北美地区微型木结构房屋的发展现状(二)结构与设计

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图2.典型微型木结构房屋平面布局LOFT FLOOR PLAN
阁楼平面图
（照片来源:Zipkithomes ）
北美地区微型木结构房屋的发展现状
(二):结构与设计
■张岱远 1,2/Zhang Daiyuan / 龚蒙2 / Gong Meng /
(1南京林业大学材料科学与工程学院，中国南京「新不伦瑞克大学木材科技中心，加拿大弗雷德里克顿)
摘要：本文对北美地区微型木结构房屋的市场现状进行了总结，分析了典型企业的经营思路和设计方向，对移动式和固定 式两种微型木结构房屋的结构和用材进行了调研分析。

随后通过搜集50个微型木结构房屋的室内平面布局图对现有的微型木结
构房屋的室内设计进行归纳分析，总结了目前微型木结构房屋设计中空间布局的规律，如厨房柜体数量、客厅和卧室常见位置等。

最后本文从不同目标用户的使用需求、控制建造成本和提高空间利用率的角度对微型木结构房屋的室内设计提出了一些改进思
路，比如针对无家可归人群的微型木结构房屋的适用面积应该控制在13 m 2(139 ft 2)以内。

再比如阁楼区域高度的设计应参照男
性坐姿身高第95百分位是0.99 m(3 ft 3 in),将微型房屋的主要区域层高定为2.10 m(6 ft 11 in),阁楼层高定为1.60 m(5 ft 3 in), 即总层高 3.00 mm(10 ft 6 in)等。

关键字:北美地区，微型房屋，木结构，设计分析
4■背量介绍
经过21世纪初的“小房屋”运动的推动和受2008年次
贷危机的影响，微型木结构房屋在北美地区已经拥有了大量 的拥护者，越来越多的公司和个人进入微型木结构房屋的市 场。

目前微型木结构房屋的主要结构形式还是以轻型木结构
为主(图1),大量的个人工作室和小型公司采用以手工为主 的加工方式制作微型木结构房屋，在YouTube 网站上有大量
微型木结构房屋的建造视频，同时一些微型木结构房屋也已
经出现在各种展会上。

在进行室内设计和家具陈设设计时， 微型木结构房屋的制造商往往以小户型住宅或房车为蓝本，
作为一个新兴的房屋类型，微型木结构房屋的设计还缺乏针
对性的理论研究。

本文将对北美地区微型木结构房屋的市场 现状、材料结构和室内设计等信息进行搜集，对微型木结构
房屋的结构和设计进行分析，探索其中的共性和规律，并提 出了一些研究方向(图2)。

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2■徹型木结构房犀市场现状
近年来北美地区每年都会有大量的微型房屋主题的集会。

2019年美国有13个州举办了超过19个微型房屋展会活动，如表1所示，其中比较知名的是Great American Tiny House Show和Tiny Living Festival这两个展会，都已经连续举办超过4个年头，且每年在美国不同地区举办多次活动。

在这类会展活动上，通常许多微型房屋的建造商或个人工作室展示和销售自己公司的微型房屋产品。

根据以上展会提供的信息和其他一些媒体报道，表2整理了北美地区一些微型木结构房屋制造企业的信息，其中Jamaica Cottage Shop是一家成立很早的企业，创立于1995年。

这家公司的产品十分丰富，有超过几十款产品，涵盖了从微型房屋到马厩、谷仓和花房等一系列木结构建筑，主要目标人群是农场主。

从这家公司的微型木结构房屋的价格和设计可以看出，他们的产品定位于低端市场，产品只包含基本的房屋结构.管道和供暖设施。

唯_的一款包含室内家具的Apple Blossom Cottage微型房屋（图3）设计也十分普通。

Modem Tiny Living是一家位于俄亥俄州的企业，他们以建造了美国俄亥俄州第一个微型房屋社区而被人们所熟知（Hauser,2017）,与Jamaica Cottage Shop的产品相比，这家公司代表了新一代微型木结构房屋企业，他们的微型木结构房屋的室内室外设计都更加时尚（图4）,相对价格也更高，集中在62000至97000美元之间。

