楊會東 董國慶
東南大學成賢學院
木結構混合建筑的應用研究
——以宜興某一木結構別墅為例
楊會東 董國慶
東南大學成賢學院
以宜興某一木結構別墅為例研究分析木結構混合建筑的優勢,以提高木結構混合建筑的普及率并證明其可行性。
木結構;木結構混合建筑;環保;進度;成本
目前我國的建筑結構仍以混凝土結構為主,木結構很少,木結構混合建筑則更少,但在北美、歐洲等國家,木結構混合建筑的應用很普遍。
木結構混合建筑是指以木結構和混凝土結構為主的建筑形式。通常下層承重部位采用鋼筋混凝土結構,上層采用木結構。不論是木結構混合建筑還是木結構建筑,在國內的使用都尚不廣泛,通過發放調查問卷,我們發現,國內大部分人均偏向于傳統的鋼筋混凝土結構,了解木結構混合建筑的人則更少,如圖1所示。在國外,木結構建筑很常見,日本木結構住宅所占比例在45%左右;北歐的芬蘭、瑞典90%的民居住宅為1-2層的木結構建筑;北美80%的人居住在木結構住宅里,獨立式小住宅占主導地位;德國設有專門從事生態材料建造住宅的研究和設計,并已建造了各式各樣的建筑群。木結構混合建筑是一種結合了木結構和混凝土結構的結構模式的新型建筑,具有二者的優點。使用木結構混合建筑可做到取長補短,達到建筑效能最大化。

圖1 有關“木結構混合建筑”的部分統計圖
宜興木結構別墅,是典型的木結構混合建筑。主要采用木結構及混凝土結構。該別墅連地下室共3層。地下室使用鋼筋混凝土結構并做了很好的防水工作。地上二層則完全采用木結構。
對于一個工程項目而言,成本、進度、質量是三大重要因素。下文將從這三個方面著手,進行木結構混合建筑的研究分析。
在計算了該木別墅分別在木結構和混凝土結構條件下的工程量,參考《江蘇省建筑與裝飾工程計價定額》進行分別報價后得出以下結論。
(1)以柱、粱、板三方面為典型,進行算量工作。并從網上查找相應木材的價格:SPF(云杉—松—冷杉),2000元/m3;OSB(定向刨花板),1430元/m3;防火石膏板,6元/m2;TK板(水泥纖維板),24元/塊。根據計價定額,分別計算出該別墅在木結構及混凝土結構條件下的各自報價:鋼筋混凝土結構,122754.66元;模板,171165.78元;磚墻,62621.35;木結構(套木柱定額),139326.24元,與混凝土間的價差11.9%;木結構(套木梁定額),136619.48元,與混凝土間的價差10.2%。
(2)根據計算結果,發現,雖然分別采用了木柱與木梁的綜合單價,但木結構與混凝土結構的價格差仍維持在11%左右。因此,我們猜想,若套用木墻的綜合單價,價差也應能控制在15%以內。而15%的價差則是個能被普遍接受的范圍。
(3)就材料一方面而言,木結構造價高于混凝土,但由于混凝土結構的施工過程中還需模板等措施項目費以及砌筑費,經綜合比較,我們得出木結構造價與混凝土結構造價相近的結論。
(4)研究期間詢問了相關木結構建筑方面的工程師。他們也表示,木結構建筑與混凝土建筑的實際報價相差不大。
木結構的施工流程為,加工廠預制—運輸—現場拼裝,可謂是純機械化生產。因此就木結構別墅為例,其施工工期僅為45-60天,而同樣高度的混凝土結構的施工工期則是木結構的1倍左右。工期短帶來的優勢有以下4點:
(1)滿足住戶需要,及時入住。
(2)為施工方節約成本。
(3)減少對周圍居民日常生活的影響。
(4)施工過程不可避免地會產生一系列的環境問題。縮短工期就意味著減少污染。
進度方面的優勢讓我們看到了木結構很好的發展前景。而且,隨著工程木技術的越來越成熟,若是能得當使用工程木,那么,木結構的壽命長于混凝土結構也是可實現的。
在強調了成本、進度問題之余,質量問題也不容忽視。混凝土結構之所以運用得如此廣泛,不得不承認它具備的諸多優點,然而它所存在的缺點,也應引起我們的注意。混凝土結構不僅在施工時有諸多影響因素,就混凝土這種材料而言,本身就對環境,振搗等有很嚴格的要求,些許差錯可能就會產生質量問題。因此,混凝土結構的質量監控需花費不少人力。然而木結構的施工完全是干性作業,其對于環境、施工工藝的要求不大。因此,只要材料質量達標,再加上連接的牢固,木結構房屋的質量便能得到保證。加上木結構本身便具有很好的抗震性能,因此木結構相對于混凝土結構具有更高的質量保障。
成本、進度、質量是評判一項工程成功、失敗的關鍵因素。推廣木結構混合建筑,因為木結構混合建筑能很好地完成這三大指標。
本次研究成果乃是木結構應用前景中的滄海一粟,通過這次研究和推廣,使得人們對于木結構印象有了改變,克服了易燃,易腐蝕,易受潮等缺點的木結構展現出了極大的魅力。在當今環境問題日趨嚴重,空氣污染指數居高不下的現狀之下,大面積的推廣綠色節能建筑顯得十分有必要。
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