PC和木结构竟然可以这样混搭！

   

[摘  要]  通过瑞典Bjerking总包公司某装配式建筑项目考察，了解混合结构的应用案例，展示现场施工状况，分析混凝土双面叠合剪力墙结构和木构集成外墙组合应用的特点、优势及适应性。

[关键词]  瑞典项目；装配式建筑；木构集成外墙；组合结构； 工业化生产；装配化施工；建筑工业化；双面叠合墙；叠合楼板

 0 引言 

近几年，装配式建筑迎来了高速发展期，然而装配式建筑主流方向基本还是围绕着钢筋混凝土结构、钢结构和木结构三大结构体系方向，也有部分钢砼组合结构案例。前几年也有专家提出混合结构的概念，即同一建筑单体里用到不同材质的结构构件混合而成的建筑结构。这类结构形式在国内比较少见，国内常见的中小型单体中混凝土结构体加木结构的屋顶或者轻钢屋顶，实际上两者是比较清晰的分界，这与欧洲很多混合结构建筑有较大的不同，而欧洲很多混合结构建筑是由功能、效率和成本的综合分析或者经验决定的，往往一栋楼里你能见到砼、钢、木以及玻璃构件体的组合。造成这样的国内外差别的原因在我看来是三方面：

1.社会化分工的成熟度； 

2.结构设计的理念和软件依托；

3建筑师的话语权和选择权。

2016年3月，受加拿大木业协会的邀请，我考察了瑞典多地木结构及木构集成外墙的应用情况。参观了多个瑞典项目，与工厂及事务所进行了深入的交流。所有项目里，感受最深，也是体量最大的是Bjerking总包公司带领参观的他们的一个住宅项目。该项目正好处于地下结构，地上结构施工阶段，较为清晰的展示了瑞典装配式多层层住宅的施工面貌和结构特性。

 1 项目现场的基本情况 

参观的项目是瑞典Bjerking公司负责建设的住宅小区项目，该项目有已经完成的入住的住宅，新建刚交付的以及正在建设中的住宅。本文主要介绍在建项目部分。按参观的顺序以图文的方式给读者介绍。

1.1 现场的照片

随着Bjerking工作人员的带领，我们进到工地，工地分成了左右两大块，左边工地区域就是下图所示的的在建区域。远看我们可以看到3层已经完成的木构集成外墙结构体部分，包裹着防护塑料膜，主要是防水和保护。称这个木构集成外墙结构体的原因是，这个外墙还是个半成品，完成部分是木构墙体结构本身和已经安装进去的窗户，但外立面的装饰还有里面的保温材料以及室内墙体封闭和装饰还没完成。在这个墙体外部应该还有装饰层，可能是装饰砖，也可能是其他外挂装饰板材，我们暂时不知道。运气好的是，我们正准备进入时，正好有两个安装工人在准备安装那个区域的木构集成墙体，于是我们录下了安装过程的视频。

视频中大家可以看到这种集成墙体安装很快， 基本在2分钟左右 ，而且仔细看，我们会有关注安全措施，图上可以看到， 在未作业的区域临边是有防护栏的，安装时，工人临时拆除了防护栏，而且安装时工人始终系着安全绳。 国内有些企业推装配式建筑做预制外墙提出可以取消外脚手架，但没有系统提出安全保证的必要措施和流程，使得有些项目出现工人安装外墙坠落的情况，所以安全是工程大事，一点不能疏忽。

   

图1: 将要进去参观的装配式建筑工地

走进楼的一侧，觉得瑞典工地场布初看挺乱的，仔细看看，东西也比较全。下图是临着运输道路摆了3个移动式垃圾箱，进行了垃圾分类。抬头可以看到全预制混凝土阳台，阳台永久栏杆的连接处连接了临时护栏。这里说下， 欧洲很多阳台的栏杆连接都是在阳台的外侧埋了类似哈芬槽的金属预埋件，通过螺栓连接立杆， 这种做法在室内预制楼梯上也很常见，和我们在阳台面或者楼梯梯段面做连接不同。

图2 项目侧面的垃圾分类箱和含临边围护的预制阳台

Bjerking的工作人员带我们来到一个简陋的通道口，看来我们要爬楼梯间了。这里我们第一次近距离看到木构集成墙体，它内含门窗，外有保护膜。墙体之间和楼层之间我们看到的是型钢，似乎一下还很闷，不知道这个是个钢结构还是木结构，还是混凝土结构建筑。

