節(jié)能的美國(guó)木材結(jié)構(gòu)住宅

摘 要：木結(jié)構(gòu)建筑在美國(guó)非常流行，以其優(yōu)越的性能特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)，是人類理想的住宅類型。

關(guān)鍵詞：住宅；木結(jié)構(gòu)；節(jié)能；特點(diǎn)

據(jù)調(diào)查顯示，在地廣人稀的美國(guó)，有多種可供人們選擇的住宅形式，然而木結(jié)構(gòu)住宅卻始終受到更多人的青睞。相較于高樓大廈及僵硬的聯(lián)排住宅，木結(jié)構(gòu)住宅包括了更多的自然屬性，其居住空間也更加舒適。

一、木結(jié)構(gòu)具有良好的經(jīng)濟(jì)和堅(jiān)固性，施工簡(jiǎn)單便捷

一般美國(guó)住宅的結(jié)構(gòu)，房屋的地基是混凝土，而房屋的主要結(jié)構(gòu)以木材結(jié)構(gòu)為主大概是目前最常見的，因?yàn)楹推渌ú谋容^起來，木材相對(duì)比較便宜，而且是可以再生的資源，建造起來更容易。很多大型的房屋建筑商會(huì)在工廠里，先制造部分墻面結(jié)構(gòu)再運(yùn)到工地，因木材重量較輕，所以可以將部分完工的結(jié)構(gòu)運(yùn)到工地。你可以在工地修改，并且木材很容易切割，將管線埋設(shè)在墻中間也很方便，有很多好處。

美國(guó)民宅的屋頂大部分都鋪設(shè)瀝青瓦，瀝青瓦的重量很輕，有防風(fēng)、防雨、反射陽(yáng)光的功能，一般壽命可以達(dá)到20年。屋頂?shù)牧褐鶚?gòu)成支撐整個(gè)屋頂?shù)募軜?gòu)，從房屋的一邊橫跨到另一邊，有角度的梁柱組合成的網(wǎng)提供支撐力量，雖然很細(xì)而且重量輕，但是可以跨越很長(zhǎng)的距離，來提供屋頂承受冬天積雪的重量。木材梁柱容易鉆洞，管線在梁柱之間的穿越和鋪設(shè)并不困難，而梁柱之間的空間填充保溫絕緣的建材，使得房?jī)?nèi)溫度與外界隔絕，這是磚塊結(jié)構(gòu)的房屋無法做到的。

今年在外企實(shí)習(xí)的過程中，有幸認(rèn)識(shí)了一位美國(guó)的普通建筑師湯姆·奧尼爾，他有超出30年的設(shè)計(jì)美國(guó)住宅的經(jīng)驗(yàn)，目前在美國(guó)維基尼亞州經(jīng)營(yíng)自己的建筑工作室，專門為客戶建造定制的房屋。他認(rèn)為每個(gè)美國(guó)人都希望住進(jìn)獨(dú)立住宅里，那是每個(gè)美國(guó)人的夢(mèng)想。

建筑師奧尼爾設(shè)計(jì)的木質(zhì)建筑獨(dú)立屋，木材結(jié)構(gòu)是2乘以4的立柱，非常輕便好用，木匠們可以很容易扛起或裁切，然后用釘槍將其釘在一起。外墻木板是定向刨花板，這是房屋的結(jié)構(gòu)外墻釘在房屋的外側(cè)，幫助房子變得更加堅(jiān)固，其他的建材如地板的托梁也是木材的，而且是碎木材壓在一起制成，既非常堅(jiān)固也很經(jīng)濟(jì)。因?yàn)檫@些碎木片從較小的樹木取得，不需要用到越來越稀少的大樹，所以這種托梁結(jié)合了經(jīng)濟(jì)及堅(jiān)固的特性于一體。

