輕型木結(jié)構(gòu)工業(yè)化住宅內(nèi)裝模塊化研究及應(yīng)用*
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劉長春1，孫媛媛2
（1．南通大學(xué)建筑工程學(xué)院，江蘇南通226019；2．南通大學(xué)藝術(shù)學(xué)院，江蘇南通226007）
[摘要]介紹輕型木結(jié)構(gòu)住宅內(nèi)裝模塊化發(fā)展的概況以及其一般做法，并通過蘇州皇家住宅內(nèi)裝做法和工程應(yīng)用的介紹，進一步闡述輕型木結(jié)構(gòu)工業(yè)化住宅的內(nèi)裝模塊化。
[關(guān)鍵詞]裝配式；輕型木結(jié)構(gòu)；工業(yè)化住宅；內(nèi)裝模塊化
[中圖分類號]TU366；TU741 [文章編號]1002-8498(2016)04_0035_04
輕型木結(jié)構(gòu)住宅是指采用小尺寸規(guī)格材、木基結(jié)構(gòu)板材或石膏板材制作的木骨架墻體、樓蓋和屋蓋系統(tǒng)構(gòu)成的木結(jié)構(gòu)體系住宅。輕型木結(jié)構(gòu)體系適宜建造3層及以下的獨立式或聯(lián)排居住建筑。
工業(yè)化住宅內(nèi)裝模塊化是指為了取得住宅室內(nèi)裝飾（含陳設(shè)）及家居用品在設(shè)計、生產(chǎn)、施工、使用、管理等全生命周期中取得最佳效益，從系統(tǒng)觀點出發(fā)，研究住宅內(nèi)裝的構(gòu)成形式，用分解和組合的方法建立住宅內(nèi)裝模塊系統(tǒng)，并和建筑結(jié)構(gòu)支撐體系統(tǒng)、圍護結(jié)構(gòu)模塊系統(tǒng)（外裝模塊系統(tǒng)）等物質(zhì)構(gòu)成要素共同構(gòu)成住宅產(chǎn)品的模塊化體系，以實現(xiàn)住宅產(chǎn)品全生命周期的低碳性。模塊化隔墻系統(tǒng)也屬于內(nèi)裝模塊化的范疇。
1 輕型木結(jié)構(gòu)住宅內(nèi)裝模塊化發(fā)展概況
1.1 輕型木結(jié)構(gòu)住宅概述
當(dāng)代木結(jié)構(gòu)體系住宅可以分為輕型木結(jié)構(gòu)和重型木結(jié)構(gòu)兩大類，其中后者又可分為梁柱結(jié)構(gòu)和原木結(jié)構(gòu)體系。輕型木結(jié)構(gòu)體系住宅最適用于工業(yè)化生產(chǎn)，木材使用上也較為節(jié)約，是當(dāng)前木結(jié)構(gòu)體系住宅的主要形式；梁柱結(jié)構(gòu)體系木結(jié)構(gòu)住宅的造價偏高，適用于體量較大的住宅和木結(jié)構(gòu)體系公共建筑；原木結(jié)構(gòu)體系住宅雖然形象特征鮮明，但是在風(fēng)格和工藝上具有一定的局限性。
輕型木結(jié)構(gòu)住宅按照結(jié)構(gòu)形式分為連續(xù)墻骨木框架結(jié)構(gòu)體系和平臺框架式結(jié)構(gòu)體系兩種，其中后者的樓蓋和墻體相對獨立，可分開建造，更適合后場預(yù)制和現(xiàn)場裝配的模式，因此成為當(dāng)前輕型木結(jié)構(gòu)住宅的主流結(jié)構(gòu)形式。
1.2 國外輕型木結(jié)構(gòu)住宅內(nèi)裝模塊化發(fā)展概況
