文/西南交通大学建筑与设计学院 王世沛 曹 勇

0 引言

“川西民居木结构抗震房”是科技部、四川省科技厅、成都市科技局联合实施的重大科技项目。这种抗震房外形朴素大方，富有民族特色，且用料环保，建造成本低（约700元/m2），施工简便快捷，受到居民的欢迎。这种新型建筑技术对指导灾区新农村住宅建设、加快灾后恢复重建起到积极的推动作用。经过灾后重建，彭州市小鱼洞太子村迅速成为当地重要的旅游示范区。

1 项目概况

此处建筑群位于彭州市小鱼洞太子村。笔者于2017年对其中部分院落进行调研。据统计，在建成的房屋中，只有少部分完全按照设计要求建造房屋（全木制，1层砖墙高度为1.2m，另外1层全为砖墙）。总体上看，太子村的抗震房主要分为2种套型：①三人套型，面积150m2；②四人套型，面积210m2。

2 使用现状

2.1 空间使用现状

居民在该地产生了新的生活和经营方式——农家乐。太子村附近有优质的旅游资源（龙槽沟风景区、温泉度假酒店等），灾后重建后，大量的游客以支援灾区发展为目的，前往当地旅游消费。太子村据此形成了家家户户开农家乐的现状。这对于房屋有了新的要求，尤其希望增加标间客房的数量，并对2层卫生间的布置和使用问题更加关注。

在原设计方案中，设计师只给出了整体木结构框架和大致功能排布，如图1所示。具体房间划分由户主自行设计改造。为满足大量游客的居住需求，有的村民将2层划分出客房，自己则长期在1层客厅内休息，扩建的廊道及房间如图2所示。在客流量高峰期，为给游客腾出房间，居民甚至需要在庭院中搭建帐篷进行居住。此外，现有建筑无法满足2层客人的洗漱，当地居民在建筑旁增设了砖混的卫生间（见图3）。

图1 整体结构框架设计

图2 廊道及房间改扩建对比

图3 增设卫生间

2.2 结构现状

2.2.1 木框架及连接节点

该建筑结构框架为俄罗斯进口杉木，杉木纤维长，柔韧度好，不易断裂。但在部分建筑木框架与地面接触角落，柱脚存在腐烂现象。该木结构建筑主要采用框架结构形式，房间划分更自由。主要构件之间采用金属构件加螺栓的形式连接，总体较牢固。据了解，该木结构指导建造时只限定了整体框架和楼梯，内部房间划分为村民自行设计，因此各家房间布局略有不同。

2.2.2 围护结构

1）外围护结构 该木结构建筑外墙体材料为硅钙板或桑拿板。硅钙板具有质量轻、强度高、防潮、防腐蚀、防火等优势，另一个显著特点是再加工方便。经现场调研观察，少部分木结构建筑硅钙板外侧涂料有一定程度的脱落。

2）内部围护结构 建筑内部隔墙为桑拿板，桑拿板经过高温脱脂处理，耐高温，不易变形。经观察，使用情况良好，并未出现明显破损。但在隔墙内部并未发现填充材料，可能对建筑的热工性能和隔声性能造成一定影响。

2.2.3 木屋架

该建筑屋顶结构为川西常见坡屋顶木结构屋架，木结构屋顶内部如图4所示。当地人在2层走廊处屋顶预留洞口，以便日后检修。从检修洞口处观测可知，屋顶内并未进行保温隔热处理，内部未填充任何材料。结合当地居住游客的抱怨可推断，未处理的屋顶是夏季该木结构房屋2层温度偏高的主要原因之一。

