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創新改變木業:創新是木業發展的引擎 綠色制造成創新亮點

發布日期:2015-09-24 作者:中木商網 閱讀:1057

       近日,由中國木材保護工業協會主辦的2015第八屆中國木材保護工業大會暨木材創新應用發展高峰論壇在內蒙古呼和浩特舉行,木材節約發展中心主任、中國木材與木制品流通協會會長劉能文,中國工程院院士、東北林業大學教授李堅,內蒙古農業大學副校長王春光,中國木材與木制品流通協會首席專家朱光前,中國木材保護工業協會會長喻迺秋,專家委員會主任、南京林業大學教授金重為以及全國木材保護業界專家、學者、企業代表、媒體及學生代表共300多人齊聚呼和浩特,圍繞“創新改變木業”這一發展方向進行深度交流。
自2002年起,全國木材保護行業會議已召開7屆,每屆都匯聚了來自全國各地木材創新應用的產、供、銷、研領域精英,目前已成為國內比較具規模的木材創新應用行業盛會。作為務實創新的年度盛會,主辦方對每屆大會的主題都精心推敲,針對2015年中國木材保護行業面對的調整和商業機遇,第八屆中國木材保護工業大會主題定位為“破局、增長、共贏”,在突破傳統材料制造,通過新技術提升材料性能和附加值,加強校企合作,推進產學研合作共贏。行業專家也針對在中國經濟新常態下,木材行業“應如何發展,企業將面對怎樣的機遇和挑戰”提出了很多獨特見解。 

     劉能文指出,今年是木業行業比較困難的一年,無論是木材進出口貿易,還是木制品生產銷售,都受到經濟增速放緩、市場需求不旺的影響。上半年,木制品生產增速回落,進出口貿易減少,價格下滑。1—6月,我國木材與木制品進出口總額為368.66億美元,同比下降2.38%,其中木材(包括原木和鋸材)進口量為4195.98萬立方米,同比減少5.48%。面對國內天然林保護、國外主要木材輸出國限制天然林需要原木出口等情況,我國木材工業必須加快探索可持續發展之路,充分挖掘木材保護工業潛力,研發木材優化技術,實現高效高值利用。 

     面對上半年國內外日益嚴峻的經濟下行趨勢和資源環境約束,喻迺秋強調,我國木材行業身處其中也難獨善其身,總體形勢不容樂觀,面臨著需求嚴重不足的壓力。但新材料的市場呈現商機,產量及效益雙增長。這就給了我們啟示,木材企業應發揮自身優勢,做長產業鏈,發展新型建材,才能在激烈的市場競爭中立于不敗之地。同時,圍繞國務院辦公廳《貫徹實施質量發展綱要2015年行動計劃》提出的“堅持以質量提升推動品牌建設”的要求,在未來3-5年內,通過技術指導、員工培訓、產品認證、市場推廣、行業準入等多種方式,重點培養木材防腐行業上規模、重質量、樹品牌的強企,并加強木材加工和處理企業的創新發展、轉型發展、融合發展、綠色發展。 

     創新是木業發展的引擎 

     本次會議上,來自東北林業大學、北京林業大學、南京林業大學、浙江農林大學、中南林業科技大學、內蒙古農業大學、福建農林大學、西南林業大學、廣西大學、北華大學、中國林科院木材工業研究所、廣東林業科學研究院等全國十幾所林業科研院校材料研究領域院長或負責人匯報了他們的科研成果。同時,來自美國、加拿大,以及國內比較新的木材加工與處理技術、產品也在會上進行了展示,卓然成為木材新產品發布會。 

     會上,李堅帶來了題為《木材結構化仿生表面科學——新的關注》的報告,介紹了對木材仿生表面科學的思考,引領著新型功能材料研究方向。仿生是認識自然、模仿自然、在某一方面超越自然的有機結合,例如人類模仿蜻蜓研發了飛機、模仿蝙蝠聲吶系統研發了雷達等。那么,在很多的動植物體表面有更多需要研究的內容,通過仿生表面科學的研究,將結構及功能的協同互補有機結合,并在基礎學科和應用技術之間架起了一座橋梁,為新型結構、功能及結構-功能一體化材料的設計、制備和加工提供了新概念、新原理、新方法和新途徑。大自然給了我們很多啟發,荷葉的滴水不沾特性、棉花的輕柔飄逸特性、扇貝的層級結構等都將給木材科學提供新的創新思路。 

    “靠創新,提高木材使用價值。木材防腐解決了木材在戶外環境的使用、木材改性解決了人工林木材尺寸穩定、木材高強復合技術解決了木材在木結構建筑中的應用等這些創新,不僅能夠解決木材性能缺陷,提高使用價值,而且對緩解我國木材供需矛盾,保證木材產業安全具有重要意義。”劉能文介紹說。 

