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新型木竹復(fù)合材料在濕地公園 建設(shè)中的應(yīng)用、思考和建議(濕地科學(xué)與管理》2013 年 9 月 )

媒體:原創(chuàng)  作者:鄧侃
專業(yè)號:鄧侃 2021/12/27 18:43:46

新型木竹復(fù)合材料在濕地公園建設(shè)中的應(yīng)用、思考和建議

         鄧侃 ( 中國林業(yè)科學(xué)研究院木材工業(yè)研究所,北京 100091)

               濕地科學(xué)與管理  2013 年 9 月 第 9 卷 第 3 期

摘 要 按照濕地公園的建設(shè)理念,針對濕地公園的自然特點 , 提出濕地公園建設(shè)應(yīng)推廣應(yīng)用生態(tài)環(huán)保型的建筑材料。并以生態(tài)環(huán)保型的竹基纖維復(fù)合材料和木塑復(fù)合材料為例 , 論證了使用這兩種材料的優(yōu)點。提出了濕地公園建設(shè)戶外材料選用原則和相關(guān)建議。
關(guān)鍵詞 濕地公園 建設(shè) 新型木竹復(fù)合材料

濕地是重要而獨特的生態(tài)系統(tǒng),在涵養(yǎng)水源、凈化水質(zhì)、調(diào)節(jié)氣候、維護(hù)生物多樣性、固定二氧化碳方面發(fā)揮著不可替代的作用。濕地公園是濕地保護(hù)體系的重要組成部分,是指以保護(hù)濕地生態(tài)系統(tǒng)、合理利用濕地資源為目的,可供開展?jié)竦乇Wo(hù)、恢復(fù)、宣傳、教育、科研、監(jiān)測、生態(tài)旅游等活動的特定區(qū)域 ① 。截止 2012 年,我國已建立試點國家濕地公園 298 個,其中已通過驗收的國家濕地公園12個,地方濕地公園 186 處。
    濕地公園建設(shè)首先應(yīng)滿足保護(hù)濕地生態(tài)系統(tǒng)的需要,所以公園中的人工設(shè)施從設(shè)計、選材和施工等各個環(huán)節(jié)都要注意盡量避免對濕地生態(tài)系統(tǒng)造成損害,體現(xiàn)與濕地自然景觀相協(xié)調(diào),優(yōu)先采用不對環(huán)境產(chǎn)生污染的生態(tài)環(huán)保材料 ② 。使用生態(tài)環(huán)保型材料不僅體現(xiàn)了保護(hù)濕地生態(tài)系統(tǒng)的作用,還可以使游客感受到自然之美,有利于樹立全面的生態(tài)文明意識。
1 濕地公園的環(huán)境特點及主要建設(shè)內(nèi)容
目前,除天津外 , 我國其余省份都建有濕地公園。這些濕地公園分布在不同的地理地帶,高濕、高寒、高溫、高鹽堿等因素構(gòu)成了濕地公園的主要自然環(huán)境,客流量較大也是濕地公園的主要特點。
    濕地公園建設(shè)的主要內(nèi)容包括濕地保護(hù)恢復(fù)工程、宣傳教育工程、科研監(jiān)測工程、訪客接待工程、水電路設(shè)施等。在宣教工程中,觀鳥屋(臺)、棧道、解說(宣傳、指示)牌是主要的建設(shè)項目;在訪客接待工程中,宣教館、廊道、碼頭等是主要項目。根據(jù)各濕地公園規(guī)劃中相關(guān)工程項目的統(tǒng)計,平均每個濕地公園建設(shè)觀鳥屋(臺)2 ~ 3 個,棧道 3 000 m 左右,碼頭 2 ~ 3 個,各種體量的解說(宣傳、指示牌)約 40 個,訪客中心 1 個。這些工程項目建設(shè)材料的選取,都會直接關(guān)系到濕地公園整體建設(shè)是否達(dá)到與自然和諧相融的要求。
2 濕地公園建設(shè)工程選用建材存在的問題
目前在濕地公園的建設(shè)中除了園林化傾向嚴(yán)重的問題外,在建設(shè)材料的選用上存在以下問題。
2.1 不注重選擇環(huán)保型建筑材料
不考慮建筑的特點和功能,大量使用水泥、鋼材、石材、外墻瓷磚、塑鋼等材料。這些材料的質(zhì)感與環(huán)境的協(xié)調(diào)性非常差,雖在大型建筑上使用這些材料是必要的,但在諸如觀鳥屋(臺)、棧道、廊道、水榭、小型碼頭、宣傳牌、訪客中心的外墻等設(shè)施上大量使用,違背了濕地公園的自然性、協(xié)調(diào)性的建設(shè)理念。

