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        木結構別墅市場空間分析

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        木結構別墅市場空間分析

        發布日期:2018-10-25 作者: 點擊:

        縱觀世界建筑歷史,木結構因其結構性能及美學價值,留下了許多不朽之作,我國古代建筑更以木結構為主體,形成了風格獨特的建筑體系。
          一說起木結構房屋,人們總是把它想象成四面透風,吱吱作響,很不牢靠,一點就著的木頭房子,其實我們現在所說的木結構房屋是用木材做結構框架,從室外或室內不一定能看見木材,外表上與磚混結構一樣的輕型結構房屋。
          在很多發達國家,如美國、日本、加拿大等國,木材仍是建筑常用的材料,人們有經濟能力選擇不同的建筑材料和模式,但大多數人仍選擇木結構。在美國每年新建單體別墅中90%采用木結構,木結構還被廣泛用于建造單層廠房、學校、辦公建筑、旅館、大跨度體育館等工業、民用及商業建筑。
          木結構房屋在發達國家近百年的持續發展,不斷完善的模式,對我國建筑產業的發展具有一定的可借鑒價值。 比如在應著眼于人居環境循環體系的制造,多層次技術的建構,將傳統設計方法同現代先進技術的結合,在注重現代化、個性化的同時,重視房屋的質量、能源消耗、生態環境綜合效益等等。
          現代的木結構房屋在結構性能、環境效益、建造技術等幾個方面具有相當的優勢:
          1、結構性能
            在美國,住宅建筑大量使用木結構,除了因為施工進度與材料成本較其他結構形式優越外,還有以下一些因素: 由于木材的可燃性,人們自然地認為木造房子比鋼材或混凝土危險。事實上,火災中致人死亡的更多的是內部裝飾材料等燃燒后產生并迅速傳播的毒氣和煙,采用木結構的國家都對木結構房屋的安全做過大量的研究,這些國家的建筑規范對結構及防火等都有嚴格的要求,確保住戶和鄰里的安全。
            1.1 安全: 木結構對于瞬間沖擊荷載和周期性疲勞破壞具有良好的延展性。其破壞過程是一個漸變的屈服過程。當房屋在地震中晃動時,木結構仍然可以保持結構的穩定和完整,神戶地震和臺灣地震中,木結構房屋幾乎沒有倒塌的,地震中的很多傷亡是由于沉重的混凝土天花板或樓板崩塌而壓人致死,但木天花板或樓板要輕得多,不易坍塌,造成的傷害也很少。
            1.2 節能: 木材的細胞組織可以容留空氣,使其具有良好的保溫隔熱性能。若達到同樣的保溫效果,木材需要的厚度是混凝土的1/15,是鋼材的1/400。放在木結構空腔內的保溫材料,提供了高效的節能方式且施工簡便。在使用同樣的保溫材料時,木結構比鋼結構的保溫性能好15%-70%。良好的保溫隔熱性能意味著長期減少了電或煤氣的消耗,提供冬暖夏涼的居住環境。
            1.3 靈活: 木結構房屋的施工周期只是同類型磚混結構的1/2至1/4,且形式多樣,布局靈活,可為用戶提供更多的房型甚至度身定造。
            1.4 維修和翻新方便: 用戶可按照不同時期的生活需要改變房子的內部結構。主要管道接口所在墻面的位置都預留了檢修口,只要打開這個口,就能找到管道,不需要象磚墻結構那樣挖開墻面,破壞裝修。由于所有管線都走在木結構的空腔之內,外邊根本看不到,因此室內外都整潔美觀。

          2、環境效益
          我們現在已經認識到,盡管用鋼筋混凝土建造的現代建筑給億萬人的生活帶來方便,但也造成不少連帶的問題,其中之一就是環境問題,國際上認可的對環境影響的評估稱為"生命周期分析",其過程是對伴隨該材料的產生對環境的直接和間接的負擔的評估。
          "生命周期分析"對產品壽命中的各個階段的能源、材料消耗、氣體和液體的排放,固體廢物的產生進行量化,這些階段包括:資源提取、生產過程、建設、服務、用后處置。這個辦法被認為是最佳評估辦法。
          一個被稱為"雅典計劃"的科學研究項目,有建筑設計師、環境保護主義者、經濟學家和工程技術人員參與,使用"生命周期分析"方法,經過5年的時間,將混凝土、鋼材、木材對環境的影響進行了研究,現列表予以說明:
          主要建材生命周期對環境影響比較表:

          分類 材料 對水污染 能源消耗 溫室效應 空氣污染指數 固體廢物
            木材  1      1     1     1     1
            鋼材  120     1.9    1.47   1.44    1.37
            水泥  1.9     1.5    1.88    1.69    1.95

          2.1 對水的污染:木材是天然材料,將圓木加工鋸成材耗用的水很少,對水體質量的影響是微乎其微的。水泥造成的水污染是木材的1.9倍。由于鋼材生產過程使用大量的水,它對水的污染比木材大120倍。
          2.2 能耗:是指在提取、生產、建設、運輸過程中使用的各種燃料的綜合計算得到能源的消耗量。水泥耗用的能源比木材多1.5倍,鋼材比木材多1.9倍。這些數字是這些材料所消耗的能源,不包括建筑物投入使用后每年需要取暖用的能源消耗,建成后,木結構房屋耗用的能源,遠遠小于混凝土和鋼材,可以節余大量的能源。
          2.3 溫室效應:不斷增加的能源消耗,導致溫室效應,木材導致溫室效應最少,鋼材是木材的1.47倍,混凝土是木材的1.88倍。
          2.4 空氣污染:雖然混凝土結構比鋼結構使用的能源少,但在生產水泥的過程中,會產生大量的CO2,空氣污染指數與溫室效應相差不多,但樹木在生長過程中吸收CO2,放出氧氣,起到了凈化空氣的作用。由于CO2是溫室效應的直接原因,科學家們提議為了減少空氣中的CO2,我們應當多種植樹木。年輕的、正在迅速成長的森林是吸收CO2的主體,可持續發展的林業所提供的永不枯竭的森林資源,可以使空氣的質量更加清新。
          2.5 固體廢物:固體廢物是生產過程中的副產品或殘余物。這些廢物必須有儲存的場地,通常是作為填地材料或將其解體,但是解體的過程會耗用更多的能源并產生空氣污染。鋼材和水泥不能用作燃料,無法進行生物降解,要回收使用還要耗費大量的能源。但木材的回收只生產很少的廢物。鋸材生產的廢料通常被用來制造紙漿、刨花板或作為燃料。木材同時又是100%可降解的。如果不作處理,它可很簡單的解體融入土壤,并使土壤肥沃。木材從土里長出,自我更新,然后又回歸大地,完全是一個自然的過程。在人類歷史上,樹木每時每刻都在成長和更新,但形成化石和礦藏需要多少時間呢?
          2.6 粘土磚的危害:很可惜,"雅典計劃"未考察粘土磚,但這恰恰是我國最廣泛使用的建筑材料,尤其在廣大的農村。粘土磚生產對環境的危害是眾所周知的。過去我國每年約生產7000億塊實心粘土磚。據說這些磚的總長度可繞地球1600圈。每年制磚耗用的粘土侵吞10萬畝以上的耕地。每年燒磚用煤約7000萬噸,這些煤被稱為"粗煤",其燃燒生產的廢氣造成空氣污染和酸雨。由于磚的產生給我國帶來極大的危害,政府已下令禁止生產,并尋找代替粘土磚的新型建筑材料,但由于各地區發展的差異,粘土磚的使用在某些地方仍是有禁不止。為了改善住宅的能效,1986年我國政府規定新建住宅能效提高30%,1993年又規定要提高50%。但有些人對這一有利于節約能耗的法規認識不足,再加上建筑保溫材料的匱乏和保溫作法施工繁瑣,有些地方沒有認真執行,每年仍有大量的采暖或制冷能源被浪費,我國建筑物取暖能源比美國高出2倍,但室內溫度仍然偏低。

