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乡村建设绿色生态钢木结构建筑应用

摘要:绿色生态钢木组合结构是一种新型的组合结构形式,其是运用钢材和木材相互组合的方式建造的构筑物结构体系,充分发挥了钢材和木材的效能,尤其是“吊脚式”形式的创新,更加因地制宜、落地化,为当下国家发展美丽乡村建设和乡村振兴发展战略,以及扬州现有美丽乡村建设、乡村旅游、生态旅游等建设路径提供了推广和借鉴价值。

关键词:钢木组合结构;绿色;生态

1引言

随着社会的高速发展,污染的问题也接踵而来。人们越加关注“绿色”,包括绿色食品、绿色产品等。对建筑领域而言,“绿色建筑”概念也被人们所提起。所谓绿色建筑主要是指建筑在全寿命周期内,节约资源、保护环境、减少污染、为人们提供健康、适用、高效的使用空间,最大限度地实现人与自然和谐共生的高质量建筑。我国住建部也先后制定了《促进绿色建材生产和应用行动方案》、《绿色生态住宅技术导则》、《关于推进住宅产业现代化提高住宅质量若干意见》、《绿色生态住宅区建设要点与技术导则》、《中国生态住宅技术评估手册》等一系列文件,提出了促进城镇木结构建筑应用,在经济发达地区的农村自建住宅、新农村居民点建设中重点推进木结构农房建设等理念。

2扬州美丽乡村建设基本情况

2018年中央一号文件《中共中央国务院关于实施乡村振兴战略的意见》发布,审议通过了《国家乡村振兴战略规划(2018~2022年)》,要求实施乡村振兴战略,要坚持党管农村工作,坚持农业农村优先发展,坚持农民主体地位,坚持乡村全面振兴,坚持城乡融合发展,坚持人与自然和谐共生,坚持因地制宜、循序渐进。扬州是拥有2500多年历史的古城,也是中国最早的旅游城市之一。近些年,扬州旅游产业发展迅速,在城市公园和口袋公园等体系的建设下,积极推进全域旅游、全业旅游和乡村旅游发展。在“江苏最美乡村”评选活动中,截止目前扬州已有7个村上榜。在此基础上,扬州市政府更加注重美丽乡村建设,首要任务就是农村村庄环境整治,在全市范围内遴选了具有自然、产业或人文特色的100个老庄台作为“三星级康居乡村”进行重点整治,并且根据扬州现有区县的丘陵、平原、湖荡等不同村庄的特点,因地制宜的编制整改规划和整治方案,杜绝了千篇一律的模块化村庄打造,建成了一批批特色鲜明的康居乡村,涌现出了“江苏最美乡村”广陵区田桥村,展现里下河自然村落水乡风貌的高邮市司徒镇耿庭村和宝应县射阳湖镇冲林村,具有浓郁田园风光的江都区丁沟镇腾飞村、邗江区槐泗镇陈院村,彰显传统文化的广陵区杭集镇双隆村和高邮市三垛镇少游村,重现红色故里风貌的宝应县柳堡村等一批特色村庄。展现出诗画江南,绿杨城郭的美丽画卷,似珍珠撒落在缱绻的自然景色之中,似一幅幅风格迥异、精美绝伦的画作,令人流连。