     本次會議不僅有比較前沿的科技創新,同時也圍繞行業亟須解決的問題展開了探討,材料防火和重組材技術應用受到了廣泛的關注。云南省香格里拉縣獨克宗古城的火災,共燒毀房屋343棟,古城比較繁華地帶變成廢墟;擁有300多年歷史的貴州鎮遠縣報京侗寨失火,共燒毀房屋100余棟;貴州劍河縣比較大的苗族村寨之一的久吉苗寨發生大火,造成176戶受災。一場場大火給木結構行業敲響了警鐘,加強木材防火技術應用已迫在眉睫。 

     會上,東莞英仨建材陳譽立介紹說,加拿大NexGen木材保護系統突破了傳統的木材防腐、阻燃處理技術,利用一種微阻屏障技術能夠將硼酸鹽鎖在木材里面,阻止外面水分進入木材和防止水分流失,進而減少木材的收縮、變形、開裂等,并且木材燃燒時,NexGen涂料和木材細胞碳化在木材表面,減慢燃燒速度。同時NexGen也是一種比較環保的產品,并且英國比較大的保險公司勞合社為使用NexGen產品保護的木建筑提供免費的防火保險,這是NexGen產品獨一無二的保障。美國FSP公司推出了一種膨脹型的木材阻燃涂料,江陰凌志副總經理林以立介紹說,FSP阻燃劑在美國應用十分普遍,從生產研發到現在已有十多年的市場檢驗,具有可靠的防火性能,在木門窗、家具、裝飾材料以及木結構領域廣泛應用。江蘇木易阻燃科技股份有限公司孫堅介紹,木易阻燃主要推出了阻燃復合板材,該產品使用無機無甲醛阻燃黏合劑將單板復合制成,在燃燒過程中無明火,無煙無毒,阻燃效果非常好。 

     近些年,重組材的發展十分迅速,這主要是在速生林的利用上提供了豐富的資源,通過高新技術,制造高附加值、高性能的新型重組材,彌補優質木材資源短缺,是我國解決木材供應不足的有效途徑。中國林科院木材工業研究所于文吉研究員介紹“重組材是近30年來國際上木材工業研究的比較熱點領域之一,也是未來速生材高效利用的主要發展方向之一,重組材是以不打亂纖維排列方向、保留木(竹)材基本特性為前提,將小徑級木材等人工速生材經疏解加工并重新組合,制造成性能可控、規格可調、具有天然木材紋理結構的新型木材。” 

    竹子是世界上生長比較快的植物之一,兩年即可成材,并且一次栽培可永續利用,并且竹基纖維復合材料能夠解決資源比較大化利用、能源比較大化節約、環保的比較嚴格要求,同時材料具有很好的防腐、防蟲性能,在戶外建筑、景觀、裝飾中應用市場前景非常好。在戶外竹材的應用領域,浙江大莊的戶外高耐竹材、安徽宏宇的箐剛竹產品都受到了廣泛地應用。 

    綠色制造成創新亮點 

     當前,我國建材工業資源能源消耗高、污染物排放總量大、產能嚴重過剩、經濟效益下滑,綠色建材發展滯后、生產占比低、應用范圍小。促進綠色建材生產和應用,是拉動綠色消費、引導綠色發展、促進結構優化、加快轉型升級的重要手段。9月10日,工信部、住建部印發了《促進綠色建材生產和應用行動方案》(以下簡稱為《方案》),提出以新型工業化、城鎮化等需求為牽引,以促進綠色生產和綠色消費為主要目的,以綠色建材生產和應用突出問題為導向,明確重點任務,開展專項行動,實現建材工業和建筑業穩增長、調結構、轉方式和可持續發展,大力推動綠色建筑發展、綠色城市建設的總體目標。 

     針對行業的轉型發展,劉能文提出“轉理念,適應新形勢的要求。滿洲里對木材防腐企業進行安全整頓,環保部把膠合板、纖維板、刨花板列入“高污染、高環境風險產品名錄”,北京市也把家具等木制品生產列為“三高一低”產業要求關停退出等。這些情況應引起我們木業界專家、企業家的重視,也說明過去靠粗放、犧牲環保的生產方式越來越沒有市場。企業要提高環保意識,轉變發展理念,加大轉型升級步伐,以適應綠色建材發展要求。” 

    其中,《方案》提出促進城鎮木結構建筑應用,推動木結構建筑在政府投資的學校、幼托、敬老院、園林景觀等低層新建公共建筑,以及城鎮平改坡中使用。推進多層木—鋼、木—混凝土混合結構建筑,在以木結構建筑為特色的地區、旅游度假區重點推廣木結構建筑。在經濟發達地區的農村自建住宅、新農村居民點建設中重點推進木結構農房建設。這是近些年第一次在政府文件中明確提出鼓勵發展木結構,將對推動木結構產業發展起到引領作用。 

     在芬蘭、瑞典、美國、加拿大等發達國家,木結構住宅獲得了廣泛地應用。日本近年來木結構住宅在新建住宅中所占比例超過50%,芬蘭、瑞典90%的居民住宅為1-2層的木結構建筑,加拿大、美國80%的人居住在木結構住宅里。 

