建筑/艺术创新实验室:如何在乡村给自己建座房子?

建筑/艺术创新实验室:如何在乡村给自己建座房子?

建筑学是一门

生活的知识

这些建造的经验

分享给大家

“建筑/艺术创新实验室”于2017年8月1日开工。建造已有两个多月的时间,经过拆旧房、挖基坑、浇筑基础、夯土工匠培训、试夯实验、工艺改进,现在一层夯土结构墙和二层楼板已经完成建造,建筑结构基本成型。

实验室的建造本身也是一次实验。由于土壤的力学性能千变万化,不可能直接套用结构计算,因此所有的建造的工艺都只能依靠实验数据支撑。香港中文大学的夯土科研团队为这个项目提供了一手的最新科研成果,并派驻了其培养的夯土工匠前来提供全程的技术支持。因为采用的是全新工艺,实验室的施工图几乎事无巨细,全部工艺和节点都采用建模完成。现场的施工经理为了同步设计和建造工作,每天在抱着电脑在工地,一边学习SU,一边组织建造。通力合作之下,实验室的建造虽然繁琐具体,但也非常顺利。更重要的是,这个项目所有的参与者(科研/设计/施工)都获得了新型夯土作为建筑结构建造的真实经验。这些经验不仅仅只是有助于建筑师的工作,也许也对有愿望在乡村建造自己空间的非建筑从业者有帮助。毕竟,建筑学的知识,本是一门生活的知识。那,回到“生活世界”!

乡建夯土技术的科研,在香港中文大学的夯土科研团队看来,是一个开元的命题。而建筑学知识的生活化,也是合造社建筑师心中的一项公益事业。我们把“建筑/艺术创新实验室”的建造体系、施工逻辑、和项目中我们经历的注意事项分享给大家,希望对哪些将要和空间/建造打交道的朋友们、和对新夯土技术有兴趣的建筑师们有帮助。

“如何在乡村

给自己建座房子?”

实验室建造的

知识点手册

知识点:大多数参与乡村建设的人都会遇到一个概念叫“改老房子”。但大多数人对改建和重建的分别并不清楚,在改建和重建之间的选择也判断不了。建议如下:1. 乡村房屋一般为砖木结构,很多房子面临改建时需要替换主柱和主梁。替换主梁意味着屋架要拆除进行替换;替换主柱意味着整个房子地面以上全部要拆除替换。如果不动基础,新柱/梁重建,也是改建的一种方式。如果基础布置也需改动,就是完全重建了。2. 如果柱梁完好,并且原有建筑的空间适用新的功能,则可以只替换门窗(维护体系),这样的改建可以节省造价。3. 如果主柱需要替换,房屋必然拆除,建议重新布置房屋平面,以适应新的功能要求。(都拆到墙根了,还留基础干啥?)建筑/艺术创新实验室的项目就属于这类情况。原有房屋主柱朽烂,还不如连基础一起挖除,更加新功能要求重新设计。4. 最不建议的方式是,拆除原有结构后,原址原基础原结构重建。旧建筑平面未必适合新功能,而且,这种改建方式的成本比新建建筑更高。
2017年8月2日开始,拆除实验室原址上的危房
知识点:大多数参与乡村建设的人都会遇到一个概念叫“改老房子”。但大多数人对改建和重建的分别并不清楚,在改建和重建之间的选择也判断不了。建议如下:1. 乡村房屋一般为砖木结构,很多房子面临改建时需要替换主柱和主梁。替换主梁意味着屋架要拆除进行替换;替换主柱意味着整个房子地面以上全部要拆除替换。如果不动基础,新柱/梁重建,也是改建的一种方式。如果基础布置也需改动,就是完全重建了。2. 如果柱梁完好,并且原有建筑的空间适用新的功能,则可以只替换门窗(维护体系),这样的改建可以节省造价。3. 如果主柱需要替换,房屋必然拆除,建议重新布置房屋平面,以适应新的功能要求。(都拆到墙根了,还留基础干啥?)建筑/艺术创新实验室的项目就属于这类情况。原有房屋主柱朽烂,还不如连基础一起挖除,更加新功能要求重新设计。4. 最不建议的方式是,拆除原有结构后,原址原基础原结构重建。旧建筑平面未必适合新功能,而且,这种改建方式的成本比新建建筑更高。
拆除危房后建筑基地和周边
挖基坑

