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潮湿与轻型木结构建筑

 

 

潮湿与轻型木结构建筑

引言

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这栋古建筑采用牧产品进行装饰,美轮美奂。通过定期维护,木材经受住了时间的考验。

自古以来,凡是在有木材资源的地方,人们一直偏爱将它用作建筑材料,因为木材强度高、经济美观和可加工性强,而且木材的耐久性能已一再得到证实。

从日本和中国的古代庙宇和挪威的大型木结构教堂到无数北美和欧洲19世纪的建筑物, 都已证明木结构能够经受时间的考验。然而,木结构建筑的工艺和技术一直在随着时间迁移而变化。

一般以为水是木材的天敌,其实是ᅳ种误解,因为许多木结构建筑就建在多雨和潮湿的地方。问题是要知道如何对建筑物进行防潮处理。保护建筑物免受水的侵蚀是建筑设计一个要素,它与防火或结构安全一样重要。

设计师、建造商和业主对建筑物围护结构(外墙和屋顶)功能的认识正逐步加深,这包括窗户、门、外挂板、防水层、气密层和蒸汽阻隔层、覆面板及结构框架的性能表现。为了确保结构合理而耐久,一定要了解木材和其它建筑材料的性能及特点,并在建筑物的设计中将其体现出来。

木材和水通常是可以和睦共处的。木材可以吸收和排出大量湿空气,却并不会产生任何问题,只有当木材长期过于潮湿时,才可能出现问题。如果建造时采取适当的排水措施,木材作为一种建筑材料,就能在各种气候环境中表现出其优良的性能。例如在北美, 90%的住宅是用木材建造的。这本出版物着重介绍如何控制外墙的雨水渗透,这是造成所有建筑材料潮湿问题的主要原因,在降雨量高的气候环境中尤其如此。

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挪威Urnes的木结构教堂—挪威最古老的木结构教堂,始建于12世纪早期并一直保持其原有形状。建造时所用的木制部件来源于另一座时间更远久的教堂。

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木结构公寓式住宅

现代公寓式住宅防潮措施不遗余力

 

专为加拿大温哥华潮湿的西海岸气候而设计和建造的木结构公寓式住宅,不遗余力地运用和融合了最新、最先进的防潮系统的设计和建造方法。主要特点包括开发商所称的“伞形建筑”,这种建筑强调大挑擔和斜屋顶,配合多层防雨幕墙系统。这一最新建造方法还包括:现场测试、施工中的质量检验、与工程师和建筑物围护结构专家的合作等。

关键性建筑细节:

墙体防水板将水引离建筑物围护结构

耐久性好的杉木拼叠外挂板及阻燃性1号防腐红杉屋面瓦

安装于墙体上的经加压防腐处理的19×38毫米木制订板条,形成一个19毫米的空隙和排水平面

安装于墙体上的9.5毫米软木胶合板,每ᅳ墙骨空间皆有顶部和底部通风

窑干木框架材料,包括用于外墙和内隔墙的38×89毫米指接墙骨和S-P-F楼盖搁栅

新一代工程木制品,包括旋切板胶合木 (LVL)、平行木片胶合木(PSL)和木制屋顶桁架

 

 

潮湿与木材

 

了解木材的含水率是至关重要的,因为:

  • 含水率的变化会导致木结构构件的收缩和膨胀;
  • 高含水率会导致霉菌和木腐菌的生长。含水率(MC)测量的是,相对于木材本身的重量而言,一块木材中含有多少水分。含水率用木材中水的重量与不含水的木材本身重量的百分比来表示。

要记住的两个重要的含水率数字是:

  1. 19%:如果木材的含水率等于或小于19%,我们常称之为“干材”(图1)。此类据材的等级标记为S-DRY,这表示木材的表面是干燥的,或在制造时是干燥的。(注:某些据材标有表示密干的KD,也是指木材在制造时是干燥的)。
  2. 28%:这是木材纤维的平均饱和值,此时所有的木材纤维都呈完全饱和状态。若含水率超过纤维饱和值时,细胞体开始充水(见图1)。一般来说,只有在木材含水率超过纤维饱和值很长时间之后,腐烂才会开始发生。纤维饱和值同时也是木材膨胀的临界值。

