西方節(jié)能木材結(jié)構(gòu)住宅的探究

武婕

摘 要：西方木材結(jié)構(gòu)住宅，一直是許多中國(guó)人十分向往的理想居所。放眼當(dāng)今中國(guó)，花園洋房、獨(dú)棟別墅成了城市規(guī)劃不可缺少的一部分。在房地產(chǎn)行業(yè)及其他相關(guān)行業(yè)飛速發(fā)展的今天，這樣大面積的節(jié)能木材住宅成了人們心目中向往的“高端生活”。而木材結(jié)構(gòu)住宅在可持續(xù)發(fā)展和節(jié)能環(huán)保方面的明顯優(yōu)勢(shì)，必定會(huì)成為我國(guó)未來(lái)住宅發(fā)展方向的一個(gè)切入口。通過(guò)探討西方在節(jié)能木材結(jié)構(gòu)住宅方面的興起、探索和發(fā)展，為中國(guó)今后住宅發(fā)展的方向提供新的可能。

關(guān)鍵詞：西方國(guó)家；立法；節(jié)能環(huán)保；木材結(jié)構(gòu)；能源；環(huán)境；住宅

一、西方環(huán)保意識(shí)的萌發(fā)

美國(guó)諾貝爾經(jīng)濟(jì)學(xué)獎(jiǎng)得主道格拉斯·C·諾斯，在上個(gè)世紀(jì)四五十年代，先后獲得加利福尼亞大學(xué)學(xué)士學(xué)位和哲學(xué)博士學(xué)位。這是一位經(jīng)濟(jì)學(xué)領(lǐng)域的大佬級(jí)人物，他的多部著作都是圍繞西方國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展這一主題的，他和美國(guó)經(jīng)濟(jì)學(xué)家托馬斯共著的《西方世界的興起：新經(jīng)濟(jì)史》中用有力的中心論點(diǎn)論述了西方國(guó)家興起的原因：要有一個(gè)有效率的經(jīng)濟(jì)組織。而創(chuàng)造有效率的經(jīng)濟(jì)組織就需要一個(gè)先進(jìn)的經(jīng)濟(jì)制度，用制度來(lái)約束員工并激勵(lì)員工，使個(gè)人的經(jīng)濟(jì)努力變成私人收益率，從而接近社會(huì)收益率。

第二次世界大戰(zhàn)之后是世界經(jīng)濟(jì)秩序恢復(fù)和飛速發(fā)展的時(shí)期，也是各行業(yè)發(fā)展的大好時(shí)機(jī)，而經(jīng)濟(jì)過(guò)快發(fā)展的背后是環(huán)境資源的嚴(yán)重消耗。發(fā)生于英格蘭中部的工業(yè)革命帶動(dòng)了其他西方國(guó)家，一系列的工業(yè)革命使得經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，與之伴隨而來(lái)的是環(huán)境“副作用”。如1952年12月5日-8日期間發(fā)生的倫敦?zé)熿F事件、1939年的日本水俁事件等，類似的事件層出不窮，世界各地開(kāi)始重視經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)所帶來(lái)的環(huán)境副作用。自聯(lián)合國(guó)1945年10月24日成立以來(lái)，就致力于改善全球環(huán)境和大氣環(huán)境，產(chǎn)生了《聯(lián)合國(guó)氣候變化框架公約》等一系列舉措。時(shí)至今日，節(jié)能低碳環(huán)保已成為當(dāng)今世界人們應(yīng)對(duì)環(huán)境問(wèn)題的首要策略，為倡導(dǎo)節(jié)能低碳環(huán)保，西方國(guó)家開(kāi)始立法并倡導(dǎo)節(jié)能的木材結(jié)構(gòu)的住宅。

二、西方環(huán)保意識(shí)的成熟

上世紀(jì)50年代后，西方各國(guó)的國(guó)內(nèi)秩序基本穩(wěn)定，國(guó)家和公民的環(huán)保意識(shí)逐漸成熟，人們明白環(huán)境決定生活質(zhì)量，所以從公民到政府無(wú)不以實(shí)際行動(dòng)保護(hù)環(huán)境。但是僅僅靠道德的約束是不夠的，只有立法才是從根本上治理環(huán)境問(wèn)題的最主要手段。

