​聚焦四川科学技术奖③|更美更低碳，他们让木竹为建筑之美代言

• 2022-03-29 17:45:58 来源：川观新闻

四川在线记者 张明海

3月的成都，位于成都新津的天府农业博览园成为众多游客的网红打卡点——77个巨型木拱撑起的5个场馆，矗立在春日田野间，传统而又现代，尽显独特的建筑之美。

其中，主展馆最大一个木拱跨度118米，最高为43.25米，是全世界跨度最大的木结构建筑之一。

天府农博园里的超大木拱，部分技术支撑来源于中国建筑西南设计研究院有限公司（以下简称“中建西南院”）牵头的“现代木竹结构关键技术研究及规范体系构建和工程应用”，该项目近日获得四川省科学技术进步奖一等奖。

龙卫国代表团队领奖。中建西南院供图

在建筑艺术中，木竹散发着独特的美。团队是如何破解一系列难题，成功把木竹融进现代建筑中？

木竹虽美 融入现代建筑却面临三大难题

木竹，是中国传统建筑的重要材料。我国山西等地保留下的大批木结构古建筑，至今仍让人叹为观止。

在现代建筑中，一直以来，木竹也多有运用。

其优势在哪里？中建西南院党委书记、董事长龙卫国介绍，木竹结构取材于大自然，更具有亲和力，木竹结构建筑居住环境更舒适，具有更好的保温隔热性能，木材的保温性能比水泥好10倍，比钢材好400倍以上，另外，通过木材的呼吸可调节室内的湿度，使环境更加宜居。“同时，在审美上来讲，相比混凝土钢结构，木竹因为是生物质材料，更加自然亲和，不需再进行装饰。”

在“双碳”背景下，木竹的含义又不一样。他表示，木竹结构具有绿色低碳、可再生特点，为建筑业服务“双碳”战略提供了新途径。

但现代木竹结构发展，却面临三大关键难题。

“这三大难题便是：木竹材料强度指标确定难、构件节点设计理论不足，材料防火性能差，木竹结构抗震韧性弱。”龙卫国介绍，“现代木竹结构关键技术研究及规范体系构建和工程应用”的课题研究，便是为解决“三大关键难题”而来。

二十年探索 构建起我国现代木竹结构标准体系

如何破解难题？龙卫国所领衔的团队进行了将近二十年的探索。低碳、耐火、抗震——他用三个关键词，概括该项现代木竹结构研究的特点。

低碳，是木竹结构自身的天然属性。其他两个特点，如何实现？

龙卫国透露，在防火上，团队通过大量的试验和理论分析，建立了木竹结构构件和节点基于炭化速率的防火设计方法，实现对结构防火性能的精准预测，另外研发了一系列防火性能提升技术，可改善木竹的燃烧性能，由可燃提高到难燃，进一步提高了木竹结构的防火性能。 “大量试验和实践证明，我们的研究成果，使原本易燃的木竹材料变为难燃，将木竹材料的耐火极限提高了30分钟以上。”

抗震性能方面，首先是研发了节点增强技术，可避免木竹节点脆性劈裂，在节点层面大幅度改善了结构的抗震性能；其次是研发了系列新型木竹抗震结构体系，如钢木（竹）混合抗震墙结构体系、自复位木竹结构体系等。“这一系列抗震技术，使得木竹结构残余变形较传统木竹结构减少了80%以上，显著提升了抗震韧性。”龙卫国说。

项目理论成果。中建西南院供图

我国现代木竹结构标准体系也在这一进程中构建起来。“经近二十年产学研攻关，团队创建了现代木竹构件和节点力学性能分析理论，研发了现代木竹结构防火和抗震关键技术。”龙卫国介绍，团队还主编了5部国家标准、1部行业标准、2部团体标准、1部设计手册。

产学研结合 已运用到500多个重大工程项目中

龙卫国团队的这项研究，带来了巨大的经济社会效应。

首先，是推动了我国现代木竹结构全产业链发展，建成了4条工程木竹材料生产线。“其中就包含了我国第一条完全具有核心知识产权的机械臂智能建造生产线，实现了胶合木、工程竹等国产化制造和复杂构件的数字化智能化加工，摆脱了工程木产品对国外的依赖。”龙卫国说。

同时，该研究成果在500多个重大工程项目中得到应用。“例如，北京冬奥会雪车雪橇赛道、成都天府国际机场川航活动中心、龙泉山丹景台公园、天府国际会议中心、新津融媒体中心等项目。”

成都龙泉山城市森林公园丹景台景区。中建西南院供图

科研无止尽。

“四川科学技术进步奖一等奖是一份沉甸甸的荣誉，既是对我们的激励，也是对我们的鞭策。我们将以此为契机，围绕‘双碳’战略、数字化转型，继续担当作为，切实在服务四川经济社会发展大局中，作出科研工作者应有的贡献。”龙卫国说。

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现代木竹建筑之美

中建西南院现代木竹结构研究取得的新突破 ，为木竹赋予了更多的性能——低碳、耐火、抗震。

木竹融入现代建筑，简约大气，尽显建筑之美。在我们的生活中，已有很多运用。无论是亚洲最大单体木结构的成都天府国际会议中心天府之檐（长度411米），木拱跨度118米的天府农博园主展馆，还是大量运用四川本土“竹钢”（重组竹）的龙泉山丹景台公园，都已经成为成都市民的网红打卡点。

标签： 科学技术

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