国外集成木结构建筑的研究现状如何?

在西方发达国家,经过上个世纪几十年的发展,装配式建筑技术已经成熟,进入了一个比较完整的发展时期。完善方面包括提高居住质量,提高零部件质量和设备质量,进一步发展和融合建筑工业化,发展新型环保建材,开发利用新能源,加强质量保证和技术管理协调。从结构一体化到室内装修一体化,提高预制率。

A.欧洲

欧洲住宅产业化经历了注重数量、数量与质量并重、质量优先三个阶段。许多欧洲国家的建筑已经实现了高效的流水线集成建筑形态生产。设计中心下命令,生产线精准操作,结构体系制作,保温材料固定,门窗安装,设备管道安装,墙面装饰面施工。全程在工厂加工,最后拉到工地施工。五天就能建起一栋两层左右的小楼,可以拎包入住。

在欧洲,由于集成建筑的发展,房地产商逐渐分为房地产开发商和建筑制造商。在欧洲最大的装配式建筑展区维也纳,展示了由数十家企业的150多家工厂加工建造的先进装配式建筑,展现了其独特的风格和特色。法国ALGECO是欧洲最大的综合建筑制造商。其轻钢结构装配式集成建筑广泛应用于各类建筑,还可根据客户需求打造高品质住宅,包括室内外装修。其轻钢结构建筑为1至3层建筑,采用3D模块化建造。该建筑可以由多个3D模块化箱体单元组装成一个大的使用空间,也可以用隔板分割成小空间,组合方式灵活。3D模块为轻钢结构框架,墙板可采用多种保温夹芯板。屋顶一般覆盖有压型钢板、保温材料和各种吊顶,管道可以隐藏在柱子的横截面内。

现代实验性现代木装配建筑的先驱是20世纪80年代在英国开发的Segal系统。事实上,这并不是真正使用集成装配,但它确实突出了标准化和简单的施工技术体系,这种技术已被广泛应用于英国普通家庭建造的房屋中。国际木材研究与发展协会(TRADA)也开发了一套木质装配式建筑体系,并应用于整数住宅的原型。

芬兰HONKA公司生产的原木结构木屋

在木结构建筑体系的发展中,现代木结构技术在瑞典、芬兰等欧洲发达国家早已广泛应用。瑞典的Huf'n'Puf系统已经在德威治开发区使用。本工程中柱梁体系建在预制混凝土板制成的地下室内,木结构可与多种立面材料组合,满足防风防雨和防火的要求。木结构约占住宅建筑的90%,结构体系一般为原木结构体系(即叠层建筑)。这种系统集成度低,现场施工量大,成本高,但在建筑质量、使用时间和性能上有很强的优势。

德国的木结构研究是国家研究的重点,有各种先进的研究所和设计院,实验性建造了多种类型的木结构建筑。其中,著名的何复公司主要生产的一系列HUF屋木结构建筑科技含量高,实现了室内智能控制。为了满足质量保证,现场施工量还是比较大的,价格也比较高,主要面向高端客户。

B.美国

美国的住宅建筑长期以来以木结构为主,独栋别墅占据主要位置,80%以上的居民居住在温暖的木结构建筑中。其中采用了20世纪30年代发展起来的气球预制木框架。美国工业化住宅建筑注重建筑的舒适性和多样化发展。建筑构配件的标准化、系列化程度很高,达到近1.000%。各种施工设备和工具的出租和销售也很红火,商品化率在40%左右。

建造中和完工后的美式墙架木屋

木结构的形式主要是墙架木结构,有墙柱贯通式木框架和平台框架结构两种风格。带墙骨柱的轻型木框架主要由小截面的竖向构件组成,从房屋的底部连续延伸到整个房屋的立面。垂直构件通过钉子与水平构件连接,房屋中的地板由建造在横档上的水平构件组成。这种结构是美国单层或两层木屋的一般结构(有些还包括地下室和阁楼)。平台框架是继穿墙过柱木框架之后发展起来的。平台框架以平台为基础,以每层为一个单元,在平台上搭建4面2×4结构的墙和本层的顶面,然后这个顶面作为上一层的平台继续搭建一层。目前,平台框架结构一般用于建造多层建筑,在美国这种结构占住宅结构体系的80%。目前,墙体框架木结构建筑主要采用工厂加工预制一些构件,然后拖到施工现场进行组装。集成化程度比较低,没有板块和盒子的快速构建模式。

美国居民的房子大多建在城市的郊区。客户根据自己的意愿构思自己想要的房子,然后根据房屋建筑商提供的房屋产品样本购买自己需要的材料、构件或零件,最后委托建筑商进行建造。其优点是生产厂家生产的构件标准化、系列化,机械化施工效率高,速度快。

C.日本

目前,日本集成装配式建筑工业化水平的最高代表是位于城市中心区的超高层公寓楼。日本单层和多层集成装配式房屋的发展也很强劲。每年新建单层、多层综合建筑约20万栋,平均每栋150平方米,总建筑面积3000万平方米。在集成住宅的新建建筑中,木结构的比例约为45%,其中梁柱木结构体系占很大比例。日本吸收了中国古代木结构建筑的精华,发展出自己独特的建筑特色。比如日本寿山市,2011建造了一个“一家独建”的住宅。结构体系为梁柱体系。工厂加工制造高精度结构梁柱和围护木墙板,现场直接组装,集成度高。结构连接方式为镀锌钢螺栓榫卯,精致美观。

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