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竹结构住宅的开发利用

信息来源:wood-china.com   时间: 2014-07-18  浏览次数:13805

    随着人们对生态住宅与可持续发展住宅内涵理解的不断深化,建设生态住宅的要求正在被专家和广大民众所接受,并逐渐成为人们关注的焦点。
    竹材无疑是建筑材料中最为理想的环保材料之一,它的生长速度是桉树的三倍,四~七年即可成材,利用竹材建造房屋在我国已有两千多年的历史。随着各种先进的竹材加工技术的发展,竹材在建筑行业的利用也从单一竹材利用方式向复合化、高强度、高附加值的方向发展,但世界上尚未有用竹材作为梁、柱结构构件建造高档房屋的试验,也没有相关的标准。
    云南世博兴云房地产有限公司在世博integer示范展示区尝试竹结构住宅的开发利用。
    1 竹材的资源优势
    云南是竹类生长、发育、繁衍最为适宜的地区。世界竹亚科植物约70~80属1000多种,中国有约40属400多种,而云南有28属至少有250种之多,属数占世界40%,占中国75%。种数占世界25%,占中国50%。云南竹种极其丰富,竹材开发利用远远不够。
    2 竹结构构件的制造技术
    竹材和木材一样,直接用于房屋的梁、柱、檩等受力构件和围护构件、装饰配件已经有十分悠久的历史,如云南省西双版纳傣族竹楼就是其中最好的代表,并已经形成较为成熟的施工工艺。这种方式建造的房屋材料处理简单,建造成本低廉。由于原竹形状为圆形,尺寸误差大,原竹的力学强度具有
    方向性(顺纹强度高)、竹节的不均匀性等问题,只能用于结构简单、承重力小、低档次房屋的建造,对于高档房屋,必须采用重组、复合技术制成各种建筑构件,方能满足高档竹结构房屋各
    方面的性能要求。
    将竹材制成结构材料有多种技术路线,竹层积材的制造技术工艺流程如下:
    选料断料一鲜竹开条一鲜片粗铣一高温熏蒸一高压碳化一恒温烘干一精确干铣一分色选片一涂环保胶一组胚热压一四面刨光一梳齿指接一二次垫压一四面刨光一成品。
    在上述的工艺流程中,原材料选用厚壁的竹种,将每根竹竿切成四条长的厚壁竹条,将竹条削去表皮和处理竹节后进行蒸汽薰蒸、高温碳化处理,再待竹条板恒温干燥至含水率8%左右,刨平竹条板的表面及侧面,使其成为规整的长方形状,然后对竹条板浸胶,胶粘剂选用的主剂为:聚乙烯乙醇、乙烯醋酸乙烯树脂、碳酸钙,固化剂为:异氰酸脂,浸胶后的竹条经过干燥后,按层积材的组合方式进行组胚(将竹条平行堆积排布)热压后形成竹层积方材。
    通过上述方式生产的竹积成材具有优良的物理力学性能指标,其耐水性能、耐腐性能、耐候性能、抗蠕变性能亦十分优异,环保性能符合日本及欧美要求。云南世博兴云房地产与昆明理工大学中心试验室共同研制的竹积成材经试验,其抗拉性能几乎和钢材一样,弹性模量与硬质木水曲柳和柞木相当,其弹性模量和静曲强度数值明显大于马尾松、杉木等常见建筑用针叶材树种。
    3 竹结构的结构体系
    竹结构体系是将竹层枋材(型材)按一定的规律组成能承受竖向荷载和横向荷载的板材(墙板和楼板)通过金属连接件连接在一起而形成的盒子结构。它由主要结构构件(结构骨架)和次要结构构件(墙面板、楼面板和屋面板)共同作用、承受各种荷载,最后将荷载传递到基础上,其抗竖向作用和横向(风、地震)作用的能力远远超过房屋。具有经济、安全、结构灵活的特点。
    密置的骨架构件(间距一般为400~600)既是结构的主要受力体系,又是内、外墙面和楼屋面层支撑构架,此外还为安装保温隔热层、穿越各种管线提供空间。