由此可以看出，针对中高端城市消费者市场的新一代微型木结构企业是一个新的发展方向。

与这两家公司相似的还有位于田纳西州的Wind River Tiny Homes公司，在设计风格上这两家公司也十分相似。

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3■微型木结构房屋的结构分析
3.1移动式微型木结构房屋结构分析
目前北美地区的移动式微型木结构房屋主要采用的是
轻型木结构，通常建造在一个拖车平台上。

图5的拖车结构 图是根据YouTube 网站上一个微型房屋建造视频中使用的
拖车绘制而成(Ana, 2016),长 9 144 mm(360 in),宽 2 540 nun(100 in),面积约23 n?(250 ft 2)。

在这样一个拖车上建造微
型木结构房屋的第一步是用木板在拖车框架上建造一层甲板,
这层甲板的作用主要是为了形成一个完整的平面，有时候为 了减轻拖车的承重，甲板可以不用铺满整个拖车，只要注意
保留边缘部位和中间位置的甲板保证后续步骤的安装即可， 其结构如图6所示。

第二步是在甲板上铺装一层隔离材料，
用于防止水分湿气、虫子等生物进入地板层，通常可以使用
经过防腐处理的金属薄片，W3mm(l/8in),连接方式见图
7。

在隔离层之上采用实木或工程木材料构建地板层的框架，
将框架用车架螺栓与固定在拖车上的甲板层进行连接。

实木
框架之间填充保温海绵(图8),最后在框架层之上铺设一层 胶合木地板。

微型木结构房屋的墙体通常采用轻型木龙骨结构，龙骨 一般采用截面38x89 mm(名义规格2x4 in)的实木或近似规格
的工程木材料，如图9所示。

四面墙体分别组装好后再依次
安装到地板框架上，安装顺序是先安装前后的墙体再安装左
右的，墙体安装前先将外侧最下面一层的墙板固定在框架上， 下边缘超出墙体框架相当于地板层高度的尺寸，这样在安装
时外侧墙板与地板层也可以进行连接(图10)。

两侧的墙体装
好之后再安装前后的墙体。

安装好所有的墙体之后在顶部再 安装一层龙骨，来加强墙体的整体结构强度，如图11所示。

在设计墙体框架时，应当避免横撑底部没有竖向支撑，门窗 两侧位置应设计3层竖向龙骨进行局部加强支撑。

墙体安装 好之后在外侧安装多层胶合板的墙板，将外侧墙板整体安装
好之后再进行门窗的切割这样加工更加方便和精确。

微型木 结构房屋的屋顶结构由顶梁板、屋脊板和椽条组成，屋面板 组成。

在材料选择上，顶梁板、屋脊板和椽条使用实木或工
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程木材料，材料截面一般为38x89mm（名义规格2x4in）,屋面板采用胶合板。

安装时首先在墙体顶部的加强层上固定两根顶梁板，屋脊板架设在顶梁板之上，顶梁板和两侧墙体直接用两排椽条连接，最后在椽条上安装屋面板（图12）。

目前的移动式微型木结构房屋的结构来自于常规的轻型木结构房屋，但是不同制造商之间没有统一的建造标准并且很少严格按照轻型木结构建造规范，结构和连接节点的设计随意性较大且缺乏工程计算支持。

3.2固定式微型木结构房屋结构分析
北美地区的固定式微型木结构房屋一般都建造在一个混凝土地基之上，其常见的形式是混凝土块基座系统。

这种地基是由一定数量的混凝土块和实木或工程木材料的梁组成（图13）,其优点是价格便宜，基本不需要挖掘作业，不足的是只适合重量较轻的木结构建筑，但这点正好契合微型房屋的特点。

