木塑复合材料应用于傣族新型民居建筑的研究

发表时间:2021/3/29   来源:《城镇建设》2021年第1期   作者:龙雪蓉,刘德稳
[导读] 木塑复合材料主要是指含有木质及木屑等颗粒结构的木质所组成的
        龙雪蓉,刘德稳
        西南林业大学  云南昆明  650000
        摘要:木塑复合材料主要是指含有木质及木屑等颗粒结构的木质所组成的聚合物复合材料,该种材料在木质居民建筑中应用广泛,在户外建筑装饰的结构性及非结构性框架中取得了良好的应用效果。本文以云南西双版纳新型民居建筑为主体,对木塑复合材料在建筑中的应用进行阐述。
        关键词:木塑复合材料;傣族;民居建筑
1 引言
        传统的傣家竹楼以其自然舒适的形象展示着傣族人民的朴实追求和营造智慧,由于诸多因素的影响,西双版纳傣族民居的传统形式遭受了巨大的冲击,大多已经趋于汉化,与当地自然环境和文化氛围格格不入。新型傣族民居建筑运用了大量的木塑复合材料制备,该种建筑材料具有耐久性、易维修及保养等特点,相对于传统材料,展现出了更多的美感及设计性,大大提升了房屋的使用价值。木塑复合材料在傣族居民建筑中应用,使建筑更具特色。
        
2 木塑复合材料及前景
        木塑复合材料是利用废弃木材、农作物秸秆等经粉碎而制成粉体后,与塑料一并作为原料,再加入各种助剂,经热压复合或熔融挤出等加工工艺而制作的一种高性能、高附加值的复合材料。例如,用PE(聚乙烯)、PP(聚丙烯塑料)、PVC(聚氯乙烯塑料)和废弃塑料,另外还有木粉等植物纤维(锯末、木屑、竹屑、稻壳、麦秸、大豆皮、玉米杆、花生壳、甘蔗渣、棉秸秆)等共混生产的木塑复合材料,因其可在多种环境和场合下替代实木使用,发展进程尤为迅速。国际上称这新型环保型材为木塑复合材料(Wood-Plastic Composites,简称WPC)。
        木塑复合材料的应用范围非常广泛。它的发展和应用有助于减少塑料的“白色污染”,既利于保护森林资源,又对废弃物的综合利用、环境保护以及缓解木材日趋紧张的压力都具有十分重要的意义。建材、景观装饰等,凡能用到木材的地方,都可以用木塑制品来代替,甚至有些木材不能用的地方木塑复合材料也可以用。它有着木材没有的特性,防腐、防潮等,可以说发展前景非常光明。近年来,随着科学技术的快速发展,木塑复合材料被广泛应用于建筑中,取代了传统的浇筑钢筋混凝土建筑模板,对降低制造费用,提升模板的使用率具有重要作用,建筑材料是未来木塑产品发展的主要方向。
        
3 传统傣族民居的发展背景
        西双版纳傣族传统干栏式民居“竹楼”,历史悠久,一直是傣族乐于居住的房屋形式。然而,从20世纪80年代以来,伴随着改革开放,版纳地区的傣族民居发生了巨大变化。随着农村居民收入不断增加,建新房的愈来愈多。逐渐出现砖木结构、砖混结构,甚至混凝土梁柱结构,其民居的形式特征也随之逐渐改变。近几年在新建民居中又出现了一些“汉式”的平屋顶房屋。它完全丧失了傣族民居的传统特色,对傣族村寨传统风貌影响极大,与原来的村寨整体环境格格不入,对保护民族文化和旅游资源极为不利。
        西双版纳傣族传统干栏式民居的主体结构是穿斗式木构架体系,然而随着时代的变迁,原有竹材、木材资源极度匮乏以及现代建筑技术的影响,这一结构体系已经不再适应今天的建房需要。因此,采用新技术代替传统技术成为必然。而对于民居建筑材料的选择,由于大部分傣族居住环境中竹林繁茂,竹子就成为了傣族民居建筑的主要使用材料。可制作成竹板,用作楼板、墙板;可划成竹篾作绑扎;可编成篾笆作墙。但传统的材料与施工手段工业化程度低,难以开展大规模的建设,相比之下,木塑复合材料的墙体有更大的优势。
        
