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防腐木的經濟性與安全性分析

   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,比如做無錫景觀工程戶外家具、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。


  大多數木材或木制品用戶,之所以對防腐感興趣,并最終使用防腐木材,另一個最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。


  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。


  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、部件等的安全性要求的高低、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高檔棺木、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;用于建筑中通風不良位置(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,而且對結構件的安全性要求高:“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安全很重要的部件,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)。


  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,或室內通風不良時,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。


  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。


  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防腐處理木材的安全性比美國環保署(EPA)的要求高17倍。


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