3绿色生态钢木组合结构建筑概念

众所周知,木材是所有建材当中唯一一种可再生、可重复利用的天然材料。木材建造的房子给人以舒适、自然、清新的感觉,同时木材不会挥发甲醛等有害物质,能带给人们健康的居住环境。而且,木材作为建筑材料,在我国古代就运用广泛。它具有轻质高强、抗震性能好、易于加工等特点。尤其是在现代计算机技术和先进加工设备的加持下,木结构从取材、加工、设计、安装都变得更加科学、更加简单、更加安全可靠。木结构建筑改变了古时古板的施工特点,成为了融入现代科技的理想绿色建材。在国外,木结构住宅建筑已经很普及,主要包括美国、加拿大、芬兰和日本。那是因为木质建材加工主要都是在工厂内完成,运输到施工现场后拼装完成。相比现有广泛应用的混凝土结构和砖混结构而言,杜绝了施工现场的噪声、粉尘等污染,而且木结构建筑兼具优越的抗震性能,凸显出了木结构建筑无可比拟的“绿色”元素。数据显示,美国自1997年开始每年新建独户别墅约113.8万幢,其中90%采用木结构。在现有的33.8万幢多层住宅中,75%也为木结构建筑。在木材工业发达的加拿大,木结构住宅的工业化、标准化、和配套安装技术更为成熟、先进。在日本,木结构新建住宅更是占到50%以上。相比而言,木结构在我国发展缓慢。2012年1月21号,我国建设部和国家质量监督检验检疫总局联合发布了GB50206—2002《木结构工程施工质量验收规范》和GB50005—2003《木结构设计规范》,进一步加强了木结构工程施工质量管理,保证木结构工程的质量。在北京、大连、上海等地相继推出了全套进口的美国或加拿大木结构住宅,如北京顺义、香山、光明公寓等建设项目。因此,木结构发展在我国有很大的潜力。虽然木材本身有诸多优点,但也存在很多缺陷,例如质地不均匀、各向异性、连接困难、易变形易开裂、易燃等。相反,钢材本身材质均匀、轻质高强,韧性和塑性好,可焊性也非常好,便于回收和循环利用。钢材也是21世纪发展中比较环保的建筑材料之一,其不仅加工模块化、施工模块化,节约了施工工期和降低了环境、噪声等污染,还增大了建筑跨度,节能和抗震性能好。而且,钢结构节点形式多样、连接可靠,包括螺栓连接、焊接、铆接等多种连接形式,为其他不同材质构件之间的连接提供了便利,衍生出钢夹板、钢填板等钢木组合节点形式。绿色生态钢木组合结构正是结合木材和钢材的优点应运而生,它是指运用钢材和木材相互组合的方式建造的构筑物结构体系,这是一种新型的组合结构,这种组合结构体系比传统的木结构体系更加坚固耐用,又比现有纯钢结构更加有温度。在整个钢木组合体系当中,钢和木两种材料优势互补、协调工作。既发挥了两种材料各自的最优效能,又分工合理的抵抗各种应力作用。钢和木的组合在体系上大大延伸了跨度,增强了结构的强度,在装修上创造了舒适、自然的木质空间,而且两种材料均是可再生资源,展现了其可持续性发展的优势,可以广泛应用于住宅和办公建筑当中。因此,绿色生态钢木组合结构既有良好的受力性能,又有很好的经济效果,有较大的工程实际意义。

4绿色生态钢木组合结构建筑的应用

综合美丽乡村建设的背景,结合乡村振兴战略、旅游产业发展和绿色生态建筑的理念,引入绿色生态钢木组合结构建筑的概念。其主要形式为下层为钢柱吊装,上层为木结构框架。下层钢柱采用“吊脚楼”形式,可以正常出入行人或行车。该建筑体系由于只有钢柱落地,对耕地的占用极少。建造的地点可以因地制宜,可以建在田间拐角处、斜坡上或者是跨过村间小路小道。而且装配效率高,施工期间不影响农民农作和通行。同时,楼下架空,楼上框架住人,一来不影响楼下农作物的阳光和不占用耕地,二来楼下架空层可以存储农民部分养料、农作物工具等,方便村民农作活动和对田间田亩的管理,更适合现代农业大面积产业园。更有,这些房屋亦可用来作为农家乐,发展使游客感受到“稻香”的味道等特色,促进乡村旅游,增加农民收入,实现乡村振兴。当然,在建造的过程中还要考虑现代新科技在农村、农民当中的惠及。新风系统可以避免施肥和施药对居住空气产生的影响,提高农家乐的档次。生态化粪池的配套,可以解决农村农民运输肥料的困难,让污水更方便农田的施肥等。这都是提高农民生活质量、注重农村环境保护,关注农业、农村的细节表现。

5结束语

绿色生态钢木组合结构建筑是一种新型的结构形式,其能够最大限度的发挥不同材料的力学特点,达到结构效能的优化,减少资源消耗和环境污染。通过建筑形式的革新优化,发展美丽乡村建设新形式,真正做到因地制宜、循序渐进,为当下国家发展美丽乡村建设和乡村振兴发展战略,以及扬州现有美丽乡村建设、乡村旅游、生态旅游等建设路径提供推广和借鉴价值。

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作者:沈杰 张苏俊 朱旭东 肖忠平 单位:扬州工业职业技术学院

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