在這些國(guó)家中，英國(guó)針對(duì)環(huán)境保護(hù)問(wèn)題的一系列立法措施，有效地治理了環(huán)境問(wèn)題。對(duì)有污染排放的企業(yè)征收污染排放稅、需要垃圾傾倒的企業(yè)必須辦理垃圾傾倒許可證，超標(biāo)準(zhǔn)排放污染物，相關(guān)企業(yè)負(fù)責(zé)人就會(huì)受到巨額罰款或者處以幾年不等的刑期，對(duì)于一些污染環(huán)境的產(chǎn)品則會(huì)征收環(huán)保研究費(fèi)。在環(huán)保補(bǔ)貼方面，從2005年初開(kāi)始，英國(guó)對(duì)農(nóng)民保護(hù)環(huán)境性經(jīng)營(yíng)進(jìn)行補(bǔ)貼，即從種植農(nóng)作物到收獲農(nóng)作物對(duì)環(huán)境傷害降至最低，政府會(huì)給予一定的補(bǔ)貼。同時(shí)，政府加大對(duì)環(huán)境保護(hù)產(chǎn)業(yè)的革新力度，大力發(fā)展環(huán)境產(chǎn)業(yè)，讓發(fā)展環(huán)境產(chǎn)業(yè)的企業(yè)嘗到甜頭，保護(hù)這樣的企業(yè)，出臺(tái)各項(xiàng)優(yōu)惠措施來(lái)支持環(huán)保企業(yè)的發(fā)展。

三、節(jié)能型住宅的興起

受到能源、人文和環(huán)境因素影響，近現(xiàn)代西方國(guó)家愈發(fā)重視節(jié)能低碳環(huán)保的生活方式。

1970年前后，美國(guó)受到能源危機(jī)的影響，意識(shí)到只有循環(huán)的綠色經(jīng)濟(jì)才是發(fā)展的方向。為此，美國(guó)政府開(kāi)始針對(duì)能源和環(huán)境問(wèn)題著手立法，出臺(tái)了相應(yīng)的建筑強(qiáng)制性節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)和非強(qiáng)制性的國(guó)家建筑節(jié)能示范標(biāo)準(zhǔn)。還為那些相對(duì)落后陳舊的老房子，提供了利息相對(duì)低廉的抵押貸款，讓公民能夠?qū)⒗戏孔臃蕹晒?jié)能型住宅。美國(guó)各個(gè)州也出臺(tái)了相應(yīng)的措施，鼓勵(lì)公民參與到低碳環(huán)保的行動(dòng)中來(lái)，并且制定了房屋的能量效率評(píng)級(jí)系統(tǒng)，級(jí)別越高享受到的優(yōu)惠措施越多。同時(shí)，政府對(duì)電力公司也出臺(tái)了相應(yīng)舉措，如果該建筑的用電能耗少或者電能利用率高，那么電力公司會(huì)給予用戶多重獎(jiǎng)勵(lì)，這就有效地推動(dòng)了節(jié)能建筑的發(fā)展之路。

說(shuō)起德國(guó)，我們往往會(huì)想到梅賽德斯奔馳和大眾，這源于德國(guó)人的嚴(yán)謹(jǐn)。與美國(guó)相似，德國(guó)從2002年初就開(kāi)始實(shí)行新的建筑節(jié)能規(guī)范（ENEV2002），這是一個(gè)規(guī)范德國(guó)節(jié)能技術(shù)的條款，實(shí)際的操作性很強(qiáng)。該技術(shù)規(guī)范規(guī)定了新住房建設(shè)必須釋放的能量加熱需求和住宅能源消費(fèi)的核心值；特殊的外部身體建筑熱損失計(jì)算演示所需的能量；列出能源、燃料、天然氣、煤炭、能源消耗的建筑能耗計(jì)算表。該節(jié)能技術(shù)規(guī)范是經(jīng)過(guò)多年的技術(shù)實(shí)踐得來(lái)的，有效降低了能耗，提高了能源的利用率，并且提高了節(jié)能環(huán)保住宅的技術(shù)發(fā)展水平。

