轻型木结构建筑技术在住宅中开发与应用

轻型木结构建筑技术在住宅开发中的应用

2009-11-11 17:27:31 作者： 来源：互联网 浏览次数：100 文字大小：【大】【中】【小】

在北美，现每年大约动工兴建两百万幢住宅，而约有95%的独户住宅是轻型木结构建筑，双户住宅、排屋和三层公寓则有90%以上都采用木结构建筑体系。轻型木结构建筑具一系列优越的特性，使生活在北美地区的居民享有世界上最高标准的住房。此建筑技术已经被成功地引进到其他一些国家，如日本和英国等。

随着我国人民生活水平的提高，轻型木结构建筑也进入了中国市场，越来越多的房产开发商、设计公司、施工单位及普通消费者对木结构建筑产生了浓厚的兴趣。凭籍绿色环保、设计灵活、具有竞争力的造价等优势，轻型木结构建筑技术在我国已经渡过了最初市场发展的引入期，呈现了快速成长的趋势。

一、轻型木结构建筑的概念

轻型木结构建筑主要是由木构架墙、木楼盖和木屋盖系统构成的结构体系，该结构体系是由各种木产品建造而成的，承担并传递作用于结构上的各类荷载。这些木产品主要包括那些用来建造结构框架的规格材（实心木）或工程木产品（再造木），以及用于覆盖在框架上作为覆面板之用的板材，如针叶木胶合板和定向木片板等。 轻型木结构建筑有平台式和连续墙骨柱式两种基本结构形式。平台式轻型木结构由于结构简单和容易建造而被广泛使用，其主要优点是楼盖和墙体分开建造，因此已经建造好的楼盖可以作为上部墙体施工的工作平台。通常墙体中的木构架可以在工作平台上拼装，然后人工抬起就位。轻型木结构建筑中的结构构件也可以在工厂加工，如组成屋盖框架的桁架及墙体。通过工厂将木材料切割组装，然后整体运往工地现场安装，这样既可以节约时间，又有助于提高建造质量。

二、木结构建筑的特点

1、明显的能源优势

建筑物的能源效益是由该建筑物的结构体系和材料的保温性能决定的。轻型木结构建筑的墙体和屋架体系由木质规格材、木基结构覆面板和保温棉所组成。据有关资料报导，在同样厚度的条件下，木材的隔热值比标准的混凝土高16倍，比钢材高400倍，比铝材高1600倍。按照标准的建筑方法，采用相同的隔热措施，木框架住房的隔热效果比砖墙住房高三倍。所以，木框架住房的取暖费用较低，具有冬暖夏凉的优点。轻型木结构建筑的这种性能能鼓励人们充分利用住房内的空间，因为整个住房内的温度是均匀的。

此外，利用墙体空隙敷设管道，这可使中央采暖系统或空调系统的安装效率较高而费用较低，同时还不影响建筑的美观。

木结构建筑较高的隔热效率，关键在于其围护墙体结构，从里到外由六层组成：（1）墙板内衬；

（2）防潮层，通常为聚乙烯薄膜；

（3）一层非可燃性的隔热材料，通常是填充在墙龙骨间的玻璃纤维棉，并根据气候条件和有关建筑标准采用适当的厚度和密度。该隔热材料也敷设在屋顶屋架间隙和楼板隔栅间。

（4）外墙结构基木板；

（5）有通气功能的建筑用防潮纸；

（6）外墙覆层。

除了建筑的隔热特性外，防潮层还主要确保在厨房和卫生间形成的水分不会透过空心墙，引起看不见的冷凝。此结构有助于减少热量的损失。另外，防潮层防水而不防水蒸汽外排，它在所选定的外墙下充当避风挡雨的屏障，同时允许室内的水蒸汽逸出室外。

