中國木材與木制品流通協(xié)會(huì)首席專家

朱光前

2014年7月

一、從新認(rèn)識(shí)木質(zhì)建材的主要原料——木材

歷史上木材一直是重要的建筑材料之一，但近幾十年來我國對木材的應(yīng)用特別是在建筑上的應(yīng)用有誤解，認(rèn)為少用木材才是對森林的保護(hù)，對環(huán)境的保護(hù)，這是不全面不準(zhǔn)確的認(rèn)識(shí)。

木材的應(yīng)用與林業(yè)發(fā)展不是對立的而是互相促進(jìn)的，只要規(guī)劃管理得當(dāng)，科學(xué)的合理應(yīng)用木材，需求會(huì)刺激林業(yè)發(fā)展而不是破壞林業(yè)，中外的大量事實(shí)充分說明這個(gè)道理。如江蘇省80年代，森林覆蓋率不到2%，90年代蘇北地區(qū)人造板業(yè)發(fā)展，木材的需求刺激了林業(yè)發(fā)展，激發(fā)了當(dāng)?shù)剞r(nóng)民的造林積極性，在公路、河渠、村莊兩旁到處種植速生楊，甚至在田間也糧林間做，木材和糧食雙豐收，現(xiàn)在蘇北人造板發(fā)達(dá)的地區(qū)如泗陽、邳州等森林覆蓋率都超過40%。廣東、廣西、福建、湖南等許多木材工業(yè)發(fā)達(dá)的地方，林業(yè)發(fā)展都非常迅速，廣西區(qū)2000年——2012年，人造板產(chǎn)量增加34倍，木材產(chǎn)量增長5.2倍，同時(shí)森林蓄積增長1.6倍，森林覆蓋率提高20個(gè)百分點(diǎn)，木材的應(yīng)用刺激和帶動(dòng)了林業(yè)發(fā)展（見下表）。

國外，北美、歐洲、大洋洲也都是由于木材需求的刺激，林業(yè)不斷發(fā)展，森林覆蓋率和蓄積量都在不斷發(fā)展。因此發(fā)展木質(zhì)建材和木結(jié)構(gòu)房屋不但不會(huì)破壞中國林業(yè)，還會(huì)促進(jìn)林業(yè)發(fā)展。

我國木材資源不足，優(yōu)質(zhì)大徑木材主要靠進(jìn)口，世界木材資源總體講生長量大于采伐量，現(xiàn)在的主要問題是熱帶雨林由于毀林開荒、薪材等亂砍濫伐，破壞較大，森林面積在減少，但北美、歐洲和俄羅斯以針葉木材為主森林資源大量增加，據(jù)聯(lián)合國歐洲經(jīng)濟(jì)委員會(huì)（UNECE）2005年對歐洲森林未來的預(yù)測，近年來森林采伐量與蓄積生長量的比率，全歐洲為45%，俄羅斯為25%，因此用材需求即使擴(kuò)大，采伐量也不會(huì)超過生長量。建筑用木材主要是針葉木材，2013年我國進(jìn)口原木中針葉原木占73%，進(jìn)口鋸材中針葉鋸材占71%，不存在資源風(fēng)險(xiǎn)。

工業(yè)人工林不足世界森林面積3%，卻可供應(yīng)世界原木產(chǎn)量的35% 。依據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組織2001年報(bào)告，世界年增人工林450萬hm²；自1995年以來，人工林約增加了2000萬hm²。現(xiàn)在世界共有人工林約2.6億hm²。FAO《2007年世界森林狀況》的報(bào)告明確指出，人工林面積繼續(xù)擴(kuò)大，其產(chǎn)量已接近世界產(chǎn)量的50%。近年來，人工林資源逐漸成熟，人工林每年增量2500萬立方米左右，與年消費(fèi)增量大體相當(dāng)。中國人工用材林6169萬公頃，世界第一，發(fā)展前景很好。這些人工林可以生產(chǎn)工程用木質(zhì)建材用于木結(jié)構(gòu)建筑。所以說木材資源不是問題。