还有一种简易的地基形式是将一块钢筋混凝土平板铺在碎石层之上作为微型房屋的地基，这种方式的好处是成本低，土方作业少，适合坚固的土壤之上。

从控制成本的角度出发，这两种地基都比较适合微型木结构房屋的需求。

近年来还有一种采用地螺栓的地基，地螺杆基础的主要好处包括：缩短工程时间，易于安装，减少施工过程中的碳足迹，当建筑拆除时易于移除，减少劳动力的风险，降低成本等。

除了混凝土块基座系统，现在地螺钉地基系统已逐渐被使用，见图14。

地螺钉是一种在热锻后的金属管表面缠绕螺旋叶片的管桩，由专用的地螺钉旋紧设备旋入地下，代替原有的混泥土基础，其顶端连接负载。

地螺钉具有安装简单方便、施工周期短、对水资源依赖性低、不破坏天然土壤环境，及易于收回、迁移等特点。

地螺钉可以用于固定或半固定的微型木结构房屋的基座系统。

以April Wilkerson建造的一个采用块状地基系统的微型木结构房屋为例，固定式微型木结构房屋的结构也是由地板层、墙体和屋顶三个部分组成（April Wilkerson, 2018）o地板层由一定规格的实木或工程木材料组成，例如截面38x140mm（名义规格2x6in）的方材，组成框架后
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图12.屋顶结构
连接在地基梁之上，表面再覆盖一层19 mm(3/4 in)厚度的 胶合板。

固定式微型木结构房屋的墙体一般也是采用轻型
木龙骨结构，龙骨选用截面38x89 mm(名义规格2x4 in) 的实木或近似规格的工程木材料，墙体分片组装好后在墙
外侧包覆一层住宅保洁纸，然后将一层14.3 mm(0.563 in) 的胶合板外墙板固定在墙的外侧，这层结构主要用来增强
墙体的侧向抗剪强度。

安装好所有的墙体之后在顶部再安
装一层龙骨，来加强墙体的整体结构强度。

微型木结构房 屋的屋顶除了平顶以外，很多时候也具有一定的坡度。

斜
坡屋顶在结构上通常通过在前侧墙体顶部固定一排短柱来 抬高墙体，屋顶固定在抬高后的墙体和其相对的另一侧墙
体之上，形成一个斜面。

屋顶同样采用木龙骨框架结构， 龙骨可以选用截面38x140 mm(名义规格2x6 in)的实木或
工程木材料。

屋顶框架上先固定一层OSB 板，再安装一层 屋面纸，例如图15所示的以三元乙丙橡胶(EPDM)为基础 的弹性体均质屋面覆盖物，厚度1.14 mm(0.45 in),最后铺 设一层屋瓦，如彩钢波纹瓦。

4.微型木结构房凰的设计分析
4.1微型木结构房屋的设计现状
本文在进行微型房屋室内设计分析时，将目标房屋的面
积范围确定为47 m 2(500 ft 2)以内，一共搜集了 50个符合这种
情况的微型房屋平面布置图进行分析。

微型房屋的空间划分通常为卧室、客厅、卫生间、厨房 等四个主要区域。

由于微型房屋总体面积小，考虑到空间利
用的最大化，在具体设计中往往会将几个空间合并为一个多 功能空间。

例如餐厅通常与厨房一体或包含在客厅空间内。

卫生间由于其私密性必须设计成一个独立空间，卧室也是一
样，也有少数户型将卧室与客厅设计在一个空间之内。

因此 在极端提高空间利用率的情况下可以将微型房屋的室内划分
成3个空间，即卧室、卫生间和客厅综合空间，及厨房和餐
厅综合空间。

大多数微型房屋的户型只有一个卧室，不过也 有26%的户型有2个卧室，这说明较大面积的微型房屋也可 以满足有孩子家庭的使用。

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图15.屋面纸
设计一个阁楼空间是层高较高的微型房屋用来增加使用
面积的一种方法，本文分析的50个微型房屋中，户型中有阁 楼空间的占28%,主要集中在房屋宽度小于3.66 m(12 ft)的
细长型微型房屋中。

