棉的1.2倍,是混凝土的4倍。經(jīng)實(shí)際檢測,采用玻璃棉的木結構別墅,當室外溫度在-15℃時(shí),不采用任何取暖方式,居住者也不會(huì )感到十分寒冷;50mm厚的玻璃棉可以降低噪音50分貝。
最常用的木材是俄羅斯樟子松,木屋的建造周期很短,以100—200平米的木屋來(lái)計算,生產(chǎn)建造的周期約一個(gè)月。木屋的使用壽命一般可以達到70年之久,木屋需要每隔5—7年保養一次,不過(guò)保養的費用并不高,比如使用面積在300平米的木屋,一次保養只需要話(huà)費約5000元。