木材随着含水率的变化而收缩或膨胀,但收缩和膨胀只是在细胞壁中的水分被吸收或排出时才发生,即木材的含水率低于纤维饱和值时。用于室内的木材在含水率为8%至14%时会最终稳定下来,而用于室外的木材则会在12%至18%时稳定下来。

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收缩和膨胀

木材在含水率在低于纤维饱和值的情况下,因失去或吸收潮气而收缩或膨胀。含水率每变化5%,锯材的宽度和厚度尺寸就相应变化1%。

收缩可能会在锯材的宽度上发生,但纵向收缩,如墙骨柱沿长度方向的收缩,则是可以忽略不计的。在木结构建筑中,收缩主要发生于水平构件中,如墙板及楼板摘棚。在三、四或五层的建筑物中,累积的收缩会影响到建筑物的围护结构,如外外挂板等(见图 2)。在设计时必须要特别考虑到会引起收缩的因素。(请参阅www.cwc.ca网站并试用deltaCALC软件,用户可借助这一软件工具来确定木材的收缩和膨胀程度。)例如,当木框架结构与砖饰面、混凝土砌块电梯井,楼梯间、或钢结构构件同时使用时,必须在设计细节和规格中考虑到多层建筑物相对移动的累积效果。

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较高的轻型木结构建筑的收缩

在较高的轻型木结构建筑中,设计建筑物围护结构构件之间的接缝时应考虑到相对收缩。图中显示的是一栋轻型木结构房屋三楼的一扇窗户,在窗框架和砖石窗台间设置了一道25毫米宽的密封接缝。当木结构构件收缩时,此接缝可允许窗户随着紧连的木结构构件向下移动。 如果接缝只有13毫米宽,则窗框架可能在混凝土窗台的顶部边缘收缩并变形。

规定使用干材是减少收缩的一个重要步骤。使用干材的ᅳ项优点是: 购买之前,木材在很大程度已经过收缩 (木材含水率从28%降到19%时的收缩最大)。这也使人们可以更好地预计木材在使用中的性能表现,因为其尺寸基本上会保持安装时的大小。

避免收缩和翅曲的另一种方法是使用复合木制品,如胶合板、定向创花板、指接墙骨柱、工字木摘珊和结构复合材。这些产品是将小片木材用胶粘结而成的。每一段复合木材中木纹方向交错分布,因此一个部分会限制另一部分的移动。例如,胶合板就具有这种自我限制的木纹分布形式。在其它产品中(如指接墙骨柱),移动会被限制在很小的区域内,并新图片(5)且会在整段木材中达到平衡。

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抵御风雨的屏障,与门窗防水板一起使用,有助于保持建筑物的干燥。

腐烂

木材是一种天然的生物降解材料,木材耐久性所面临的主要威胁来自生物变质,建筑物中的木材是多种真菌、昆虫和海洋钻孔虫的潜在食物来源。这些毁坏木材的有机体能够破坏组成木材结构的复合聚合物。但在无水的情况下, 这些有机体通常无法对木材造成破坏。在正常的建筑条件下,水分远低于真菌可以生长的安全限度。只有当房屋出现问题而大量进水后,木材才会有腐烂的危险。

寄生于木材的真菌可分为霉菌、染色菌、软腐蚀菌以及木腐菌。霉菌和染色菌会使木材变色, 但并不会在结构上破坏木材。软腐蚀菌和腐木菌却会使木材丧失强度,而木腐菌会导致建筑物的腐朽。

腐烂是ᅳ系列活动的结果。其中包括ᅳ连串的真菌伴生,ᅳ年中的大多数时间, 这些真菌的孢子在空气中无处不在,但仅在某些条件下才会导致腐烂的发生。木腐菌需要依靠木材来获取食物,还需要稳定的温度、氧气和水。在正常情况下,这些因素当中只有水较容易为人所控制,总之,当水分低于20%时, 木腐菌是无法侵入或在木材中活动的。ᅳ般房屋或受保护场所的木材,全年的水分都在20%以下。

