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欧洲装配式木结构建筑发展经验

中国散装水泥推广发展协会信息网  2019-01-23  来源:中国建材报

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       建筑产业化是欧洲建筑行业的改革,由传统的施工现场建造向工厂预制生产现场安装的建造方式转变,欧洲各个国家正致力于研究相关政策和技术规定。木结构建筑在欧洲使用广泛,尤其是瑞典、芬兰等北欧国家,在瑞典,96%的独户住宅均为木结构建筑,其中86%为装配式木结构建筑。而对多户住宅虽然装配化程度稍微低些,但基本上均为装配式建筑。

       欧洲装配式木结构类型

       欧洲装配式木结构建筑根据组件的预制装配化程度通常可分为梁柱组件结构、板式组件结构、空间组件结构以及以上三种组合的结构等。

       梁柱组件结构,由梁柱和楼盖组成结构框架,该体系空间布置灵活,用户可根据需求自由布置,但装配化程度较低,适用于对空间布置灵活度较高的办公或商业等公共建筑。建造时先安装好承重梁柱框架,然后再安装楼盖屋盖,最后安装非承重构件和装饰层等。该体系抗侧刚度较板式结构体系较小,因此部分框架间需要设置支撑。

       梁柱组件结构中可根据建筑的功能需求采用轻质木隔墙将空间分隔,轻质木隔墙和天花板与楼盖板的连接构造需根据建筑的特点采取以下连接方式:1、轻质木隔墙与楼盖直接连接,然后再安装天花板,此种方式安装效率较低,但隔声效果较好;2、先安装天花板,然后将隔墙与天花板连接,安装效率高,且容易改变空间布局,但由于各个房间天花板上面是相通的,隔声效果较差。

       板式组件结构,竖向承重结构由预制板式单元组成的结构,预制板式单元可为轻型木结构墙体(楼盖),也可采用正交胶合木(Cross Laminated Timber,简称CLT)墙体(楼盖)。构件运输较灵活,且相对于梁柱体系,预制化程度更高,目前该体系在住宅方面占有比例最大。通常对于板式组件结构其强度方面有较大的富余,主要应注意结构隔声,隔振等方面舒适性的要求。板式单元的连接可采用自攻螺钉或角钢等的连接方式连接。

       装配式轻型木结构板式单元对于适用于低多层木结构建筑,在欧洲独户住宅多采用轻型木结构,而当用于多户住宅时,则需要考虑结构隔声,隔振等方面舒适性的要求。

       装配式CLT板式单元适用于多高层木结构建筑,CLT板式结构属于重型木结构,其强度和刚度均较大,当跨度较小时,可用于无梁楼板。

       空间组件结构,该结构的装配化程度最高,设备及内外装饰均在工厂完成,整个组件可放置于大的梁柱体系内或多个组件根据需求自由组合,可作为住宅的功能单元。空间组件结构的承重构件是基于轻型木结构板式单元组合而成,因此其力学性能与轻型木结构一致。空间组件虽然装配化程度高,但是其尺寸受限于运输和安装等。

       装配式木结构发展挑战

       对装配式木结构建筑,连接的安全性、气密性等是最大的挑战,因为组件之间采取现场装配的方式建造,保证连接的质量对建筑的使用十分关键。同时装配式建筑建造初期应该与建筑部品(电梯、楼梯等)的供应商充分沟通,以保证建筑部品能很好地融入建筑中。

       另外成本对于装配式木结构建筑也是影响其推广的一个关键因素,根据欧洲装配式木结构建筑发展的经验,为最大限度的减少成本,应在以下几方面重点关注:

       1.结构设计。木结构设计主要是针对承重构件进行时设计,对于一般的木结构建筑,木结构构件截面尺寸按构造设计即可满足要求,因此与建筑的平面布局关系密切,结构设计初期应该与建筑师充分沟通,合理规划建筑的平面,尽量避免不合理的结构受力。

       2.构件制作。构件制作时应严格控制构件的容许公差,生产制作过程中可采用BIM信息技术,实时监控生产质量,并形成木结构产业化的生产线,能减少不必要的返工,从而减少成本。

       3.安装。应研发适合于大型预制木结构组件安装的设备,并优化安装装配流程,形成适合于木结构快速安装的技术。

       装配式木结构建筑技术在欧洲已相对成熟,现在处于完善提升的新发展时期,目前欧洲各个国家正研究从发展单一结构的集成化,向设备、室内装修系统集成化发展,提高预制化率,提升建筑的质量的措施,改善居住质量,进一步研发集成建筑产业化,研发新型环保建材,开发利用新能源,加强对质量品质的保障与技术管理协调等。欧洲在装配式木结构方面的先进理念和实践值得我们学习。

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