對(duì)于我國(guó)這樣的發(fā)展中國(guó)家，在節(jié)能住宅等領(lǐng)域發(fā)展相對(duì)遲緩。但近年來(lái)，我國(guó)也開(kāi)始了對(duì)節(jié)能領(lǐng)域的調(diào)控，如四川產(chǎn)業(yè)科技園的光伏電池產(chǎn)業(yè)集群等。相信在不久的將來(lái)，房地產(chǎn)業(yè)的節(jié)能領(lǐng)域?qū)⑹侵袊?guó)一顆冉冉升起的朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)。

四、節(jié)能型住宅的分類

廢物利用型：援引相關(guān)部門(mén)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，全歐洲有25%的垃圾來(lái)自建筑垃圾，如果可以將這些垃圾進(jìn)行回收再利用，不但可以節(jié)省建筑材料，還可以減少垃圾的后續(xù)處理和環(huán)境污染。來(lái)自歐洲相關(guān)的新聞報(bào)道，比利時(shí)在這方面可謂匠心獨(dú)運(yùn)，該國(guó)的210種建筑都是來(lái)自建筑廢料，他們將這些廢料收集起來(lái)，集中回收，經(jīng)過(guò)加工等一系列技術(shù)手段，將原本丟棄的建筑垃圾制作成新的耐用的建筑材料。

再生能源型：瑞典一個(gè)名為“Bo01”的示范性小區(qū)將當(dāng)?shù)乜稍偕茉?00%的利用。例如，用風(fēng)能和太陽(yáng)能發(fā)電，將有機(jī)垃圾堆入沼氣池作為家庭廚房和外出交通的能源，將雨水進(jìn)行回收，經(jīng)過(guò)沉降過(guò)濾之后作為家庭用水。

綜合型節(jié)能：綜合性節(jié)能即多用途、多方向、多領(lǐng)域、多智能的綜合性節(jié)能住宅。美國(guó)好萊塢影星Charles Robert Redford就一直對(duì)節(jié)能型住宅情有獨(dú)鐘，作為環(huán)保人士的他，倡導(dǎo)節(jié)能環(huán)保的建筑理念，他將一棟老房子改造成一棟環(huán)保樓。大多數(shù)樓內(nèi)的房子利用“天窗”照明，光伏發(fā)電為樓內(nèi)住戶提供了五分之一的電能。樓頂和下水道都安裝了特殊的雨水回收裝置，這些雨水被用來(lái)沖洗廁所或者滴灌植物。

不論是什么類型的節(jié)能住宅，都要以節(jié)能為中心，盡可能多地利用自然能源，盡可能多地回收產(chǎn)品，最大限度地滿足人類需求的同時(shí)，還要將對(duì)周?chē)h(huán)境的影響降到最低。未來(lái)的住宅應(yīng)和自然相融，即讓人與自然能夠和諧共存，這才是可行的環(huán)保之道。

五、節(jié)能木材結(jié)構(gòu)住宅的探究

2000年6月，加拿大渥太華一家登山設(shè)備公司，將一座1000立方米的古老住宅拆除后，在原有基礎(chǔ)上建設(shè)了一棟節(jié)能木材結(jié)構(gòu)的商品住宅，該建筑大部分沿用了老建筑的材料，加之四分之一的新型材料。屋內(nèi)地板是回收利用老房子30cm*30cm的再生道格拉斯冷杉木，這種木地板有較好的舒適度，彈性較好，而且健康指數(shù)、裝飾效果以及藝術(shù)品位都達(dá)到了令人非常滿意的程度。墻體采用原來(lái)建筑回收的巖石和木板，中間夾雜稻草和報(bào)紙，起到非常好的保溫作用。大樓總建筑費(fèi)用為290萬(wàn)加元，比普通建筑要高13%左右，與MNECB/CBIB的參考值相比，節(jié)約能源每年22679加元，所以相比之下，建筑費(fèi)雖然高了，但是每年節(jié)約下來(lái)的能源折合下來(lái)，該棟建筑其實(shí)和普通建筑的費(fèi)用大致相當(dāng)，要知道該棟建筑是綜合型節(jié)能建筑，對(duì)環(huán)境的危害幾乎可以忽略不計(jì)。