木腐菌还得和其它有机体竞争,如霉菌和染色菌,以求在木材中占有一席之地。在腐烂开始之前比较容易控制木腐菌,因为这些前提条件可以在一开始就限制其生长的速度。

在描述与潮湿有关的木材损害时。腐烂和发霉这两个术语常常可换用,但了解两者之间的区别是很重要的。霉菌可以生长在木材以及其它许多材料上,但并不侵食木材的结构成分。因此,霉变对木材并不造成严重损害,霉菌也就不是木腐菌,然而,有些类型的霉菌与人体健康问题有关,所以无论其对建筑产品的损害如何,霉菌的大量生长及其与居住者的接触都是潜在的隐患。不幸的是,人们尚未完全了解霉菌和健康的关系。我们可以始终安然无恙地生活在含有某些霉菌的空气中,因此很明显,健康专家和建筑科学家需要确定临界点、个体灵敏度以及其它各种变量。

木腐菌是一种比霉菌更高等级的真菌,它破坏木材的基本结构材料,并使其丧失强度。木腐菌与任何人体健康问题都无关联。

发霉和腐烂并不一定同时发生,而且出现其中一种情况也并不表示将会出现另一种情况,如果潮湿条件持续。则霉菌ᅳ般会逐渐转为木腐菌。

 

湿空气荷载

在开始进行耐久性设计时,必须要对温气荷载及其与建筑材料的相互关系有一个了解。水从哪里来?如何得以传送?如何加以控制?如何去除?

要防止可能导致建筑产品过早退化的水分聚积或蓄积,就必须控制建筑物中的湿空气流动。水分会造成钢材的腐蚀、混凝土的剥落和开裂以及木材的菌变。

湿空气平衡

ᅳ般有两种方法可以控制建筑物围护结构中的湿空气:

Ÿ  限制建筑物上的湿空气荷载

Ÿ  设计和建造建筑物时,应最大限度地提高其耐潮湿能力,达到适当的湿空气荷载程度。

设计的主要目标是使建筑物围护结构保持干燥,达到湿空气平衡,平衡的潮湿和干燥机制可将含水率保持在或低于允许的水平。

“荷载”这一概念在结构设计中已广为人知,静荷载、活荷载、风荷载、地震荷载以及热荷载对设计而言都是很重要的。同样,建筑物上还有湿空气荷载,这类荷载也必须加以考虑并在建筑物围护结构的设计中使其达到平衡。湿空气荷载的性质及大小各异,具体取决于气候条件和建筑物的使用情况。下面一节描述了在建筑物上产生湿空气荷载的最常见的湿空气来源。

温气来源

建筑物内外的湿空气来源有很多。室内湿空气可以是居住者及其在运动时产生的。一些研究结论表明, 一个四口之家每天能产生38公升的水蒸汽。

室外湿空气来自降水、灌慨水和地面水。水蒸汽也存在于外部环境中,并且在某些气候条件下可能会严重影响建筑物围护结构。

另外一种湿空气来源通常称为施工湿空气,指的是施工过程中包含在混凝土、灰桨、木材和其它建筑材料中的水分,这种湿空气可能含量很大, 因此必须在建筑物围护结构封闭前后使其干燥。雨水,尤其在有风吹动的时候, 是对围护结构性能影响最大的湿空气来源,因而是本手册叙述的重点。

湿空气传送机制

湿空气一般通过下列四种传送机制进入及穿过建筑构件:液体流动、毛细管作用、气流运动或扩散。通过液体流动和毛细管作用进入建筑物围护结构内的湿空气主要来源于室外湿空气 (如雨水和地下水),而通过扩散或气流运动进入建筑物围护结构内的湿空气则可以是室内或室外湿空气。

