節能型園林建設中的木塑復合材料應用研究*

崔云飛

(黑龍江工程學院環境設計系，黑龍江哈爾濱 150050)

當前人們對于生態環境、資源消耗的關注不斷提升，而同時我國木材消耗量依舊逐年攀升，隨著經濟加速發展，木材短缺問題已成為需要重點處理的關鍵問題。我國各行各業經木材加工損耗的木屑總量每年達到數百萬噸，損耗稻糠等天然纖維每年達上千萬噸[1]，如能合理應用這些廢舊材料，則可有效緩解資源消耗，產生巨大的社會效益與環保效益。

在園林工程建設過程中，通常以實木材料作為主要材料，在消耗大量森林資源的同時也增加了木材損耗率。木塑復合材料作為一種新型環保材料，主要由回收秸稈、鋸木、稻殼和聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）等材料制成，相較傳統木材，抗老化、耐腐蝕性能更好，同時加工方便，在園林建設中常與磚石、玻璃、金屬及混凝土等材料搭配使用，能夠廣泛應用于節能型園林建設中的鋪裝、設施、建筑等多方面[2-3]。但園林建設實踐中，常由于安裝效益、生產效益等問題導致在應用時受到一定限制，如何進一步推動木塑復合材料在節能型園林中得到廣泛應用，成為相關學者關注的重點問題。

1 節能型園林的概念

節能型園林也可以稱為節約型園林，是指在設計、施工及養護等不同環節降低園林對資源的消耗，推動人與自然和諧發展的新型園林景觀。近年來，節能型園林因其優勢顯著，已成為我國城市規劃建設的新趨勢[4]。首先，節能型園林符合新時期下構建節能社會、發展節能經濟的目標。隨著我國城鎮化進程的不斷推進，人們對城市園林的需求日益增加，尋求一種建設投入少、養護成本低的節能型園林尤為迫切。節能型理念的應用有利于提高城市園林性價比，幫助緩解城市資源總量與人口快速增長之間的矛盾。其次，節能型園林是城市園林建設實現可持續發展的主要方式。過去逆境栽植、規劃大面積草坪等違背客觀自然規律的行為，已經被證明不符合城市園林長遠發展的需求。節能型園林尊重自然、重視和諧相處的建設原則，是推動城市園林可持續發展的重要保障。節能型園林建設與傳統園林的區別主要體現在對土地、水、能源、建材等利用方面，而木塑復合材料的應用主要是針對園林建設中建材的節能與節約優化。

2 園林建設中的木塑復合材料適用性分析

木塑復合材料是指以聚乙烯等替代樹脂膠黏劑、利用廢棄植物纖維混合制成的木質材料。木塑復合材料一般需要經過塑料加工工藝制成型材，被廣泛應用于建筑建設、家具的制造中。由于此類材料是以比例接近的木材與塑料復合加工而成，因此同時具有兩種材料的特征，使其成為節能型園林建設的常用材料[5]。

2.1 材料基本特性

木塑復合材料的特性優勢明顯。首先，該類材料木質纖維含量較高，雖然屬于復合材料但可以使用木工器具完成加工。同時，由于塑料成分的作用，使其“握釘力”達到普通木材的3～4倍。其次，該類材料的彈性模量適中，表面硬度為普通木材的3～5倍，且具有良好的機械性能。再次，該類材料針對腐蝕、潮濕、蟲蛀等傳統木材存在的問題具有更好的應對效果，使用壽命一般在50年以上[6]，靈活應用助劑能夠調節材料物理化學性質，在確保力學性能的基礎上實現材料防靜電和阻燃的效果。最后，木塑復合材料屬于可再生材料，因此在達到服役年限后可以實現回收、分解處理，對環境不會造成額外的負擔或危害，能夠滿足節能型園林的材料性能需求。

2.2 園林應用特性

在園林建設過程中使用木塑復合材料時，應確保其材料質感、色彩滿足人們審美需求，大多可搭配其他類型建材，達到特定的美觀或使用要求。木塑復合材料可以根據使用需求，在制造階段添加不同配比的色劑，從而制作出色彩搭配各異或深淺不一的特定材料[7]。當前園林建設中通常采用仿原木色木塑復合材料，具體色彩種類包含楓木色、紅木色、紫檀色等。園林景觀設計時可以根據場景需求，通過調整復合材料顏色以形成多變空間效果。將木塑復合材料作為表面裝飾材料時，可以通過處理使得材料表面呈現亞光面或光面。另外，木塑復合材料由特定工藝整體成型，可以根據需求直接制備護欄、座椅等構件，可避免傳統木材加工時處理木節痕跡而導致的浪費。