輕型木結(jié)構(gòu)誕生于19世紀(jì)中葉，發(fā)展至今天，在北美和北歐的多個國家，輕型木結(jié)構(gòu)住宅是主要的住宅形式，據(jù)統(tǒng)計，美國的住宅近90 %采用輕型木結(jié)構(gòu)體系。日本的輕型木結(jié)構(gòu)住宅也非常多，據(jù)資料記載，該國每年新開工的木結(jié)構(gòu)住宅占總開工住宅項目的45%左右。北美和北歐的輕型木結(jié)構(gòu)住宅的墻體梁柱系統(tǒng)實現(xiàn)了模塊化，其梁和柱的斷面尺寸采用2"×4"（約為50mm×100mm）的模數(shù)，普遍采用預(yù)制裝配的模式，且墻體柱也按照模數(shù)尺寸進行排列裝配。日本的木結(jié)構(gòu)住宅也廣泛采用2"×4"構(gòu)造工藝。
在上述國家，與墻體梁柱系統(tǒng)模塊化相配套，輕型木結(jié)構(gòu)住宅的內(nèi)裝、外裝體系也實現(xiàn)了模塊化，尤其是內(nèi)裝的板材部件都是按模數(shù)系列加工的模塊化尺寸。在內(nèi)裝隔墻和天花板的處理上，形成了涂裝石膏覆面和干法覆面兩種較為成熟的技法。在內(nèi)裝墻體和地板、天花板裝配之前，保溫隔聲材料、電氣、水電等部件預(yù)先安裝到位。
1.3我國輕型木結(jié)構(gòu)住宅內(nèi)裝模塊化發(fā)展概況
我國現(xiàn)有輕型木結(jié)構(gòu)住宅的主要形式是獨立式或聯(lián)排別墅，從結(jié)構(gòu)體系到內(nèi)裝體系，核心技術(shù)主要是從國外木結(jié)構(gòu)企業(yè)引進。有些住宅項目甚至把加工好的木結(jié)構(gòu)部件從國外整體進口，在國內(nèi)組裝。例如，北京某別墅區(qū)，168幢木結(jié)構(gòu)別墅的建筑材料（含內(nèi)裝材料）全部用集裝箱從美國運到北京，再按照美國的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進行拼裝�？上驳氖�，以蘇州某公司為代表的木結(jié)構(gòu)研發(fā)和生產(chǎn)企業(yè)經(jīng)過十幾年的努力，在輕型木結(jié)構(gòu)建筑模塊化方面取得系列成果，形成了工法，并擁有相關(guān)專利。中國建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計研究院組織編寫的《木結(jié)構(gòu)住宅》圖
集經(jīng)原建設(shè)部批準(zhǔn)，于2007年出版公布。該圖集中，內(nèi)裝墻體和部分內(nèi)裝設(shè)施的做法都遵循模數(shù)的規(guī)則，為輕型木結(jié)構(gòu)住宅內(nèi)裝的模塊化打下了基礎(chǔ)。
隨著技術(shù)水平的提升，輕型木結(jié)構(gòu)住宅的高度限制也在逐步突破。江蘇省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳于2011年12月7日發(fā)布第146號公告，批準(zhǔn)《輕型木結(jié)構(gòu)建筑技術(shù)規(guī)程》DJG32/TJ129-2011為江蘇省工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，是國內(nèi)第2個發(fā)布有關(guān)輕型木結(jié)構(gòu)建筑技術(shù)規(guī)程的省份，同時也是首個允許建設(shè)6層混合輕型木結(jié)構(gòu)民用建筑的省份。
2我國輕型木結(jié)構(gòu)住宅內(nèi)裝模塊化的一般做法