與奧尼爾交談的過程中，他講到美國(guó)的木結(jié)構(gòu)住宅取勝的不是裝修的奢華與否，而是有特點(diǎn)的結(jié)構(gòu)和功能。我當(dāng)時(shí)固執(zhí)的認(rèn)為，木結(jié)構(gòu)的堅(jiān)固性是最大挑戰(zhàn)，說的夸張點(diǎn)，這種形式的墻體和紙做的沒什么兩樣，但是在美國(guó)，這種上百年的住宅很多，有的可以追溯到18世紀(jì)。在美國(guó)，如果遇到地震，很多木結(jié)構(gòu)住宅因其復(fù)雜的梁柱交錯(cuò)，堅(jiān)固且不會(huì)倒塌，有的只是房體框架整體移動(dòng)了位置。在中國(guó)很多像故宮一樣的歷史性建筑，也基本是木結(jié)構(gòu)和磚木結(jié)構(gòu)，保持?jǐn)?shù)百年，至今依然挺立。

二、木質(zhì)結(jié)構(gòu)住宅具有良好的保暖性

在上世紀(jì)的三四十年代，美國(guó)人曾經(jīng)完全用磚塊及混凝土來蓋房子，雖然房子很堅(jiān)固，但房子的保溫性很差，因?yàn)閴γ鏇]有地方裝絕緣材料，所以使用冷、暖氣的費(fèi)用會(huì)變得很高。

美國(guó)人對(duì)自己住宅的構(gòu)想?yún)⑴c性很高，甚至可以構(gòu)思好多年，把自己的愿望和設(shè)計(jì)師及時(shí)溝通，最后達(dá)到雙方滿意的效果。他們同時(shí)更注重住宅的節(jié)能和環(huán)保，通常會(huì)采用絕緣混凝土模板，ICF來蓋地下室，用結(jié)構(gòu)隔熱板，SIP來蓋外墻及屋頂。結(jié)構(gòu)隔熱板是兩片木板中間填滿隔熱的泡沫磚，它不但非常節(jié)能，還是建筑結(jié)構(gòu)的一部分。我很欣賞這種對(duì)生活品質(zhì)的高要求，我們更多地關(guān)注于住宅的舒適度和奢華效果，反而忽略了它的可持續(xù)性。

當(dāng)定向?qū)⑴倩ò迮c泡沫磚結(jié)合在一起，變得非常堅(jiān)固有力，這是因?yàn)檫@種結(jié)合了兩種不同物質(zhì)的元素，構(gòu)成相輔相成的高強(qiáng)度產(chǎn)品，絕緣混凝土模板構(gòu)筑了地下室的墻，這模板上有凸起的節(jié)可以嵌入它上方的模板。中間的塑料椿可以固定鋼筋，模板搭好后，在中間灌入混凝土等其凝固，混凝土墻兩側(cè)都有泡沫聚苯乙烯，保溫效果非常好，再加上混凝土的強(qiáng)度。堅(jiān)固保溫兼顧，實(shí)在是安常履順。

目前在美國(guó)建造的磚塊或者石塊房屋，大部分是在木質(zhì)墻外面砌上一層表面裝飾用的磚墻或者石墻，不具備結(jié)構(gòu)支撐的功能，而美國(guó)住宅的內(nèi)墻材質(zhì)是用紙板做的，紙面石膏板。紙面石膏板就是房屋內(nèi)墻面，厚度有半英尺，有5/8英寸或者3/4英寸之分，它的材料基本上就是兩片紙板夾住中間的石膏板，內(nèi)墻直接釘上結(jié)構(gòu)梁柱，房子釘上了內(nèi)墻，就堅(jiān)實(shí)多了。