木材有諸多優(yōu)點(diǎn)：

（1）木材是當(dāng)今世界主要材料中最具生命力的材料

在當(dāng)今的四大材料（鋼材、水泥、木材、塑料）中，木材是唯一可再生的資源，可以通過人類自己的努力進(jìn)行大量生產(chǎn)、永續(xù)利用。將來，現(xiàn)今的礦物資源逐漸退出歷史舞臺(tái)時(shí)，木材仍然會(huì)保持著旺盛的生命力。有些領(lǐng)域可以用木材代替不可再生的礦物資源，而不應(yīng)提倡用鋼材、水泥等代用木材。（見下表）

特別要說一下水泥，它是建筑中的核心材料，但中國石灰石資源并不豐富，可采儲(chǔ)量790億噸，按目前水泥產(chǎn)量22億噸計(jì)算，可采30多年，以后怎么辦？建議民用低層建筑多用木質(zhì)建材，水泥用于高層建筑和大型工程。

（2）木材是最低炭環(huán)保的材料。生產(chǎn)1噸材料：由于樹木生長的光合作用:木材：釋放氧氣1.2噸，吸收固化二氧化碳1.6噸；

鋼鐵：釋放二氧化碳1.6噸；水泥：釋放二氧化碳1噸。

加工一個(gè)單位材料能耗：木材：1；水泥：5；鋼鐵：191；鋁：791。

（3）木材受熱后由于表面碳化強(qiáng)度損失少，給人以逃生時(shí)間。木材與鋼材比較，攝氏550度，30分鐘燃燒，木材強(qiáng)度降低25%，而鋼材強(qiáng)度則降低了90%。

（4）木材是有利于身體健康的材料。人類生活在木制房屋中對身體最為有益，日本某大學(xué)用老鼠做的實(shí)驗(yàn)說明這個(gè)問題。

放在木盒、金屬盒和水泥盒里的白老鼠15天后生存率分別為80%，40%和17%。

（5）木材是最易于回收和循環(huán)利用的材料。在主要的材料中，木材制品廢棄后最易于處理，木制品廢棄后可以作為燃料，也可以作為人造板或紙張?jiān)?，或轉(zhuǎn)化為化工原料。

我國建筑垃圾的數(shù)量已達(dá)80億噸，損毀土地200萬畝以上，占到城市垃圾總量的30%-40%。目前我國每年產(chǎn)生的建筑垃圾約為3億噸，由于歷史原因，我國建筑缺少長遠(yuǎn)規(guī)劃和建造質(zhì)量欠佳，住建部研究中心主任陳淮講，今后15-20年，現(xiàn)有住房一半以上要拆掉重建。到 2030年新產(chǎn)生的建筑垃圾將是一個(gè)令人震撼的數(shù)字。英國建筑平均壽命134年，美國建筑平均壽命74年，中國只有25-30年。拋除浪費(fèi)不講，如果使用木結(jié)構(gòu)建筑，建筑垃圾問題將很好解決。

二、木質(zhì)建材在低能耗建筑中的應(yīng)用

木結(jié)構(gòu)建筑是最低能耗建筑，根據(jù)美國商務(wù)部的數(shù)據(jù)，在2009年新建獨(dú)戶住宅中，壁式框架木結(jié)構(gòu)房屋占全體92%，混凝土房屋占5.5%，鋼鐵等建筑占2.5%。歐洲、澳洲和日本50——60%以上的住宅建筑也是木結(jié)構(gòu)。

中國2011年新增建筑面積32.9億平方米，其中住宅面積19.75億平方米，而木結(jié)構(gòu)建筑比重過低，真正意義上的木結(jié)構(gòu)建筑估計(jì)不過萬分之幾。與歐美日本等國家有很大差距。