图4 木结构屋顶内部

2.3 居民对建筑的自发改造

调研显示几乎所有的居民都对自己的住房进行了改造，改造内容如下。

1）平面布局改造 建造时利用桑拿板进行空间细分，划分出多个房间。

2）材料优化 在不改变木结构外貌的同时，使用新材料（极少数）解决卫生间在木结构房2层使用不便的问题。

3）围护结构改造 将1层外包砖混以提高隔热效果。

4）在建筑旁增建厕所，满足2层使用。

在各种不利因素影响下，几乎所有木结构抗震房的户主表示将来盖新房时会选择改建砖混结构。

2.4 改造后的遗留问题

1）在现有改造状态下，村民并未解决2层的保温问题，据当地有居住体验的游客反映，夏季在2层居住时，相较于传统砖混结构建筑，会有偏热现象。

2）当地居民在2层居住时，虽然加建的厕所勉强满足了用水需求，但在室内仍需小心，以免木制结构底板沾水，仍有不便性。

3 使用后评价

3.1 村民主观角度

与当地居民交谈得知，当地居民对该木结构房屋的部分优点表示认同。

1）安全性 由于木结构质量轻、强度较高，能在地震发生时发生形变，吸收地震产生的能量。因此木结构房屋具有良好的抗震性能。在汶川地震之后，频繁的大小地震、余震也都验证了这一特点。据当地居住的游客反映，居住在这样木结构建筑中让他们非常安心。

2）施工周期短 木结构建筑的构件能方便地进行标准化生产，预制后现场安装即可，能节省大量时间。安装速度相较于砖混结构房屋具有一定优势，有利于灾后重建工作的快速推进。

但居民对总体的居住体验并不满意，据了解，现有木结构房屋并不能满足其日常使用需求。

1）耐热性偏弱 相较于当地砖混结构房屋，木结构房屋2层普遍存在偏热的情况，这在夏季一定程度上影响了来访客源。

2）2层用水不便 未处理的木结构由于易受潮腐坏的特性，故房屋2层并未设立卫生间。各户需额外在建筑旁加建砖混结构厕所以满足2层用水需求，造成生活不便。

3.2 专业客观角度

3.2.1 建筑设计

1）优点 ①4户为一个组合的合院式布局方式，相较于之前农村的散布式布局方式，拉近了邻里关系，有利于村民之间的日常交流；②建筑延伸的大面积雨篷构成建筑庭院中的大片灰空间，能在夏季为游客提供阴凉舒适的休闲场所。

2）缺点 ①建筑外观较朴素，缺少美观性；②外墙装修风格突兀，木材表皮和石砖形成杂糅，缺少整体性。

3.2.2 结构构造

1）优点 ①该建筑整体为木结构承重体系，具有良好的结构抗震性，能在地震发生时通过自身形变，吸收缓冲大部分地震能量；木结构质量轻，发生坍塌也能最大程度规避对人员造成的风险；②木结构建筑材料在制造、运输及安装过程中，相较于砖混结构房屋，能量消耗更少，且产生的污染也更少，具有绿色环保的特点。

2）缺点 ①建筑内大部分节点外露，给人以不稳定感；②建筑木框架与地面直接接触，缺少较好保护，易发生腐烂等问题；③内部围护结构为桑拿板，但并未填充保温材料，极大削弱了建筑内的保温及隔声效果，私密性难以保证。

3.2.3 保温隔热性

在2018年1月7日至2018年1月12日，通过将温度计悬挂于密闭的房间内，对2幢当地木建筑进行温度测量，所测量的2幢建筑相对位置如图5所示，185号房为本次所调研的木结构建筑，但底层未按设计要求，而采用砖砌体围合；186号房完全按照政府图纸设计，底层主要是以木结构围合，砖基础只砌到1.2m的高度。温度测量结果如图6所示。

1）底层房间 对结果进行分析后发现，完全按照设计要求建造的木结构抗震房拥有最高的冬季室内平均温度，同时面对室外气温波动时，室内气温的简谐曲线振幅明显小于未按照标准建设的房屋，也小于砖混结构房屋，证明其结构拥有较好的热稳定性。

2）顶层房间 根据结果，顶层室内气温的变化曲线基本与室外空气温度变化曲线一致，只是有一定的延迟时间。

图5 2栋测量木建筑相对位置

图6 木建筑室内外温度测量

根据结果初步判断，在木结构建筑内部形成一定微气候，使其冬季保温性能显著提高，但顶层房间的温度基本与室外温度一致，说明屋顶等部位的保温措施严重缺失，导致房屋保温性能严重下降。

