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对话 | 木结构专家杨学兵:从规范标准中看木构发展

对话 | 木结构专家杨学兵:从规范标准中看木构发展

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杨学兵,中国建筑西南设计研究院有限公司教授级高级工程师,木结构设计规范国家标准管理组专务。


1982年起从事建筑结构的设计工作。1999年起从事中国木结构相关标准的管理和编制工作,具有开展中国木结构工程建设标准化工作20年的丰富经验。担任了中国建筑学会结构分会理事,中国工程建设标准化协会第七届理事会理事,中国工程建设标准化协会木材及复合材结构委员会副主任,全国木材标准化技术委员会结构用木材分技术委员会副主任,住房城乡建设部建筑工程技术专家委员会建筑结构委员。


作为木结构工程建设相关标准的主要负责人和编写人之一,主持和编制了国家标准《木结构设计标准》GB 50005(2003版、2017版)、《多高层木结构建筑技术标准》GB/T 51226-2017、《装配式木结构技术标准》GB/T 51233-2016、《木骨架组合墙体技术标准》GB/T 50361(2005版、2018版)、《胶合木结构技术规范》GB/T 50708-2012和工程建设行业标准《轻型木桁架技术规范》JGJ/T 265-2012等6项现行国家标准。是《木结构设计手册》(第三版、第四版)和《木框架剪力墙结构——设计与构造》的副主编,是《装配式建筑系列标准应用实施指南(木结构建筑)》的编写组负责人。


您觉得和国外木结构建筑发展相比,我国的木结构建筑处于哪个阶段?


大家都知道,其实我国的木结构的发展历史是很悠久的。但是以现代木结构而言,由于各种原因的影响,起步还是较晚的。就发展阶段而言,我个人认为中国的现代木结构发展目前处于初期到中期的过渡阶段,相当于由初期到中期大规模变化的这个阶段。


2000年应该算中国现代木结构发展的初期,经过20年的发展,现代木结构建筑的项目以纵向时间来看是逐渐增多,但是与我国钢结构建筑、混凝土结构建筑横向相比,建成的面积还是有很大距离的,可以说建成的面积是及其微小的。但是就木结构建筑自身的发展速度来说,发展还是相当地快的。


中国木结构的用量虽然没有国外那么大,但是国内的一些木结构建筑项目的木材用量即使放在国外也是很罕见的。例如,已建成的成都天府国际会议中心的木材用量,正在兴建的四川新津农博园展览馆110多米跨度的钢木组合桁架拱,还有已建成的山西太原植物园三个不同直径的半圆形木网壳展览馆等等,在世界上都是罕见的项目。可见,中国木结构的体量虽然不大,但是亮点还是有的。


△ 成都天府国际会议中心


△ 成都天府国际会议中心


所以应该说,中国的现代木结构建筑已经迈过初期阶段,但还未到达普遍采用木结构建筑的中期阶段。


我国的木结构相关规范和国外的规范差距在哪里?


从我个人的感觉,我们国内的木结构相关标准和规范的技术水平与国外的相关国家标准比较,基本上在同一水平线上。因为,我们这些标准的编制都有国外的协会参与,例如加拿大木业、欧洲木业协会、美国APA工程木协会、日本木材出口协会和国内外部分木结构相关企业等。我国标准编制组将国外新的木结构技术通过研究、总结,并结合我国工程应用的实际情况,纳入在我们标准规范里。当然,可能刚开始时引用国外新技术时比较落后,但是我国标准通过这么多年不断地修订,与国外这么多年木结构技术的合作、开发和研究,我个人认为基本上是在同一阶段水平相当。


目前中国的规范标准对于木结构建筑有些什么最基本的限定,例如在层高、建筑面积和防火等方面?


实际上,中国的规范标准对于木结构建筑的限制主要分为几个方面:从多高层木结构建筑来说,我们国家有一本国家标准《多高层木结构建筑技术标准》(GB/T51226-2017),而国际上木结构技术应用先进的国家还没有这方面的标准颁布,所以这其实还是走在世界的前列。从结构的角度来说,该标准规定的允许高度还是比较高的,比如混凝土核心筒木结构最高允许建到56米。但是考虑到防火的相关要求,还是受到了一些限制。由于消防要求的限制,国内目前现行的标准限制木结构建筑应用在5层以内。当然,如果要建更高,那么防火设计肯定要做专家论证。从面积来说,虽然我国建筑设计防火规范对木结构建筑防火分区面积的限制比国外严格很多,但是相关防火标准规定增加喷淋设施可以扩大一倍的防火分区面积。


我们国家的标准对于木结构的发展有些限制,主要是在防火方面,例如对层高、建筑面积和材料燃烧性能等方面的限制都是由于考虑防火的相关要求。


不过经过这20年的发展,随着对木结构的深入了解,国家标准《建筑设计防火规范》GB 50016对木结构的限制也在逐渐地放宽。例如2003年时,规定木结构最高只能建3层,而现在放宽到了5层。正在修订的《建筑设计防火规范》可能还会允许到8层,所以说规范也是在不断地完善。


目前有哪些规范标准正在修编当中?在修编时,主要注重的是哪些方面?