此外,在生產(chǎn)水泥、石材、鋼材、外墻瓷磚等常規(guī)建材時,消耗能量高,會對環(huán)境產(chǎn)生危害。除鋼材可以回收利用外,其他材料在廢棄時均會對環(huán)境產(chǎn)生二次污染。
2.2 忽視一些建設(shè)材料可能對環(huán)境造成危害的問題
使用的基本材料雖然是天然的,但由于采取的防腐措施不環(huán)保,對濕地生態(tài)環(huán)境造成污染,對人類和動植物造成潛在的傷害。例如,在建設(shè)碼頭、棧道、觀鳥屋 (臺 )等項目中,使用經(jīng)過化學(xué)藥劑或瀝青、木蠟油等進(jìn)行浸泡、涂刷生產(chǎn)的防腐木。用化學(xué)藥劑處理的防腐木在露天使用時,含有重金屬物質(zhì)的防腐劑會從木材中滲出并進(jìn)入土壤和水體環(huán)境,對游客或水禽、魚類及底棲動物等產(chǎn)生危害。美國在2004 年就頒布法規(guī),禁止使用含有C C A (砷類物質(zhì))防腐劑處理的木材在戶外使用。而使用瀝青、木蠟油等方式處理的木材,色彩不自然、氣味難聞、高溫下發(fā)生粘黏,同樣也對環(huán)境造成不良影響。
3 濕地公園建設(shè)工程材料的選擇原則
濕地公園觀鳥屋、棧道、碼頭、水榭、亭閣、廊道、指示牌、警示牌、
建筑物外墻裝飾等應(yīng)盡量選用木、竹及以生物質(zhì)材料為主的環(huán)保型材
料。盡可能使建設(shè)項目符合生態(tài)建設(shè)的理念,不對濕地生態(tài)系統(tǒng)造成
危害,同時防止資源的浪費和二次污染的發(fā)生。
根據(jù)濕地公園的環(huán)境特點、濕地公園生態(tài)建設(shè)理念的要求,筆者
提出濕地公園建設(shè)中選用建筑材料的原則。
1)耐候性好。選用的材料要適應(yīng)濕地公園的環(huán)境特點,具有良好
的耐腐、防霉、耐水、耐極端高低溫以及抗紫外線等特性,同時還要
滿足相關(guān)安全要求的強(qiáng)度。
2)源自于天然可再生資源或以天然可再生資源為主生產(chǎn)的環(huán)保材
料。主要是指木材、竹材,以木竹或其他生物質(zhì)材料為主要基材制造
的建設(shè)材料。
3)材料的生態(tài)安全性高。在使用、維護(hù)和報廢的過程中不會對環(huán)
境、人類以及濕地的動植物產(chǎn)生污染和危害,或者說產(chǎn)生的污染和危
害非常小。
4)生產(chǎn)這些材料時對環(huán)境的破壞程度低,有利于降低對森林(木
材)資源的消耗,符合循環(huán)利用的要求。
5)與傳統(tǒng)材料相比綜合成本較為經(jīng)濟(jì)。
4 兩種環(huán)保型戶外材料及其應(yīng)用
4.1 竹基纖維復(fù)合材料
“高強(qiáng)度竹基纖維復(fù)合材料制造技術(shù)”是基于國家 863 計劃課題研發(fā),并經(jīng)過國家林業(yè)局科技司組織鑒定“整體達(dá)到國際領(lǐng)先水平”的科研成果。其產(chǎn)品“戶外用竹基纖維復(fù)合材料”, 經(jīng)中國林產(chǎn)工業(yè)協(xié)會組織鑒定,達(dá)到國際先進(jìn)水平。該產(chǎn)品是使用我國極為豐富的竹子資源為主要原料,生產(chǎn)出的一種高性能復(fù)合材料,具有強(qiáng)度高、耐候性好(28 h 循環(huán)水煮后的吸水厚度膨脹率低于 3.0% )、環(huán)保型強(qiáng)的特點。利用該產(chǎn)品已成功開發(fā)出風(fēng)電槳葉基材、集裝箱底板、室內(nèi)外地板、家具和建筑結(jié)構(gòu)材、裝修裝潢材、濕地園林景觀建設(shè)用材等多類竹基纖維復(fù)合材料。目前已在上海淀山湖、上海崇明東灘鳥類國家級自然保護(hù)區(qū)、蘇州三山島國家濕地公園、蘇州太湖新天地、湖北莫愁湖國家濕地公園等地區(qū)使用,推廣面積達(dá) 50 萬 m2 , 并且批量出口歐盟(于文吉,2011;于文吉等,2013) 。
4.2 木塑復(fù)合材料
木塑復(fù)合材料是利用農(nóng)林剩余物等生物質(zhì)材料和回收塑料,按一定比例(木粉約 60% )混合后,通過擠出工藝技術(shù)制造的具有木材外觀和質(zhì)感的新型建筑材料。該材料體現(xiàn)了循環(huán)經(jīng)濟(jì)和資源綜合利用的理念,具有良好的環(huán)保效益、良好資源性和環(huán)保性特征,符合國家循環(huán)經(jīng)濟(jì)政策,是一種新型的綠色材料。木塑復(fù)合材料可鋸、可刨、可釘,加工性能好,既克服了天然木材耐用性差、易燃、易潮、易腐、易蛀等缺點;又避免了單純塑料的不足之處,是一種適應(yīng)性較強(qiáng)的復(fù)合材料。目前木塑復(fù)合材料在民用建筑和園林景觀工程上已得到廣泛使用,并作為綠色建筑材料參與了北京奧運會、上海世博會和廣州亞運會等重大活動的場館建設(shè),已批量出口日本等國。
5 濕地公園調(diào)查案例
為了取得對比數(shù)據(jù),我們分別對兩個鋪設(shè)木棧道的濕地保護(hù)單位情況進(jìn)行了調(diào)查(應(yīng)調(diào)查對象要求,我們隱去單位名稱)。
5.1 甲單位
鋪 設(shè) 木 棧 道 3 650 m , 寬 度1.2 ~ 1.6 m ,厚度 4 ~ 6 cm ,折
合大約 255 m3 。材料使用的是美國花旗松和東南亞菠蘿格。采用的
防腐措施為用銅鉻砷合劑 (C C A 或W - 2), 采用侵注法\熏蒸法處
理。自 2005 年鋪設(shè)至今 , 已出現(xiàn)開裂和因木材表面變質(zhì)和因霉菌、
青苔等附著產(chǎn)生打滑現(xiàn)象。自 2009年起逐步進(jìn)行第二次防腐處理和修
繕。鋪設(shè)成本(含施工費)美松約為 875 元 /m2 ,菠蘿格約為 1 413元 /m
2 。
5.2 乙單位
鋪設(shè)木棧道面板采用價格為2 950 元 /m3
的防腐木,單板尺寸為 寬 50 cm 、 長 100 cm 、 厚 度 為
5 cm , 鋪設(shè)成本 300 元 /m2左右。
面板及扶手和欄桿采用耐候木油每年進(jìn)行 1 次防腐保養(yǎng),保養(yǎng)成本
120 元 /m2 。需要指出的是,市場上防腐木
價格 2 000 ~ 6 000 元 /m3 。價格的高低和生產(chǎn)防腐木的成本直接相
關(guān)。一些廠家為了降低生產(chǎn)成本,在生產(chǎn)防腐木時沒有采取真空高壓
和高溫定性的方法,僅將木材在防腐劑中“過遍水、洗個澡”, 防腐劑
并沒有深入到木材內(nèi)部,起不到良好的防腐效果。因此,從防腐效果
角度考量,低價就意味著低效(質(zhì))。
濕地保護(hù)單位選用低效 (質(zhì) )防腐木的主要原因,是不懂防腐木的生產(chǎn)
原理,以為泡過或刷過防腐劑的木材就是防腐木。
6 使用新型木竹復(fù)合材料與常規(guī)防腐木材的對比分析