中國很多人對現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)建筑不了解，普遍分不清中國傳統(tǒng)的木結(jié)構(gòu)建筑與現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)建筑的區(qū)別，認(rèn)為木結(jié)構(gòu)房屋就是應(yīng)用砍伐的樹木原木，經(jīng)過簡單處理后用榫卯連接梁柱作為房屋的支撐結(jié)構(gòu)，或用磚墻支撐木絎架的結(jié)構(gòu)，簡單的如過去的普通民居，較高級的如廟宇建筑等，盡管在抗震方面有一定優(yōu)勢，但在居住的舒適度、牢度、防火、防潮、節(jié)能保溫等許多方面給人留下不好印象。加上中國森林資源相對貧乏和人口的快速增長，經(jīng)濟(jì)發(fā)展以后，人們競相居住到較為現(xiàn)代的混凝土建筑中去，對現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)房屋的許多優(yōu)點(diǎn)不了解并且有較深的誤解，這種誤解和不正確認(rèn)識(shí)在中國普通居住者、建筑商和國家決策者中相當(dāng)普遍。限制了木質(zhì)建材的發(fā)展，使木材在建筑材料中退到次要地位，在建筑工程中，木材的使用與歐美等發(fā)達(dá)國家存在較大差距，也造成中國現(xiàn)代建筑浪費(fèi)能源污染環(huán)境等許多詬病。

現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)建筑分為重型木結(jié)構(gòu)、輕型木結(jié)構(gòu)和井干式木結(jié)構(gòu)，大型的體育場館等公共建筑、橋梁等屬于重型結(jié)構(gòu)，一般家庭多層連體或單體住宅屬于輕型木結(jié)構(gòu)建筑，景觀建筑多采用井干式木結(jié)構(gòu)。現(xiàn)代輕型木結(jié)構(gòu)住宅多以框架式木結(jié)構(gòu)為主，是一種空間箱型架構(gòu)，以現(xiàn)代木材加工技術(shù)生產(chǎn)的木質(zhì)結(jié)構(gòu)用材、結(jié)構(gòu)用板材為構(gòu)件材料，廣泛適用釘、螺栓、齒板等金屬件連接，并運(yùn)用了現(xiàn)代建筑中保溫隔熱、防潮和防霉等建造技術(shù)，這種結(jié)構(gòu)的典型特點(diǎn)是采用斷面較小的規(guī)格材均勻密布組成結(jié)構(gòu)骨架，與樓面板、墻面板、屋面板等次要結(jié)構(gòu)件共同作用承擔(dān)載荷，傳力路徑多樣，因此保溫、抗震等性能非常良好，舒適度高，住宅壽命長（100年以上）。由于構(gòu)件是標(biāo)準(zhǔn)化、工廠化生產(chǎn)，現(xiàn)場施工簡單，環(huán)境污染少，施工周期短，節(jié)能、環(huán)保，是現(xiàn)代住宅的發(fā)展方向。

中國近代建筑，超過80%是非節(jié)能建筑，其每單位面積的能耗水平是發(fā)達(dá)國家的2-3倍，而建筑能耗約占總能耗的1/3。

木材是優(yōu)良的隔熱材料，木材的隔熱值比標(biāo)準(zhǔn)的混凝土高16倍，其熱阻值是鋼材的400倍，使用鋼、混凝土、磚的建筑要達(dá)到與木結(jié)構(gòu)相同的節(jié)能性能，必須使用更多的保溫材料或加厚墻體。清華大學(xué)國際工程項(xiàng)目管理研究院的研究報(bào)告指出，與傳統(tǒng)磚混房屋相比，如果用木結(jié)構(gòu)代替鋼結(jié)構(gòu)，在建造階段，將節(jié)省27.75%的能源和39.2%的水；代替混凝土結(jié)構(gòu)，將節(jié)省45.24%的能源和46.17%的水。使用階段的能耗，以北京地區(qū)全年采暖空調(diào)耗電量看，木結(jié)構(gòu)比輕鋼結(jié)構(gòu)耗電量節(jié)能9.43%，比混凝土結(jié)構(gòu)節(jié)能10.92%。建筑上木結(jié)構(gòu)對節(jié)能、環(huán)保都是最好的。國家建設(shè)部政策研究中心陳淮主任說，我國居住面積增長10%，能耗卻增長30%，從材料和房屋節(jié)能入手，發(fā)展木結(jié)構(gòu)建筑將會(huì)固化二氧化碳，節(jié)省大量能源。

據(jù)美國環(huán)境保護(hù)署資料，加拿大俾詩省圖書館廣場項(xiàng)目使用木材3008立方米，這些木材在北美生長時(shí)間為9分鐘，該項(xiàng)目所存儲(chǔ)的碳相當(dāng)于1390輛汽車持續(xù)行駛一年的溫室氣體排放量。

