装配式木结构建筑应用概述

实践应用

CONSTRUCTION SCIENCE AND TECHNOLOGY

2018年10月下总第370期

建设科技

DOI: 10.16116/ki.jskj.2018.20.010

装配式木结构建筑应用概述

朱亚鼎

（加木华商务咨询(上海)有限公司，上海 201206）

[摘要]装配式木结构作为三大装配式结构体系之一，在文化、旅游、医疗、养老等“文旅康养”领域有着良好的应用前景。本文从“组件”、“生产加工”与“运输”等五个方面，介绍了装配式木结构在加拿大和欧洲的应用及技术要点，并结合我国现行装配式建筑相关标准，揭示了装配式木结构在某些领域具有独特的优势。

[关键词]装配式建筑；木结构

Overview of Prefabricated Timber Construction Application

Zhu Yading

(Canada Wood China, Shanghai 201206, China)

Abstract: Prefabricated timber structure is one of the three major prefabricated structural systems, which has a prospective future in application of culture, tourism, health care and endowment buildings. This paper introduces the application and techniques of prefabricated timber structure in Canada and European developed countries in terms of ‘components’, ‘manufacturing’ and ‘transportation’, etc. Combined with the code and standards of prefabricated buildings in China, prefabricated timber structure has its unique advantages in certain fields .Keywords: Prefabricated building, timber structure

1 前言

装配式木结构建筑指的是木结构构件、部品部件在工厂预制，现场装配而成的木结构建筑。其最主要的特点是：大量现场施工转移到工厂生产；设计、生产全流程采用计算机辅助技术；构件、部品部件及房屋的质量控制由工地前移至工厂；能规模化生产，并能满足严格的质量认证管理的要求。工厂的生产效率远高于手工作业，同时不受恶劣天气等自然环境的影响，工期更为可控，施工装配机械化程度高，提高劳动生产效率。

装配式木结构在北美地区广泛应用于低层住宅建筑、公共建筑等，既适用于新建建筑，也适用于既有建筑改造。根据加拿大工厂预制房屋协会的不完全统计，

2015年装配式木结构建筑的产值超过16亿加元，装配

式木结构房屋占新建独户式木结构住宅的15.6%。预制房屋工厂提供了25500个工作岗位。在瑞典，约有

95%的新建低层住宅采用装配式板式组件，而采用空间模块组件的仅占5%；在芬兰，60%的住宅采用装配式木结构。

2 相关技术标准

2017年6月实施的《装配式木结构建筑技术标准》中指出：现代木结构建筑的建造过程都是使用工厂按一定规格加工制作的木材、木构件或组件，通过在施工现场安装而构成完整的木结构建筑。因此，现代木结构建筑都可列入装配式木结构的定义范围。

2018年2月实施的《装配式建筑评价标准》中指

朱亚鼎：装配式木结构建筑应用概述

2018 No.20实践应用

出：装配式木结构建筑主体结构竖向构件评价项得分可为30分（总分50分，最低20分），当楼（屋）盖构件中预制木部品部件的应用比例大于80%时，可得20分，当采用木骨架组合墙体作为围护墙和内隔墙时，也可以获得相应的分值（见表1

）。

表1 装配式建筑评分表

Table 1 Rating scales of prefabricated buildings

3　装配式木结构的组件

（1）预制梁柱式构件与木桁架

预制梁柱构件（见图1）与木桁架是装配式木结构建筑中最灵活的组件，尽管它需要在现场进行二次加工。在欧洲和日本，梁柱构件在各种结构体系中得到广泛使用，而在北美，木桁架则更受欢迎。目前，国内的预制构件以方木、原木和胶合木梁柱为主，一般应用于方木原木结构和胶合木结构中。

（2）预制板式组件（墙体，楼盖、屋盖）板式预制是通过结构分解，将整栋建筑的墙体（见图2）、楼面和屋面分解成不同功能的平面板块，也就是分解成预制板式组件，并在工厂预制完成后运输到现场吊装组合而成。预制板式组件的尺寸大小是根据整栋建筑的平面、立面尺寸和标准化设计要求而定。常用的预制二维板式组件的结构形式有：钉接胶合木(NLT), 正交胶合木(CLT)，轻型木结构墙体，轻型木搁栅楼（屋）盖。

（3）预制空间模块式组件

空间模块式组件（见图3）一般都是三维单元，其中包括墙、楼盖和屋盖。它是预制程度最高的组件，包括防水保温、外饰内装和水电穿管。加拿大的模块化组

件供应商能提供85%完成度的模块化组件，并能保证其运输半径达到800km 。

4

　组件生产加工

图1 预制梁柱式构件Fig.1 Post-beam components 图2 预制板式组件

Fig.2 Panel components

图3 预制空间模块式组件

Fig.3 Modular components

近几年在加拿大，预制组件得到了广泛应用。许

多制造商投资更新了生产设备，以此来顺应装配式建筑的潮流。在欧洲，特别是德国和瑞典，装配式木结构技术非常先进，例如瑞典的Randek Bau Techd 和德国的

Hundegger 与Weinmann 的全自动生产线（见图4），

正在世界范围内应用。

图4 全自动预制墙体生产线

Fig.4 Automatic manufacturing lines for panels

预制工厂中最常用的板式组件的生产效率最高，这些组件一般都是工厂预制生产，施工现场组装。这就需要特定BIM 和CAD/CAM 工具来保证墙体、楼盖和屋盖的精确性。目前有许多CAD 软件，可以根据建造地相应的地方规范，来进行墙体拆分。同时，深化团队也会对原有建筑结构设计，进行一定程度地优化。所有组件的几何、材料等信息都会输入相应的BIM 模型中，进行模拟拼装、碰撞分析等，从而能避免设计中无法发现的问题。预制木结构建筑的设计深化流程为：绘制施工图→建立BIM 模型→组件拆分→模拟预拼装，并优