6.1 社會效益
隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,木材需求越來越大,2012 年我國進(jìn)口原木及鋸材已達(dá) 5 852 萬 m3 ,消耗外匯 127.67 億美元。在濕地公園建設(shè)中使用竹基復(fù)合材料,可利用我國豐富的竹材資源,即減少了
大量木材的消耗、節(jié)省外匯,也可以幫助培育經(jīng)營竹子的林農(nóng)脫貧致富。使用木塑復(fù)合材料可以大量使用廢棄塑料,減少廢棄塑料對環(huán)境的污染,且這兩種材料紋理整齊,不開裂,較防滑,整體鋪張效果好。
6.2 生態(tài)效益
不含防腐劑的竹基復(fù)合材料、木塑材料是循環(huán)經(jīng)濟(jì)和資源綜合利用的產(chǎn)物 , 具有良好的生態(tài)效益,無論是在制造還是使用過程中均具有良好的環(huán)境適應(yīng)性,更替下來的竹基復(fù)合材料可自然降解,廢舊木塑材料可回收利用,實現(xiàn)循環(huán)利用,均不會對環(huán)境造成二次污染;這兩種新型復(fù)合材料的防腐性和耐久性同樣優(yōu)于普通木材或防腐木,不會對環(huán)境造成二次污染;

