木材作为最古老的建筑材料之一，在历史长河中不断被革新重塑。随着当代建筑愈发关注可持续性与环保责任，这种材料的受欢迎程度也与日俱增。树木在生长过程中会吸收二氧化碳，其木材能储存这些碳，从而避免其排放到大气中。因此，只要树木源自可持续管理的森林，由木材衍生出的材料所产生的温室气体排放就会相对较少。然而，为了充分挖掘这种材料的潜力，人们研发出了众多技术与改良方法，旨在使木材的特性适应并满足现代设计与施工的需求。从热改性到工程木材，再到用途多样的刨花板，这些方法不仅提升了木材对当代建筑严苛要求的适应性，还将这种可持续材料的可用性扩展到了前所未有的规模。
工程木材：层压与胶合
工程木材是一个大类，指的是通过使用粘合剂和先进制造工艺将木材颗粒层粘合在一起而制成的建筑材料。这些工艺旨在优化材料的强度、稳定性和尺寸一致性，同时还能利用相对细小的树木制造出大型结构构件。一些最常见的层压板类型（也常被称为“重型木结构”）包括胶合木（Glulam）、正交胶合木（CLT）和单板层积材（LVL）。
这些材料的结构特性取决于制造工艺。胶合木是通过工业粘合剂将单个木段粘合而成。由于木材纤维方向一致，这种木材最适合用于大型结构构件，如梁或柱。另一方面，正交胶合木由锯切并胶合的木板组成，每层木板的方向都与前一层垂直。这使其在两个方向上都具有结构刚度，类似于胶合板，但组件更厚。正交胶合木板材可在预制阶段调整厚度和尺寸，用作结构墙、地板、家具、天花板和屋顶。单板层积材则是将薄层单板以相同纹理方向组合而成，其用途与胶合木相似，但性能更高，与软木胶合木相比，其横截面可更小。
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压力与热处理
热改性是一种木材处理工艺，该工艺将木材置于窑炉中暴露于高温环境，使其含水率降至近 0%。这一过程会去除木材细胞内的结合水和自由水，从而减少木材变形并使其结构稳定化。随后施加蒸汽，使湿度回升至 4%-7%，确保木材具备可用性。与未经处理的木材相比，热改性木材（Thermally Modified Timber, TMT）具有更强的稳定性和耐湿性，可降低开裂和翘曲的风险，同时保持其天然外观。
加压处理技术用于将木材防腐剂或阻燃剂压入木材内部结构。这种处理方式可通过保护木材免受蛀食性昆虫和真菌腐朽的侵害，从而延长木材的使用寿命。此外，阻燃处理还能通过减少火灾中产生的烟雾和火焰，提升木材的适用性。其应用范围从室内框架结构扩展至暴露于户外环境的木材，包括电线杆、铁路枕木、露台地板以及围栏栅条等。
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木材颗粒聚合
木颗粒板是用途最为广泛且应用普遍的建筑材料之一，常被用作墙面装饰材料、家具、天花板，甚至地板。其制作方法是将木纤维、木颗粒或木碎片用粘合剂和树脂粘合在一起，从而制成坚固的板材，根据所用骨料（即木颗粒等填充材料）和粘合剂的类型不同，板材会具备不同的特性。
定向刨花板（OSB）以其强度和成本效益著称。尽管 OSB 板材最常被用作建筑众多隐蔽层中的结构覆面板，但许多设计师也已开始探索其在室内设计中的潜力。中密度纤维板（MDF）表面光滑，成为木工行业的首选材料；而中密度刨花板（MDP）则采用锯末等木屑与树脂混合制成，提供了更具性价比的解决方案。胶合板的加工工艺与正交胶合木（CLT）类似，但规模不同，它是通过将木片垂直交错粘合后经热压制成。
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表面处理
有多种表面处理工艺可应用于木材，以提升其外观、耐用性和防护性能。常见的木材表面处理方式包括涂漆、染色、上清漆、涂漆膜（上漆）以及油蜡处理等。尽管其中一些方法依赖于现代材料，但民间传统技艺同样致力于延长木材的使用寿命。日本炭化木工艺便是其中一例，这项已有三百多年历史的技术通过烧灼木材表层，形成一层炭化保护层，从而保护木材内部结构免受白蚁、真菌及其他自然因素的侵害。
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弯曲
大多数建筑中的木结构及木材应用，均采用将木材加工成横梁、平板等直形构件的方式。然而，木材本身具有弹性，这一特性可通过多种技术加以挖掘和强化。蒸汽弯曲技术便是早期应用的方法之一，例如德国工匠迈克尔·索耐特（Michael Thonet）在 19 世纪初率先采用该技术，其设计的家具至今仍广受欢迎。胶合木（Glued Laminated Wood）技术则通过将木条按所需曲率的模具粘合，在兼顾木材材料特性限制的同时实现造型变化，为制造适用于建筑的大型构件提供了可能。另一方面，开槽弯曲（Kerf Cut）方法虽能提供更大的灵活性，但也会削弱成型构件的结构强度。
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后张拉技术
后张法作为一种预应力技术，最常用于混凝土结构，以提升其结构性能并实现构件的薄型化设计。当应用于木材时，后张法是将由工程木（如胶合木）制成的梁、墙或柱等结构构件与钢筋或钢绞线相结合。具体操作中，钢制构件被固定于木构件上，随后通过液压千斤顶施加拉力，在木构件内部引入预应力，以抵消预期的外荷载作用。该方法不仅提高了结构效率，还显著增强了所得构件的抗震性能。
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编者按：本文最初发表于 2023 年 9 月 21 日，是ArchDaily“建筑中木材的未来”专题（由坦提姆伯热处理木Tantimber ThermoWood 呈现）的组成部分。
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