轻型木结构建筑能在长期处于寒冷气温下的北美和处在热带地区的澳大利亚、南非等国得到广泛应用，足以证实轻型木结构建筑技术能够充分节约能源。

2、突出的环保特性

1999年英国建筑研究机构ERP进行了一次建筑材料环境综合影响的调研，并首次运用非常复杂的生命周期分析法对建筑材料进行研究，评估了产品各阶段的环境效应，包括资源的获取、产品的制造、建筑物的施工、维护及使用后的拆除等。调研报告认为，在考虑了各方面因素的情况下，选择木结构对环境最有利。该调研报告还比较了木结构框架房屋、金属框架房屋和混凝土房屋对环境的影响：就能源损耗、全球暖化潜能及空气毒性、水毒性这几项“建筑绿色环保”监测指标而言，木结构框架房均远低于金属框架房屋及混凝土房屋。

3、坚固的结构强度

木框架结构在各种极端的负荷条件下，均表现出相对的稳定性和结构的完整性。木材与别的材料相比，有较强的韧性，加上面板结构体系，使其对冲击荷载及周期性疲劳破坏有很强的抵抗力。同时其又具有自重轻的特点，因此具有极强的抗震性。在建造过程中加上地锚拴和抗风锚件，木框架更有较强的抗风能力。因此木框架房屋也特别适合我国多地震和易受台风袭击的区域。在日本神户大地震中，轻型木结构的房屋完好无损，而旁边的传统结构建筑则破坏严重（如下图）。

4、较好的防火性能

“就生命危险而言，住在木框架建筑物中并不大于任何其它结构类型。”这是英国政府建筑研究机构作出的结论（英国实行的建筑标准可能是世界上最为严格的）。木结构体系的耐火能力比人们通常想象的要强得多。轻型木结构建筑中石膏板对木结构的覆盖，以及重木结构大构件遇火形成的碳化层，均可以保护木构件，并保持结构的强度和完整性。在建造轻型木结构建筑时，在木框架的所有密封空间使用木制阻塞物进行阻火，可防止火势在墙体、地板和屋顶空隙内的蔓延。按照我国木结构设计规范建造的木结构房屋，也完全能够满足防火的要求。

5、优越的耐久性能

精心设计和建造的现代木结构建筑，能够经受各种诸如真菌和虫类等对木材侵蚀的考验。木材只要先进行防腐处理，就可在极端恶劣的条件下使用。只要设计和建造得当，在多雨、潮湿以及白蚁多发地段，木结构房子也能经历数代而状态完好。在北美国家年代最久的现代木结构建筑可以追溯到18世纪。

三、轻型木结构建筑的施工要点

1、门窗的防水处理

木结构建筑的门窗防水，往往是施工成败的关键，其做法与传统的房屋有所不同，在木结构房屋中，我们一般优先选用带有安装翼的门窗，这样在施工中防水的节点处理会更容易一些，而且效果会更佳。

2、屋盖内的通风

屋盖结构易受到雨水和冷凝水的侵害，但可通过屋面结构的防水构造来保证其不受雨水的影响。为了防止冷凝水对屋盖结构的危害，在屋盖中要设置通风口，让屋盖中的空气保持流通，使屋架空间中的潮湿空气能随着空气的流动，排出屋架，以防止空气中的水蒸汽聚集在屋架空间内。

3、与基础接触的木构件

凡是与混凝土或砌体基础直接接触的木构件，都必须采用天然耐腐木材或经过加压防腐处理的木材。

4、墙体系统

良好的墙体系统对整个墙体的防水防潮起着关键性的作用。我国沿海地区是经济相对发达的地区，木结构建筑项目相对集中在这些区域。这些地区受海洋性气候的影响，潮湿而且时常要经受强风、大风的侵袭，因此在该地区建设轻型木结构建筑时，要在以上提到的六层墙体围护结构基础上，在防潮建筑纸与外墙覆层之间再增加一个空腔（也称等压防水层）。因为等压防水层空腔内的气压和建筑物外部的气压相等，所以雨水不会因风压差的作用向墙内渗透。同时，少量透过外墙饰面的雨水在重力的作用下，也能沿着腔体流出建筑物外。