          3、建造技術
          美國用于住宅的木結構有幾種形式,用得最多、經驗最成熟的一種叫輕型木結構,也叫普通木結構。木結構房屋可在現場建造,也可在工廠預制構件,然后在工地裝配。
          3.1 建造過程:先澆筑混凝土地基,在地基上安裝基礎襯墊和經特殊處理的底木,以防止白蟻的侵蝕和水分滲透到木結構中,然后建造房屋的框。通常用50?M×10?M的方子做樓面梁、吊頂梁、屋面掾子及墻體龍骨,這些構件中心間距一般為40?M。樓面板及墻面板均參與結構作用。這些鋪板可采用結構膠合板及實木板,梁和椽子的構件尺寸由跨度和荷載條件決定。
          板和結構構件之間采用釘連接,梁和承重墻體之間用輕質金屬連接件連接,每層樓面作為承重平臺,支撐上部結構傳來的荷重,每層平臺由下一層的墻體支撐,底層墻體支撐在混凝土基礎上。底層墻體的底板和基礎之間用螺栓鉚固。結構部分施工完成后,在外墻面飾以掛板、面磚或其他裝飾材料,而內墻及頂面則用防火石膏板或粉刷做裝飾基層。
          3.2 保溫及防潮處理:在龍骨的空隙、頂層椽子和吊頂間的空間填充保溫材料達到保溫效果。保溫材料是玻璃纖維、礦棉或棉氈。在屋面頂層閣樓及底層架空層處增設通風口。為防止覆土中水分的侵襲,在底層結構施工前,應在覆土上蓋上防潮層。結構部分施工后,在整個建筑外表面裹一層防潮膜,該防潮膜透氣不透水,使空氣能進入結構內部。施工中不慎潮濕的構件可自然干燥。建筑物內部,在所有墻面上滿鋪防潮層,防止用戶在使用過程中產生的水蒸氣滲入結構內部。
          3.3 防火設計:多層木結構的耐火極限1小時,樓梯井及疏散走道的耐火極限要求高一些。耐火試驗的對象采用木結構外覆以不同厚度的防火石膏板,單層石膏板耐火極限為1小時,雙層為2小時,具有2小時耐火極限的隔墻分隔的區域,可視作單獨建筑??紤]到安全疏散,美國規范要求木結構建筑的層數不超過3層,每層面積不得超過1000?O,但用防火隔墻可增加每層面積。采用自動滅火如消防噴淋系統,可增加一層或加大面積。在實際工程中,可根據規范中的其他條件靈活掌握。
          3.4 木材收縮的考慮:木材干燥會引起收縮。就會產生飾面開裂及管道變形等問題。木材從其飽和含水量(28%30%)干燥收縮到平衡含水量(一般在結構內部為8%12%)后,收縮變形會很小,針葉木的縱向收縮可以忽略不計。水平構件考慮其橫紋方向寬度和厚度的收縮。但因梁和龍骨尺寸相對很小,即使將所有水平構件的收縮量疊加,也可以忽略不計。所以結構木材必須使用經干燥窯烘干并按照質量分級的針葉木材。不是所有的木材都能用于建房。
          3.5 隔聲設計:國家規定的隔聲量為4555dB。為了增加單元之間的隔聲效果,墻體龍骨應錯開放置,寬度相應增加,龍骨間填充吸聲巖棉。對隔聲要求較高的工程可增加石膏板的厚度。樓板采用在夾板上澆注輕質石膏混凝土等措施。
          3.6 管線安裝:木結構框架式墻體中的空腔可以安裝電線。上下水管和煤氣管等。并在輔上墻板之前安裝調試完畢,主要管道接口處都預留檢修口。木制結構房屋的確具有一定的合理性和優越性,但90%以上的美國房屋是木質,并不能證明其是發展方向,就象飲食領域的麥當勞、肯德基。
          歷史的發展從來都是物質決定意識,氣候條件、發展階段影響著文化的發展,時間、智慧無疑是最具說服力的證明,中國幾千年的文化積淀,數千萬精英人才的涌現,比之數百年的國家發展,其結果可想而知。
          什么叫智慧?什么叫舒服,相信自己,相信自己的建筑,就象相信自己的飲食一樣。
          當然,現代木結構房屋體系的優越性還是值得借鑒,尤其是木質屋架的部分,既能充分體現各種靈活的表現形式,又便于施工和節能環保。
          以磚結構、混凝土結構、鋼結構作支撐和維護體系,以木結構為屋架結構體系,應該是中國建筑市場最具發展潛力的別墅建筑形式!


        本文網址:http://www.real-worldmindfulness.com/news/406.html

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