    4 圈护结构
    4.1 外墙做法
    (1)外墙施工时,高度重视施工节点的处理,以防潮湿对建筑物的侵害;
    (2)用规格材组成的墙体框架,外覆结构板材;
    (3)墙体空腔内放置保温棉,用于保温、隔热及隔声;
    (4)设置隔汽层,用于隔绝蒸汽渗透;
    (5)隔汽层外侧安装石膏板;
    (6)墙体框架外侧安装结构板材;
    (7)外覆透气防潮层,用于阻隔
    外部湿气进入墙体,同时保证墙体内的
    湿气能排出到墙体外;
    (8)透气防潮层外做外墙饰面;
    4.2 屋面做法
    (1)椽条上安装结构板材作为屋面板;(2)屋面板上安装EPS聚苯乙烯保温板;(3)安装防水层;(4)根据建筑设计安装其它屋面材料或设备;
    5 竹结构的保温、防潮、防虫、防火
    5.1 保温
    在同护结构空腔内充填保温材料,为了减少因墙骨柱与墙面板之间的冷(热)桥效应引起的能量损失,采用在外墙附加保温板,双层墙体以及外墙内侧附加保温层等做法,使建筑物能耗减至最低,在不增加供暖设施,仅靠厨房设备、电灯等使用过程中释放出的能量,以及人体释放热量,使室内温度基本维持在18℃~23℃之间。
    5.2 防潮
    竹材作为有机材料,具有湿涨干缩性和各向异性,当竹材受潮时,不仅容易变形、脱胶而且容易引起真菌繁殖。真菌生存需四大条件,缺一不可:一定的氧气、适宜的温度(2O℃~ 3O℃)、一定的湿度(含水率为20%以上时真菌充满活力)和真菌赖以生存的竹材本身。从以上四个因素来看,前两者是不可改变的,后两者可加以控制.应采取下列措施:
    (1)增加屋面檐口悬挑长度,设置窗台滴水孔,材料搭设处设置挡水板以及采用密封和填缝材料减少雨水对建筑物的侵袭;
    (2)增加屋面坡度,保证散水坡度等保证建筑物排水畅通,减少水在建筑物上的停留时间;
    (3)选用和设置具有合理透水性能的防潮层,保证墙体内的湿气能及时排出:
    (4)采用经过加压防腐处理的竹层积材;
    5.3 防虫
    竹结构易受白蚁等昆虫的侵蚀,所以,建竹结构时需要有一定防蚁措施。场地清理,挖出场地内的腐木、树根;建筑物周边筑一圈拌有环保型药物的隔离带,药物有灭蚁作用,白蚁无法穿越,这种方法防蚁可达5O年之久;用经夯实的、密封性能较好的、特殊的砂石来垒筑隔离带;竹构件置于地面以上,在竹构件与基础之间铺设孔非常细小的金属网,使白蚁无法穿越;对竹结构进行化学处理,使其具有防蚁作用;采取监控和补救措施,对竹结构密切监视,一旦发现虫害,分撒气味对其有吸
    引作用的慢性药物,让白蚁将药物搬进蚁窝,起到彻底纤灭的作用;也可以用隔离罩将建筑物封闭起来后高温热熏。
    5 4 防火
    (1)避免火灾发生。安全规范地进行电气设计、按规程使用和操作电器设备、构件外表面涂刷符合要求的防火涂料,从而避免火灾的发生。
    (2)安装报警装置,设置合适的消防通道和消防出口,在结构中设置防火隔断,控制火势蔓延。
    6 结语
    竹结构住宅因具有环保、生态特性而备受关注。与木材相比,竹的强重比更高,是木材代用的好材料。将竹材通过复合重组等技术手段,制成集成的板材或型材,用作结构材或墙板材,是竹材利用的一个新的发展方向。竹材的开发利用不仅会对长江中上游的退耕还林产生积极影响,还对广大低收人竹产区经济发展脱贫致富产生带动作用。
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