木材是節(jié)能環(huán)保建材，有專家利用DEST建筑能耗模擬軟件有效地對(duì)木結(jié)構(gòu)住宅使用過(guò)程中的能耗進(jìn)行了分析。分析結(jié)果表明，木結(jié)構(gòu)建筑在一年內(nèi)的采暖和空調(diào)消耗電量比鋼混結(jié)構(gòu)建筑節(jié)能21.5%，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)和計(jì)算得知，該木結(jié)構(gòu)墻體內(nèi)沒(méi)有出現(xiàn)冷凝現(xiàn)象，不會(huì)因潮濕使保溫性能下降。曾有清華大學(xué)國(guó)際工程項(xiàng)目管理研究院受到加拿大木業(yè)協(xié)會(huì)資助，分別比較了木結(jié)構(gòu)、輕型鋼結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)建筑在物化階段和運(yùn)行階段的能耗和環(huán)境的影響，于2006年11月13日，聯(lián)合發(fā)布了題為“中國(guó)木結(jié)構(gòu)建筑和其他結(jié)構(gòu)建筑能耗和環(huán)境影響比較”的研究報(bào)告。報(bào)告結(jié)果表明，3種不同結(jié)構(gòu)類型的建筑中木結(jié)構(gòu)建筑在全壽命期周期的能耗和環(huán)境影響上均優(yōu)于其他兩種。

我們以單戶家庭住宅為例，通過(guò)外部圍護(hù)部分的熱量散失所占比例情況可以看出，住宅保溫隔熱方面，哪些地方是需要重點(diǎn)進(jìn)行處理的部位：

熱量損失：

屋頂部分（大約占總損失熱量）25%～30%

墻體部分（大約占總損失熱量）25%～30%

地面部分（大約占總損失熱量）10%～20%

（門(mén)）窗洞部分（大約占總損失熱量）25%～30%

冬季熱量損失：

（屋頂）天花板/頂棚 大約占 25～35%

（非保溫的）墻體 大約占 15～25%

窗子 大約占 10～20%

地板 大約占 10～20%

漏氣 大約占 15～25%

從以上獨(dú)立住宅熱量損失示意數(shù)據(jù)中，我們可以清楚地看到，普通獨(dú)立住宅的熱能損失。依據(jù)不同的材料來(lái)設(shè)計(jì)墻體和房頂，最大限度地使木材結(jié)構(gòu)的住宅能夠保暖保溫。盡可能合理地利用自然資源，減少對(duì)環(huán)境存在威脅的人造能源的過(guò)度生產(chǎn)與利用。在一定程度上，這減少了不可再生能源的消耗，還保護(hù)了人類居住的共同家園——地球的環(huán)境。在普通民眾建造房屋的過(guò)程中，積極充分地利用大自然中的一些自然能源，不僅是符合全球倡導(dǎo)低碳生活的流行趨勢(shì)，更是一種綠色環(huán)保的善舉。從大處來(lái)說(shuō)，對(duì)人類的生存環(huán)境有利；從小處來(lái)說(shuō)，對(duì)家庭個(gè)人也有好處。使用自然能源的住宅室內(nèi)，冬暖夏涼，空氣清新，健康舒適，同時(shí)，也能夠減少家庭在能源上的一些消耗，降低家庭在耗能方面的一些開(kāi)支。

綜上所述，利用天然木材建造獨(dú)立住宅，綠色環(huán)保、無(wú)污染、輕質(zhì)高強(qiáng)、易于加工、保溫隔熱。而森林樹(shù)木，可再生種植，取材方便。現(xiàn)代木材構(gòu)件，經(jīng)過(guò)特殊構(gòu)造處理，已經(jīng)具有較高的防腐、難燃、持久等許多新的特點(diǎn)。使用天然植物，比如植物的秸稈、稻草、大麻等材料，建造的“草磚住宅”，在世界上也有了少量的應(yīng)用。由此可見(jiàn)木結(jié)構(gòu)的住宅可謂人類的不二之選。

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作者單位：

天津科技大學(xué)