木材十分輕巧，運(yùn)輸過程中消耗的能源也少，木結(jié)構(gòu)建筑自重輕，基礎(chǔ)施工用材少，施工速度快，極少使用重型設(shè)備，總之，推廣發(fā)展節(jié)約能源的木結(jié)構(gòu)建筑將是最好的途徑之一，最大程度地為我國的節(jié)能降耗和減少二氧化碳排放量做出貢獻(xiàn)。優(yōu)越的居住環(huán)境又會(huì)給居住者帶來舒適的生存空間，讓居住者盡情享受溫馨和諧的生活。是真正意義上的綠色建筑。

三、建造現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)建筑是減少地震傷亡的重要方法。

20世紀(jì)，中國死于地震的人數(shù)達(dá)55萬之多,占全球地震死亡人數(shù)的53%;上世紀(jì)全球兩次造成死亡20萬人以上的大地震都發(fā)生在我國,一次是 1920年寧夏海原8.5級地震,死亡23.4萬人;另一次是1976年唐山7.8級地震,死亡24.2萬人。 2008年四川汶川地震死亡8.6萬人。最近8月3日云南魯?shù)閮H6.5級地震就死亡589人。其原因，一是中國的人口密、人口多；二是，混凝土房屋質(zhì)量不好，現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)房屋極少，；第三與中國的地震活動(dòng)強(qiáng)烈頻繁有密切關(guān)系。

傳統(tǒng)的木結(jié)構(gòu)靜定結(jié)構(gòu)體系——梁柱式的框架由于依靠較少的結(jié)構(gòu)構(gòu)件和連接，以至于在地震的過程中任何一個(gè)的構(gòu)件和連接破壞都可以造成整體結(jié)構(gòu)的破壞乃至垮塌。

現(xiàn)代輕型木結(jié)構(gòu)之所以稱之為“輕型木結(jié)構(gòu)體系”，是因?yàn)樗闹饕Y(jié)構(gòu)構(gòu)件是采用斷面較小的結(jié)構(gòu)規(guī)格木材，與其他次要結(jié)構(gòu)構(gòu)件（木基的墻面板、樓面板和屋面板）共同作用來承受各種荷載的，這其中包括地震力。這些木結(jié)構(gòu)材料本身的自重較輕，同時(shí)具有相對較高的強(qiáng)度重量比。建筑物本身的重量輕，在地震中就是一種巨大的優(yōu)勢。由地震引起的對建筑物產(chǎn)生破壞的地震力是與房屋本身的重量成正比的。也就是說，房屋本身的質(zhì)量越重，它所產(chǎn)生的地震破壞力也就越大，對房屋造成的損壞的可能性也就越大。相對鋼筋混凝土，磚混以及鋼結(jié)構(gòu)，木結(jié)構(gòu)體系的自重?zé)o疑是所有體系中最輕的。

但是材料上輕質(zhì)并不足以體現(xiàn)木結(jié)構(gòu)良好的抗震性能。從結(jié)構(gòu)體系的特點(diǎn)上，現(xiàn)代輕型木結(jié)構(gòu)是一種高次超靜定的結(jié)構(gòu)體系，具有相對較高的冗余性。在房屋結(jié)構(gòu)中，冗余性通常是指房屋的傳力路徑多，這可以使整體結(jié)構(gòu)在地震作用下有較好的延性從而提高了建筑物的安全性。

現(xiàn)代輕型木結(jié)構(gòu)體系是由數(shù)以百計(jì)的結(jié)構(gòu)構(gòu)件和金屬連接件連接構(gòu)成的，在可靠連接的條件下，即使某一個(gè)傳力路徑受到破壞，他所承擔(dān)的荷載可以由相鄰的其他結(jié)構(gòu)構(gòu)件予以承擔(dān)，不會(huì)對整體結(jié)構(gòu)的安全性產(chǎn)生影響。

