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建筑和设计部门在大规模木材和高层木结构建筑方面正在稳步发展

2019-10-21 14:09:12   来源:

建筑和设计部门在大规模木材和高层木结构建筑方面正在稳步发展。严格的防火,抗震和承重测试导致建筑规范发生变化,这些变化很快将在加拿大和美国生效,分别允许最多12层和18层。

2019年,国际法规理事会(ICC)批准了14项法规变更,作为2021年国际建筑法规®(IBC)的一部分,从而扩大了用木头建造更高的机会。

批准的规范更改中包括三种新的构造类型:

IV-A允许建造多达18层的木结构建筑,并采用完全保护的结构(用不燃材料包裹),质量木质元素,承重墙和结构框架的防火等级为3小时,楼板的防火等级为2小时, 1.5用于屋顶施工。

IV-B可以建造多达12个楼层,并具有受保护的大块木材元素,承重墙,结构框架和地板的防火等级为2小时,而屋顶的防火等级为1小时。

IV-C允许9个楼层,受保护的外部和裸露的大块木材外部,其承重墙,结构框架和地板结构的防火等级为2小时,而屋顶结构的防火等级为1小时。

随着这些代码的更新,建筑商越来越多地将木材作为可以满足其结构和美学需求的可行选择。

重木结构

在IV型木结构建筑中,用于指称木材使用的术语是重木材或块状木材。由美国木材委员会(American Wood Council)定义,重木材是锯材或结构胶合层压木材。大块木材属于重木材的保护伞,其典型特征是在墙壁,地板和屋顶结构中使用大型实木面板,其中包括:

锯材

结构胶合层压木材

交叉层压木材(CLT)

销钉层压木材(DLT)

层压木料(LSL)

层压单板木材(LVL)

大容量胶合板(MPP)

钉层压木材(NLT)

为什么用木头建造更高的建筑?

尽管木材建筑的美学和结构优势是一个重要因素,但建筑商和设计师选择使用木材建造更高建筑的其他原因也越来越多。

轻巧的结构和高效的占地面积

木材结构系统具有很高的建筑体积与表面积的比率,即使在空间受限的情况下(通常要求高而紧凑的设计),也可以提供宽敞的内部空间。这意味着宽敞的内部空间,即使是在建筑物的占地面积狭窄的情况下,对于高层紧凑的结构(例如高层建筑物)来说,情况也是如此。此外,大型木结构建筑仅占传统混凝土建筑的五分之一,这降低了基础要求。也有机会在项目中使用木结构来增加现有建筑物的高度。较轻的木材重量可以增加建筑物的高度,而无需使用其他建筑材料可能需要的基础加固。

结构和抗震性能

由于木材的强度重量比,减少了基础载荷和地震力。由自然灾害研究基础设施于2017年进行的测试表明,地震期间和之后都保持了8至20层高的木结构建筑的结构完整性。在某些情况下,较轻的结构不仅节省了基础成本,而且允许建造更高的结构,而混凝土和钢材在恶劣的土壤条件下是不可能做到的。

紧密的信封和热性能

使用建筑信息模型(BIM)和CNC加工,可以精确地制造大量木材部件,以确保紧密配合。结合木材的天然隔热特性,大块木材结构可提供强大的热性能,这对于高层建筑的高能耗要求至关重要。这是因为与木材,钢框架和砖石建筑相比,由于木材的电导率较低,因此木框架建筑具有更高的热效率。对于以零净能量或其他严格的能源性能标准为目标的高木项目,大块木材可以在白天存储太阳热能,并在晚上释放,以减少能源负荷。

防火性能

着火时,大块木炭的裸露表面会保护内部核心。另外,根据法规的规定,木材可以被封装以提供进一步的防火性。

更快,更安全的现场施工

当涉及到更高的木材时,预制件可以在现场制造,运输到项目然后在现场组装,从而大大缩短了项目时间,并提高了安全性和准确性。减少施工时间和所需的工作人员所带来的好处不仅仅在于降低成本:缩短时间线,减少人员,意味着减少错误的余地,并且通常可以使施工现场更安全。

乘员的舒适感和幸福感

人们对亲生物设计(源自或似乎源自自然的材料)以及注重健康和保健的空间的兴趣与日俱增,特别是在研究表明人们承受着越来越大的压力(例如高层建筑)的地方建筑和城市环境。有可行的证据表明,对自然元素(例如裸露的木材)的生理反应可以降低应力水平,这使得在高层建筑中使用大量木材特别有益。

持续建设更高

有关气候变化和绿色建筑的公共政策越来越多地要求在城市环境中建立和增加密度的更可持续的方式,而更高的木结构很适合解决。政府,开发商和客户开始看到大规模木材设计和建造的新兴经济优势,部分原因在于可持续的森林管理,制造和供应链的转变以及新的法规,“现在使工程木材在成本上比传统木材更具竞争力”建筑类型,如混凝土和钢材,”根据案例高大与木材:西雅图质量木材塔案例研究(2018)由DLR集团。

市场差异和整体价值

预制的大型木材建筑系统越来越多地提供附加值,包括环境效益,节省成本/进度,更高质量和更精确的建筑,在某些情况下还提供更高的租赁率。在华盛顿州西雅图市一栋12层大木材混合用途建筑的可行性研究中,专家预测租赁可能会增加5%,而设计可能会使运营成本降低15%,并预计减少温室气体45%。建筑物排放的气体。在建筑物的整个生命周期中,这些成本加起来将创造整体价值,与混凝土成本相比,可节省0.5%的建造和维护费用。

所有这些都说明了一个事实,那就是,用木材建造更高的建筑物不仅作为一种有效的建造方法而受到人们的青睐,而且还被证明具有成本效益,有助于福祉并减少碳排放。北美和世界范围内高木项目的名册不断扩大,这标志着新一代建筑设计和施工实践的充分利用了大宗木材的功能,并满足了解决生态问题的迫切需求。建立我们的城市。

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