2.1 內(nèi)裝規(guī)格材的一般做法
輕型木結(jié)構(gòu)住宅的內(nèi)裝所用規(guī)格材和木骨架墻體、樓蓋、屋蓋所用規(guī)格材采用相同的模數(shù)化尺寸系列，適合大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)。其常用規(guī)格材的尺寸為：40mm×40mm，40mm×65mm,40mm×90mm,40mm×140mm, 40mm×185mm, 40mm×235mm．40mm×280mm等。規(guī)格材的間距也應(yīng)是模數(shù)化的，輕型木結(jié)構(gòu)住宅規(guī)格材最常見的間距為600mm，例如內(nèi)墻龍骨的柱距、樓蓋格柵的間距等。
在輕型木結(jié)構(gòu)住宅內(nèi)裝工程中，墻體的梁、柱龍骨和水平內(nèi)裝部件的格柵等骨架部件都采用工廠生產(chǎn)的規(guī)格材，通過連接件或施膠進行裝配連接（見圖1）。
2.2 內(nèi)裝墻體干法覆面的一般做法
參考國外成熟的輕型木結(jié)構(gòu)住宅的內(nèi)墻做法，我國輕型木結(jié)構(gòu)住宅的內(nèi)裝墻體可分為干法覆面、涂裝覆面和面磚覆面3種。
內(nèi)裝墻體干法覆面一般做法的構(gòu)造從內(nèi)向外依次為：木龍骨（內(nèi)填隔聲棉）、0.15mm厚塑料薄膜（選做）、12mm厚紙面石膏板或其他基層板材、15mm×40mm釘板條釘于木龍骨上（選做）、內(nèi)墻覆面板。該做法龍骨之間的距離以600mm為佳，也可小于600mm。內(nèi)墻覆面板為模塊化的預(yù)制木板、石膏板等板材，在質(zhì)感、肌理和色彩上應(yīng)滿足內(nèi)裝的要求。當(dāng)覆面板為紙面石膏板時，可不設(shè)基層板材，橫向固定于木龍骨上；當(dāng)覆面板為木板條或其他不需現(xiàn)場二次加工的條狀覆面材料時，需要設(shè)基層板材，覆面的條狀覆面材料固定于釘板條上。
干法覆面的基層板和不設(shè)基層板的覆面板均推薦橫向布置，豎縫設(shè)在龍骨處，雙層以上布板時，板縫錯開布置，通過自攻螺釘與內(nèi)墻龍骨連接固定（見圖2）�；鶎影褰涌p的處理方法有3個要點：①用砂紙打磨接縫，使之與板面齊平；②用嵌縫膏填充板縫；③用接縫紙帶覆蓋板縫。覆面板和條裝覆面材料一般不作接縫處理。
干法覆面是較為經(jīng)濟、便捷的內(nèi)裝墻體做法，其操作方便、施工速度快，且在形式上特色鮮明，較受歡迎。
2.3 內(nèi)裝墻體涂裝覆面的一般做法
內(nèi)裝墻體涂裝覆面比干法覆面的工藝要復(fù)雜，其一般做法的構(gòu)造從內(nèi)向外依次為：木龍骨（內(nèi)填隔聲棉）、0.15 mm厚塑料薄膜（選做）、12mm厚紙面石膏板、滿粘纖維網(wǎng)格布、3mm厚防裂膩子找平、2mm厚耐水膩子找平、內(nèi)墻乳膠漆數(shù)遍或貼壁紙。
涂裝覆面的龍骨設(shè)置原則和干法覆面一致，基層的紙面石膏板做法要求和干法覆面基層板一致，此處不再贅述。
2.4 內(nèi)裝墻體面磚覆面的一般做法
內(nèi)裝墻體面磚覆面一般做法的構(gòu)造從內(nèi)向外依次為：木龍骨（內(nèi)填隔聲棉）、刨花板或膠合板、0.15mm厚塑料薄膜、15mm×40mm釘板條釘于木龍骨上、6mm厚水泥壓力板、鍍鋅鋼絲網(wǎng)、12mm厚水泥石膏砂漿掛平后掃毛或劃出紋道、面磚抹黏結(jié)劑粘貼。面磚覆面的龍骨設(shè)置原則和干法覆面一致。
