范云翠，湯曉琪，夏苗

（吉林建筑大學(xué)）

1 引言

裝配式木結(jié)構(gòu)建筑是指建筑的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)由木結(jié)構(gòu)承重構(gòu)件組成的裝配式建筑。近年來，隨著我國經(jīng)濟水平飛速發(fā)展，國民生活水平不斷提升，對于住宅的要求也越來越高，使得相較于其他建筑結(jié)構(gòu)而言，更加安全舒適，也更加節(jié)能環(huán)保的木結(jié)構(gòu)建筑受到越來越多的關(guān)注[1]。發(fā)展裝配式木結(jié)構(gòu)建筑有利于推動綠色建筑的發(fā)展、實現(xiàn)建材資源的可持續(xù)發(fā)展、改善人居環(huán)境，國家大力提倡木結(jié)構(gòu)并出臺了一系列相關(guān)政策措施，為發(fā)展裝配式木結(jié)構(gòu)建筑營造了良好的政策環(huán)境，裝配式木結(jié)構(gòu)建筑迎來了發(fā)展機遇。本文旨在通過介紹加拿大Brock Commons學(xué)生公寓項目，總結(jié)學(xué)習(xí)項目經(jīng)驗，并結(jié)合我國國情，為我國裝配式木結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展提供對策建議。

2 加拿大Brock Commons學(xué)生公寓項目

2.1 項目概況

加拿大Brock Commons學(xué)生公寓項目是由UBC大學(xué)出資，加拿大自然資源部、加拿大不列顛哥倫比亞省政府以及加美雙邊針葉材鋸材委員會三方提供資金支持建造完成的[2]。項目結(jié)構(gòu)形式為混合木結(jié)構(gòu)，采用平行分包的模式。項目坐落于UBC大學(xué)溫哥華主校區(qū)住宿區(qū)的核心位置，為高年級學(xué)生的宿舍樓，設(shè)有單人間和四人間。公共服務(wù)設(shè)施布置在大樓首層，頂層為公共休閑用房。表1為該項目的基本信息。

2.2 成功的經(jīng)驗

2.2.1 政策方面

加拿大政府加大了對多高層木結(jié)構(gòu)建筑的研究和支持力度，為木結(jié)構(gòu)建筑提供了優(yōu)越的發(fā)展環(huán)境，促進了多高層木結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展。該項目就是由加拿大自然資源部和加拿大木材協(xié)會支持的兩個高層木結(jié)構(gòu)示范項目之一。

2.2.2 結(jié)構(gòu)方面

表1 Brock Commons公寓基本情況表

Brock Commons學(xué)生公寓使木結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)有機結(jié)合，發(fā)揮各自的優(yōu)勢，其獨到之處在于采用了重型混合木結(jié)構(gòu)體系。首層是現(xiàn)澆混凝土板柱結(jié)構(gòu)，其上部的17層是重型板柱木結(jié)構(gòu)，中部為2個現(xiàn)澆混凝土核心筒從底層貫穿至頂層，屋面等部分構(gòu)件和連接件則采用鋼結(jié)構(gòu)體系[3]。

2.2.3 設(shè)計方面

Brock Commons學(xué)生公寓項目在進行建筑和結(jié)構(gòu)設(shè)計時，需要滿足規(guī)范審批要求，并考慮施工可行性以及建筑性能的要求。因此，將項目視為一個綜合的設(shè)計過程，以加強各部門間的強力協(xié)作；在設(shè)計階段引入各個供應(yīng)商參與設(shè)計，并對施工可行性、施工協(xié)調(diào)、成本和進度安排、材料采購等問題提出意見和設(shè)想。

2.2.4 產(chǎn)業(yè)方面

加拿大森林面積在全球位居第三，木結(jié)構(gòu)建筑施工企業(yè)數(shù)量很多，木結(jié)構(gòu)建筑構(gòu)件的加工和組裝技術(shù)已實現(xiàn)高度工業(yè)化，上下游產(chǎn)業(yè)鏈較為完善。再者，加拿大專業(yè)從事木結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)的人員較多，從高校及職業(yè)培訓(xùn)學(xué)校的課程設(shè)置和人才培養(yǎng)也處在相對優(yōu)勢的地位，為該項目的成功建設(shè)提供了不可或缺的支持。

2.2.5 技術(shù)方面

Brock Commons學(xué)生公寓項目在結(jié)構(gòu)和空間方面有所突破。傳統(tǒng)的高層木結(jié)構(gòu)主要采用剪力墻結(jié)構(gòu)體系，以保證CLT為主要材料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。由于材料和結(jié)構(gòu)體系的限制，導(dǎo)致空間相對狹小、封閉，空間改造也受到限制。但是Brock Commons學(xué)生公寓由于采用依靠核心筒抵抗水平荷載的做法，實現(xiàn)了用柱子承受豎向荷載的設(shè)計，這種結(jié)構(gòu)體系大大增強了空間改造的靈活性，也為實現(xiàn)空間的開放性提供了可能，是高層木結(jié)構(gòu)建筑的一項突破。

