人們喜愛使用木材,其中一個重要原因就是木材溫暖、質感好且本身就具有個性且千變萬化,還可降低噪音。與其他材料相比,處在木材、綠色的環境中,產生的精神壓力比較小。這也是為什么人們更加愿意在木質步道、涼亭等場所中休息的原因。近年來防腐木材的熱銷,也是人們追求舒適環境的一種體現。 維修的難易及成本高低在考慮使用哪種木材時,要綜合考慮成本,既要考慮建造時的購置成本,也要考慮使用過程中的維修、維護、更換的成本。如果使用防腐木材,則可免除木材使用過程中的檢查、維護、更換成本。即使使用防腐木材比普通木材的初期(購買)成本高一些,但與以后的使用成本(即檢查、更換成本)相比,完全是可以忽略不計的。
在決定使用普通木材還是使用防腐木材時,除考慮這兩種木材的材料成本及其差別之外,也應考慮在使用過程中木材進行檢查、維護、維修、更換的難易程度和成本。例如建筑桁架,通常處于封閉條件下,不便于日常檢查木材腐朽、蟲蛀狀況,一旦木材因糟朽而損壞,維修、更換的成本巨大。同樣,用于水泥或磚石基礎上的木材,由于其是橋梁、房屋等建筑構件的一部分,建造完成后,很難檢查該木材的防腐蟲蛀狀況,而一旦一根木材出現問題,需要更換,則可能需要將此建筑的一大部分結構拆掉,如此一來,更換成本將非常驚人。
木材在戶外或景觀中使用,比如做戶外家具、地板、步道、柵欄等。如果選擇天然耐久性很好、使用壽命達25年的某些熱帶闊葉木(有時侯也稱硬木),不經過防腐處理,也未嘗不可。但其價格可能非常昂貴,而且數量(資源)極其有限。因此,使用防腐木材是一種比較理想的選擇。
用天然耐腐木材,如紅雪松、柏木等的心材制作的木構件、木制品等,一般在具備半保護的條件下應用,比如建筑側板,或木材損壞造成的經濟損失很小的情況下使用,比如戶外家具。
大多數木材或木制品用戶,之所以對防腐感興趣,并*終使用防腐木材,另一個*主要的原因是防腐處理可以有效降低木結構或木材部件的維護費用。也就是說,使用防腐木材,具有經濟性。美國曾經對使用防腐木材的經濟性做過詳細研究,并開發了數學計算模型,包括木材的使用壽命、更換木材的成本、防腐處理的成本等,這對選擇普通木材還是防腐木材提供了定量的科學依據。
更換木材構件、部件等產品的成本包括材料成本、運輸成本、人工成本等直接成本。如果更換木材需臨時拆掉部分建筑或設施,更換后再復原,則人工成本會更加巨大。除此之外,還包括一些間接成本(或稱隱性成本),如公共設施(包括電桿、枕木等)和公共建筑(包括室館、餐廳、體育館等)臨時停止提供服務造成的收入損失。
木材防腐處理的必要性,不僅與木材使用的生物危害程度與等級相關,也與木結構、木構件、部件等的**性要求的高低、經濟適用性等密切相關。木材防腐處理會增加一定的額外成本,使用天然耐久性高的木材,也會增加一定的額外成本。對此額外成本(一次成本),消費者和使用者可以與木材構件或結構損壞導致的維修成本(二次成本)進行比較,并作出適當的選擇和平衡。
如果某種用途,需要的使用壽命很短,或更換很便宜,則無需使用防腐木材。而其他一些用途,腐朽、蟲蛀導致木材損壞后,很難維修或維修成本很高,或將對使用者產生生命危險的隱患,或木制品、木結構的完整性(完好性)將受到破壞,則需選用防腐木材。木材防腐處理的必要性分為4級,見文尾表格。
使用防腐木材的場合我們已對耐腐的木材有了一定認識,如楠木不易腐,樟木也不易腐,所以它們以前往往用于制作**棺木、木箱。但應該說明的是,距地表30cm以下的地下,由于氧氣含量很低,相對來說生物危害比地表部位要輕,而木箱(多為衣物箱、珠寶箱等)用在室內且不與地接觸的條件下,生物危害程度也較輕。古建筑中使用的木材,大多也有石質基礎,且設計上通風良好,處于外露狀況的木結構,往往有一些防水、防腐措施,因此生物危害程度都不是很嚴重。如果木材接觸水的機會或風險比較大,則生物危害程度會增加。而與地面、地表接觸的場合,包括許多戶外應用用途,生物危害程度較嚴重,須使用防腐木材才能達到相應的使用壽命和使用功能。
現將防腐木材的使用范圍分為4類,建筑中經常接觸冷凝水或雨水的木構件或部件,包括:地板龍骨、浴室內墻;冷藏室的構架、蓋板/望板、門、門框、窗框等;游泳池內或周圍使用的木材,包括屋頂;用于建筑中通風**位置(或房間)的木材,如屋頂;建筑中有時聚集大量人員的房間,大量人員聚集在一個房間內,不僅促進空氣中水分的冷凝,而且對結構件的**性要求高:“濕”工業和“濕”商業建筑,即高濕度車間、廠房、公共場所,如洗衣房(車間)、浴室、蒸煮車間;受到雨水飛濺的木材構件或部件。
其他種類包括對人類**很重要的部件,如橋梁、護欄、公告場所的樓梯、扶手等;難于更換(或更換成本高)的木材部件,如木結構房屋使用的木構件;戶外使用的木材,如景觀、園藝木材。
防腐木材是否對人身有害?
木材防腐劑的使用要針對合適的對象(木材或人造板或工程木),在適當的時機(發生腐朽變質之前)進行處理,選用有效的防腐劑產品,使用恰當的濃度,采用恰當的處理方法,使木材達到正確的藥劑保持量,防腐處理木制品的使用環境是正確的(正確的應用)。
硼砂是一種毒性極低的木材防腐劑,甚至公認為無毒的木材防腐劑。硼砂也是制造藥皂、玻璃、陶瓷等的原料,對皮膚病有一定的醫治效果,而硼元素也存在于人體中,但硼是人體限量元素,人體若攝入過多的硼砂,會引起各臟器的蓄積中毒,硼砂在進入胃部之后會刺激胃酸分泌,嚴重的會刺激人的胃部出現惡心、嘔吐、腹瀉等癥狀,因此硼砂也不能無限制地應用。
需要提醒的是,天然耐久木材之所以具有一定的耐腐性或抗蟻性,是因為在其心材中存在一些毒性成分,在木材學中稱之為木材“抽提物”。由于毒性成分的存在,這些天然耐久木材的鋸末、鋸粉等也可引起一些過敏體質人群出現皮疹、呼吸困難和其他健康問題。當這些鋸末形成的粉塵濃度較高時,或室內通風**時,尤其如此。這一點,與防腐木材一樣。因此在加工天然耐久木材時,要采取與加工防腐木材同樣的人員防護措施。
當然,木材防腐劑對人的毒性越低越好,實際使用的防腐劑,毒性大小也確實不同。比如WolmanE和TanalithE防腐劑的毒性就非常低,由于這種防腐劑的主要成分為銅唑(簡稱CA或CuAz),不含砷,不含鉻,其中的唑也用于水果保鮮,因此WolmanE和TanalithE實際是一種銅防腐劑和水果保鮮劑的綜合體。美國的健康與環保評估的結論是WolmanE防腐處理木材的**性比美國環保署(EPA)的要求高17倍。