四、轻型木结构建筑技术在我国的发展现状

轻型木结构建筑技术自上世纪90年代引进中国至今，在武汉、北京、上海、苏州、南京等地已有近千栋木结构别墅住宅完工，越来越多的开发商和消费者也体会到了木结构体系建筑带来的益处。北京西山美墅馆、上海松江丽斯花苑等木结构别墅已成为当地炙手可热的楼盘，上海浦东“金桥碧云”、西郊宾馆和东郊宾馆等采用轻型木结构技术建造的一批别墅也有着极好的出租率，获得了海外高管的青睐。我们金桥公司是国内最早引进加拿大木结构别墅建筑技术的公司之一，笔者参加了“金桥碧云”别墅全过程的开发建设，并通过100余幢木结构别墅的建造积累了一定的经验，同时作为一个房地产开发的从业人员，对于国内的轻型木结构项目也进行了深入的调研。在“金桥碧云”别墅项目中，既有轻型木结构体系的别墅，也有传统的砖混结构的别墅，将两种结构体系作比较，以下数据具很强的说服力。

“金桥碧云”木结构别墅与砖混结构别墅施工周期比较表

比较项目 轻型木结构别墅 正常情况下的砖混结构别墅

挖方和基脚 1周（05.12.06至05.12.13） 1周

地基、排水和回填土 1周（05.12.14至05.12.21） 1周

上部结构（包括屋顶、泛水） 2周（05.12.22至06.01.07） 6周

管道工程、采暖及电气设备 1周 1周

春节期间停止施工

室外装饰 4周（06.02.07至06.03.07） 4周

保温层、空气及蒸汽屏障 1周（06.02.22至06.03.01） 1周

门窗（包括窗台板等） 2周（06.03.03至06.03.17） 2周

室内装饰 2周（06.03.18至06.04.02） 4周

油漆、橱柜和设备 2周（06.04.03至06.04.16） 2周

施工周期 112天 154天

两种结构别墅竣工后得房率对照表

碧云别墅项目

轻型木结构别墅 砖混结构别墅

建筑面积 使用面积 有效面积率 建筑面积 使用面积 有效面积率

SP-A 292.41 269.26 0.92 296.54 252.47 0.85

SP-C 314.7 280.08 0.89 319.4 268.29 0.84

SP-E 324.8 283.23 0.9 329.33 279.93 0.85

B-A 442.08 393.45 0.89 449.29 377.4 0.84

B-B 408.66 362.05 0.89 414.07 350.83 0.85

木结构与砖混结构别墅造价对比表（人民币/幢）

（以350m2/幢别墅统计）

序号 主要分项工程名称 木结构 砖混结构

1 基础工程 10万元 10万元

2 结构 28万元 20万元

3 门窗 相同 相同

4 屋面 相同 相同

5 安装工程 相同 相同

6 空调工程 相同配置效果佳 相同

7 外立面装修 略高 略低

8 内装修 相同 相同

9 家电设备 相同 相同

10 保温材料 2.5万元 6万元

总 价 135万元 130万元

从以上数据可以看出，轻型木结构别墅与专混结构别墅相比，施工周期明显较短，竣工后的实际使用面积却增加了5%～7%，这是因为木结构的墙体（包括内外墙）比砖混结构要薄。从目前情况来看，轻型木结构材料的成本要比砖混结构略高，但随着轻型木结构建筑在国内的逐步推广，木结构材料的采购价格也在逐年下降，相信不久以

后两种不同结构的别墅建造成本可基本持平。

五、总结

尽管轻型木结构技术所涉及的主要是低密度建筑，但因其所具有的节约能源和环境保护（因为树木可以再生和循环利用）等性能特点，符合以人为本的原则，也顺应了建设环境友好型社会和资源节约型城市的发展方向，所以必然会成为新型城镇住宅一种很好的建筑形式，值得我们进一步深入研究，并结合中国国情加以发展和完善。 应坚国 （上海金桥建设监理有限公司）