实验室采用条形基础。基坑深度要挖到持力层。但实验室的选址在文物保护区,处于对文物保护的因素,实验室的基坑浅开挖,为加强结构稳定性,基础底面做大宽度混凝土条形柔性基础,减少沉降压强。

知识点:

1. 选择条形基础或独立基础的原则就是,如果是柱承重,选独立基础;墙承重,选条形基础。

2. 乡村房屋可浅开挖,如浅开挖,基坑需加大宽度,做混凝土柔性垫层。

3. 即便是乡村建设,仍然需要画施工图。实验室项目因地基的特殊性,开挖后紧急修改过基础形式,没来得及做新的结构计算变施工,导致基础单项成本增加两万。钱一般的教训啊。

基础和地圈梁施工

因实验室的主体结构为框型夯土,基础采用条形基础。底板筋采用18直径螺纹钢,纵向8根,横向间距250毫米(后经过结构计算证明实在是配得太扎实了)。

所有有墙的位置必设基础。条形基础因沿轴线贯通,或设拉结基础圈梁,提高整体性以抗震。

地圈梁浇筑完成后,开始夯一层墙体

知识点:

1. 混凝土圈梁浇筑完成后,需经过5天左右的养护才能在圈梁上开始夯土

2. 夯土墙抗震第一原则,一定要形成框筒结构,大框筒需中间加墙形成两个长宽比不大的框筒。

一层墙体夯完,支模浇筑圈梁和二层楼板

因为实验室必须留出公共大空间,所以在大空间一侧无法形成框筒结构,只能改做片墙。片墙在纵向上抗震性能优异,但在锤子片墙方向抗震性能几乎为零。实验室项目采用在片墙的纵向预埋一根通长的高强度工字钢的工艺来解决这一问题。工字钢和混凝土楼板预埋件焊接,将混凝土楼板(水平各项抗震性能接近无穷大)、抗震半框连城整体,加强抗震性能。

知识点:

1. 混凝土圈梁不仅起到加强水平抗震性能的作用,还成为夯土结构墙体和屋顶轻钢系统的承接系统发挥作用。钢的材料特性耐碱不耐酸,而混凝土是碱性的,夯土一般是酸性的。夯土和混凝土无缝承接,混凝土和钢无缝承接。

2. 预埋在夯土中的工字钢需做高强度防腐处理。预埋位置居中,采用小夯头夯机两侧打夯,否则工字钢在高强度的打夯中会发生位移。

在楼板上夯第二层墙体,并搭建搭建钢结构楼梯

圈梁的上方立钢柱和主梁。四根主梁将片墙和抗震框筒在垂直方向上连成整体,片墙获得了两个方向上的抗震能力。

搭接轻钢架系统和边廊系统

边廊系统采用合造社研发的特殊构造断桥钢柱。钢柱既是承重构件,也可以做窗框使用。断桥钢柱间直接卡装中空保温玻璃。边廊屋顶结构采用工字钢作梁,下翼缘安装波纹板,形成盆型空间可填充保温材料。

知识点:

1. 轻钢屋架的结构形式一般有框架结构和品架结构两种形式。其区别在于,框架结构在两个水平方向均可受力,品架结构只能承受平行于品架结构的力。框架结构有更好的整体性能,但造价略高于品架结构。实验室采用框架结构是为了加强房屋的抗震性能。