2.3 常見搭配方式

為提高建筑質感，可以將木塑復合材料搭配其他建材使用，發揮各自材料特點，營造出多變的景觀效果。當前園林建設中，通常使用木塑復合材料搭配混凝土、磚石、金屬或玻璃等材料構建景觀[8]。使用木塑復合材料搭配磚石構建景觀時，石材給人以厚重感，木材則給人以輕盈質感，通過平行鋪設使兩者質感相互中和，達到景觀整體明快、觀感良好的感覺。園林建設實踐中通常會在木塑復合材料表面進行精細加工，雕刻復雜花紋，和石材天然的粗糙感形成鮮明對比，實現淡雅而不失豪邁的效果，兼顧剛硬與柔細的風格。使用木塑復合材料搭配玻璃材料時，則通常選用和玻璃相似的半透明色彩，常設置于玻璃外墻、建筑門窗等部位，能夠獲得朦朧含蓄、虛實結合的裝飾韻味。

3 木塑復合材料在節能型園林建設中的應用

3.1 場地鋪裝的應用

園林建設中可以通過室外場地鋪裝達到延伸建筑空間的效果，具體包括平面或臺階等鋪裝方式。鋪裝材料選用方面，當前園林建設工程以普通木材為主，該種材料貼近自然，雖然能滿足人們的精神需求和園林功能要求，但同時易受到外界環境因素影響而產生褪色、腐蝕和變形等問題。而使用木塑復合材料鋪設，則能夠在滿足使用需求的基礎上有效降低維護成本。在園林工程建設可以將木塑復合材料作為臺階踏板進行鋪裝，并使用30mm以上厚度的材料鋪設，確保路面質感。

徐俊杰等[9]以毛竹纖維、楊木纖維為基體，使用擠壓成型工藝生產超高填充聚丙烯基木塑復合材料（UHWPCs），通過比較材料的尺寸穩定性、力學性能、蠕變性能和吸水性能，發現以楊木為基體獲取的材料具有更強的抗腐蝕性能和抗蠕變性能，同時吸水較少，在園林景觀鋪板制作中能夠發揮良好作用。

園林建設實踐中的木塑地板安裝方式主要包括架空、平地錨固這兩種。其中，架空安裝常用于登山專用道等坡度較大道路，一般連接于鋼結構縱梁上，上方的木塑復合板材可以采用鏤空設計，使游客走過時能擁有身臨其境的感覺；平地錨固則是在地基上直接錨固木塑復合板材，可用于各種平直路面。

楊毅強[10]以南京鐘山風景區景觀改造工程為例，探究了木塑復合材料地板的鋪裝質量控制及應用效果，結果發現在夏季氣候悶熱潮濕的南京地區，木塑鋪裝地板表現出優異的耐腐蝕特性，且溫度適應性好，吸濕增重率低。

需要注意的是，平臺鋪裝使用木塑復合材料時應靈活選用鋪裝方式，結合平臺形狀、園林特色，具體確定材料表面圖案和色彩。常見的改進鋪裝方式為使用多種小塊型材形成立體圖案，或產生色彩漸變，提高景觀空間感。同時，應充分考慮到使用環境的溫度和材料性能之間關系，并合理調節材料松緊程度，盡量在使用鐵釘固定前先使用木楔敲打以提高緊密性。

3.2 景觀設施的應用

風景園林中設置景觀設施的目的在于提高園林觀賞性，為游客提供休憩場所，具體要素包括標識牌、座椅和欄桿等。木塑復合材料應用于景觀設施中，不僅成本較低，舒適度較高，而且能夠和周圍環境達到較高的融合度。

木塑復合材料用于設置標識牌時，一般使用高亮度顏色獨立渲染需要展示的文字內容，幫助游客快速發現、閱讀并理解標示牌內容。馮莉等[11]探究了木塑復合材料在室溫恒定下，工藝不同、材料配比不同的蠕變性能差異，結果顯示原材料木塑比是影響最顯著的參數，在30%彎曲強度載荷條件下，木塑比和螺桿轉速關系為顯著因素，而當彎曲強度達到50%，木塑比影響效果進一步提升，當彎曲強度達到70%以上，木塑比為極顯著因素，螺桿轉速影響效果幾乎可以忽略。因而園林景觀建設時需要考慮后續材料承擔荷載，生產用于園林標識牌、墻壁等板材時，需重點考慮材料螺桿轉速和木塑比，而在生產鋪板、護欄材料時，則應重點考慮材料的木塑比。