液体流动是水在外力(如重力或因空气压差而产生的吸力)作用下的运动。

毛细管作用是水在多孔材料或两种材料之间的小空隙中因表面张力作用而产生的运动。

气流运动指的是空气流经空间和材料间而产生的水蒸汽运动。

扩散是水蒸汽因自身压差导致其在材料间的运动。

在这四种传送机制中,液体流动和毛细管作用是最重要的。因此,几十年以来,控制雨水渗漏和地面水理所当然成为建造商和设计师的关注要点。气流运动和水蒸汽扩散也很重要,尽管它们并不是造成潮湿问题的主要和明显诱因。

暴露

建筑物围护结构构件的设计必须基于对可能的潮湿暴露情况的评估。在暴露程度高的地区,需要采取更具保护性的设计。对外墙而言,设计的暴露程度和湿空气荷载主要取决于下列三个条件:

大气候:地区气候条件

小气候:场地特殊因素,如选址、日照、风向、周围建筑物的阻挡情况、植被和地形

建筑设计:保护性措施,如悬挑构件和飞檐

一幢建筑物的暴露程度可能差别很大,外墙构件的设计可以体现出这些差别。但是,由于潮湿暴露的情况十分复杂,最好仅以气候条件来加以测量。

通过雨水暴露区域,来表现不同气候条件下房屋的暴露程度是ᅳ种较为简单的方法。年平均降雨量的数据随时都能查到,已被用来为许多地区界定暴露等级(见图3)。但是,这种方法有其局限性,原因是某些地区降雨受风力影响历时较长而且极少干燥,而其它地区在短时期的垂直降雨后就是长期的干燥天气。如能考虑到风力效应,这种方法就能得到改进。风力常常可以增大湿空气荷载。

其它还有ᅳ些能够更为详尽地确定暴露程度的方法,如建筑科学家 Joseph Lstiburek 等人提出的方法,需要考虑雨水、温度、湿度和内部气候等因素。这些因素共同决定了作用于建筑物围护结构的环境载荷,为设计师提供了必要的墙体类型选用标准。

总而言之,随着暴露程度的增高,必须选用充分的湿空气控制方法,确保建筑物围护结构构件的理想性能。

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轻型木结构建筑的防潮设计

影响建筑物的湿空气来源和传送机制既多又复杂。必须制定有效的控制方法,以便应对各种湿空气来源和传送机制。

许多最新研究表明:外墙渗水是湿空气来源和传送的主要因素,控制雨水渗透是耐久性设计需考虑的第一要素。

雨水渗透控制

控制雨水渗透ᅳ般有两种方法:

  • 最大限度地减少接触到建筑物表面和组件的雨水量
  • 控制蓄积在构件上或构件内的雨水。

雨水渗透的动力学已广为人知。穿过建筑物构件的水分渗透只有在同时满足三个条件时才可能发生:

  1. 构件上有开口或孔洞
  2. 开口周围有水
  3. 存在能让水穿过开口的驱动力

让水分渗入的开口,其最小尺寸因水所受驱动力的大小而不同。

为了控制雨水渗透,有必要了解可能存在的潜在驱动力,这些力包括重力、表面张力、毛细吸力、动量 (动能)和空气压差(见图4)。

 

由此可见,通过消除三个条件中的任何一个就可以控制水分渗透。在进行建筑物设计和节点设计时应:

Ÿ  减少构件上开口的数量和尺寸

Ÿ  不让水分接近任何开口

Ÿ  最大限度地减少或消除使水分进入开口的驱动力

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4D 原则

上述的一般水分控制方法可以进一步表述为一套设计原则,即4D原则:折流(Deflection)、排水(Drainage)、干燥(Drying)和耐久性材料(Durable Materials)(见图5)。

在雨水渗透控制方面,折流是指使雨水偏离建筑物表面并将雨水渗入建筑物围护结构的可能性降至最小的设计方法。一旦水分达到或穿透围护结构时就可以利用排水、干燥和耐久性材料等设计原则来控制水分。

这些设计原则可应用在宏观和微观设计中。宏观设计包括对建筑物和屋顶形式、外形、选址、材料运用乃至风格的确定。微观设计可确定水分控制是否起作用。节点设计包括材料、安装顺序、可施工性和简约性之间的关系。有许多设计方法是在试验和失败中通过经验得出的,几个世纪以来一直为建造商所采用,而另一些设计方法则是通过最新的科学研究和试验成果而得出的。这些设计原则同样适用于材料的选用。

