作为最古老的建筑材料之一,木材在历史长河中不断被重新定义。随着当代建筑愈发关注可持续性与环境责任,这种材料的价值正被重新发掘。树木在生长过程中吸收的二氧化碳被固化在木材中,使其成为天然的碳封存载体——只要采伐自可持续管理的森林,木制建材的温室气体排放量就远低于传统建材。但要充分释放这种材料的潜力,一系列现代技术正通过改造木材特性,使其满足当代设计与建造的严苛需求。从热改性技术到工程木材,再到多功能刨花板,这些创新不仅提升了木材在当代建筑中的适用性,更将这种可持续材料的应用范围拓展至前所未有的维度。
工程木材:层压与胶合技术
工程木材是通过粘合剂与先进制造工艺将木料分层复合而成的建材总称。这类技术能优化材料的强度、稳定性和尺寸精度,使小径木材也能制成大型结构构件。常见层压板材(也称"重型木构")包括:胶合木(GLULAM)、正交胶合木(CLT)和单板层积材(LVL)。
不同工艺决定材料特性:胶合木将木纤维同向排列粘合,适合制作梁柱等承重构件;正交胶合木采用纵横交错的层压方式,获得类似胶合板的双向刚度,可预制为墙体、楼板甚至家具;LVL则通过平行叠压单板实现更高性能,比针叶材胶合木允许更小的截面尺寸。
压力与热处理技术
热改性技术通过窑炉高温处理将木材含水率降至近0%,消除细胞壁结合水后,再注入蒸汽调节至4-7%湿度。热改性木材(TMT)比原木更稳定防潮,在保留天然纹理的同时大幅降低开裂变形风险。
美国杨木热改性外立面 © Alex de Rijke
压力处理技术则将防腐剂或阻燃剂压入木材内部,延长其使用寿命。阻燃处理能减少火灾时的烟雾与火焰,使木材应用从室内框架扩展到电线杆、铁轨枕木等户外场景。
木质颗粒重组技术
BTR住宅 © Stijn Bollaert
刨花板作为多功能建材,广泛用于墙面、家具和地板。通过粘合剂重组木纤维或碎片,可制成性能各异的坚固板材。
All I Own住宅 © PKMN Architectures
定向刨花板(OSB)以强度与性价比著称,虽多用作建筑基层,但设计师正探索其装饰潜力;中密度纤维板(MDF)表面光滑,是精细木作优选;而中密度刨花板(MDP)利用木屑与树脂混合,提供经济解决方案;胶合板则采用类似CLT的纵横交错结构,但尺度更小。
表面处理工艺
雾岛周末住宅 © Shigeo Ogawa
现代木材表面处理包括油漆、染色、清漆等工艺,而日本传统的"烧杉板"技术已有300年历史:通过碳化表层形成保护层,有效抵御白蚁与真菌侵蚀。
弯曲成型技术
弯曲桥梁 © Héctor Pineda
虽然木材多以直线构件应用于建筑,但其天然弹性可通过蒸汽弯曲(如19世纪德国工匠Michael Thonet开创的曲木家具)、胶合木模具成型等技术激发。开槽切割法虽增加柔韧性,但会削弱结构强度。
后张拉技术
ColLab高性能建筑 © John Cole
后张拉技术常见于混凝土结构,现也应用于工程木梁柱。通过钢索预加压应力,既能减薄构件尺寸,又提升抗震性能。
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