     中國木材與木制品流通協會首席專家朱光前在報告中針對木材資源問題指出,木材是可再生資源,科學規劃管理,資源會越用越多,會促進綠色生態發展。木材一直是重要的建筑材料之一,木材的應用與林業發展不是對立的而是互相促進的,只要規劃管理得當,科學的合理應用木材,木材的需求會刺激林業發展而不是破壞林業,中外大量事實充分說明這個道理。例如, 80年代以前,蘇北地區森林覆蓋率不到2%,90年代由于人造板的發展,促進了當地林業發展,人們開始種植速生林,現在森林覆蓋率超過30%,泗陽的森林覆蓋率已達到48.5%。廣東、廣西、福建、湖南等許多木材工業發達的地方,林業發展都非常迅速。北美、歐洲、新西蘭等也都是由于木材需求的刺激,林業不斷發展,森林覆蓋率和蓄積都在不斷增長。 

     據專家介紹,在實際應用中,可以利用小徑級木材來生產結構均勻、強度高、規格大和尺寸穩定的工程結構材料,從而實現小材大用、劣材優用,提高綜合利用率和產品附加值。而在鋼材、水泥、木材、塑料等四大材料中,木材是唯一可再生且可持續利用的建筑材料。此外,木材還是一種“負碳”型的建筑材料,因為木材產品固化的碳要比其在生產和使用過程中釋放的碳更多。 

     我國人工林面積居世界第一位,利用人工林開發新型結構材料市場空間巨大。深圳嘉漢林業新研發的ESWood(易飾工程木)是備受關注的結構材料,總經理楊林清在“ESWood–建筑里的木元素”報告中介紹,受天然資源的限制,木材行業的工程師們,為了獲得尺寸更大、強度更高、更穩定耐久的建筑木材產品,發明創造了ESWood。它是以人工林速生材為原料,采用先進技術工藝和環保健康輔料制造,附加了耐水、防裂、防腐、阻燃、防白蟻、防蟲蛀增值功能,產品在使用過程中的穩定性、耐久性大幅提高,綜合性能優于天然鋸材,使用壽命、性價比高于天然硬木,主要應用在承重梁、膠合木拱形梁、復合結構立柱、戶外景觀木結構立柱、非承重復合結構保溫墻板、超大尺寸公共空間用臺面等。易飾工程木的靜曲強度約為加拿大SPF的5倍,彈性模量約為其2倍;膠合強度符合EN204-D4標準,總開膠長度小于10%,達到WBP級;甲醛釋放量為0.07mg/L,達到E0級。人工林資源可持續符合國際上FSC、EUTR、LEED等環保法規要求。
    另外,由京博木基材料有限公司生產的改性重組木,主要以楊木為原料,經過改性重組技術加工后,可以有效提高木材性能,克服其木質松軟、密度小、易形變等缺陷,使其密度增大、強度增強;同時,耐水性能、防腐性能以及尺寸穩定性也可得到顯著提高,可以廣泛應用于門窗、地板、家具、木結構裝配建筑體系等。通過測試,抗彎彈性模量達到13170MPa,普通硬木值為6000-9000MPa左右;其抗彎強度為59.3MPa,水煮冰凍干燥后抗彎載荷為55.7MPa,達到國家Ⅱ級標準,抗彎彈性模量和抗彎強度越大,說明材料越不容易發生形變;游離甲醛釋放量檢測結果為0.5mg/L,低于國家甲醛釋放量比較高標準要求≤1.5mg/L,達到了歐洲E0級標準;通常吸水厚度膨脹率越大,受潮后的板材強度下降越大,其吸水厚度膨脹率0.2%—0.3%,遠遠好于國家優等品的標準2.5%;其硬度:端面8910N,弦面7290N,徑面8090N,而一般木材的硬度只有1000—4000N,遠遠大于普通木材。
 在談到如何推進木結構發展時,劉能文提出抓資質,推動行業規范發展。當前,中央政府大力推動簡政放權工作,充分發揮市場配置資源的基礎作用。住建部對建筑業企業資質進行了簡化、調整,在資質類別方面,對可由市場自主選擇、行業自律進行調節或不符合現行法律法規和職能要求的專業承包資質予以取消,對部分專業劃分過細、市場需求較少、經營業務相近的專業承包資質予以合并,由以前的72項調簡為48項。同時國家正在試點將部分政府職能轉變到行業協會,木結構工程專業承包資質工作勢在必行。 

     現代木結構技術已經在材料、設計、施工和裝配方面取得了突破性的發展。這些技術研發都致力于將木結構在層高、跨度、耐久性和防火性方面達到更出色的性能。傳統木結構層高受限于建筑規范,一般都用于低密度及三層以下建筑,但是隨著城市化進程的加劇,現代木結構建筑盛行的西方發達國家,開始將更多精力投身到下一代木結構建筑體系,也就是中高層木結構建筑的應用,這將對材料創新提出更高的要求,未來將會有更多的新材料為木結構建筑保駕護航。
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