內(nèi)裝墻體面磚覆面適用于衛(wèi)生間、廚房等需要防水的室內(nèi)空間。隨著整體衛(wèi)生間和整體集成廚房的推廣，住宅內(nèi)裝墻體面磚覆面將逐步被取代。
2.5 內(nèi)裝干法鋪地的一般做法
輕型木結(jié)構(gòu)住宅內(nèi)裝既可以干法鋪地，也可以現(xiàn)場濕作業(yè)鋪地。干法鋪地是指樓地面的鋪地面層為木材或地毯；當(dāng)樓地面的鋪地面層為石材或面磚時，則需要進行現(xiàn)場濕作業(yè)。
干法鋪地分為實鋪和空鋪兩種，兩者的區(qū)別在于：實鋪只需在樓地面結(jié)構(gòu)層和鋪地面層之間加上滿鋪的墊層即可；而空鋪需在樓地面的結(jié)構(gòu)層和鋪地面層之間設(shè)置木龍骨，以架空鋪地面層（面層為地毯時，龍骨上還應(yīng)滿鋪底板）�？珍佀枘君埞堑臄嗝嬉�(guī)格一般為50mm×50mm，間距為400mm。
2.6 內(nèi)裝現(xiàn)場濕作業(yè)鋪地的一般做法
內(nèi)裝現(xiàn)場濕作業(yè)鋪地分為兩種情況：①普通的磚石鋪地；②防水的磚石鋪地。防水磚石鋪地適用于廚房和衛(wèi)生間。
普通樓面磚石鋪地一般做法自下而上的構(gòu)造層次為：定向刨花板固定于樓面梁上、鋼絲網(wǎng)雙向布置、20mm厚膨脹珍珠巖水泥砂漿疊合層、20mm厚水泥砂漿結(jié)合層、地磚或石材覆面。
防水磚石鋪地一般做法自下而上的構(gòu)造層次為：定向刨花板固定于樓面梁上、水泥壓力板、最薄處20mm厚水泥砂漿或細(xì)石混凝土找坡、聚氨酯防水涂料2道、20mm厚水泥砂漿結(jié)合層、地磚或石材覆面。
另外，輕型木結(jié)構(gòu)住宅吊頂也可分為干法覆面和涂裝覆面2種，其做法參考內(nèi)墻的干法覆面和涂裝覆面。輕型木結(jié)構(gòu)住宅吊頂也可以不做覆面，直接明露樓面或屋面的結(jié)構(gòu)構(gòu)件。
3 輕型木結(jié)構(gòu)住宅內(nèi)裝模塊化的應(yīng)用
3.1 木結(jié)構(gòu)住宅內(nèi)裝模塊化做法及應(yīng)用
蘇州某公司木結(jié)構(gòu)住宅主要采用輕型木結(jié)構(gòu)體系，梁柱結(jié)構(gòu)體系作為補充。在內(nèi)裝模塊化方面，木結(jié)構(gòu)住宅具有如下特點。
1)業(yè)務(wù)范圍涉及木結(jié)構(gòu)住宅及其內(nèi)裝的設(shè)計、研發(fā)、制造、配送、施工、維修各個環(huán)節(jié)，在理念上體現(xiàn)了住宅內(nèi)裝模塊化的全過程。實現(xiàn)了設(shè)計、工廠預(yù)制、現(xiàn)場搭建施工一體化，按照內(nèi)裝設(shè)計圖紙進行模塊的拆分，通過快裝式木結(jié)構(gòu)連接系統(tǒng)（現(xiàn)代卯榫）進行搭建。
2)住宅部件在車間流水線上生產(chǎn)，加工設(shè)備現(xiàn)代化，能生產(chǎn)各種內(nèi)裝部件和金屬連接件，滿足內(nèi)裝模塊化的生產(chǎn)需求。
3)所有的住宅（含內(nèi)裝）部件在工廠生產(chǎn)，施工現(xiàn)場只需要搭建就可以，速度快，住宅質(zhì)量高。在構(gòu)造技術(shù)上，學(xué)習(xí)蘇州本地木結(jié)構(gòu)建筑的傳統(tǒng)工藝，創(chuàng)新連接技術(shù)，發(fā)明所謂“現(xiàn)代榫卯”結(jié)構(gòu)，即快裝式木結(jié)構(gòu)連接系統(tǒng)，大大提高了內(nèi)裝建造速度（見圖3，4）。