除了可靠的結(jié)構(gòu)體系外，建筑物在地震時(shí)吸收地震能量的能力也是建筑物抗震表現(xiàn)的關(guān)鍵。建筑物的阻尼是一種測量建筑物受到震動(dòng)時(shí)，可以吸收多少能量的方法。在遭受相同等級的地震時(shí)，阻尼較低的建筑物比阻尼較高的建筑物反應(yīng)更為強(qiáng)烈。一般混凝土和磚混結(jié)構(gòu)的阻尼較低，而木結(jié)構(gòu)的阻尼較高。也就使它在地震時(shí)吸收地震能量的能力更強(qiáng)?；谶@些特點(diǎn)，現(xiàn)代輕型木結(jié)構(gòu)體系在世界許多的地震多發(fā)地區(qū)得以大量的運(yùn)用。

在汶川大地震中，很多建筑物發(fā)生了倒塌，但建在災(zāi)區(qū)的輕型木結(jié)構(gòu)建筑全部幸免于難。

2009年7月14日外國科學(xué)家進(jìn)行了世界上規(guī)模最大的7層木結(jié)構(gòu)建筑震動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)，相當(dāng)里氏7.5級，持續(xù)40秒，證明中高層木結(jié)構(gòu)建筑抗震性能優(yōu)越。

中國地震后投入數(shù)千億元巨資救災(zāi)，當(dāng)然必要，但轉(zhuǎn)變觀念，政策扶持，事先在地震高發(fā)區(qū)投入資金逐步進(jìn)行房屋改造，多建現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)建筑，或是從根本解決人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失問題的一個(gè)思路。

四、我國人口密度高并非不能建造木結(jié)構(gòu)住宅。

木結(jié)構(gòu)房屋由于層數(shù)不能太高，一般適合低密度建設(shè)。按說我國人多地少，似乎不太適合低密度的木結(jié)構(gòu)房屋，但發(fā)展木結(jié)構(gòu)建筑也未必行不通，日本是世界人口密度最高的國家之一，人口密度高出中國近2.5倍，歐洲的英、法、德、意等人口密度也遠(yuǎn)高于我國，各種木結(jié)構(gòu)建筑、低密度房屋卻占有很高的比例，原因在于其發(fā)達(dá)的輕軌交通體系和私人汽車的普及，以及人類天性親近自然的趨向。

中國隨著交通工具和道路的發(fā)展，觀念的轉(zhuǎn)變，環(huán)境的惡化，使推廣木結(jié)構(gòu)建筑成逐步成為可能。

在中國推廣發(fā)展木結(jié)構(gòu)房屋，一不要定位在“別墅”，二不要在大中城市城區(qū)發(fā)展。大城市高層建筑，可以使用預(yù)制的木隔墻，木外掛墻，平改坡桁架等木質(zhì)建材，減少對水泥的使用。另外，現(xiàn)在大城市的輕軌交通日益發(fā)達(dá)，私人汽車普及率也在提高，在大中城市周邊的衛(wèi)星城完全可以發(fā)展低密度木結(jié)構(gòu)住宅。在富裕地區(qū)的中小城鎮(zhèn)及農(nóng)村，現(xiàn)在蓋的就是低密度住宅，只是不是木結(jié)構(gòu)罷了，在新農(nóng)村改造過程中部分用木結(jié)構(gòu)房屋代替磚混結(jié)構(gòu)房屋，可以節(jié)約大量水泥和粘土磚，可以節(jié)約能源，居住的舒適度也會(huì)有很大提高?，F(xiàn)在歐洲木結(jié)構(gòu)住宅已發(fā)展到可以建造8層樓甚至更高，隨著技術(shù)發(fā)展和標(biāo)準(zhǔn)的提高，也為我國在中小城鎮(zhèn)發(fā)展木結(jié)構(gòu)住宅提供了更好的條件。

我國現(xiàn)有森林公園、自然保護(hù)區(qū)、風(fēng)景名勝區(qū)等4600多處，需要大量景觀建筑，這些建筑完全可以使用木結(jié)構(gòu)，既節(jié)約了水泥，又保護(hù)了環(huán)境，美化了生活，有很大發(fā)展空間。