主要讲国家标准吧。目前在修编的与木结构有关的标准,一个是《建筑设计防火规范》GB50016,规范组正在做局部修订。这本标准对木结构的修订主要是对胶合木结构的层高限制放宽了,现在征求意见是8层;对防火的分区也做了一些调整。相信新的标准对于木结构的发展会有促进作用。


另外一本在修订的是国家标准《胶合木技术规范》GB/T 50708。现在胶合木的应用非常ManBetX下载APP下载泛,国内大部分木结构公共建筑项目都采用了胶合木。该规范上一次修编是2012年,至今时隔8年了,有些内容与2017年颁布的国家标准《木结构设计标准》GB50005是有些冲突的。我们这次修订的主要方向是将有矛盾的地方修正过来。另外一个重点是,根据我国国情,目前很多胶合木使用的是进口胶合木,所以这次修订将对进口胶合木的强度设计指标作出规定,为木结构工程在使用进口胶合木时提供技术支撑。


中国的规范标准中,什么是制约木结构建筑发展的最主要因素?我们该如何去打破这些壁垒?


从标准来说,中国标准的技术规定其实基本上能满足木结构在中国建设的需要。主要制约因素可能在于当某些项目如果要突破规范的话,还是受到防火要求这一方面的制约。当然要解决防火问题,一个是要与当地消防管理机构多多沟通协调,消除他们对木结构建筑认识的误区。其实,只要接触过木结构建筑的一些省市消防管理机构,他们后来对于木结构的发展都会积极支持,因为,对于木结构建筑已经有经验和信心了。对于有些地方以前没有接触过木结构建筑,不了解木结构建筑特点,刚开始会有些顾虑,但一旦接触过一些木结构建筑项目,对于木结构的防火设计就会有更多了解,能够通过不同的技术手段来达到规范标准的要求。


另一方面,就是对于规范针对木结构建筑规定的一些技术条文的理解,不同的执行人可能会有一些个人的理解,而个人的理解也许不是十分全面或准确,这个问题对木结构的发展也是一种制约。


另外说个题外话,就是观念的问题,中国传统木结构建筑在人们印象中特别深刻。大多数人对于现代木结构不熟悉,对于它的防火、防虫、防腐技术也不十分了解。对于木结构的认识还停留在很久之前的传统木结构建筑,尤其是对乡村建筑一类,普遍认知的传统木结构建筑既不保温、又不隔热,一旦失火就会一烧一大片。这样的印象可能在人们的观念中根深蒂固,给现代木结构的发展造成了一些阻力。


如果有一些木结构项目是突破规范和标准,是不是意味着就不能去实现?


实际上,标准和规范的规定并不是要限制木结构的发展,而是以安全为基础作出最基本的要求。但如果某个木结构项目要突破规范和标准的相关规定,其实是允许的,在我们国家的建筑法里也明确规定了由专家论证这个办法。比如说面积超过了规范要求,可以通过专家论证,针对防火设计采取了某些增强措施来满足扩大面积后能够使木结构建筑保证消防的安全,这是完全可以实现的。建筑高度突破也是如此。


所以说木结构项目如果突破规范标准,当然可能要走很多程序,需要专家论证,势必会更加繁琐,花更多的时间,这就取决于业主对木结构建筑的信心了。例如天津泰达一个8层的木结构公共建筑项目,就是突破规范的,这个项目已经完成专家论证。


您认为我国木结构建筑会朝什么方向发展?


木结构的发展方向来说,根据我国目前国情,以住宅建筑为例,个别的私人住宅和小集体几户、十几户的这种木结构建筑还会有部分地区建设,但是以住宅开发商建设大片木结构别墅的形式是很难实现的。一个是成本的问题,一个是土地资源的问题。


中国木结构发展最主要的方向,一个是度假旅游项目,例如风景区的度假酒店、游客中心等;第二个是中小型公共建筑,比如说一些场馆,例如体育场馆,文化展览、博览建筑,比如扬州的园博会、四川新津农博园、山西太原植物园等等这类项目会是木结构的主要发展方向。第三个,从今后的发展方向来说,在国家对低碳环保、绿色建筑理念越来越加强的情况下,可能会发展低多层的木结构办公建筑和住宅建筑,就是8层以下的木结构建筑。虽然由于防火要求的限制,目前还没有此类项目大量建设,但是,一旦观念被突破之后,相信这类木结构项目会不断增多。目前,国内碳排放的问题在建筑业还不是很重视,可能大家还没意识到这点,但是,在国外高层木结构项目发展较快较多的原因之一,就是对于绿色环保概念的重视。


总的来说,木结构的发展方向是:环保低碳的低多层建筑;中小型公共建筑以及旅游度假项目。这些项目中采用胶合木结构建筑可能是主要应用的形式。


(责任编辑:奚雅青)


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