竹结构别墅背景介绍

中国大量的住宅及其它建筑物一般采用砌体结构、混凝土结构或钢结构，这些结构形式最大的问题是建筑材料本身不环保。无论是钢材、水泥还是砌块，在我国都属于高能耗、高污染业的产物，生产需要消耗大量能源，同时产生大量的废水、废气和废渣，严重影响了生态环境。当前，湖南长株潭城市群正在进行环境友好型和资源节约型的“两型社会”的建设工作，节能减排和降低建筑能耗极为关键，因此，对竹材这种可再生的天然有机绿色材料进行技术创新，将竹材作为主要的结构材料应用于建筑领域，发展现代竹结构体系，符合社会的发展方向。

竹材具有良好的物理性能和优异的力学性能，在中国已有几千年的应用。竹林是湖南省及中国南方重要的林业资源，湖南省的竹林种植面积和竹材产量都居全国前列，竹产品在全国也有一定的影响力。但现有的竹产业还存在产品技术含量不高、经济附加值低、竹加工企业规模较小等瓶颈性问题，严重制约了竹产业的发展。基于对竹材性能、竹材资源和建筑业发展趋势的认识，以美国南加州大学终身教授、湖南大学土木工程学院院长肖岩教授为负责人的课题组对现代竹结构技术进行了系统研究，并率先提出了现代竹结构房屋的新型结构体系。目的是将丰富的竹材作为主要的结构材料用于建筑及桥梁领域，提高竹材的利用率和产品的附加值，提升竹产业的整体水平，增加新的经济增长点，增加竹农收入，促进社会主义新农村建设。肖岩教授课题组在成功制成世界上第一座现代竹结构人行桥及在耒阳建成世界首座可通车的桥梁的基础上，经过近一年的努力，在现代竹结构研究与推广方面又取得了重大进展。课题组在湖南大学土工程学院内建成了这幢竹结构别墅，该两层样板房的建筑形式和使用功能与北美和欧洲的木结构别墅完全一致，建筑面积260㎡，占地面积140㎡，设有4居室、3卫浴、厨房、餐室、起居室及两车位连体车库。结构设计参考北美木结构房屋设计标准，能抵抗8级强烈地震而不出现结构倒塌。

1.施工安装方便，建造周期短：竹结构住宅所用的结构构件和连接件都是采用工厂标准化生产，盖房子就像搭积木一样。施工过程类似于北美的平台式轻型木结构住宅施工，其楼盖和墙体分开建造，因此已建成的底层楼盖可以作为上部墙体施工时的工作平台。通常墙体骨架可在工作平台上拼装，然后人工抬起就位。墙体也可在其他地方先拼装好，再运到施工现场就位。竹结构房屋一般采用浅埋基础，除了基础采用的是湿作业，其它主体结构都是干作业。另外，建造竹结构房屋施工时间短，基本不受气候影响，结构构件可以现场制作也可以在工厂预制好再搬运至现场安装即可。建造同样一栋房屋，砖混结构毛坯房需要6～10个月的时间。而竹结构房屋包括室内装修在内等工作可以一次完成，该竹结构样板房的主体建筑工期只用了8个工人在100个工作日内完成，建造速度快，工人劳动强度低。竹结构的应用和发展还可以为社会创造一个新的就业领域。

2.抗震性能好：竹结构的韧性好，而且由于竹结构住宅自重轻，地震时吸收的地震力也相对较少；由楼板和墙体体系组成的空间箱形结构使构件之间能相互作用，所以它们在地震作用具有良好的整体性，即使在强烈地震下结构整体出现变形，但不会散架或垮塌，抗震性能好，对人员生命威胁小。

3.防火、室内空气品质有保障：所建成的现代竹结构别墅内墙均采用北美木结构住宅通用的厚石膏板贴面，可以达到欧美木结构规范要求的防火等级。课题组还就室内空气品质请权威机构进行了测试鉴定，结果满足国家标准。

4.保温、隔音性能好：竹材是天然有机高分子聚合体，其组织结构主要由纤维管束和薄壁细胞组成，其本身的热传导速度较慢，保温隔热性优良；另外竹结构住宅采用格构墙体，空腔内填充有保温隔热和防火材料。与传统结构相比，竹结构墙体导热系数远低于钢筋混凝土和粘土砖。因此，竹结构住宅的保温效果良好，可以大大降低住宅使用能耗。

5.造价低廉：竹结构样板房的主体结构建造成本约为950元/㎡，联排住宅的价格还可以更低，与普通钢筋混凝土住宅主体建造成本接近，其竹结构住宅建成即带基本的室内装修，故即使与传统结构形式相比也具有良好的经济性。随着竹结构住宅的工业化生产，竹结构住宅的造价还将进一步的降低。由于竹结构建筑中所有管线均布置在墙体或楼板内，布置便利且房间有效使用空间较大，竹结构房屋的得房率要比砖混结构房屋高出8%～10%，总的看来，竹结构住宅的综合性能和使用成本都优于传统住宅。