隨著我國森林資源積累的提高和對建筑節能減排的日益重視,近20年來木結構逐漸回歸中國建筑市場,得到越來越多人的接受和認可。木結構建筑獨特的建筑風格充分體現了高度預制的工業化特點和綠色環保的建筑優勢。同時,結合現代建筑技術和手段,為用戶提供舒適、美觀、低碳、節能的建筑體驗。然而,木結構在大型場館建筑及其配套設施中的應用幾乎是一個空白。
2008年北京奧運會給世界帶來了一場難忘的綠色奧運會和文化奧運會。14年后,北京將再次舉辦2022年冬季奧運會,繼承和發揚綠色奧運會和人工奧運會的精神。中國是一個擁有數千年文明的大國,散發著強烈的歷史文化氛圍。此時,木材作為一種古老而現代的天然建筑材料,在風格特征上呼應了城市特征,突出了文化特征,散發了歷史魅力,不失去現代氛圍。因此,木結構場館不僅是一個功能實體,而且可以成為一個文化景觀和一個城市的地標性建筑。
以塔科馬穹頂體育場為例(圖1,1980年,塔科馬準備建造一個大型多用途體育場。通過全國招標和篩選,三個候選人入圍了最后一輪。最后,由于其在外觀、環保、性能等方面的領先優勢,采用了木結構方案。塔科馬穹頂體育場為當地創造了數百個就業機會。由于其新穎的材料和獨特的外觀,它已成為該市的一個旅游景觀,有效地刺激了當地經濟的快速發展。塔科馬穹頂體育場的大廳面積為13個,直徑160米的900平方米,最多可容納26米,穹頂距地面45.7米。足球、網球、籃球等不同規模的體育賽事可在體育館舉行。這里還是NBA聯賽的固定賽場。
再比如1998年第18屆日本冬奧會建造的著名木結構長野奧林匹克紀念競技場 (圖2)這座經典建筑因其新穎奇特的外觀而被稱為M波。M如此強烈的開放和自由感的主要因素是它的木屋頂。216米x 80米的室內空間效果非常令人震驚。可移動的天花板和周圍的墻壁可以擴大空間。在外面,體育館有強大而堅定的形狀和明確的材料選擇。
2010年溫哥華冬奧會速滑館Richmond Oval(圖3)也采用木結構。建筑面積3.3萬 m2,包括一個20000 m大廳(400米賽道),可容納8000名觀眾,跨度100米。速滑館由2400人組成m3的SPF規格材料(用于波浪木屋面板),1.9萬張.2m×2.4m花旗松膠合板(主要用于屋頂)和2400m3花旗松膠合梁(用于屋面拱),結合70m3.由黃柏膠合木柱(用于室外支撐柱)組成。速滑館底部兩層為現澆混凝土,屋頂100m跨度鋼-膠合木復合拱支撐在巨大的斜混凝土墩上。鋼木復合拱的截面為空心V形,空心結構為管道的鋪設提供了空間。拱門上可以看到空調系統的出風口。這座建筑優雅、美觀、實用。
2012年倫敦奧運會自行車賽場(圖4)采用木結構屋頂和外圍皮膚。自行車館是奧林匹克公園及其低谷地區的永久性結構和標志性事物。自行車館是奧林匹克公園的四個永久性場館之一。奧運會期間將使用6000個座位,奧運會結束后也將保留。兩個主軸上不同的高度要求意味著建筑雙曲面屋頂將是最理想的建筑形式。同時,大型網眼窗紗屋頂結構的使用大大降低了承載能耗。上碗的形狀也是最合適的,以確保自然通風。高保溫木結構屋頂和場外預制實木墻板減少了高空作業量和施工時間,提供了良好的性能建筑環境。
除了美觀、堅固、舒適的特點外,木結構場館還有許多其他優點:
1.重量輕:木結構重量為鋼筋混凝土結構1,規模和形狀相同/4~1/6;
2、跨度大:現代木結構采用優質原木膠合加工,可突破傳統結構的跨度限制。100米以上的大跨度項目已成功建成,投入使用30多年,仍完好無損。
3、抗震安全:重量輕。地震發生時,木結構被地震破壞的概率很低。在歐洲,木結構被認為比鋼結構和水泥結構更安全。
4、防火:當表面溫度達到1200度時,200度時,木材的性能沒有變化。例如,健身房的木結構在燃燒60分鐘時不會坍塌。同樣,鋼結構也會發生變化。
5、防腐、防潮:每個木材部件都經過防腐、防潮處理,即使在水蒸氣、水分較重的游泳池,也可以適用。值得指出的是,經過特殊處理的木材可以在游泳池、溜冰場等場所發揮其他材料無與倫比的優勢。游泳池內的水蒸發非常嚴重,特別是池內的氯離子會嚴重腐蝕博物館內的金屬材料。如果游泳池采用鋼結構,后期使用過程中的維護成本非常高。相反,木結構材料處理后,能很好地抵抗水蒸氣的侵蝕,保護場地結構不受損失。
6、保溫:木材是一種性能優良的保溫材料,可有效減少建筑中的熱損失,最大限度地降低溫度調節成本。通過在頂層增加保溫材料,木結構屋頂可以發揮良好的保溫作用。
7.隔音效果:木質材料的自然隔音效果使體育館具有相當于音樂廳一級的音響效果。
8、設計靈活,根據當地情況采取措施:各項目綜合考慮客戶的具體需求和當地件,充分滿足抗震、防火、風荷載、雪荷載等標準要求。
9.使用壽命超過100年,可永久使用。
10、綠色節能:木材是一種可再生資源,其生產和使用有利于環境保護。木材生產消耗的能量遠低于鋼或混凝土等其他建筑材料。生產一噸木材消耗453千瓦,生產一噸鋼材消耗3780千瓦。此外,每立方米鋼排放5320公斤二氧化碳,每立方米混凝土產生120公斤二氧化碳。相比之下,木材的生產過程是消耗二氧化碳產生氧氣的過程。這種效果在建造大型建筑或大型配套設施時尤為明顯。因此,無論是設施建設前的材料生產過程,還是設施使用中的環保效果,還是建筑停止使用后的回收處理,木材都是綠色環保的有力保證。
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