BROCK COMMONS高层木结构建筑

BROCK COMMONS高层木结构建筑

不列颠哥伦比亚大学一直处于振兴重型木结构建筑的前沿，此次将工程木产品创新应用于教学和行政大楼。Brock Commons，共18层，高53米，它的独特之处在于采用重型混合木结构：底层是带加混凝土核心筒的混凝土裙楼，其上是16层重型木结构。

 

外立面

Brock Commons大楼的外围护采用幕墙系统（底层）结合预制板系统（2至18层），外加传统组合屋面。采用预制外围护系统的原因是在木结构搭建时能够快速围起每一层，从而避免雨水破坏并降低受损风险。节能是另一个考虑因素：外围护具有R-16的最小热阻值。外部颜色和外观与校园内其他学生住宿中心风格相似。

 

建筑系统和设备

建筑设备包括输送系统、管道设备、电气系统、供暖、通风和空调（暖通空调）系统以及消防系统。这些系统相对常规，在任何高层住宅楼里都能看到。它们用于木结构建筑时的设计考虑因素包括：

建筑系统在集中位置的整合以及协调一致的布线路径，做到减少在CLT面板穿孔。

所有系统布线路径的预先设计，协调明装横向布线和预装组件穿孔的净空高度。

建筑系统和伸缩缝的灵活设计，做到容纳混凝土核心筒和木结构之间的不均匀沉降和潜 在移动。

预防和缓解措施，做到漏水时减少单元或室内组件内部的积水。

 

消防工程

消防是Brock Commons设计过程中的一个关键考虑因素。《UBC高层木结构建筑规范》（本项目的现场专用规范）的重点之一是确保住户的健康和安全防护水平等同于或优于BCBC对同规模不可燃（即混凝土）建筑的规定。为实现这个目标，设计采用了被动消防、主动火灾探测和扑救手段，并在施工期间采取措施保护建筑。

1.施工期间的消防策略

施工期间的无保护木结构少于四层.

结构搭建时安装一层X型石膏板和混凝土面层，保护木结构件。

功能竖管位于混凝土核心筒中。

布置现场安保和消防监督。

2.被动消防策略

不可燃的底层和楼梯/电梯核心筒，作为高楼层的出口。

木结构全封装（18楼休闲室除外，这里全部安装自动喷水灭火系统），封装使用多层X型石膏板，为所有结构组件提供 2小时耐火等级（FRR）。

楼层之间以及所有竖井具有2小时FRR，没有互通的楼层空间。

住宅单元之间具有2小时加强FRR（BCBC仅要求1 小时FRR），单元和走廊之间具有1小时FRR（这部分有加压）。

3.主动消防策略

单级、可寻址火灾警报系统，包括声音和视觉信号设备。

自动喷水灭火系统和立管系统，连接到市供水系统，后备20,000升现场水槽和消防泵（二者都用应急电源运行）。水槽可供水30分钟，系统可靠性接近100%。

喷水灭火系统覆盖住宅单元，使用嵌入式喷头以防意外受损。每层还要提供灭火器。

干式灭火系统（用于减少水冻结和管道损伤）安装在室外CLT顶棚之下。

100%无保护开口区域必须有水幕，尤其是底层邻近停车场的公共空间。

安装人工监控和断电报警和喷水灭火系统，可发信号至温哥华消防部。

在每层喷水灭火立管伸出混凝土核心筒处安装伸缩缝。

结构连接

Brock Commons的混合结构包括多种连接类型：重型木结构和混凝土裙楼及核心筒之间、 重型木结构内部、重型木结构和屋面之间的连接。

 

木材产品

在此项目中大量了使用了工程木产品，

如层板胶合木（GLT）

正交胶合木（CLT）

平行木片胶合木（PSL）

钉接胶合木（NLT）

单板层积胶合木（LVL）

层叠木片胶合木（LSL）

定向刨花板（OSB）

 

1、正交胶合木

CLT面板的制作方式是用胶黏剂或机械紧固件交叉层压三到九层木材。

面板尺寸通常为厚50mm到300mm、宽1.2m到3m、长5m到15m。

CLT面板用于承重楼板、墙和屋面，用以起到横隔层或剪力墙的作用。

 

2、胶合木

胶合木的制作方式是用粘合剂在受控条件下水平层压端部相接的标准尺寸木材。

GLT木材是一种特殊等级的木材（“lamstock” 级），直接从锯木厂购买，有三种树种组合：花旗松和落叶松、铁杉和冷杉、云杉和松木。

GLT的应用包括过梁、横梁、大梁、立柱、重型桁架。

GLT几乎可以制作成无限种或直或弯的形状，还能同时满足设计复杂性和结构要求。

 

3、平行木片胶合木

PSL是一种高强度结构复合木材产品，制作方法是高压粘合木材单板条（去除了木材的生长缺陷）。

PSL的生产原料是采用加拿大花旗松和美国南方松。

PSL用于需要高抗弯强度的重载立柱、横梁和过梁。

它是一种专利产品，商品名是Parallam®。

 

这种重型木结构的建造带来了一系列独特的工程挑战，其间许多困难可以使用创新的设计方案和严格的质控规范来克服，BROCK COMMONS已成为新思维和整体设计的典范。

文章节选自加拿大木业官网，详细内容可登陆加拿大木业官网查看https://canadawood.cn/literature-downloads/