(26)绿色建筑
(二)、采用先进的骨架技术,在维持住宅的结构完整性同时,减少建造住宅所用的材料的数量。
目的:
先进的骨架或最优化的价值工程所涉及的骨架技术,在维持住宅结构完整性的同时,还减少了建造住宅所用的材料数量。最优化的价值工程装配往往采用较少的空间调节能源,因为省略(和减少)的结构部件可能被保温材料所取代。因而,某些先进的骨架技术还能获得资源效率和能源效率双重分数。
措施:
根据项目的特殊要求,可以单独的采用或全部采用先进的骨架要素。没有技术经验的骨架设计者可能需要培训,而最初使用这些技术可能会暂时放慢骨架操作。通常需要更多的规划来执行这些要素。
除了下面描述的先进的木材骨架技术之外,钢材骨架住宅也可以掺入类似的技术,利用的先进骨架技术包括在《住宅冷轧骨架说明性方法》里描述的610mm钢材楼层或墙的中心间距(图11.2-3)。
先进骨架的某些好处包括:
■减少原始成本(3~5%的骨架成本);
■改进能源效率(每年2~5%);
■改进资源效率(减少木材消耗和浪费)。

图11.2-3
采用工程原理的先进骨架在满足典型建筑规范结构性能要求的同时,把材料使用减到最少。
下面的清单包括了不同的原理形成的先进骨架系统:
■488mm或610mm中心间距骨架楼层系统;
■488mm或610mm中心间距骨架承重墙;
■610mm中心间距骨架屋顶系统;
■610mm中心间距内部分隔墙;
■单顶板墙;
■正确尺寸过梁或保温的(箱形)过梁(在需要的地方);
■在非承重墙上取消过梁;
■加倍的镶边托梁代替过梁(2×6或较深的墙骨架);
■在墙内到墙外交叉处的梯子压檐块;
■双柱子拐角骨架。
⒈ 488mm或610mm中心间距骨架
详细资料:墙和楼层骨架间距可能经常加工成488mm(2438mm板的1/5)或610mm(2438mm板的1/4)中心间距。采用桁架的屋顶骨架最常用的间距是610mm。这个策略可以和模数布局,以及单顶板结合起来增加节约,但也可以单独使用。
安装:应该根据制造商的说明书和典型建筑规范说明性方法来安装。拉紧和紧固件安排表,以及覆盖物厚度要求要随着骨架间距增加而增加。
注意窗户和门开口的间距,宽间距的节约最佳。重复的建造设计应该包括指导骨架施工人员的墙骨架布局图。当首次执行先进的骨架要素时,施工人员很可能放慢速度,直到他们完全掌握了方法。
利益和成本:在406mm中心间距的墙和楼层上,可以从价值工程住宅的墙和楼层骨架减去大约1/3的木材。比较宽的跨度可能需要比较深的楼层托梁,但是减少的建筑木材需求大致弥补了比较大的楼层托梁中所增加的价格。比较厚的覆盖物需求也抵消了一部分节省。需要针对特殊的设计做仔细的分析或试验原型,以确定比较宽的跨度能否带来经济上的实惠。通常,具有610mm中心间距的骨架与带有零头尺寸和许多小偏移量的复杂设计相比,简单的610mm模数设计是非常可能导致节省的。然而,不管经济上是否节省,资源节省将肯定发生。
宽的柱子间距是通过减少墙空腔里的木材数量来贡献能源效率。由于更加保温和减少了使用的木材,以及由于保温材料有着比木材高的R值,增加拄间距就增加了墙体系统总的R值。
局限性:楼层盖板、墙覆盖层、屋顶覆盖物和内部装修材料(例如石膏墙板)必须跨越增加的尺寸,又没有令人讨厌的挠度。如果选择的托梁有着宽阔的边缘,这将会减少楼层覆盖物的净跨度。当采用了比较宽的跨度时,材料紧固安排表和覆盖物厚度就会变得非常严格,可能会影响到零件的数量、安装质量和成本。
尽管经常在610mm骨架上采用12.7mm厚石膏板,但要比在406mm骨架上的变形稍微大一点。可选的方法是采用12.7mm“抵抗松弛”石膏板或15.875mm石膏板。
某些制造商不为488mm中心间距骨架生产保温棉。因而,在保温墙组件里采用这种间距可能需要改变保温材料的类型或品牌。
在某些市场里,感觉宽间距骨架是次等建筑的标志。注意所有的装配细节,包括紧固和拉紧安排表,要确保系统性能良好。
规范和规章:典型规范允许承重墙骨架在定义的结构指导方针之内采用610mm中心间距的2×4柱子或在承重墙上采用单顶板。在飓风区域里或带有高墙的设计可能不允许610mm中心间距。
⒉ 单顶板——外部或承重墙(图11.2-4)