4)追求低碳目標(biāo)，提出“生態(tài)家”木屋的概念，通過墻體木結(jié)構(gòu)自身的保溫隔熱性能，再結(jié)合太陽能、風(fēng)能、地源熱能等清潔能源的利用，同時配以智能化控制系統(tǒng)，讓房屋使用所需能源達到“自給自足”。例如蘇州某公司自主研發(fā)的單向透氣保溫墻體，從室內(nèi)一側(cè)向室外一側(cè)依次為：防火石膏板、不透氣PE膜、木墻骨柱、保溫棉、剪力板、單向透氣防水膜、泛水和外裝飾面。泛水和單向透氣膜連通，并和外裝飾面之間留有空腔。
蘇州某公司輕型木結(jié)構(gòu)體系住宅的內(nèi)墻龍骨都采用防火石膏板覆面，以滿足防火要求，并根據(jù)設(shè)計需要進行涂裝。該公司目前仍采用英制尺寸體系，英制、公制換算后，其內(nèi)墻龍骨間距約為406mm，覆面板的尺寸為1220mm×2440mm，在用涂料涂裝好后，取得與磚石、混凝土等住宅相同的內(nèi)部空間視覺效果。
3.2 整體衛(wèi)浴模塊在輕型木結(jié)構(gòu)住宅內(nèi)裝中的 應(yīng)用
整體衛(wèi)浴是工業(yè)化住宅內(nèi)裝模塊化的重要內(nèi)容之一，其具有普通濕作業(yè)施工的衛(wèi)生間無法替代的優(yōu)勢，施工速度快，產(chǎn)品質(zhì)量有保證，在中、小尺度的工業(yè)化住宅中非常適用。整體衛(wèi)浴一般采用一次成型的整體防水底盤，其余界面采用模塊拼裝的形式。在輕型木結(jié)構(gòu)住宅的戶型設(shè)計時，衛(wèi)浴空間的形態(tài)和尺寸類型盡量規(guī)格化、定型化，以利于整體衛(wèi)浴模塊的
設(shè)計，以及模塊化生產(chǎn)和模塊化施工。
對某一規(guī)格的衛(wèi)浴空間，一般需要設(shè)計多套設(shè)備布置方案，以滿足不同用戶的需求。例如，針對平面尺寸為1000mm×1400mm的衛(wèi)生間，設(shè)計師作出4種設(shè)備布置方案，并給予科學(xué)的代碼或編號，命名為BU1014-SC系列（見圖5）。類似的系列還有BU1020-SD,BU1020-SM,BU1116-SC,BU1217-SC等，以這些系列作為標(biāo)準(zhǔn)款，根據(jù)戶型要求進行整體衛(wèi)浴的生產(chǎn)和安裝。整體衛(wèi)浴模塊的使用提高了輕型木結(jié)構(gòu)住宅內(nèi)裝模塊化的水平。
4結(jié)語
輕型木結(jié)構(gòu)工業(yè)化住宅符合我國住宅產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展方向，輕型木結(jié)構(gòu)住宅工業(yè)化程度的高低在一定程度上取決于內(nèi)裝模塊化水平的高低。鑒于技術(shù)的發(fā)展、政府的支持、客戶對木結(jié)構(gòu)住宅認(rèn)可度的提高，可以預(yù)見，木結(jié)構(gòu)住宅及其模塊化內(nèi)裝的發(fā)展空間會越來越大。隨著我國研究的深入和應(yīng)用的增多，輕型木結(jié)構(gòu)住宅的內(nèi)裝模塊化水平必定會有較大的提高，其做法會對混合輕型木結(jié)構(gòu)體系、輕型鋼結(jié)構(gòu)住宅體系以及PC結(jié)構(gòu)等其他多種形式的住宅體系有啟發(fā)和促進作用。
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