竹結(jié)構(gòu)別墅背景介紹

中國大量的住宅及其它建筑物一般采用砌體結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)或鋼結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)形式最大的問題是建筑材料本身不環(huán)保。無論是鋼材、水泥還是砌塊，在我國都屬于高能耗、高污染業(yè)的產(chǎn)物，生產(chǎn)需要消耗大量能源，同時產(chǎn)生大量的廢水、廢氣和廢渣，嚴(yán)重影響了生態(tài)環(huán)境。當(dāng)前，湖南長株潭城市群正在進(jìn)行環(huán)境友好型和資源節(jié)約型的“兩型社會”的建設(shè)工作，節(jié)能減排和降低建筑能耗極為關(guān)鍵，因此，對竹材這種可再生的天然有機(jī)綠色材料進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，將竹材作為主要的結(jié)構(gòu)材料應(yīng)用于建筑領(lǐng)域，發(fā)展現(xiàn)代竹結(jié)構(gòu)體系，符合社會的發(fā)展方向。

竹材具有良好的物理性能和優(yōu)異的力學(xué)性能，在中國已有幾千年的應(yīng)用。竹林是湖南省及中國南方重要的林業(yè)資源，湖南省的竹林種植面積和竹材產(chǎn)量都居全國前列，竹產(chǎn)品在全國也有一定的影響力。但現(xiàn)有的竹產(chǎn)業(yè)還存在產(chǎn)品技術(shù)含量不高、經(jīng)濟(jì)附加值低、竹加工企業(yè)規(guī)模較小等瓶頸性問題，嚴(yán)重制約了竹產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?；趯χ癫男阅?、竹材資源和建筑業(yè)發(fā)展趨勢的認(rèn)識，以美國南加州大學(xué)終身教授、湖南大學(xué)土木工程學(xué)院院長肖巖教授為負(fù)責(zé)人的課題組對現(xiàn)代竹結(jié)構(gòu)技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)研究，并率先提出了現(xiàn)代竹結(jié)構(gòu)房屋的新型結(jié)構(gòu)體系。目的是將豐富的竹材作為主要的結(jié)構(gòu)材料用于建筑及橋梁領(lǐng)域，提高竹材的利用率和產(chǎn)品的附加值，提升竹產(chǎn)業(yè)的整體水平，增加新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)，增加竹農(nóng)收入，促進(jìn)社會主義新農(nóng)村建設(shè)。肖巖教授課題組在成功制成世界上第一座現(xiàn)代竹結(jié)構(gòu)人行橋及在耒陽建成世界首座可通車的橋梁的基礎(chǔ)上，經(jīng)過近一年的努力，在現(xiàn)代竹結(jié)構(gòu)研究與推廣方面又取得了重大進(jìn)展。課題組在湖南大學(xué)土工程學(xué)院內(nèi)建成了這幢竹結(jié)構(gòu)別墅，該兩層樣板房的建筑形式和使用功能與北美和歐洲的木結(jié)構(gòu)別墅完全一致，建筑面積260㎡，占地面積140㎡，設(shè)有4居室、3衛(wèi)浴、廚房、餐室、起居室及兩車位連體車庫。結(jié)構(gòu)設(shè)計參考北美木結(jié)構(gòu)房屋設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，能抵抗8級強(qiáng)烈地震而不出現(xiàn)結(jié)構(gòu)倒塌。

1.施工安裝方便，建造周期短：竹結(jié)構(gòu)住宅所用的結(jié)構(gòu)構(gòu)件和連接件都是采用工廠標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，蓋房子就像搭積木一樣。施工過程類似于北美的平臺式輕型木結(jié)構(gòu)住宅施工，其樓蓋和墻體分開建造，因此已建成的底層樓蓋可以作為上部墻體施工時的工作平臺。通常墻體骨架可在工作平臺上拼裝，然后人工抬起就位。墻體也可在其他地方先拼裝好，再運(yùn)到施工現(xiàn)場就位。竹結(jié)構(gòu)房屋一般采用淺埋基礎(chǔ)，除了基礎(chǔ)采用的是濕作業(yè)，其它主體結(jié)構(gòu)都是干作業(yè)。另外，建造竹結(jié)構(gòu)房屋施工時間短，基本不受氣候影響，結(jié)構(gòu)構(gòu)件可以現(xiàn)場制作也可以在工廠預(yù)制好再搬運(yùn)至現(xiàn)場安裝即可。建造同樣一棟房屋，磚混結(jié)構(gòu)毛坯房需要6～10個月的時間。而竹結(jié)構(gòu)房屋包括室內(nèi)裝修在內(nèi)等工作可以一次完成，該竹結(jié)構(gòu)樣板房的主體建筑工期只用了8個工人在100個工作日內(nèi)完成，建造速度快，工人勞動強(qiáng)度低。竹結(jié)構(gòu)的應(yīng)用和發(fā)展還可以為社會創(chuàng)造一個新的就業(yè)領(lǐng)域。

2.抗震性能好：竹結(jié)構(gòu)的韌性好，而且由于竹結(jié)構(gòu)住宅自重輕，地震時吸收的地震力也相對較少；由樓板和墻體體系組成的空間箱形結(jié)構(gòu)使構(gòu)件之間能相互作用，所以它們在地震作用具有良好的整體性，即使在強(qiáng)烈地震下結(jié)構(gòu)整體出現(xiàn)變形，但不會散架或垮塌，抗震性能好，對人員生命威脅小。

3.防火、室內(nèi)空氣品質(zhì)有保障：所建成的現(xiàn)代竹結(jié)構(gòu)別墅內(nèi)墻均采用北美木結(jié)構(gòu)住宅通用的厚石膏板貼面，可以達(dá)到歐美木結(jié)構(gòu)規(guī)范要求的防火等級。課題組還就室內(nèi)空氣品質(zhì)請權(quán)威機(jī)構(gòu)進(jìn)行了測試鑒定，結(jié)果滿足國家標(biāo)準(zhǔn)。

4.保溫、隔音性能好：竹材是天然有機(jī)高分子聚合體，其組織結(jié)構(gòu)主要由纖維管束和薄壁細(xì)胞組成，其本身的熱傳導(dǎo)速度較慢，保溫隔熱性優(yōu)良；另外竹結(jié)構(gòu)住宅采用格構(gòu)墻體，空腔內(nèi)填充有保溫隔熱和防火材料。與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)相比，竹結(jié)構(gòu)墻體導(dǎo)熱系數(shù)遠(yuǎn)低于鋼筋混凝土和粘土磚。因此，竹結(jié)構(gòu)住宅的保溫效果良好，可以大大降低住宅使用能耗。

5.造價低廉：竹結(jié)構(gòu)樣板房的主體結(jié)構(gòu)建造成本約為950元/㎡，聯(lián)排住宅的價格還可以更低，與普通鋼筋混凝土住宅主體建造成本接近，其竹結(jié)構(gòu)住宅建成即帶基本的室內(nèi)裝修，故即使與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式相比也具有良好的經(jīng)濟(jì)性。隨著竹結(jié)構(gòu)住宅的工業(yè)化生產(chǎn)，竹結(jié)構(gòu)住宅的造價還將進(jìn)一步的降低。由于竹結(jié)構(gòu)建筑中所有管線均布置在墻體或樓板內(nèi)，布置便利且房間有效使用空間較大，竹結(jié)構(gòu)房屋的得房率要比磚混結(jié)構(gòu)房屋高出8%～10%，總的看來，竹結(jié)構(gòu)住宅的綜合性能和使用成本都優(yōu)于傳統(tǒng)住宅。