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结构性人造板技术创新及其发展前景

媒体:原创  作者:林机协会
专业号:林机协会 2021/1/18 11:23:00

德国迪芬巴赫机械设备有限责任公司  刘守华

木材是一种古老的建筑材料,随着人造木技术的发展,人造木的应用也取得了长足的进步,使得木结构技术从住宅领域发展到了其他民用建筑领域,现代木结构建筑已成为传统营造概念和现代科技的完美结合物。

1 Swatch集团的新大楼

近年来,设计独特的木结构建筑不断涌现。2019年,世界最大的钟表制造商 Swatch 集团 Swatch 新总部在瑞士贝尔城落成使用。这座新大楼是全球最大的木构建筑,总长度有 240 米,耗用木材约 1997 立方米。

2020 年,亚洲最大单体木结构建筑——天府国际会议中心的前厅 “天府之檐”竣工。在项目设计上,“天府之檐” 建构了一条长达430 米、高 26 米、跨度19.6 米的超尺度木结构空间。

5亚洲最大单体木结构建筑——天府之檐2

  木结构建筑具有显著天然优势

木结构建筑有很显著的天然优势。主要体现在,第一自重轻。木结构自重为混凝土的 1/7,在地震中,自重越轻所受的地震力及建筑产生的晃动惯性越小。第二,木剪力墙抗侧性能好。木结构墙体由密排的木龙骨及定向结构板(OSB)组成的,木剪力墙具有极佳的抗侧力,能够使木结构墙体不会出现混凝土墙地震中出现的变形裂缝。第三,柔性结构耗能性佳。木材和金属连接件形成的节点具有弹性和一定的变形能力,通过自身变形使地震力被有效消耗,从而确保建筑框架的整体安全性。

正因如此,在北美 , 木结构住宅处于市场的主导地位,2000 年美国新建独户别墅 111.4 万幢,其中90% 采用木结构,在 33 万幢多层住宅中,27.5 万幢采用了木结构。在亚洲的日本,大量的住宅是利用木材、胶合木和水泥刨花板建造的。目前,日本新建的住宅房屋中 , 有半数以上是木结构。

人造板行业发展特点

9结构性人造板

现代木结构建筑采用的木质材料大量使用人造板。我国是世界上最大的人造板生产国。人造板上游原材料具有稀缺性的特点,行业发展围绕这一特点充分展开。

首先,拥有上游森林资源储备的人造板企业将获取关键性资源。随着国家对森林资源砍伐的规定越发趋严,人造板上游资源将越发稀缺。目前国内整体木材资源匮乏,需要大量进口。进口木材价格逐步升高。 原材料采购困难,价格过高。据了解,从2007 年到 2017 年,我国木材进口量从 5026 万立方米增加至 1.08 亿立方米,锯材与原木的进口比重由2007 年的 19.87% 比 80.13% 上升到 2017 年的 49.94%比 50.06%。

其次,木材得到高效利用。实际应用中大材大用,小材小用,好材高端使用,次材人造板加工使用,以达到物能尽其用、价值利用效果最大化的目的。在过去的三十年,我国人造板初始发展是以 MDF 工业化多层压机和劳动密集型低端产品为主,逐渐过渡到连续平压 MDF/PB/OSB,单线产能从最初的 3 万m3、5 万m3 到现在 30 万 m3、 60 万 m3 产能。产品发展从木材、纤、MDF、木材、单板、劳动密集型低端胶合板,到如今木材大片单元(OSB 大片刨花、单板整张化),人造板。人造板的人体触感接近原木,性能比已经优于原木。虽然使用小径级木材,但也尽可能保留木材的结构特点,做出最合适的人造板产品,同时往节胶、节能、节约原材料以及节约劳动力的方向发展。

由于市场应用不同,胶合板、LVL、 OSB/FOSB大趋向是结构材料和装修装饰材料。结构性人造板通常具有优良的耐候 / 耐湿以及优异的力学性能包括实木拼板、胶合板、单板层积材(LVL)、定向结构刨花板(OSB)、可饰面定向结构刨花板(FOSB),主要应用在装饰装修,墙板,户外,会展搭建等。应用小趋向是高端家具材料,基本以家具材料、装饰材料为主。家具用人造板具有容易加工、容易贴面等特点。包括刨花板(PB)、超强刨花板( SSPB )中密度纤维板(MDF)& 高密度纤维板(HDF)。

20LVL的应用1

第四,胶粘剂的环保性能备受重视。国家对环境保护的重视以及消费者对甲醛释放量的要求越来越高,板材的环保标准从最初的 E2 到 E1、E0、超E0,发展到现在的零醛概念。高标准造就高质量板材。随着各大家居制造商也逐步加入到“环保+价格”大战中来,各板材制造商零醛战略也是势在必行。