3.3 设计与使用者评价角度差异性总结

1）专业性盲区 设计师在建筑设计过程中所展现的专业素养往往会产生思维定势，而忽略住户的一些需求。小鱼洞太子村灾后重建的新型木结构房屋所暴露的需求问题，说明对于灾后重建不仅要考虑到现有居民的生活方式，而且要考虑到灾后区域经济复兴所带来的房屋使用需求的改变。灾后重建建筑的设计应对当地所处的地理人文环境进行预先考量。以太子村为例，太子村周围有蟠龙谷、温泉酒店等旅游度假项目，灾后重建的契机会带来当地发展旅游业的可能性。因此在建筑设计过程中最好能预先考量村民后期可能有非私人性居住功能的需求，就能为后期将房间作为客房提供便利性。

2）建造材料选择 木结构建筑具有很高的耐久度，同时结构构件能预先标准化生产，在施工安装速度方面优于砖混结构房屋；由于自身质量较轻的特性，在地震中具有良好的稳定性，即使整个建筑物与基础发生脱离，结构也被较为完好保存。

但当地居民仍对现有木结构建筑的性能表示担忧，且对木结构房屋的耐久性存有疑惑。矛盾的产生主要来自以下两方面。

1）设计本身缺陷 当地居民在建造过程中，采用了很多不规范的建造方式：内部隔墙划分采用桑拿板，但并未在隔墙中填充保温材料，导致建筑保温隔热性能很差，给当地居民留下木结构建筑相比砖混结构建筑无法实现良好保温隔热的印象。

2）心理上的思维定势 基于生活常识，未进行处理的木材意味着不耐水且易腐蚀。因此，当地居民在看待木结构建筑时，往往已有思维定势，认为木结构房屋一定不耐久，导致当地居民对能在木结构房屋中长久居住持怀疑态度。所以大部分居民会选择在现有木结构房屋旁增建砖混结构房屋。

4 针对性改造策略

对此现状木结构建筑进行总结后认为，该建筑目前问题主要集中在建筑的热工性能表现不佳，导致夏季时2层相比传统砖混结构房屋较热，极大影响居住体验的同时也影响了村民旅游收入。此外，建筑2层用水不便及客房不足的现状也是该现代木结构建筑方案不可忽视的问题之一。因此，笔者主要从改良围护结构及防水构造改造两方面提出改造策略。

4.1 围护结构

结合国外木结构建筑建造经验，笔者给出了一种具有良好保温性及耐久性的墙体建造方式。通过采用呼吸纸和轻质复合节能墙材结合木结构建筑制造工艺，构成此新型墙体构造（见图7）。这种墙体在性能优异的同时具有造型美观、大方的特点，能用于改善现代木结构建筑的热工性能。

图7 改良墙体构造大样

1）呼吸纸是国外常用于钢结构和木结构等建筑的防护基础材料，是具有表面极细小微孔结构的新型高分子材料。该材料具有良好的防水性能，能保护木结构建筑使其免受雨水侵蚀，有效延长建筑使用寿命。

2）轻质复合节能墙材是以薄型纤维水泥板或硅钙板作为面板，中间填充轻质芯材一次复合形成的非承重材料。该产品具有实心、轻质、薄体、保温、强度高、抗冲击、吊挂力强等综合优势。

4.2 防水构造

针对木结构房屋所面临的防水问题，参考国外现有木结构建造方式，利用玻璃纤维增强树脂（FRP）涂料作为防水措施是一种可行方案。冷法施工、涂料防水，玻璃纤维毡能确保防水层的整体性及强度，保证持续稳定并做到小震不裂。玻璃纤维增强树脂（FRP）固化后就是过去俗称的“玻璃钢”，具有高强、高韧性特点，该材料较适合于木结构抗震建筑。