三、木結(jié)構(gòu)材料利用率高，具有良好的耐久性

根據(jù)全美住宅建筑商協(xié)會(huì)公布的報(bào)告顯示，在2014年3月份，美國(guó)現(xiàn)有獨(dú)立屋連同土地交易的平均中值是19.8萬美元，使用木材建造房屋，使得建造成本低于其他的建材。建筑的烘干立柱，大部分采用云杉、松木、冷杉，大部分來自加拿大或者美國(guó)西北部，只要保持干燥，可以至少使用兩百年。水與火是木造房屋的天敵，另外颶風(fēng)和龍卷風(fēng)對(duì)木材結(jié)構(gòu)也形成了巨大的挑戰(zhàn)，但隨著新式建材的開發(fā)與不斷更新的建筑法規(guī)，美國(guó)木材結(jié)構(gòu)住宅的防風(fēng)抗火能力近年來有顯著的改善。美國(guó)有許多老房子被推倒重建的原因，是因?yàn)槿藗兿胍蟮姆孔樱皇欠孔颖旧硪呀?jīng)不能正常運(yùn)作了。木材價(jià)格便宜、經(jīng)久耐用，仍然是美國(guó)建房子的首選建材，而木材本身重量輕、容易切割的特性，又讓美國(guó)人自己動(dòng)手整修房子，享受建造樂趣，這也是木材結(jié)構(gòu)房屋受歡迎的原因之一。

四、木結(jié)構(gòu)的可持續(xù)性和綠色屬性

現(xiàn)代建筑的“綠色”持續(xù)性和適宜性是評(píng)價(jià)其是否進(jìn)步的標(biāo)準(zhǔn)之一，首先建筑材料不污染環(huán)境，取材于大自然，對(duì)居住者健康有益，居住氛圍的親和力強(qiáng)。人在室內(nèi)環(huán)境中呆的時(shí)間要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過戶外，且居室溫度可受人為因素調(diào)節(jié)控制，并成為是人體舒適度的指示標(biāo)之一。木材質(zhì)地比較柔軟，導(dǎo)熱性能差，因此是做墻體和裝飾面的優(yōu)良選擇。只要所用木材含水率在17%，蟲子是不能存活的，水泥灌好地基，會(huì)加防腐材料、噴灑驅(qū)蟲藥物，以防受到白蟻等小蟲的影響。

五、結(jié)語(yǔ)

隨著時(shí)代的日新月異，我們對(duì)住宅的環(huán)境、布局和個(gè)性化要求越來越高，其被動(dòng)性將越來越強(qiáng)。現(xiàn)今，木結(jié)構(gòu)已不僅僅用于居民低層住宅，最高木結(jié)構(gòu)住宅樓正在悄然“升起”。在阿姆斯特丹建設(shè)的73米高的木結(jié)構(gòu)住宅，也同樣遵循了木結(jié)構(gòu)的可持續(xù)發(fā)展優(yōu)勢(shì)。在未來，節(jié)能將是住宅發(fā)展的基本中心點(diǎn)，材料夾層處可以儲(chǔ)存超標(biāo)的二氧化碳，轉(zhuǎn)化為室內(nèi)日常所需能源；墻體材料結(jié)構(gòu)可以提供與保暖設(shè)備同樣的保暖效果；節(jié)能發(fā)電幕墻和污水凈化系統(tǒng)的使用，使住宅擁有更大的自主性；窗戶玻璃可以根據(jù)季節(jié)調(diào)節(jié)遮啟角度方向，冬季陽(yáng)光充足，夏季遮陽(yáng)保持室內(nèi)溫度恒定。被動(dòng)性越強(qiáng)，節(jié)能系數(shù)就越高。建筑住宅從此不再受環(huán)境的束縛影響，相信這是我們未來住宅發(fā)展可以達(dá)到的狀態(tài)。

參考文獻(xiàn)：

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[2]楊嗣信.美國(guó)木結(jié)構(gòu)小型住宅的設(shè)計(jì)與施工[J].建筑技術(shù)開發(fā)，1993，（02）：36-46.

作者簡(jiǎn)介：

史濤，上海大學(xué)美術(shù)學(xué)院碩士。研究方向：藝術(shù)設(shè)計(jì)。