第五,人造板材生产线快速发展。人造板设备技术革新,生产工艺越来越简单,越来越容易控制、人力需求越来越少、成本越来越低、产能越来越大。

广西丰林木业集团有限公司的 SSPB 产能 30 万m3 产能生产线 2018 年投产,拟建 SSPB2.0 版本 50万m3 产能生产线(压机长度 47m)。山东鲁丽集团有限公司OSB产能30万m3 产能生产线 2015 年投产,拟建 FOSB 60 万 m3 产能(压机长度 65m)生产线。广西乐林集团 THDF 22 万 m3 产能生产线 2019年投产,无醛 MDF 60 万 m3 产能生产线(压机长度80m)在建中。

人造板多元应用和创新

18可饰面OSB做家具材料

一、超强刨花板(SSPB)& 刨花板(PB)

二、定向结构刨花板(OSB+)

定向结构刨花板是当前世界上应用最为广泛、发展最迅速的新型环保板材,广泛应用于建筑、装饰、家具、包装等领域。相对于实木板材和胶合板是更便宜的选择。其是无论是室外还是室内均可使用的高强度人造板,是可以替代实木板材、细木工板和胶合板的板材。包括单板、纤维、科技木、三聚氰胺浸渍纸、OSB+……等。

定向结构刨花板的标准分类:OSB1 是一般用途的非承载板材,适用于干燥状态条件下的室内装修材料和家具,容重在 450-500kg/m3 左右;OSB2 是承载板材,适用于干燥状态条件;OSB3 是承载板材,适用于潮湿状态条件;OSB4 是承重载板材,适用于潮湿状态条件;OSB5 是潮湿状态条件下承重载板材;用作集装箱、货车、客车、货车车厢底板、隔墙板以及轮船的底板材料。FOSB性能要求参照 T/CTWPDA 03—2017。其中国际标准只有三个等级 OSB2/3/4。

定向结构刨花板的优点十分突出:具有很高的物理力学性能,结构紧密,强度高;具备抗变形、抗剥离、抗翘曲的三重特点;防腐、防蛀、抗形变,阻燃能力较强;具有防潮性能,可暴露在自然环境和潮湿条件下;甲醛释放量几乎为零,属于真正的绿色环保产品;握钉力强,易于锯、钉、钻,开木槽、刨、锉或砂光;具有优异的隔热,隔声效果,涂饰油漆性能好。

其应用领域十分广泛:宝源木业生产的 OSB 产品帮助火神山 / 雷神山等抗疫医院短时间建成做出了重要贡献;应用于木结构房屋,具有节能,舒适性好,建造成本低,安全性能优的特点;还可以应用于墙板、楼板、楼梯、地面基材、会场、展馆装修等场景。

可饰面定向结构板(FOSB)是在普通定向结构板的基础上,在其上下两个表层进行细料铺装而成的板材,弥补了定向结构板因大刨花裸露而不可直接饰面的缺陷。可饰面定向结构板具有定向结构板的特性,完全满足了各种饰面加工。国外 OSB 几十年的发展历史尚未做到 OSB 直接饰面,中国鲁丽是第一家实现了 OSB 直接饰面技术的企业。

三、LVL 胶合板的应用。

21 LVL的应用2

可以应用于梁、檩、墙板等。LVL 是单板层级材,是以原木为原料旋切或者刨切制成单板,经干燥、涂胶后,按顺纹或大部分顺纹组坯,再经热压胶合而成的板材。

四、胶合板的应用

25 人造板在包装行业的应用——军品包装

可以广泛应用于梁以及建筑模板、军品包装、托盘、电缆盘、精密仪器包装箱等。五、人造板在包装行业的应用。

目前人造板在国内包装行业应用主要以胶合板、 OSB 为主。包装行业体量巨大,目前应用仍是市场空白。

根据德国包装协会加压实验标准 EN 22872 测试:OSB 包装箱,承受的压力比胶合板包装箱略高;且具有更高的硬度 , 特别在潮湿条件下比胶合板包装箱更高。(第十九届全国人造板工业发展研讨会报告整理)

 

嘉宾背景:刘守华,德国迪芬巴赫机械设备有限责任公司北京代表处首席代表,迪芬巴赫机械设备服务(北京)有限公司总经理。曾供职于福州人造板厂,参加我国第一条引进中纤板生产线项目筹建、设备调试及验收。多年来,积极致力人造板连续压机技术推广应用,特别是针对中国市场的新工艺新技术,至今引进先进人造板连续压机生产线逾 70 余套,助力中国人造板产业快速发展。

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