日本小型住宅的搭积木法

2011年10月13日870

由于日本是个岛国,土地资源很紧张,所以在日本房屋的面积一般不是很大,在东京都内,小户型的房屋更是比比皆是。再加上日本是个多地震国家,因此一般居民的住宅都不会设计得太高,往往是两三层的偏多,而且都有相应的防震设计。

在这种小户型加低层建筑的特定条件下,一些专门适应这种建筑的开发商和承建商应运而生。他们能在极短的时间按照一定的设计模式设计出图纸,并且精确地计算成本,最后用公司特定的材料将建筑物在非常短的时间内有效地搭建起来。他们是如何做到将成本的计量范围精确到多少颗螺丝钉,然后又如此迅速的组建建筑物呢?从下面他们的施工工艺和施工材料上,我们可以一窥究竟。

低层住宅的施工过程主要分为基础工事,钢骨架工事和大工工事三大部分。

基础工事的施工工艺与国内没太大差别,主要是如下步骤:一、确定建筑物的位置与水平;二、挖土方,先铺很坚固的碎石,再平整,然后铺小碎石,压实;三、建筑物外周部分围起来;四、再次压实碎石,之上做防湿层,然后扎底盘钢筋;五、基础混凝土浇筑并养护;六、基础框架部分扎钢筋,支模板,浇筑混凝土,并预设连接土台用的地脚螺栓;七、基础完成。

图1基础断面图中的地脚螺栓设置

基础工事完成后,国内基础之上露出的是接柱子用的钢筋,而在日本露出的是连接土台用的地脚螺栓。地脚螺栓的一部分埋在基础里面,另外一部分露出基础。每个房产公司设计的地脚螺栓在形状上面可能有一定的差异,但是在功能上面大同小异。别看这个地脚螺栓很小,但是作用却是非常大的。地脚螺栓上面连接的土台正是基础和整个住宅的钢骨架的过渡结构。根据所在的位置不同,比如一般位置,转角处,交叉处等不同位置,土台在形状上也有一定的差异,分为一般形,L形,十字形等各种形状。再根据土台上是否要接耐力壁,土台上预留孔的数量和大小也有差异。所有的土台设有预留孔,下面的孔接地脚螺栓,上面的孔接柱子和耐力壁,中间的孔供各种管线通过。

图2 地脚螺栓与土台

钢骨架工事主要是柱,梁,耐力壁,水平平衡线及楼梯的搭建,其中耐力壁就相当于国内的承重墙。整个钢骨架的搭建方法简单介绍如下。首先是在土台上接柱子和耐力壁。柱子下端与土台的连接,以及耐力壁的一角与土台、柱子的连接都是通过预留孔来实现的。每个土台上面都有对应的柱子,而耐力壁是根据需要才设置,并不是每个土台上都设有耐力壁。柱子根据所支撑的楼层先分类,比如有只作为单层支撑的普通柱,也有穿过多层楼板的通芯柱等类别;然后根据柱子是否通过楼板上再分类,最后每个类别又根据柱子上所接续的梁的根数设置预留孔,有一个方向接梁的,也有三个方向,四个方向的,也有不接梁的。耐力壁的数量根据整个建筑物的抗风,抗震受力及设计规则来计算,通常在建筑物四周转角部分会分布较多的耐力壁。

图3 柱与耐力壁

在柱子之间搭梁,同样在梁上也有预制孔供柱、耐力壁和管线连接。如有设备管道通过,则会预留圆孔供其通过。由于四边形的不稳定性,所以在粱与梁形成的四边形中,会用水平平衡线拉对角线来保持整个建筑水平方向的稳定。顺便提一下,公共过道处,一般只拉一根对角线。

柱,梁,耐力壁,水平平衡线及楼梯搭建完成后,整个钢骨架也就基本完成了。楼梯的搭建在这里就不做介绍了。

架子有了,剩下的就是往里面填东西,这个环节就是大工工事。大工工事的最重要的内容是铺设木框与地板。大工工事在所有工事中最为繁琐,因为涉及到的细节最多,而且不能完全靠预制来解决,有些部分还需要人工来增增减减。

木框是竖向铺设的,填在所有的柱与柱之间。一般房地产商都有自己的一套特制的建筑材料,包括用材、尺寸等,所以大部分的木框都是预制好直接拼装上去就好。木框内接内壁,外接外壁,中间填充保温隔热材料。木框主要有非耐力壁处木框、耐力壁处木框、开口处木框等。

地板的铺设一楼的与其他楼层略有不同。一般情况下,第一道工序是在梁之间铺设ALC板材。由于ALC板材在坚固,且防火、隔音、抗渗透的前提下,又具有轻质环保,易于施工等多种优良性能,所以在日本建筑上被广泛采用。在钢骨架工事中,在梁上会预先铺设ALC板材的支撑构件,之后再铺设ALC地板。但是在一楼,ALC板材是不宜直接接触地坪面的,所以会先设置钢束,由钢束支撑着木条,然后再在木条上面铺设ALC板材。ALC上面会再覆盖一层隔热层。隔热层上面再铺设花纹如同木地砖一样的卷材示。这样整个地板才算铺设完成。

图4 地板的铺设

当所有的管线设备安装妥当后,就开始内墙、外墙的装配。同样,内墙和外墙也是直接做好,然后像贴瓷砖一样贴上去,只是这块瓷砖的面积大了一点。虽然内墙和外墙相比国内的墙,显得非常单薄,但是在强度和耐火程度上一点也不逊色,相反,还非常的轻,便于安装。

内外墙完工后,整个住宅的建造就初步完成了。从上面的过程我们可以看出,只要在细节上面做得到位,完全可以以搭积木的形式将整个建筑物构筑成功,来实现规模化复制生产。这样不仅大大缩短整个建筑物的建造时间,还节约了人力物力。从这个搭积木的思维发散出去,日本某些大型建筑已经实现了施工自动化。也就是几乎不需要人力,光依靠机器人就可以将建筑搭建起来。因为所有的构件都是预制好的,只向机器人输入一定的规则和搭建方法,机器人就可以如同熟练工一样工作。

所以,这个搭积木建筑方法很值得我们去举一反三,来实现国内建筑水平的提高。

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