6.3 經(jīng)濟(jì)效益
6.3.1 鋪裝及維護(hù)成本低 從材料價格和維護(hù)成本來看,竹基復(fù)合材料為 12 000 元 /m3左右。但由于竹基復(fù)合材料強(qiáng)度高,在同樣的使用條件和強(qiáng)度要求下,每塊棧道板的厚度僅 2 ~ 3 cm 。折算下來,每平方米竹基復(fù)合材料鋪設(shè)成本大約為 600 元,比使用美松節(jié)約 250元,比東南亞菠蘿格材料節(jié)省 800元。優(yōu)質(zhì)木塑材料 5 000 ~ 6 000 元/m3 ,每平方米大約 360 元,作為鋪地(非懸空)材料,鋪裝成本還會有所降低,鋪裝后基本不用維護(hù)。
乙單位防腐木棧道的維護(hù)成本為每年 120 元 /m2 ,5 年就需要600 元 /m2 ,如果再加上初始建筑安裝成本,鋪裝使用費用達(dá) 900 元/m2 ,已遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于不需進(jìn)行防腐處理的竹基纖維或木塑復(fù)合材料。
綜上分析 , 使用新型木、竹復(fù)合材料 — 竹基復(fù)合材料 , 可以減少濕地公園建設(shè)單位的建設(shè)資金投入。
6.3.2 節(jié)約天然木材可觀 據(jù)各濕地公園總體規(guī)劃粗略統(tǒng)計,按平均每個公園建設(shè) 3 000 m 長、1.5 m寬棧道計算。如果使用天然木材,為滿足安全需要,棧道板厚度至少5 ~ 8 cm ,大致需要木材 300 m
3左右。而使用高強(qiáng)度竹基復(fù)合材料,板材厚度最多 3 cm ,總量為135 m3 。每個濕地公園在木棧道建設(shè)方面就可節(jié)約天然木材 165 m3 。生產(chǎn) 165 m3 木材按原木出材率 50%計算約需要采伐 3.84 hm2 森林(按蓄積量 85.88 m3 /hm 2 )

以上分析僅以濕地公園建設(shè)木棧道為對象,在實際建設(shè)中,還有很多涉及戶外的建設(shè)項目可使用這兩種新型木竹復(fù)合材料。當(dāng)然,建設(shè)項目中使用木、竹復(fù)合材料種類和規(guī)格,需要根據(jù)實際情況進(jìn)行具體論證。但可以得出這樣的結(jié)論,如果數(shù)量眾多的濕地公園,包括濕地類型保護(hù)區(qū)如能在建設(shè)中盡可能地采用這兩種新型木竹復(fù)合材料,將極大地減少對森林資源的采伐,減少木材進(jìn)口,能產(chǎn)生明顯的經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益和社會效益。
7 建議
在建設(shè)美麗中國的進(jìn)程中,各地越來越重視濕地保護(hù)和濕地公園建設(shè),濕地公園的數(shù)量也會大幅度增加。管理部門應(yīng)進(jìn)一步細(xì)化對濕地公園規(guī)劃、設(shè)計和建設(shè)的要求,使?jié)竦毓珗@管理走上科學(xué)化、規(guī)范化的軌道。為此,應(yīng)盡早地組織制定濕地公園建筑材料的選用標(biāo)準(zhǔn),明確提倡和推廣選用既能滿足使用要求,又能體現(xiàn)資源節(jié)約和環(huán)境保護(hù)的新型生態(tài)材料。
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收稿日期:2013- 06- 20
作者簡介:鄧侃,中國林科院木材工
業(yè)研究所黨委書記,副所長,高級工
程師。 E- mail:504417915@ qq.com

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