在大多数暴露情况下,有效的雨水控制是通过采用多重防线而取得的。这通常称为冗余。冗余这ᅳ概念包含对设计和施工过程中内在局限性的认识。尽善尽美是难以实现的,设计和施工中的失误在所难免。

在湿空气危险程度高的场合,这些失误可能会严重影响到围护结构的性能表现。冗余系统在可能发生失误时可以提供备用保护。4D可视为四道不同的防线,防止雨水渗透以及可能由此引发的问题。

折流

折流是水分控制的首要原则和主要因素,其目的在于让雨水偏离建筑物表面,最大限度地减少水分渗入围护结构的可能性。折流原则常见于许多建筑设计中,经历史证明可有效减少外墙雨水量。

折流防线包括:

  1. 使建筑物背离主导风向
  2. 在外墙顶部采用面积较大的屋面挑擔和集水装置,以及
  3. 应用建筑细部设计使之利于排水。设计中采用坡屋面以及较长的挑擔是保证轻型木结构房屋耐久性的独特设计要素(见图6)。折流防线也可应用于小构件上,如突出窗台、防水板和滴水槽等。外挂板和密封层也被视为折流防线的组成部分。在多雨地区, 仅仅依靠折流抵御雨水渗透是不够的。

 

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 Girvin木屋—这座木结构工作室兼住宅位于美国华盛顿州的Decatur岛,采用了明显的挑檐设计,既有功能上的作用(可折流窗墙上的雨水),又体现了建筑商的风格(可适应周围环境)。

 

排水

排水是控制雨水渗透的第二项设计原则,其控制雨水的能力仅次于折流。采用排水原则的建筑设计方法包括坡屋面以及水平构件的斜面设计。

在节点设计方面,排水是通过收集墙体构件中意外积聚的湿空气,并让其在重力作用下回到或流出外挂板的外表面而实现的。最简单的形式是在构件中的外挂板和墙面板之间铺加一个排水面。在木结构建筑中,排水平面通常由防水层(防水紙、油毡或房屋包裹层)所构成,而最重要的是这些部分与门窗防水板一起使用时的效果如何。在墙体构件中,排水通常是提供冗余的主要途径。

排水空腔是一种较为复杂的设计要素,它是外挂板和排水面/墙面板之间的空隙。空隙的作用是阻隔毛细管作用,防止水分使排水面过度潮湿。空隙也可以视为另一种折流,尤其是当其具有平衡压力的功能时,因为压力平衡可以抵消雨水渗透的主要驱动力 (空气压差),从而减少通过外挂板进入排水空腔的湿空气量。

干燥

通过干燥机制,墙体构件借助通风(空气运动)和蒸汽扩散来排出聚积的湿空气。必须考虑外挂板和墙面板/框架构件的干燥能力。用于排水目的空隙通过虹吸通风方式,也可以起到干燥外挂板材料的作用。墙面板和框架构件的干燥常常需要另加考虑,并在很大程度上受所选用的防潮层和蒸汽阻隔层材料的影响。外墙构件的设计,必须能使外部或内部得到充分干燥。外挂板、防潮层、蒸汽阻隔层和内装修材料的透气性会严重影响到墙体的总体干燥能力。目前,研究者正在这一领域进行研究工作。

 

 新图片(12)腰线泛水板位于两层间的装饰腰线位置,它有助于将湿空气排向外部。

耐久材料

一切需要防潮的地方都要选用耐久性材料。如果折流、排水和干燥都不能有效地使木制构件的含水率保持在20%以下,就必须提高木材的防腐蚀性。对于木结构构件而言,这可以通过使用木材防腐剂对木材进行加压处理而实现。在地梁板与混凝土基础相接触的地方使用防腐木材是一种常见的节点设计,符合选用耐久性材料的原则。