蔣永濤等[12]分析了特定溫度下木塑材料的應力松弛性能和蠕變性能，發現通過改進產品配方，加入增強筋，可以有效減少木塑復合材料應力松弛和蠕變，認為在園林景觀建設中以木塑復合材料作為座椅設施時，可以適當加入增強筋改善其受力性能。木塑材料作為座椅時，還需要綜合考慮路面鋪裝色彩和座椅色彩之間的相性，盡量采用同一系列的顏色，提高園林景觀整體性。

木塑復合材料應用于欄桿設施時，為確保防護效果，一方面應使用專用的高強度連接件，另一方面需確保預埋深度足夠，通常在300mm以上。如需要使用金屬底座，則還需要對金屬材料進行防腐處理。園林景觀設計中使用的木塑材料常為中空結構，為提高設施安全性，可以在中空空腔內填充實木并使用螺絲固定。吳依然[13]綜述了木塑產品在園林景觀設施中應用的關鍵影響因素，認為長期蠕變、吸水膨脹、受熱膨脹是影響產品應用效果的關鍵，并對木塑欄桿的應用狀態開展了建模分析。

3.3 景觀建筑的應用

園林景觀中的建筑結構主要有景觀橋、景觀亭等，其構造往往相對較簡單，功能要求不高，采用的建材大多以木材為主。為節約建筑成本，可以使用木塑復合材料代替木材進行節能型園林景觀建筑的建造。

景觀橋中應用木塑復合材料，本質上是欄桿、地面鋪裝的延續。園林景觀中設計的景觀橋通常較為曲折，以營造特定的觀賞效果，故應用木塑復合材料建設時也可盡量采用弧形結構，增加景觀橋的觀賞價值。景觀橋上設置的護欄格柵也可以采用木塑復合材料，可制作成和橋梁風格相近的波紋圖案，提高裝飾效果。

田先玲等[14]分析了特定溫度條件下木塑材料景觀橋的蠕變性能變化過程，發現隨時間推移，疲勞、蠕變、疲勞-蠕變相互作用三種方式產生不同影響效果，試驗前期，三者影響差異不大，而隨著時間推移，疲勞產生應變不斷增加，據此提出了木塑材料景觀橋使用期間的維護與設計要點，有效延長了木塑景觀橋的使用壽命。

園林中的景觀亭屬于常見景觀建筑之一，其能提高園林觀賞效果，并為游客提供休憩場所。使用木塑復合材料建設景觀亭時，可以從立體、平面角度同時分析。其中，從立面角度來看，景觀亭可以分為多檐、單檐兩類，多檐建筑更顯莊重，而單檐建筑則更顯輕巧；平面角度上，景觀亭可以分為八角、六角和四角，隨角數量增加，景觀亭更顯活潑。故而，對于特定的園林風格，可合理搭配平面與立面的設計方案。葉俊東[15]介紹了木塑復合材料在城市園林景觀亭與景觀廊等小品中的應用特性，指出替代天然木材建造景觀亭時，可避免傳統木材易老化開裂、褪色等問題；而搭配使用木塑材料的景觀廊，則既能提供良好、輕盈的休憩場所，也能在綠色植物映襯下形成別致的觀賞性景觀氛圍。

木塑復合材料應用于景觀建筑時，在工藝要求上要高于傳統木質材料。施工時需要首先精準確定安裝位置，再劃線記錄，而后按照從下到上、從左到右的順序開展安裝。節能型園林中的墻板固定龍骨通?？梢允褂媚君埞?，射釘的嵌入比例應保持在3/4以上，以確保安全性，且單塊墻板的射釘數量一般不少于10枚。

4 結語

綜合前文所述，木塑復合材料具有良好的應用性能，在節能型園林建設過程中具備廣闊的應用前景。實際應用時，應當選擇色彩、質感以及造型與園林整體建設風格相契合的木塑復合材料，確保園林景觀統一協調，同時降低造價、減輕對環境的負擔。目前，木塑復合材料在節能型園林的景觀建筑、地面鋪裝和景觀設施等方面已取得一定的應用成果，但仍有較大發展空間。相信隨著相關技術研究的深入，木塑復合材料在園林建設工作中一定能發揮更大作用，為城市環境的優化提供更大助力。