Brock Commons學(xué)生公寓項目裝配化技術(shù)的應(yīng)用更加成熟。一方面得益于在此方面的精心設(shè)計，比如高程度的工廠化加工、精簡的構(gòu)件類型、適合運輸?shù)臉?gòu)件尺寸等；另一方面得益于一些創(chuàng)新技術(shù)的應(yīng)用，比如柱子的安裝構(gòu)造采用套筒的方式、樓板之間的連接采用簡單高效的木塊連接體嵌入的方式等。

2.2.6 管理方面

Brock Commons學(xué)生公寓項目在建造過程中應(yīng)用BIM技術(shù)進行管理。在整個設(shè)計階段采用了三維虛擬信息化模型（BIM），該模型包括各專業(yè)的設(shè)計信息、建筑構(gòu)件信息和設(shè)備系統(tǒng)信息，制作。主要用于可視化、多學(xué)科協(xié)調(diào)、防碰撞檢查、工料預(yù)算、四維規(guī)劃和排序、施工可行性審核和數(shù)字化預(yù)制加工的工作。在項目整個建造過程中，模型可以實時更新，在更新設(shè)計和變更模型的過程中，記錄所有存在的問題，然后反饋給設(shè)計團隊，以便團隊從中協(xié)調(diào)；BIM模型還建立了包括建造次序的四維建筑模擬。通過施工模擬可以預(yù)先看到項目的建造過程，可充分預(yù)測施工環(huán)節(jié)可能造成的工期延誤，以便在真實建造過程中進行有效地規(guī)避。此外，BIM模型能夠用于現(xiàn)場施工人員的溝通，提前預(yù)知后期施工中可能出現(xiàn)的問題，以達到降低延誤工期可能性的目的，而BIM模型中的相關(guān)數(shù)據(jù)還可以直接導(dǎo)入木構(gòu)件樓板、柱以及鋼連接件的生產(chǎn)設(shè)備中，方便構(gòu)件進行自動化加工。不僅如此，應(yīng)用BIM技術(shù)進行管理，還可以優(yōu)化施工組織。①項目地點在大學(xué)校園，現(xiàn)場缺少堆放構(gòu)件的空間，通過BIM模擬技術(shù)可以實現(xiàn)現(xiàn)場材料的零堆放；②使用BIM3D模型可以輔助施工組織和規(guī)劃，從而提高施工的熟練度以及施工效率。

3 我國發(fā)展裝配式木結(jié)構(gòu)的對策分析

3.1 加大政策推廣力度

我國當(dāng)前木結(jié)構(gòu)是以輕型木結(jié)構(gòu)為主，占比近七成，其他結(jié)構(gòu)占比約三成。在現(xiàn)有發(fā)展裝配式木結(jié)構(gòu)建筑的政策中，主要是倡導(dǎo)發(fā)展裝配式木結(jié)構(gòu)建筑，對于木混合結(jié)構(gòu)體系的政策推廣則相對欠缺，而多高層尤其是高層木結(jié)構(gòu)建筑的建設(shè)，普遍采用的是木混合結(jié)構(gòu)體系。因此，我國應(yīng)加大木混合結(jié)構(gòu)體系方面的政策推廣力度，增加相應(yīng)的示范工程項目建設(shè)以推動木混合結(jié)構(gòu)體系在我國木結(jié)構(gòu)建筑中的應(yīng)用[4]。

3.2 拓寬木混合結(jié)構(gòu)應(yīng)用領(lǐng)域

我國木混合結(jié)構(gòu)主要應(yīng)用于商務(wù)樓、辦公樓、別墅以及生態(tài)旅游農(nóng)業(yè)園。加拿大Brock Commons學(xué)生公寓項目對木混合結(jié)構(gòu)在我國文教建筑中的應(yīng)用起到指引作用，為木混合結(jié)構(gòu)在我國中小學(xué)、高校教學(xué)樓、宿舍樓等地方的應(yīng)用提供指導(dǎo)經(jīng)驗。我國可依據(jù)該項目經(jīng)驗，在高校教學(xué)樓以及宿舍樓進行多層乃至高層木混合結(jié)構(gòu)的試點建設(shè)。