三、發(fā)展木質(zhì)建材大有前途。

推廣發(fā)展木結(jié)構(gòu)房屋和木質(zhì)建材有利于小材大用、劣材優(yōu)用，提高木材綜合利用率。

中國是世界木材工業(yè)大國，但不是木材工業(yè)強(qiáng)國，企業(yè)規(guī)模小、技術(shù)水平低、員工素質(zhì)低、生產(chǎn)效率低、產(chǎn)品檔次低、附加值低、質(zhì)量差，嚴(yán)重影響了中國林產(chǎn)品競爭力，近幾年世界范圍的貿(mào)易保護(hù)主義抬頭，反傾銷、技術(shù)壁壘等阻礙木制品出口，必須優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，既可擴(kuò)大出口，也可擴(kuò)大國內(nèi)市場。發(fā)展木質(zhì)建材和木結(jié)構(gòu)建筑，正可以達(dá)到這個(gè)目的。中國建筑木結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)，從研究、設(shè)計(jì)、制造到施工，都處于剛起步階段，每年的木結(jié)構(gòu)建筑面積占全國總建筑面積只有萬分之幾，而在國外木結(jié)構(gòu)建筑是一個(gè)非常大的產(chǎn)業(yè)。例如，木結(jié)構(gòu)建筑的主要木質(zhì)建材——工程木質(zhì)材料（EWP），包括OSB（定向刨花板）、LVL（單板層積膠合木）、PLS（平行木片膠合木）、LSL（層疊木片膠合木）等，我國目前基本沒有生產(chǎn)或產(chǎn)量很少，這些產(chǎn)品的原料是用人工林的小徑木材，產(chǎn)品具有結(jié)構(gòu)均勻、強(qiáng)度高、規(guī)格大、尺寸穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，能夠滿足木結(jié)構(gòu)建筑、橋梁、家具、室外景觀材料等要求，實(shí)現(xiàn)小材大用、劣材優(yōu)用，提高木材綜合利用率，使速生材達(dá)到高效利用并拓寬其應(yīng)用領(lǐng)域，符合中國林業(yè)資源大徑級、優(yōu)質(zhì)木材少，人工林比重大的國情。由于這些產(chǎn)品附加值高，也會(huì)進(jìn)一步促進(jìn)造林積極性。

工程木質(zhì)材料（EWP）在國外發(fā)展非常迅速，OSB 1978年在北美首創(chuàng)，2005年底，全世界已建成OSB生產(chǎn)線75條，年產(chǎn)量達(dá)2843萬m³，預(yù)計(jì)2012年將超過3000萬m³，我國90年代起步，至今也只有湖北寶源一家大型OSB生產(chǎn)廠，產(chǎn)量20幾萬立方米；LVL，也是北美發(fā)展最快的板材之一，2005結(jié)構(gòu)用LVL年產(chǎn)256萬m³，我國現(xiàn)在產(chǎn)量極少。差距就是商機(jī)，就是木材工業(yè)應(yīng)該發(fā)展的方向。節(jié)能環(huán)保的木質(zhì)建材在我國有很好發(fā)展前景。

本文結(jié)論是：

1、木材是可再生資源，科學(xué)規(guī)劃管理，會(huì)越用越多，不僅不會(huì)破壞環(huán)保，還會(huì)促進(jìn)生態(tài)發(fā)展。世界針葉木材生長量遠(yuǎn)大于采伐量，中國人工林木材資源生長量也大于采伐量，發(fā)展木質(zhì)建材和木結(jié)構(gòu)建筑，木材資源不是問題。

2、木質(zhì)建材和木結(jié)構(gòu)建筑無論對建筑本身還是社會(huì)環(huán)境都是非常節(jié)能、環(huán)保的。

3、木結(jié)構(gòu)建筑抗震性能優(yōu)越，可以減少地震造成的人員傷亡。

4、我國石灰石資源有限，水泥制造過程污染環(huán)境嚴(yán)重，且中國水泥資源消耗過度，應(yīng)該節(jié)約使用水泥，低層民用建筑少用水泥，多用木質(zhì)建材，給大型工程建筑和子孫后代留些水泥資源。

工作單位：中國木材與木制品流通協(xié)會(huì)

職    務(wù)：名譽(yù)會(huì)長

職    稱：高級工程師