木塑材料用于風景園林景觀暨設計之要

王春鶴 吳雙依 高昊 崔熙銘

摘要：文章對木塑材料的特性進行了介紹，描述了其在風景園林之中的應用前景和發展方向。研究分析了木塑材料的性能和變形特點，指出了木塑材料在風景園林和戶外建筑中應用的設計要點，并在其初始設計和質量標準等方面給出了解決方案，通過專業設計充分發揮木塑材料的優秀品質，保證制造出更美觀耐久的戶外建筑和景觀。

關鍵詞：木塑;景觀;戶外;建筑;蠕變

1 木塑材料簡述

木塑材料是木塑復合材料（Wood-Plastic Composites）的簡稱，亦稱木塑（WPC）。木塑材料是近些年以來，在國內外蓬勃興起、迅速發展的一類新型復合材料，是用高分子聚合物（如：聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯等高分子材料）與30%-70%的各種天然植物纖維經共混、擠出，制成高木質含量的新型復合材料;再經擠壓、模壓、注塑成型等塑料加工的方法生產木塑制品，亦可一步法經共混塑化、擠出成型，加工成各種板材或型材等產品，是一種極具發展前途的“綠色、低碳、可循環”材料。作為新興環保材料，木塑產品越來越廣泛地用作建筑建材、家具家裝、物流包裝等行業。

從木塑制品和木材比較來看，合成樹脂、天然植物纖維、添加劑等原輔材料經擠出加工成型的木塑制品外觀、質感酷似木材，并具有和木材相似的加工和施工性能。木塑制品密度和木材接近，通常在600～1000kg/m3之間，隨植物纖維含量和發泡倍率等因素變化而有所不同。木塑制品平衡含水量約為2%，而木材的平衡含水量在12%～13%，與木材相比木塑制品具有更好的抗水、防潮、耐腐翹曲、節疤、色差大等天然缺陷。

2 木塑產品的應用及發展潛力

木塑產品已經廣泛大量地用于室內、外各種用途。如：木塑門、門套、百葉窗、櫥柜、衣柜、外墻掛板、天花吊頂、裝飾板、吸音板、踢腳線、地板、龍骨;景觀小品、庭院設施、戶外家具、垃圾箱、涼亭、廊架、木屋、扶手、圍欄、欄桿、立柱、休閑椅、棧道、花架、花箱、樹池、樹圍、空調架、空調罩、路標牌、托盤、等等。

特別是木塑材料的防水防潮、耐酸堿、耐腐蝕性能優異，在海邊高鹽地區使用，優勢尤其顯著。木塑型料使用方便、應用靈活，不僅可以取代木材的使用，而且是一種性能優異的新型環保材料，應用面非常廣闊。

3 戶外園林景觀使用木塑材料的受力變形及長期蠕變分析

3.1 木塑材料的線性熱脹冷縮變形量和吸水膨脹伸長變形量

3.2 木塑材料的蠕變性

園林景觀用料設計要點之一是賞心悅目。木塑材料是非常美觀的一種材料，但這種材料在長期應力狀態下易發生蠕變，對造型的美觀影響很大，是在園林景觀用料設計時必須注意的。

3.3 木塑材料的變形

戶外木塑建筑及景觀在使用一段時間后，有些尺度較長的木塑會出現逐漸彎曲、下垂等變形現象，這是目前戶外木塑建筑及景觀中常見的缺陷。

木塑材料由建成時漂亮的直線型，在經過幾個寒暑后逐漸彎曲變形的變形因子研究分析如下：

3.3.1 木塑的應力及蠕變

夏季氣溫升高，木塑材料產生熱膨脹，較長的木塑熱膨脹伸長較大。由于兩端被固定，隨著溫度升高，所受溫度應力增大（應力和膨脹變形成正比），當膨脹達到一定值后，木塑材料發生失穩而彎曲變形并隨熱膨脹增加彎曲度（彎曲變形）增加。

木塑彎曲后，溫度應力得到釋放;中性面應力為零，因彎曲，凹面產生壓應力，凸面產生拉應力。由于拉、壓應力的長期作用，凸、凹面分別產生拉伸和壓縮蠕變，使得曲率變大，在氣溫降低時也不能完全收縮恢復。如是經過若干氣溫周期，不斷產生周期性蠕變疊加;隨著蠕變增加和高分子鏈的約束力逐漸達到平衡，蠕變的增量逐漸減小，達到蠕變極限。

若安裝施工在高溫季節，因和最高溫度的溫差小，基本不發生因熱膨脹而彎曲變形的情況。但在低溫季節，木塑的韌性和強度隨溫度下降;由于兩端被固定，木塑因降溫收縮而產生的溫度應力達到最大值，往往導致固定處破壞。

3.3.2 吸水膨脹蠕變

降雨時節，木塑吸水膨脹。隨著長時間的吸水膨脹，木塑材料產生微量蠕變伸長，不可恢復;并隨干濕交替周期，周期性產生蠕變伸長并疊加。隨著木塑內部木質達到可能的吸水膨脹極限及高分子材料的約束力的作用，吸水膨脹蠕變伸長的增量逐漸減小，達到蠕變極限。

4 木塑材料在園林景觀應用及方案設計要點

（1）木塑材料的“彈性模量”“彎曲強度”“吸水率”“尺寸變化率”等指標，是用于戶外景觀的重要技術質量指標;對木塑材料的相關技術質量指標的嚴格控制，是設計作品實現現實優良的物質基礎。

（2）在景觀設計中，盡量避免采用連續長尺度設計;在較長尺度方案設計中，可以考慮在長尺度方向采用一端限制性約束，其余非限制性約束的固定方式。大面積尺寸的二維度木塑板材應避免在戶外景觀設計中采用，可采用多支撐的拼裝式結構。

（3）木塑材料的的防水性及外觀色澤和耐久性應重視，以減少戶外木塑建筑及景觀建成二、三年后，木塑材料吸水變形和表面粉化褪色的現象。戶外因日曬雨淋，環境要求嚴苛;宜選用耐候性能優異的無機系色料著色的木塑材料，以保證著色的耐久性。

參考文獻：

[1]園林景觀用聚乙烯塑木復合型材：QB/T 4161-2011[S].北京：中國標準出版社，2011.

[2]木塑裝飾板：GB/T 24137-2009[S].北京：中國標準出版社，2009.

作者簡介：王春鶴，女，1997年5月20日，遼寧省營口市鲅魚圈區，大連工業大學 藝術設計學院 ，設計學-景觀

吳雙依，女1999.3.7，河北省石家莊市，大連工業大學 藝術設計學院，環境設計專業

高昊，男，1999.8.26，遼寧省大連市，大連工業大學 藝術設計學院，環境設計專業

崔熙銘，女，1998.08.10，黑龍江省 巴彥縣，大連工業學校 藝術設計學院，環境設計專業

大連工業大學 遼寧 大連 116038