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木屋在结构性能、环境效益、建造技术的优势

作者:admin 发布日期:2018/2/27 关注次数: 二维码分享

木屋在发达国家近百年的持续发展,不断完善的模式,对我国建筑产业的发展具有一定的可借鉴价值。 比如在应着眼于人居环境循环体系的制造,多层次技术的建构,将传统设计方法同现代先进技术的结合,在注重现代化、个性化的同时,重视房屋的质量、能源消耗、生态环境综合效益等等。

现代的木屋在结构性能、环境效益、建造技术等几个方面具有相当的优势:

1、结构性能

在美国,住宅建筑大量使用木结构,除了因为施工进度与材料成本较其他结构形式优越外,还有以下一些因素: 由于木材的可燃性,人们自然地认为木造房子比钢材或混凝土危险。事实上,火灾中致人死亡的更多的是内部装饰材料等燃烧后产生并迅速传播的毒气和烟,采用木结构的国家都对木屋的安全做过大量的研究,这些国家的建筑规范对结构及防火等都有严格的要求,确保住户和邻里的安全。

1.1 安全: 木结构对于瞬间冲击荷载和周期性疲劳破坏具有良好的延展性。其破坏过程是一个渐变的屈服过程。当房屋在地震中晃动时,木结构仍然可以保持结构的稳定和完整,神户地震和台湾地震中,木屋几乎没有倒塌的,地震中的很多伤亡是由于沉重的混凝土天花板或楼板崩塌而压人致死,但木天花板或楼板要轻得多,不易坍塌,造成的伤害也很少。

1.2 节能: 木材的细胞组织可以容留空气,使其具有良好的保温隔热性能。若达到同样的保温效果,木材需要的厚度是混凝土的1/15,是钢材的1/400。放在木结构空腔内的保温材料,提供了高效的节能方式且施工简便。在使用同样的保温材料时,木结构比钢结构的保温性能好15%-70%。良好的保温隔热性能意味着长期减少了电或煤气的消耗,提供冬暖夏凉的居住环境。

1.3 灵活: 木屋的施工周期只是同类型砖混结构的1/2至1/4,且形式多样,布局灵活,可为用户提供更多的房型甚至度身定造。

1.4 维修和翻新方便: 用户可按照不同时期的生活需要改变房子的内部结构。主要管道接口所在墙面的位置都预留了检修口,只要打开这个口,就能找到管道,不需要象砖墙结构那样挖开墙面,破坏装修。由于所有管线都走在木结构的空腔之内,外边根本看不到,因此室内外都整洁美观。

2、环境效益

我们现在已经认识到,尽管用钢筋混凝土建造的现代建筑给亿万人的生活带来方便,但也造成不少连带的问题,其中之一就是环境问题,国际上认可的对环境影响的评估称为"生命周期分析",其过程是对伴随该材料的产生对环境的直接和间接的负担的评估。

"生命周期分析"对产品寿命中的各个阶段的能源、材料消耗、气体和液体的排放,固体废物的产生进行量化,这些阶段包括:资源提取、生产过程、建设、服务、用后处置。这个办法被认为是最佳评估办法。

一个被称为"雅典计划"的科学研究项目,有建筑设计师、环境保护主义者、经济学家和工程技术人员参与,使用"生命周期分析"方法,经过5年的时间,将混凝土、钢材、木材对环境的影响进行了研究。

3、建造技术

美国用于住宅的木结构有几种形式,用得最多、经验最成熟的一种叫轻型木结构,也叫普通木结构。木屋可在现场建造,也可在工厂预制构件,然后在工地装配。

3.1 建造过程:先浇筑混凝土地基,在地基上安装基础衬垫和经特殊处理的底木,以防止白蚁的侵蚀和水分渗透到木结构中,然后建造房屋的框。通常用50?M×10?M的方子做楼面梁、吊顶梁、屋面掾子及墙体龙骨,这些构件中心间距一般为40?M。楼面板及墙面板均参与结构作用。这些铺板可采用结构胶合板及实木板,梁和椽子的构件尺寸由跨度和荷载条件决定。

板和结构构件之间采用钉连接,梁和承重墙体之间用轻质金属连接件连接,每层楼面作为承重平台,支撑上部结构传来的荷重,每层平台由下一层的墙体支撑,底层墙体支撑在混凝土基础上。底层墙体的底板和基础之间用螺栓铆固。结构部分施工完成后,在外墙面饰以挂板、面砖或其他装饰材料,而内墙及顶面则用防火石膏板或粉刷做装饰基层。

3.2 保温及防潮处理:在龙骨的空隙、顶层椽子和吊顶间的空间填充保温材料达到保温效果。保温材料是玻璃纤维、矿棉或棉毡。在屋面顶层阁楼及底层架空层处增设通风口。为防止覆土中水分的侵袭,在底层结构施工前,应在覆土上盖上防潮层。结构部分施工后,在整个建筑外表面裹一层防潮膜,该防潮膜透气不透水,使空气能进入结构内部。施工中不慎潮湿的构件可自然干燥。建筑物内部,在所有墙面上满铺防潮层,防止用户在使用过程中产生的水蒸气渗入结构内部。

3.3 防火设计:多层木结构的耐火极限1小时,楼梯井及疏散走道的耐火极限要求高一些。耐火试验的对象采用木结构外覆以不同厚度的防火石膏板,单层石膏板耐火极限为1小时,双层为2小时,具有2小时耐火极限的隔墙分隔的区域,可视作单独建筑。考虑到安全疏散,美国规范要求木结构建筑的层数不超过3层,每层面积不得超过1000?O,但用防火隔墙可增加每层面积。采用自动灭火如消防喷淋系统,可增加一层或加大面积。在实际工程中,可根据规范中的其他条件灵活掌握。

3.4 木材收缩的考虑:木材干燥会引起收缩。就会产生饰面开裂及管道变形等问题。木材从其饱和含水量(28%到30%)干燥收缩到平衡含水量(一般在结构内部为8%到12%)后,收缩变形会很小,针叶木的纵向收缩可以忽略不计。水平构件考虑其横纹方向宽度和厚度的收缩。但因梁和龙骨尺寸相对很小,即使将所有水平构件的收缩量叠加,也可以忽略不计。所以结构木材必须使用经干燥窑烘干并按照质量分级的针叶木材。不是所有的木材都能用于建房。

3.5 隔声设计:国家规定的隔声量为45至55dB。为了增加单元之间的隔声效果,墙体龙骨应错开放置,宽度相应增加,龙骨间填充吸声岩棉。对隔声要求较高的工程可增加石膏板的厚度。楼板采用在夹板上浇注轻质石膏混凝土等措施。

3.6 管线安装:木结构框架式墙体中的空腔可以安装电线。上下水管和煤气管等。并在辅上墙板之前安装调试完毕,主要管道接口处都预留检修口。木制结构房屋的确具有一定的合理性和优越性,但90%以上的美国房屋是木质,并不能证明其是发展方向,就象饮食领域的麦当劳、肯德基。

木屋

历史的发展从来都是物质决定意识,气候条件、发展阶段影响着文化的发展,时间、智慧无疑是最具说服力的证明,中国几千年的文化积淀,数千万精英人才的涌现,比之数百年的国家发展,其结果可想而知。

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