图3 参观通道入口

一阵猫腰后，我们终于来到正在施工的层面。这里大部分作业还没开始，正在进行第一个流水段的竖向构件安装，我们朝项目的进来方向的右边看去，可以看到一栋更高的住宅已经施工到第8层，还有一栋在地库上方的刚进行第一层的施工，两个楼之间的地库作业面也展现在我们眼前，仔细观察下，发现 地库的施工也是大量采用了实心预制墙板，SP空心板，预制梁混搭了现浇区域 。

图4 另一侧的楼和地库施工现场

回头看面前的作业面， 主体内部的竖向墙体主要是预制混凝土双面叠合墙体 ，由于要实现无梁楼盖，在一户型中间也设计了实心预制墙体，起到中间柱联合外围墙体支撑无梁楼盖的作用。

同时叠合楼板的单顶支撑也已经布置好了，我们翻了下现场的安装布置图，还是比较清晰的表明了各个预制构件及支撑的位置。

每个单顶撑下面是个三角支撑架，用来稳定支撑，防止碰撞的扰动。

 

图5 参观已安装完毕的双面叠合墙及实心墙柱

看完混凝土竖向构件，外墙部分的木构集成墙体还是比较吸引我们的眼球的，因为这种做法我们都是第一次实景看到。

首先心中就有很多疑问，比如， 木材防火问题，防水问题，如何承重？ 随着现场的工程师的解释，我们逐渐开始明白，第一这类木构墙体主要是完成木构的框架、窗的预埋、外墙封板（有的也含装饰，但这个项目没有），完成安装后，在木构空间内部还要在作业面填充岩棉保温材料，最后在室内墙面还要做板材封闭，这套工艺其实和日本轻钢房屋外墙的工艺很是相似。通过这样的集成构造做法，使得外墙具备一定的防火性能和防水性能，而防水性能主要是体现在板材的材性和密封构造上。

另外有个有意思的东西是，现场的木构墙体有一段已经有岩棉了，原来这是集成在木构墙体里的钢柱，它的作用是外墙面的承重体，与每层外墙面的钢梁结合成一体，进而配合楼盖混凝土的浇筑，还省了侧模，完整一个整体的无梁楼盖。而从楼板支撑的摆放位置也可以看出，靠外墙的支撑离墙面比较近，说明外圈的钢梁在施工浇筑阶段不是叠合楼板的支撑点，设计人员的目的是等混凝土强度到位，支撑撤离，楼板圈梁一体化后就成为了楼板的端部支撑，再通过钢柱逐步向下传力。木构集成墙体安装所用的斜支撑与混凝土预制墙体斜支撑是一样的。

图6 现场的木构集成墙体安装完毕

下面这张图就比较清晰的展示了竖向构件的种类和竖向支撑的分布。中间这个墙柱就是一户里唯一能见到的柱子，这与万科前几年提出的万科“芯”户型基本是一个理念。

图7 户内的竖向构件与竖向临时支撑

来看一下木构集成外墙的外部，窗框与封板有一定距离说明这是留给外墙装饰面材料的空间。封板应该是本身有防水要求，再加上Weber的防水胶带处理缝隙，最后覆膜形成了系统防水的概念。

图8 木构集成外墙的外部细节

看完顶部，我们再看木构墙突的底部，发现木构外墙与混凝土楼面是预留空隙进行安装的，仔细想想有道理，施工阶段万一是雨天，不至于把木头直接浸在水里。 而这个缝隙，初看有2公分，没有设垫块，是如何实现的呢？ 带着这个问题，我们继续往下看。

图9 木构集成墙体安装后底部

下面这个图可以看到比较清楚的上下层关系，可以看到上下层之间在外墙部分类似圈梁的钢梁构造，面上的底部一点混凝土浆也可以看到它起到了楼板现浇混凝土层的侧模作用，覆膜防水的细节也可以看的更清楚，上部全封口，下部延伸，比较符合防水的逻辑。

图10 木构外墙的上下层构造与防水

下面的双面叠合墙在混凝土浇筑前的在浇筑前的封堵，用的是砂浆。这与我们国内用钢管以及下部支木模有比较大的区别。这个做法的好处是浇筑完毕不用再进行拆模处理了。缺点是需要砂浆上上强度，需要点时间，不是封完马上就能干混凝土浇筑。这个需要流水有效的安排，和一层的平均施工周期相关。我们五天六天一层的速度，老外看了还是挺惊讶的，因为他们工期没有紧张到这种程度。

图11 双面叠合墙竖向缝与水平缝在浇筑前的封堵

登高后，我们可以看到这栋住宅施工的清晰流水段，是以住宅单元来划分的，从近到远，1.2.3段，最近的已经完成新楼层的竖向构件安装，中间的则是完成前一层的叠合楼盖混凝土浇筑，远端则是刚完成前一层的叠合楼板安装面层钢筋及管线的敷设。