建筑上具有特色的房屋设计方法应与长期耐久性这一因素相协调,也应该考虑防风雨和维护的要求。例如,铺于木结构墙体上的面砖必须标明暴露等级, 砖石墙系拉杆必须具有足够的防腐蚀性。直接暴露于风雨中的木制外挂板和饰线材料应具有天然防腐性,或采用经防腐处理的木材制成。

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不列颠哥伦比亚省温哥华市邻近Choklit公园的Windgate联体式住宅,在层高处采用装饰性的外部封檐板,连同坡屋顶和挑檐一起成为湿空气控制方法的组成部分

 

外墙的雨水控制办法

用于轻型木结构房屋的外墙共有三种基本类型可供选择,每一种都是根据独特的雨水控制概念而设计的:

表面密封墙、隐蔽式屏障墙和防雨幕墙。在设计特定建筑物的外墙时,需要选用适当的外墙类型并在整个设计和节点设计阶段保持连贯性,而且要就外墙的节点设计与施工队伍进行良好的沟通(见表1)集为一体。

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表面密封墙体的设计目的是为了使外挂板的表面具有水密性和气密性(见图7)。为保持连续性,外挂板的接缝处以及与其它墙体构件的接口处均需密封。外挂板的外表面是主要的而且是唯一的排水通道。这里没有冗余考虑,必须做到 “表面密封”并保持完好状态,才能有效地控制雨水渗透。然而,对于暴露在雨水中的墙体而言,这种对完好状态的依赖性是不可靠的。ᅳ般来说,只有在到达外挂板表面的水分很有限的地方才使用表面密封墙体,如深悬挑件或拱腹下方的墙体区域,或用在潮气危险程度不高的地区。

隐蔽式屏障墙体的设计,其前提是承认一些水分会通过外挂板的表面(见图8)。这类墙体构件中含有一个排水平面,作为防止雨水渗透的第二道防线。外挂板表面仍然是主要排水通道,但是墙体中还有次要排水通道。隐蔽式屏障墙体的一个例子是,直接在呼吸纸防潮层和覆面板上安装木制外挂板。呼吸纸构成了排水平面,铺设在其上方的PVC外挂板和排水EIFS(外墙保温饰面系统)也应视为是隐蔽式屏障墙体,尽管这些外挂板系统的排水性能通过外挂板背后的空隙(虽然并不连续)得到了加强。隐蔽式屏障墙的设计方法适用于多种外墙,在低度到中度风雨暴露地区表现良好。然而,在高度至极度暴露条件下,其性能表现是无法保证的。无论如何,第二道防线的完整性在很多程度上取决于准确的节点设计和正确的施工安装。如果为了最大限度地提高构件在高度暴露条件下的性能表现和使用寿命,应考虑使用防雨幕墙设计。

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防雨幕墙可以更进一步地控制水分,它在组合墙体的外挂板背面和防潮纸之间形成一个排水空腔(宽度最小为9.5毫米)(见图9)。充当毛细现象隔层的排水空腔可以更好地防止水的侵入,从而避免大多数水分接触到防潮层。空隙同时为外挂板背面提供通风,这可加速拍墙板的干燥,并可防止水汽逆向流动时潮气在墙体框架中聚积。防雨幕墙的实例是:砖饰面(通常有1至2英寸的空隙)和铺设在垂直钉板条之上的粉饰灰泥外挂板(钉板条通常经加压处理,尺寸为19×64毫米,中心间距为400毫米)。防雨幕墙适用于所有可能高度暴露在风雨中的场合。

 

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等压防雨幕墙是基本防雨幕墙设计的一大进步。为了改进性能,这些墙体对排水空腔进行分区并且提高了排水空腔的通风效果。由于风吹在墙体表面,因而空气能穿过排气口而进入外挂板背后的空隙。如果使用分隔密封层来分隔排水空洞,可以适当地限制空气,在整个外挂板中形成压力的平衡,这样可消除造成水分渗透的一种主要驱动力。虽然就概念而言,这一技术可提高任何防雨幕墙构件的性能,但它最常用于砖饰面墙体。等压防雨幕墙适用于所有暴露程度,在水分控制方面具有最佳的性能表现。

 

施工中的质量保证

 