这类微型房屋以移动式的为主，且房屋 面积一般小于27.9 m 2(300 ft 2)。

户型偏方正的微型房屋一般没
有阁楼区域。

绝大多数阁楼区域是作为微型房屋的卧室区域， 少量作为储物区存在，这是由于使用者在睡觉时大多数时间 处于平躺状态，少量处于坐姿，空间层高可以控制到1.2 m(3
ft 11 in)以内，这样就能保证阁楼下空间的层高，满足人们的
正常使用。

在本文搜集的50个微型房屋户型中，绝大多数客厅位于
进门的位置，86%的户型将客厅和餐厅合并成一个空间，尤 其是面积在27.9 m 2(300 ft 2)以下的微型房屋。

有些户型甚至
将厨房也加入到客厅餐厅混合的这个多功能空间之中。

在很 多情况下，为了提高空间的利用率，微型房屋的客厅往往选
择双人沙发或两把单人座椅，餐桌椅也用与橱柜相连的吧台
和吧椅替代。

有些客厅空间较小的户型会将电视设计到卧室 区域，让卧室替代一部分客厅的娱乐功能。

微型房屋的卧室面积一般不大，仅提供一张双人床和一 个衣柜的空间，有些面积较小的户型中，卧室甚至没有衣柜。

另外，位于阁楼的卧室也一般没有衣柜或者只有矮柜来存放
少量的衣物。

双人卧室最小面积大约在7m 2(75 ft 2)左右。

通过对厨房设计的分析可以发现目前微型房屋厨房设计
中包括烹饪区和水池在内的厨房地柜柜体数量在2-6个之间, 其中地柜柜体数量为3的户型占48%,数量为4的占24%, 数量为5的占18%,这三种类型的厨房占所有设计的90%(图
16)。

由此可以看出考虑到微型房屋空间有限，设计橱柜时柜
体数量不应过多。

但低于三个时厨房操作空间太少也会造成
使用者的不便。

在保证厨房操作空间的基础上三至五个地柜
的厨房更加适合微型房屋提高空间利用率的要求。

对卫生间进行分析可以发现微型房屋的卫生间主要由马 桶、洗手池和淋浴间三个部分组成，洗衣机与烘干机大多数
时候放置于卫生间之外，因此最基本的卫生间空间的大小在4
m 2(43 ft 2)左右，固定式微型房屋的卫生间位置大多在卧室旁
边，移动式微型房屋的卫生间则多在房屋与卧室相对的另一 侧，或者位于阁楼卧室空间下方。

图17是一个可以满足2人基本生活需求的，面积最小化 的移动式微型房屋平面设计方案。

在这个方案中，微型房屋包 括了卧室、卫生间、客厅、餐厅和厨房混合空间三个空间，
房屋的总面积为13 m 2(139 ft 2),除此以外还有一个面积为2.5
m 2(27ff)的阁楼作为储物空间。

从这个案例可以看出，满足基
本生活需求的微型房屋的面积可以压缩到13 m 2(139 ft 2)以内。

因此通过合理的设计可以让面积在47 m 2(500 ft 2)以内的微型房 屋满足绝大多数单身人士和4人以内的家庭的日常生活。

4.2微型木结构房屋室内设计改善分析
随着微型木结构房屋市场的逐渐细化，不同消费者的需 求开始对微型木结构房屋的设计提出了复杂的要求，对于不
同定位的微型房屋而言，室内设计和家具设计的具体侧重点
2柜体
・3柜体・4柜体・5柜体・6柜体
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MAIN 主体区域
图16.厨房地柜柜体数量分布图图4 7.双人居住微型房屋平面布局图 (照片来源:Tumbleweed Houses)
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也应当有所不同。

目前市场上几乎所有微型房屋的室内设计和家具设计都是按照度假房屋或者缩小化的普通民居这两个思路来设计的，这两种思路适合旅游市场和灾后重建市场对微型房屋的需求，以及中产阶级对生活方式简化的需求。

但是,针对无家可归和低收入这两种人群，微型房屋在进行室内和家具设计时应当与常规的微型房屋设计有所不同。

针对无家可归人群的微型房屋本质上是一种救济，使用者并不具有房屋的所有权，而且具有临时使用性质。

在这种情况下，微型房屋的建造和维护成本基本上由政府或者民间组织承担，因此这类微型房屋在设计时应当考虑在满足使用者最基本的生活需求和隐私的基础上最小化成本，让同样的资金投入可以救济更多的无家可归者。