4 木塑复合材料在傣族新民居建筑上的应用
        4.1 新民居结构体系的选择
        新民居结构体系的合理选择对于傣族传统民居的更新具有决定性意义。新民居要体现传统民居的特点,用砌体结构体系是不能满足需求,且不能满足抗震要求;钢筋混凝土框架满足抗震要求,但施工要求高,现场要有充足的水、电供应,这对于尚不发达的西双版纳地区农村而言是不宜推广的。

新世纪以来,国家大力推进新农村建设,要求农村建设做到节能、环保、可持续发展,从这个角度讲,钢结构和IMS体系是比较适合西双版纳建设需要的,这两种结构体系具有许多共同的优点:
        1.自重轻,材料省,属框架轻板体系;
        2.抗震性能优越,适合在高烈度地震区推广使用;
        3.建筑设计,加工,安装一体化,大大缩短设计和施工周期;
        4.工厂化程度高,施工速度快,现场用工少,水电用量省,适于偏远地区推广使用。
        4.2 木塑复合材料的应用
        云南地区的传统居民建筑以木质结构为主,该种建筑模式受经济制约及技术限定影响,建筑呈现出较强的地域性特点,建筑类型主要包括干栏式、井干式、土掌房及落地式民居。而西双版纳傣族新型干栏式民居整体的建筑体系选用的钢-木塑复合结构建筑,建筑外观主要是应用木塑复合材料,主要应用在墙体及屋顶处。
        新民居建筑沿用歇山式的傣族特色屋顶,运用新型木塑材料,同时与现代装配式的施工技术相结合,不仅节省施工场地,建造速度快,环境污染小,结构抗震性能好,而且保持了傣族传统民居的干栏式建筑形式与朴素的木质外观。在这种新型钢-木塑结构中所采用的木塑材料与传统木材不同,它是利用西双版纳特有的橡胶木锯末和橡胶籽壳资源,经改性预处理后与回收塑料复合而成的一种新型环保高分子材料。西双版纳地区橡胶木资源丰富,其成熟的果实外壳包含丰富的植物纤维,是木塑产业不可或缺的原材料。由于橡胶木锯末中含有2%左右的天然高分子化合物——天然橡胶,使得这种木塑不仅具有普通木塑材料的优点,还有更高的稳定性、舒适性和刚性承载力。木塑复合材料可调整性强,通过加入不同的助剂,热塑性树脂可以发生聚合、发泡、固纯、改性等变化,从而改变木塑材料的密度、强度、抗老化、防静电、阻燃等性能。木塑材料具有高环保性和高防火性,并且节能性好,又能够防潮防蛀。
        根据傣族传统的民居形式,利用钢结构自重轻、强度大、工业化水平高等优势,选用方钢、方管、H型钢等材料,工厂里定制后现场吊装,像搭积木一样修房子,这种建筑建造速度快,受气候条件制约小,节约劳动力。钢结构的骨架形成后,外包木塑材料,包括装修的吊顶、门窗、栏杆、楼梯等均用木塑材料,钢-木塑结构在充分利用钢材诸多优势的同时,保留西双版纳傣族地区传统木构的历史文化传统,以木质建筑的外观给人们带来一种文化上的归属感。
        这种新型的民居形式运用在傣族民居建设中,顺应了绿色建筑的倡导和可持续发展的国策。采用西双版纳的廉价资源经过加工而成的新型木塑材料,研究并推广建设傣族新民居,不仅可以开辟工业利用农业废弃物的新途径,而且有利于增加当地经济收入,在注重节能与环境保护的同时,又不失傣族文化的传承,具有重要的生态意义、经济意义和社会意义。
        
5 结语
        木塑复合材料在西双版纳傣族新型居民建筑中被广泛应用,自身具有良好的物理力学特性及较强的环保性能,缓解了优质木材的耗用量,在保护木材资源上发挥了重要作用。其在傣族居民建筑中应用,既符合传统西双版纳地区民居建筑特点,又优化了当地建筑材料的质感,与现代建筑的施工技术要求相适应,展现出了较强的市场发展潜力。


        参考文献:
        [1] 杨守禄.木塑复合材料在绿色建筑中的应用 [J].工程塑料应用,2018
        [2] 赵兴伟.傣族民居变迁及新型设计初探 [J].价值工程,2014
        [3] 曾彦文.木塑复合材料制备及其在云南居民建筑中的应用 [J].建筑·建材·装饰,2018
        作者简介:龙雪蓉,女,汉族,1998年生,湖北赤壁人,本科生
通讯作者:刘德稳,男,汉族,1983年生,山东泰安人,副教授,硕导,云南省万人计划青年拔尖人才
基金项目:国家级大学生创新项目(2019)
       
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