2. 玻璃廊的金属构件,必须采用断桥构造。否则,除了浪费空调运行费用,更严重的是会烫伤人的。

安装边廊屋顶,檩条。同时可以施工地面了

开始施工地面,就意味着离建成不远了。知识点:乡村地区潮气远大于城市地区。就算不做中央空调系统,也建议地面一定要做防潮保温层。如果考虑中央空调或供暖,防潮保温地面构造接近10层,构造厚度接近180毫米。据我们的观察,目前在乡村地区的民宿,地面构造合理的寥寥无几。不少民宿,在打底垫层上直接铺青石板做面层,晚上房间内潮气远远高于室外可通风的地方,居住体感太差。如果不做中央空调,也希望少做构造节省建造费用,那么最好的构造方式就是在乡村地区使用了千百年的方式:三合土夯实。如果选择做现代工艺的地面,强烈建议采用防潮保温地面。

该封玻璃封玻璃,该封门窗封门窗,该做隔墙做隔墙,该做维护做维护。到这一步,离建成还远么?

知识点:

如果考虑做中央空调,门窗一定要用可密闭的断桥中空玻璃门窗。举个栗子吧,一般来说,对于像实验室这样的有大面积玻璃面或者大面积开门窗的建筑来说,使用中央空调的单月能耗费用,做了密闭断桥中空玻璃维护的建筑约为600元/百平,不做约为1500元/百平。好好算算数学吧。

安装铝镁锰金属夹芯保温板屋面,厚度120。

于是建筑/艺术创新实验室建造完毕。欢迎各路情怀少年!

关于“如何在乡村给自己建座房子?”的其他知识点:

1. 关于造价。在乡村建房子便宜是一个设置了条件的事实,也是一个被广泛曲解的谣言。关于造价的正确理解应该是:在乡村建房子可以便宜,也可以很贵。首先,大家对于造价便宜的意向是因为看到很多村民建房的单方造价很低。但这个底价是有条件设置的。村民建房计算的造价大多只是材料价格,而人工成本则在乡村的那种特殊社会结构里被化解了,一家建房,一村帮忙。其次,在乡村建房,造价高低直接来自其功能所需要的设备等级。如,是否安装中央空调所带来的造价差别。造价的增加并不仅仅是设备购买和安装费用,更重要的是因为匹配这些设备所需要的构造措施。就像前文所提到的,如果不安装空调,地面最好的构造方式就是一层夯实的三合土,但安装空调,地面的构造层可以达到十层,相应的屋面,玻璃门窗等,这其中的造价差别可以达到三到四倍。所以关键不在于是在哪里建房,而在于所需功能以及它所匹配的建造方法。

2. 关于如何节省成本。在我们的乡建实践中,会看到可喜的观念变化。从以前觉得设计没有价值到现在大部分人愿意支付设计费。但我们也看到一个普遍的错误观念,很多人认为设计有价值(因为颜值经济的时代到了),于是拿着设计方案文本就开始施工(因为乡村建造目前还不需要报建审图,也因为要节省施工图设计费用)。但素不知,方案负责颜值,施工图既保证颜值落实,也(更重要的是)负责靠谱省造价,也(最重要的是)保证房屋安全。以建筑/艺术创新实验室的这个项目为例,因为基础修改时间太紧,没有做合理的结构计算,就多出两万的造价。而一份优秀的施工图能从结构、水电、设备各个方面协调统筹,缩短建造工期,节省建造成本。同时,正因为乡村建设目前还无需报建审图,施工图环节就成了保证安全的唯一依据。我们曾经在一个乡建现场,看到一处七米高的砖砌单层房屋,没有设任何构造圈梁,四角的构造柱主钢筋是四根直径6mm的圆钢,箍筋居然是铁丝,是铁丝,是铁丝!心惊胆战!

好,分享的知识点就到此。我们会在今后继续向大家分享实验室的建造过程,和我们学到的经验,希望对大家有帮助。

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