重型木结构成本和优化设计指南——方案设计阶段

我们在上期分享中介绍了重木结构设计前期阶段需要考量的因素，今天将和大家一起了解方案设计过程中的需要注意的问题。

#01材料优化 模块设计

确定重型木结构制造商和供应商。

尽可能扩大面板尺寸以减少机器切割造成的材料浪费，降低成本。异形构件设计会增加成本，需要平衡下效果和成本。

根据初步确定的荷载计算确定屋顶板/楼板的厚度和等级以控制成本。有时决定楼板厚度的是出于建筑对振动控制的需求，而非结构的跨度能力。

将重型木结构设计作为一个模块系统。考虑在2.5米或3米的模块上进行设计。如果要比较不同的材料系统，2.5米的模块也适用于钢和混凝土结构。这个模块可以在扩初设计阶段的早期进行完善。如果项目包含模块化的停车场，那建筑的布局与停车场布局的尺寸相一致，以减少结构转换。

如果要从海外采购面板，海运集装箱的尺寸将限制面板的最大尺寸。实际的面板尺寸将被限制在2.5×12米以内。

#02各专业合作

优化建筑结构、振动控制、防火和声学系统，同时尽量减少屋顶板/楼板的厚度，这些都是影响成本的重要因素。

协调好结构、振动控制、防火和声学系统，与专家会面、讨论。

声学和防火系统可以一起考虑，因为它们是相互依存的。

#03结构系统

确定项目中哪些部分应该使用重型木结构，考虑楼板和屋顶系统，承重墙，剪力墙。

选择横向支撑系统，并考虑其搭建的速度，评估横向支撑是否与重型木结构的快速安装相匹配，节约施工时间。

考虑使用重型木结构核心筒代替现浇混凝土系统。

考虑安装的顺序，横向支撑系统是否需要在重型木结构之前安装。

#04防火、声学系统

优化结构类型以降低火灾风险。

考虑消防安全，应与当地消防部门探讨设计方案。

考虑楼板材质。

考虑面板材料的干湿比对结构质量和工艺流程的影响。

考虑重型木结构的楼板/屋顶板将会是外露还是隐藏。

根据规范或业主要求，优化建筑的声学功能。

#05美学价值

考虑裸露结构木材的等级和种类，从不同制造商提供的品种中挑选，选择当地制造商提供的树种通常可以节省运输成本。

确定所需饰面的等级，以计算成本。

与制造商合作，确定最佳方案，以满足项目预算和美观需求。

#06

成本效益

木质结构赋予建筑以独特的美感，加快租赁速度以获得潜在的利润，减少租户流失、提高租赁率。

材料成本

重型木结构建筑相对较新，因此没有足够的数据支撑单位成本法来预测成本。重型木结构系统的成本估算需要一个全面的方法，以比较成本和收益的节省，如更短的施工进度带来的经济效益等。

由于项目类型、功能、建筑体量等不同，无法提供重木结构和钢/混凝土结构总体造价的对比，但是可以直接比较重型木结构和钢/混凝土结构的价格。

缩短工期

重型木结构建筑的建造速度比其他结构类型的建筑快，优势是更短的施工周期和更早租赁入住带来的经济效益。

没有固化时间意味着后续工作可以在楼板/屋顶板安装完毕后立即开始后续施工。

案例研究

Candlewood Suites

据Lendlease透露，红石兵工厂（Redstone Arsenal）的坎德尔伍德套房（Candlewood Suites）与类似的钢结构的酒店相比，整体建造速度提高37%，需要的建筑工人减少了40%。

DLR集团预测，西雅图重型木结构大厦（the Seattle Mass Timber Tower）的建造速度将比其案例研究中混凝土建筑快25%（5个月）。

重量轻

重型木结构建筑比混凝土建筑和一些钢结构建筑重量轻，不需要对地基进行额外的加固和处理，在地震时，减少了地基传到上部结构的地震力，受到的地震作用小。

对于地势条件差的场地，木结构可以减少地基成本并尽早开始建造上部结构。

加工成本

可以更好地估计面板的制造成本，包括：面板的外观等级，数控切割费用，生产加工费用。

运输成本

运输费用可能有较大的波动范围，比如，材料是用标准的卡车运输还是需要超大卡车；超大的拖车能否进入现场，这些都是需要考虑的问题。

对于海外制造商，要考虑以下额外成本，包括：海运集装箱和铁路运输成本，仓库储存或在现场储存的额外空间和物流成本（仓储还需考虑当地的气候条件）。

人力成本

考虑施工费用和人力成本。重型木结构的安装通常采取团队协作，由1个领队和6至10个团员负责。安装预制重型木结构系统需要的团队相对较小。

开始考虑由谁来安装重型木结构，总承包商还是分包商。

考虑是否需要由制造商或安装专家对工作人员进行现场培训。

从预制组件中节约成本：通常可以减少机电组件的安装成本。

在方案设计阶段，更加注重各专业部门的配合，以探讨技术要点，选择最优方案，节省项目成本等，同时也需要考虑到运输以及现场施工等，我们将在最后一个篇章里介绍重型木结构生产加工以及施工细节等，敬请关注。