“双碳”背景下现代木构建筑的可持续
应用研究
摘要：通过对现代建筑及建材的分类研究，分析传统结构形式的优缺点，研
究现代木结构建筑的优势及其应用的可行性，并提出模块化木结构建筑的思路，
阐述模块化设计在现代社会的重要性，指明了木结构在现代建筑中发展的新道路，引导人们以全新的观点接受木结构建筑。

关键字：建筑；木结构；模块化
当越来越多的钢结构建筑、钢筋混凝土建筑以及大面积玻璃幕墙的办公建筑
在全球的窜起，光污染、热气排放、生态失衡、能源过度消耗等问题也随之而来，大量的建筑垃圾随之产生，对生态平衡和社会可持续发展才生了巨大的威胁。

同时，经济的发展与生活水平的提高使木结构成为一个新的热点，又被现代社会广
泛关注。

1国内外木结构的发展现状
木结构住宅在在欧美一些森林资源丰富的国家非常流行，日本人也非常喜爱
木住宅。

木结构住宅具有灵活性、舒适性和环保性，能为人们营造温馨、舒适的
个性空间，因此赢得了很多客户的青睐。

“日式木结构示范住宅”由中国林科院
原木材工业研究所负责承担，已于2004年正式启动，该所与日本秋田县松美造
园建设工业株式会社签署合作备忘录。

该项目的启动，旨在利用人工林原木材资源，以森林可持续经营为发展导向，研究日式胶合木结构住宅在中国的适应性，
倡导科学合理地利用林木资源。

双方协议由松美株式会社在安徽黄山承建一套现
代化日本胶合木结构住宅。

在我国，《木结构设计规范》已经获得通过并于2004
年1月1日起正式起效，这一规范是指导建筑领域木结构用材和木结构设计要求
的国家标准。

内容包括木结构施工和设计的一些基本指导原则，并参考了美国等
一些国家的相关标准和规范文本。

该国家标准的实施，标志着我国木结构建筑用
材和设计已步入正轨，实行标准规范化，是我国木结构建筑得到国家重视的一个
体现，同时对于我国木建筑业的发展也是有意义重大的。

2现代建筑材料的优缺点比较
钢材和混凝土是运用最多的建筑材料，因为他们在各自的领域都有着自己明
显的优势。

混凝土结构的整体性强、耐久性好，钢结构的回收利用率高、强度高，使得他们在高层建筑中有着不可逾越的地位。

然而在环保经济角度它们也有着自
身的局限性。

2.1钢筋混凝土结构的缺点
性能方面：混凝土抗拉性能较差，容易出现裂缝；结构自重比较大。

经济方面：施工受到气候和季节的限制，严寒地区工期长；养护期长；拆迁困难，废弃
物处理困难，这些都导致钢筋混凝土结构成
本的增加。

环保方面：混凝土在生产过程中造成大量的空气污染和水污染；
使用后产生的固体废弃物不能回收利用也不易于被降解，对环境造成巨大的压力。

2.2钢结构的缺点
性能方面：钢结构耐火性能差，高温环境会使钢结构强度降低；钢结构容易
生锈、腐蚀，需要特定的防锈处理并定期修复。

经济方面：钢结构最大的缺点是
制造成本高，每生产一吨钢材需要3780kw，是生产一吨木材的8倍多；钢结构的
保温隔热性能低，并且很难通过添加保温材料来合理的解决，会导致较大的能源
消耗。

环保方便：相对混凝土结构，钢结构可以100%回收利用，曾一度被认为是
绿色环保的建材。

但事实上环保并比等同于可回收利用，加拿大的一项研究显示
回收利用带来的环保性，远不及材料本身再生所带来的环保性。

另外，钢材的生
产过程中会产生大量的污染物，如二氧化硫等，会对环境造成污染。

2.3木结构的优缺点
优点：1）可再生性：木材是可再生资源，只要对森林合理的养护和开发，
就不会对森林资源造成威胁。

2）抗震性：木结构在地震中有很好的安全性能，
木结构采用榫接建造，主体结构交错连接，具有较强的稳定性。

木材质量轻强度高，因而地面加速度在木结构建筑上所产生的能量比较小。

另外，木框架系统具
有极佳的柔韧，可以吸收并消散能量。

3）绿色环保、保温节能性：由于木材自
身的构造特点，它的导热系数较小，保温、隔热性能好。

4）舒适性：木材是一
种天然的材料，能给人亲切、自然的感觉，能营造温馨而舒适的氛围。

缺点：木
结构的抗腐蚀性能较低，在处理不当的情况下，会大大降低其耐久性；易燃，耐
火性较差；不适合建筑高层、超高层建筑。

通过与钢筋混凝土、钢材这两种最常
见的建筑材料的比较，木结构建筑在环保经济等方面具有不可逾越的优势。

因此，在经济高速发达的今天，古老的木结构又重新回归人类的视线，并占据越来越重
要的地位。

3木结构建筑的模块化
木结构建筑从结构形式上可分为梁柱木结构、轻型木结构、重型木桁架、门
式框架、拱结构、穹顶结构等常见的木结构体系，目前在我国建成的木结构建筑
主要为轻型木结构。

轻型木结构的建筑施工方式主要有两种：现场施工和工厂预制。

两种施工方式优缺点比较
现场施工工厂预制厂房和设备前期投入投入较小投入较大，但长期受益明显
人工投入人数多，技术要求高人数少，技术要求低施工速度较慢快管线铺设和设
备安装程序复杂，质量不可控，时间长程序简单，质量可控，时间短成本较低前
期较高。

木结构模块基本可以在工厂中预制，并运输至项目现场进行安装，便于
组织工业化生产、提高效率、减少能源消耗。

这种建筑的主要结构支撑体系是由
木材加工而成套的梁柱，若是运用在临时性建筑中，还可以每套房子制作一样的
标准构件，以方便以后的回收利用。

木结构建筑的模块化相比钢筋混凝土结构、
钢结构更具有优势。

因为木结构本身质量较轻，方便运输，运输成本较低。

4结语
综上所述，木结构相较钢筋混凝土结构、钢结构等传统结构体系，在环保经
济上具有不可替代的优势，符合社会可持续发展的原则。

参考文献：
[1]张青萍,陈军.中国现代木结构建筑发展之策略[j].中国科学(e辑:技术科学)，2009，39(5)
[2]岑伟红,郭蕊莲.当代建筑实践中的“模块化”倾向[j].福建建筑，2010，6
[3]张仲强.木结构建筑[j].世界建筑,2002，9。