【門窗幕墻網】建筑產業化是歐洲建筑行業的改革,由傳統的施工現場建造向工廠預制生產現場安裝的建造方式轉變,歐洲各個國家正致力于研究相關政策和技術規定。木結構建筑在歐洲使用廣泛,尤其是瑞典、芬蘭等北歐國家,在瑞典,96%的獨戶住宅均為木結構建筑,其中86%為裝配式木結構建筑。而對多戶住宅雖然裝配化程度稍微低些,但基本上均為裝配式建筑。
歐洲裝配式木結構類型
歐洲裝配式木結構建筑根據組件的預制裝配化程度通常可分為梁柱組件結構、板式組件結構、空間組件結構以及以上三種組合的結構等。
梁柱組件結構,由梁柱和樓蓋組成結構框架,該體系空間布置靈活,用戶可根據需求自由布置,但裝配化程度較低,適用于對空間布置靈活度較高的辦公或商業等公共建筑。建造時先安裝好承重梁柱框架,然后再安裝樓蓋屋蓋,最后安裝非承重構件和裝飾層等。該體系抗側剛度較板式結構體系較小,因此部分框架間需要設置支撐。
梁柱組件結構中可根據建筑的功能需求采用輕質木隔墻將空間分隔,輕質木隔墻和天花板與樓蓋板的連接構造需根據建筑的特點采取以下連接方式:1、輕質木隔墻與樓蓋直接連接,然后再安裝天花板,此種方式安裝效率較低,但隔聲效果較好;2、先安裝天花板,然后將隔墻與天花板連接,安裝效率高,且容易改變空間布局,但由于各個房間天花板上面是相通的,隔聲效果較差。
板式組件結構,豎向承重結構由預制板式單元組成的結構,預制板式單元可為輕型木結構墻體(樓蓋),也可采用正交膠合木(CrossLaminatedTimber,簡稱CLT)墻體(樓蓋)。構件運輸較靈活,且相對于梁柱體系,預制化程度更高,目前該體系在住宅方面占有比例最大。通常對于板式組件結構其強度方面有較大的富余,主要應注意結構隔聲,隔振等方面舒適性的要求。板式單元的連接可采用自攻螺釘或角鋼等的連接方式連接。
裝配式輕型木結構板式單元對于適用于低多層木結構建筑,在歐洲獨戶住宅多采用輕型木結構,而當用于多戶住宅時,則需要考慮結構隔聲,隔振等方面舒適性的要求。
裝配式CLT板式單元適用于多高層木結構建筑,CLT板式結構屬于重型木結構,其強度和剛度均較大,當跨度較小時,可用于無梁樓板。
空間組件結構,該結構的裝配化程度最高,設備及內外裝飾均在工廠完成,整個組件可放置于大的梁柱體系內或多個組件根據需求自由組合,可作為住宅的功能單元。空間組件結構的承重構件是基于輕型木結構板式單元組合而成,因此其力學性能與輕型木結構一致。空間組件雖然裝配化程度高,但是其尺寸受限于運輸和安裝等。
裝配式木結構發展挑戰
對裝配式木結構建筑,連接的安全性、氣密性等是最大的挑戰,因為組件之間采取現場裝配的方式建造,保證連接的質量對建筑的使用十分關鍵。同時裝配式建筑建造初期應該與建筑部品(電梯、樓梯等)的供應商充分溝通,以保證建筑部品能很好地融入建筑中。
另外成本對于裝配式木結構建筑也是影響其推廣的一個關鍵因素,根據歐洲裝配式木結構建筑發展的經驗,為最大限度的減少成本,應在以下幾方面重點關注:
1.結構設計。木結構設計主要是針對承重構件進行時設計,對于一般的木結構建筑,木結構構件截面尺寸按構造設計即可滿足要求,因此與建筑的平面布局關系密切,結構設計初期應該與建筑師充分溝通,合理規劃建筑的平面,盡量避免不合理的結構受力。
2.構件制作。構件制作時應嚴格控制構件的容許公差,生產制作過程中可采用BIM信息技術,實時監控生產質量,并形成木結構產業化的生產線,能減少不必要的返工,從而減少成本。
3.安裝。應研發適合于大型預制木結構組件安裝的設備,并優化安裝裝配流程,形成適合于木結構快速安裝的技術。
裝配式木結構建筑技術在歐洲已相對成熟,現在處于完善提升的新發展時期,目前歐洲各個國家正研究從發展單一結構的集成化,向設備、室內裝修系統集成化發展,提高預制化率,提升建筑的質量的措施,改善居住質量,進一步研發集成建筑產業化,研發新型環保建材,開發利用新能源,加強對質量品質的保障與技術管理協調等。歐洲在裝配式木結構方面的先進理念和實踐值得我們學習。