针对无家可归者生活基本需求的研究可以发现，满足基本需求的微型房屋面积可以控制在13m2(139ft2)以内，这样的微型房屋室内设计时可以将空间分为两个部分，卫生间和一个集合卧室、厨房、餐厅和客厅的多功能空间。

一系列的设计细节包括厨房地柜数量控制在3个，弱化客厅功能，取消沙发和电视(或选择挂式平板电视)，餐桌靠墙，桌下作为储物空间利用起来。

卫生间内放置马桶和站立式淋浴间，洗手池和厨房的洗手台合并，将洗衣机和烘干机作为社区公共设施。

和救济无家可归者的微型房屋相比，针对低收入人群的微型房屋首先在面积上可以更大，成本上可以适当提高。

在进行室内设计时，根据低收入人群的具体情况进行差异化设计。

例如许多正在上大学或者刚毕业的年轻人属于低收入人群，是微型房屋的潜在客户。

面向这类人群的微型房屋，在设计时应当设计一个可以用于学习和工作的小型办公空间，因为这类人群有学习和自我提升的需求，且相当一部分人是自由职业者。

另外，年轻人使用的微型房屋可以将卧室设计在阁楼空间，而老年低收入者使用的微型房屋则应避免设计阁楼，否则会增加老年人受伤的风险。

为以家庭为单位的低收入人群设计微型房屋则要考虑亲子互动，要有相对完整的客厅空间和单独的儿童房等。

在为老年人以外的低收入人群设计微型房屋时，从节约成本、让微型房屋变得买得起的角度出发，控制微型房屋的层高和弓I入阁楼可以在面积相对较小的情况下增加微型房屋的实际使用面积。

卧室空间和办公空间都属于使用者很少处于站立姿态的空间，因此将这两个空间作为阁楼区域的上下层，即不需要过高的层高也能将使用者的不便降到最低。

根据2017年加拿大居民的人体测量数据(Statistics Canada, 2019),男性站立身高第95百分位的尺寸是1.88m(6ft2in),男性坐姿身高第95百分位是0.99m(3ft3in)o以这两组数据为基础再考虑到使用者心理感受增加适当的余量，将微型房屋的主要区域层高定为2.10m(6ft11in),卧室区域和书房区域层高定为1.60m(5ft3in),也就是阁楼区域总层高3.00mm(10ft6in)o这样的设计有助于将微型房屋的材料成本控制在更合理的范围内。

5结语
经过十多年的发展，北美地区的微型木结构房屋从单纯的中产阶级度假小屋和可持续生活主义者的理想逐渐发展成为解决诸多社会住房问题的有效工具，其市场前景和社会价值得到越来越广泛的认可。

微型木结构房屋的市场逐渐繁荣，但是学术和科研领域对于微型木结构房屋的研究还很少，尤其是从结构和材料的角度，这就造成了目前微型木结构房屋的制造技术和材料选择缺少统一的规范和技术支持。

市场的多元化趋势已经给微型木结构房屋的建造和设计提出了许多新的要求，现代木结构建筑的材料和技术也在飞速发展中，怎样运用新的建造技术和材料来降低微型房屋的成本，提升建造效率将会成为该领域主要的研究方向。

另一方面，通过更合理的设计来尽量减少微型房屋因面积有限而造成使用者生活品质降低的问题，也应当成为从事这个领域的设计部门和生产企业关注的方向。

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只文献
Ana White(2016)How to Build Floor for Tiny House on Trailer:Ana White Tiny House Build
[Episode2].
April Wilkerson(2018)Tiny House Build-Foundation and Framing.Available at:https://www.
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July2019)
Statistics Canada.(2019)Table13-10-0319-01 Anthropometry measures of the household population
DOI:https:///!0.25318/1310031901-eng
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village-planned-for-ne^-paris-ohio(Accessed:20
December2019)
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