图11.2-4
详细资料:单顶板通常都合并了包括610mm中心间距骨架在内的先进骨架设计。可以采用单顶板来堆叠墙和屋顶骨架,因为顶板只不过是把有压缩力的垂直荷载转移到下方的柱子上去。当第二块顶板(即搭接板)不在时,是采用钢板或拉带去维持顶板的连续性。
安装:需要临时拉紧,以稳定和垂直新近竖立起来的墙。当全部采用轻骨架结构时,直到楼层和屋顶都完成,永久性的拉紧了结构,才能够卸掉临时拉紧。
利益和成本:在8534mm×12192mm的二层住宅里,取消承重墙和非承重墙里的第二块顶板的节省就等于取消了大约35根柱子。因为省略了1块顶板,就增加了墙保温材料的数量,稍微改进了能源性能。
局限性:在飓风区域或地震里的住宅可能不适合。需要采购比较长的柱子。
规范和规章:在某些设计里虽然满足典型规范,但是与其他的价值工程(OVE)习惯相比,很可能会引起建筑官员的疑问。
⒊ 单顶板——内部非承重分隔墙
详细资料:可以采用单顶板建造任何非承重分隔墙。
安装:必须拉紧,以稳定和垂直新近竖立起来的墙。直到墙上方的楼层和屋顶都完成了,结构都绑在一起了,才能够卸掉这种临时拉紧。
利益和成本:节省要看设计的非承重墙的线性长度。在204m2的住宅里,在内隔墙上很可能节省下相当于24到36根柱子。
局限性:如果在承重墙和外部墙上随同正常的双顶板一起采用,在工作中就需要二种墙柱子的长度,容易搞混淆。
规范和规章:满足规范,但是与其他的价值工程(OVE)技术相比,很可能会激发建筑官员的疑问。
⒋ 正确尺寸的过梁或保温箱形过梁(图11.2-5)

图11.2-5(1)木骨架箱形过梁

图11.2-5(2)钢骨架箱形过梁
详细资料:在承重墙上的所有过梁都改为按定制尺寸制作,以适应最大的荷载情况,每种过梁都针对实际的荷载和跨度而采用适当的木材种类。也要考虑采用深的、单层和工程木材过梁的利益
如果厌烦构建不同的过梁深度,在开口处做成相同的过梁高度又使人畏缩,那么就采用保温箱形过梁来帮助转移开口上方的荷载,并且采用比2层实心木材构件还要少的资源。通常,箱形过梁设计包括顶部和底部的2×4构件,一些端部和内部的短柱子,以及在一侧和二侧的夹板表面。在过梁里的空腔允许增加保温材料。
安装:不同尺寸的过梁需要骨架施工人员注意设计和定制的开口。可选的方法是现场制作和保温相同深度的箱型过梁,并安装它们,以代替定尺寸的或工程木材过梁。
利益和成本:为了防备安装错误尺寸的过梁,以及由于制造不相同的过梁骨架开口而减慢了骨架施工过程,必须要平衡材料成本和使用的经济性。同样,和预制的相同深度的箱型过梁联系在一起的材料经济性将会弥补在现场预制这些部件的劳动力成本。在初步制定阶段使得材料清单(BOM)非常复杂,手头需要有额外的材料、保温材料。
减少采用大尺寸的木材是环境的要求。
局限性:如果没有考虑周到的执行,那么完全按定制尺寸制作的过梁可能导致不规则的窗户和门顶部高度。要求按照实际的过梁切割出不同尺寸的短柱子。
规范和规章:典型建筑规范包括按规定尺寸制作过梁和大梁的说明性方法,也包括按规定尺寸制作和建造箱型过梁。