3.3 推動裝配式建筑多元發(fā)展

我國裝配式建筑多是獨立的預(yù)制混凝土建筑、鋼結(jié)構(gòu)建筑以及木結(jié)構(gòu)建筑，國家雖然已經(jīng)出臺政策推動混-木結(jié)構(gòu)以及鋼-木結(jié)構(gòu)的發(fā)展，但是鮮有建筑使用三種結(jié)構(gòu)進行建造。Brock Commons學(xué)生公寓項目展示了三種結(jié)構(gòu)的有機結(jié)合，發(fā)揮出各自的最大優(yōu)勢。我國應(yīng)借鑒此經(jīng)驗，提倡在多高層裝配式建筑中采用三種結(jié)構(gòu)進行建造，推動裝配式建筑的多元發(fā)展。

3.4 創(chuàng)新工程木產(chǎn)品及其應(yīng)用范圍

加拿大Brock Commons學(xué)生公寓項目使用的膠合木和CLT都是定制化的工程木產(chǎn)品，我國在發(fā)展裝配式木結(jié)構(gòu)建筑的過程中，應(yīng)在借鑒國外已研發(fā)的工程木產(chǎn)品之余，加大工程木產(chǎn)品的研究，創(chuàng)新工程木產(chǎn)品以推動裝配式木結(jié)構(gòu)的發(fā)展。再者，Brock Commons學(xué)生公寓項目將工程木產(chǎn)品創(chuàng)新應(yīng)用于教學(xué)和行政大樓，對我國工程木產(chǎn)品的應(yīng)用范圍具有借鑒作用，我國也應(yīng)逐步加大工程木產(chǎn)品在文教建筑中的應(yīng)用力度。

3.5 完善產(chǎn)業(yè)鏈

我國近些年來，主要還是磚石、鋼筋混凝土建筑，導(dǎo)致建筑用木材的處理技術(shù)和現(xiàn)代木材工業(yè)停滯，上下游產(chǎn)業(yè)鏈不完善。而完善的產(chǎn)業(yè)鏈對裝配式木結(jié)構(gòu)建筑的健康發(fā)展具有良好的推動作用，因此，我國應(yīng)重視上下游相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展[5]。

①隨著退耕還林、大力種植速生樹種和適當(dāng)進口木材等政策的實施，我國建筑用木材量穩(wěn)步提升，為木結(jié)構(gòu)的發(fā)展提供不可或缺的材料供應(yīng)；

②我國應(yīng)推動產(chǎn)學(xué)研一體化發(fā)展，加大建筑用木材處理技術(shù)的研究以提高木材的利用率、推進木材加工業(yè)的轉(zhuǎn)型升級；再者，我國應(yīng)鼓勵裝配式木結(jié)構(gòu)建筑產(chǎn)業(yè)鏈上企業(yè)整合資源，融合協(xié)調(diào)發(fā)展，做好裝配式木結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)培育工作以防惡性競爭；

③可以通過招大引強，夯實產(chǎn)業(yè)鏈條。實施“引進來”戰(zhàn)略，營造良好的投資環(huán)境，引進更優(yōu)、更大的上下游產(chǎn)業(yè)鏈配套企業(yè)，形成新的帶動力強的龍頭企業(yè)以促進產(chǎn)業(yè)鏈的完善。

3.6 提高信息化技術(shù)應(yīng)用水平

我國BIM技術(shù)在建筑中的應(yīng)用主要是設(shè)計階段以及施工階段，Brock Commons學(xué)生公寓項目在建造過程中深度結(jié)合BIM技術(shù)給我國在BIM技術(shù)的應(yīng)用上提供了經(jīng)驗指導(dǎo)[6]。我國在木結(jié)構(gòu)建筑建造過程中可以應(yīng)用BIM技術(shù)進行管理，優(yōu)化施工組織，逐步完善裝配式木結(jié)構(gòu)建筑建設(shè)管理制度。目前，新基建受到越來越多的關(guān)注，我國應(yīng)加大新基建與裝配式木結(jié)構(gòu)建筑結(jié)合的研究力度，探索新基建在裝配式木結(jié)構(gòu)建筑中應(yīng)用的可行性，推動裝配式木結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展。

4 結(jié)語

加拿大Brock Commons學(xué)生公寓向世界展示了木混合結(jié)構(gòu)靈活的設(shè)計、成熟的裝配式建筑體系、驚人的施工效率、深度結(jié)合BIM技術(shù)等諸多內(nèi)容，其中不乏值得我們借鑒學(xué)習(xí)的經(jīng)驗。我國應(yīng)結(jié)合國外的經(jīng)驗，針對我國裝配式木結(jié)構(gòu)建筑發(fā)展的不足之處，提出相應(yīng)的解決措施，不斷推動裝配式木結(jié)構(gòu)建筑的健康發(fā)展。