长期耐久性取决于建筑物的设计、施工、使用及维护的质量。要实现耐久性,建筑物使用寿命周期内每一阶段的质量保证都是至关重要的。

质量保证的定义是:为了确保产品和服务能满足特定要求而须按计划采取的有系统行动。质量保证的一个基本原则是所有人员都应对各自的工作标准负责。为避免出现耐久性方面的问题,应规定一切有关人员的质量控制职责,这些适当而协调一致的职责应贯彻于建筑的设计、规划、 建造、使用和维护的全过程直到建筑物的使用寿命结束为止(见表2)。

CSA(加拿大标准协会)S478-95—《建筑物耐久性的指导原则》(Guideline on Durability in Buildings)于1995年出版,全面概述了建筑物设计、施工、使用和维护中的质量保证程序。其他标准化组织,包括ISO(国家标准化组织)和ASTM(美国材料与试验学会), 都已开始在其各自的标准中制定有关耐久性问题的规定。

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施工质量控制

仅有正确的设计并不能确保建筑物具有耐久性。因而,在施工过程中必须始终贯彻设计的意图。这ᅳ切始于设计阶段的施工文献资料。

应向整个施工队伍明确说明建筑物围护结构的设计方案。可以用描述的方式或在制图封页上绘制概念图的方式说明各种湿空气控制方法。应向安装人员提供关键性细节,包括典型和非典型的条件。

应充分考虑到施工的可行性及墙体的总体水分控制方法的细节。需要提供节点详图(在某种情况下需提供三视图),以便能清楚地显示构件各组成部分之间的关系。尤其是必须在节点设计中清晰说明排水平面(防潮层及防水板)。如果设计意图及想法未得以清楚表达,安装人员在施工中很可能会误解设计的细节。

为控制施工质量,建造商应制定一套严格的程序。有必要对工作进行协调,以确保长期的性能表现。这对于建筑物的围护结构尤其如此,因为许多不同工种的承包商需要相互协调。提出建筑计划和施工图,召开安装前会议,这些都是施工阶段应采取的措施,以便说明、改进及核对建筑设计。

实体模型是另一种有用的工具,它使得设计师和建造商可以与负责围护结构施工的各工种承包商合作,共同解决与施工可行性及施工顺序有关的问题。一旦经过测试并认可,实体模型就可以用来为随后的工作确定一个明确的标准。

材料处理

施工过程中的湿空气控制也很重要。即使购买及运抵工地的是干材,也有可能在施工前或施工中受潮。应该制定程序,以确保:

  • 存放在现场的木材应保持干燥
  • 最大限度地减少已安装材料的受潮,以及
  • 借助通风、加热或去湿的方法,加速材料的干燥。

暴露于潮湿条件下的木制材料在封入构件之前,应进行干燥处理,使含水率降至19%或以下。对于在施工中严重受潮的建筑物, 应在施工进度计划中留出时间,让框架及覆面材料得到适当的干燥。在框架组装后随即安装的防潮层可用来减少材料在风雨中的暴露。机械性措施(如使用加热器和/或去湿器)也可以用来加快干燥过程。

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梁端部在挑檐的保护下避免受潮

 

结论

轻型木结构建筑经历史证明具有可靠的耐久性。木材具有环保优势,使用方便而且成本也具有竞争性,因此将继续为人们所青睐。若正确应用建筑物围护结构的设计原则,所有的材料在耐久性方面都会具有良好的性能表现。

耐久性建筑的必要性不仅仅在于建造健康的建筑物,而且还在于我们必须借助建筑的持久性来减少人类社会对环境的影响。事实上,从生命周期成本的角度考虑,木结构建筑的性能优于其它材料。生命周期成本涉及的因素包括温室气体排放、水污染指数、能源的使用、固态废料以及生态资源利用。然而,只有在设计和建造时考虑到建筑物的长期耐久性,木材的环保优势才能得以实现。

建筑师James Cutler曾激情洋溢地说过,要通过建筑设计和节点设计过程来 “礼待木材”,这包括了保护木材免受潮气侵蚀这一概念,即耐久性设计的根本所在。

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