这幅图也清晰的展示了这个住宅的主体结构是个板式墙结构，楼梯间、户与户分割的墙体是内部的竖向承重墙，由于不需要考虑抗震因素，墙与墙的连接也很简单，很少见到竖向现浇预留带，这点与国内差别很大。另外外立面的木构集成墙体的位置也很清晰，前面提到的外墙钢柱的位置也很明显。

总结来讲，这个房子的主体竖向结构应该是由混凝土的板墙加上外墙位置的钢柱组成，水平结构应该是混凝土叠合楼板加上类似圈梁的等厚钢梁组层，整体呈现出无梁楼盖的样子，使得每个户型都是大空间户型，便于分隔。而一开始我们看到的木构集成墙体其实是外立面的填充体，只不过它和外立面钢柱体体化后与钢梁结合的比较好。

图12 三个流水段的清晰展示图

对面的是已经基本完成外立面的同样的住宅楼。场地内的景观也开始施工了。再看下右边的脚手架，这点事我一直在不同的场合说过的，只要你安装的预制外墙不是集成所有功能的包含装饰面类似幕墙类，那么必要的脚手架和安全措施还是要的。这个立面应该是要开始外墙的装饰层的作业了，所以需要操作平台。

图13 已经完成的住宅外立面和正在施工的里面

站在高处，我们再来看下右边正在施工的1层和地库的作业面的场景。白色部分就是预应力多孔板与预制梁形成的地库顶板。而有房子区域的还是进行了现浇作业，近端可以看到很密的顶板支撑系统。由于房屋不高，是多层住宅，施工现场的吊装也是采用了塔吊和汽车吊组合的最节省成本的方式。

图14 右侧地库的作业面

图15  地库的预制部分细节

图16 远端已经结构基本结束的楼

下楼后，有意思的是，我们正好看到预制楼梯的吊装，下图可以看到楼梯在起吊前已经安装好防护栏杆，一步到位。

图17 带防护栏杆的预制楼梯的吊装

离开工地时拍了个地库工地的近照，看到了预制结构的逻辑。但躺在左边一堆带着大孔的构件到底是干嘛的没整明白，猜想可能是空心预应力板，没那么宽可能是用来调节的那部分板，就是标准板宽摆过去最后那段空隙用的，有单孔的，双孔的。

图18 地库的预制部分细节

最后在已完成的景观这里，还看到了挺有意思的预制构件，作为场地护栏，最关键是它居然用了图案混凝土技术，这里稍微介绍下，图案混凝土 Graphic Concrete是丹麦一家公司的专利技术，简单来说就是他们把各种图案，照片，图片按色调的深浅把缓凝剂打印到一种特殊的纸上，打印完毕后，有标准图案的一卷一卷的，也有定制图案一卷一卷的，铺到模台或者模板上，之后开展绑钢筋，浇筑混凝土，构件完成后，脱模，冲刷，然后有缓凝剂部分的位置水泥浆就流失，留下砂石，有点像水洗面，只不过人家这个水洗面比较讲究砂石的颜色和级配。

图19 景观构件采用图案混凝土

同时在工地路边，我们看到了暂存的木构集成外墙的成品堆放区。

图20 木构集成外墙的临时堆放

注意下面的图片，这是成品房屋的外立面。这里我们看到窗下有个气孔盖，这是典型的欧洲带空气层集成外墙的做法，是用来排气，防止空气层密闭后潮湿结露，这与德国有些砖墙外墙的做法原理一致，表现形式不一样。

图21 集成外墙的排气口

1.2 现场的资料与视频

现场拍到的最有价值的构造图是这张图，这张是外墙和楼板端部的截面构造图，根据我前面的描述，搞结构的人应该秒懂了。这里就是钢柱的连接和楼板的关系，也解释了如何实现木构外墙底部留缝。

 2 一些体会和分析 

总的来讲，这个项目还是挺有意思的。归为以下几点：

1.混凝土，钢，木组合应用；

2.木构集成外墙在瑞典的某一种做法呈现的比较清楚（以后讲他的做法） ；

3.预制装配化程度较高，建筑工业化逻辑较强；

4.项目管理流水作业清晰，最大程度上平衡了进度和人力资源的压力，节省成本；

5.符合哪里适合做什么技术产品就做什么的原理；

6.安全管理细节到位；

7.防水构造及外墙集成设计考虑各项功能周全；

8.多层住宅对于我们高层住宅也有很强的借鉴意义。