汶川災后重建村鎮現代木結構使用后評價*
——以彭州小魚洞太子村為例

文/西南交通大學建筑與設計學院 王世沛 曹 勇

0 引言

“川西民居木結構抗震房”是科技部、四川省科技廳、成都市科技局聯合實施的重大科技項目。這種抗震房外形樸素大方，富有民族特色，且用料環保，建造成本低（約700元/m2），施工簡便快捷，受到居民的歡迎。這種新型建筑技術對指導災區新農村住宅建設、加快災后恢復重建起到積極的推動作用。經過災后重建，彭州市小魚洞太子村迅速成為當地重要的旅游示范區。

1 項目概況

此處建筑群位于彭州市小魚洞太子村。筆者于2017年對其中部分院落進行調研。據統計，在建成的房屋中，只有少部分完全按照設計要求建造房屋（全木制，1層磚墻高度為1.2m，另外1層全為磚墻）。總體上看，太子村的抗震房主要分為2種套型：①三人套型，面積150m2；②四人套型，面積210m2。

2 使用現狀

2.1 空間使用現狀

居民在該地產生了新的生活和經營方式——農家樂。太子村附近有優質的旅游資源（龍槽溝風景區、溫泉度假酒店等），災后重建后，大量的游客以支援災區發展為目的，前往當地旅游消費。太子村據此形成了家家戶戶開農家樂的現狀。這對于房屋有了新的要求，尤其希望增加標間客房的數量，并對2層衛生間的布置和使用問題更加關注。

在原設計方案中，設計師只給出了整體木結構框架和大致功能排布，如圖1所示。具體房間劃分由戶主自行設計改造。為滿足大量游客的居住需求，有的村民將2層劃分出客房，自己則長期在1層客廳內休息，擴建的廊道及房間如圖2所示。在客流量高峰期，為給游客騰出房間，居民甚至需要在庭院中搭建帳篷進行居住。此外，現有建筑無法滿足2層客人的洗漱，當地居民在建筑旁增設了磚混的衛生間（見圖3）。

圖1 整體結構框架設計

圖2 廊道及房間改擴建對比

圖3 增設衛生間

2.2 結構現狀

2.2.1 木框架及連接節點

該建筑結構框架為俄羅斯進口杉木，杉木纖維長，柔韌度好，不易斷裂。但在部分建筑木框架與地面接觸角落，柱腳存在腐爛現象。該木結構建筑主要采用框架結構形式，房間劃分更自由。主要構件之間采用金屬構件加螺栓的形式連接，總體較牢固。據了解，該木結構指導建造時只限定了整體框架和樓梯，內部房間劃分為村民自行設計，因此各家房間布局略有不同。

2.2.2 圍護結構

1）外圍護結構 該木結構建筑外墻體材料為硅鈣板或桑拿板。硅鈣板具有質量輕、強度高、防潮、防腐蝕、防火等優勢，另一個顯著特點是再加工方便。經現場調研觀察，少部分木結構建筑硅鈣板外側涂料有一定程度的脫落。

2）內部圍護結構 建筑內部隔墻為桑拿板，桑拿板經過高溫脫脂處理，耐高溫，不易變形。經觀察，使用情況良好，并未出現明顯破損。但在隔墻內部并未發現填充材料，可能對建筑的熱工性能和隔聲性能造成一定影響。

2.2.3 木屋架

該建筑屋頂結構為川西常見坡屋頂木結構屋架，木結構屋頂內部如圖4所示。當地人在2層走廊處屋頂預留洞口，以便日后檢修。從檢修洞口處觀測可知，屋頂內并未進行保溫隔熱處理，內部未填充任何材料。結合當地居住游客的抱怨可推斷，未處理的屋頂是夏季該木結構房屋2層溫度偏高的主要原因之一。

圖4 木結構屋頂內部

2.3 居民對建筑的自發改造

調研顯示幾乎所有的居民都對自己的住房進行了改造，改造內容如下。

1）平面布局改造 建造時利用桑拿板進行空間細分，劃分出多個房間。

2）材料優化 在不改變木結構外貌的同時，使用新材料（極少數）解決衛生間在木結構房2層使用不便的問題。

3）圍護結構改造 將1層外包磚混以提高隔熱效果。

4）在建筑旁增建廁所，滿足2層使用。

在各種不利因素影響下，幾乎所有木結構抗震房的戶主表示將來蓋新房時會選擇改建磚混結構。

2.4 改造后的遺留問題

1）在現有改造狀態下，村民并未解決2層的保溫問題，據當地有居住體驗的游客反映，夏季在2層居住時，相較于傳統磚混結構建筑，會有偏熱現象。

2）當地居民在2層居住時，雖然加建的廁所勉強滿足了用水需求，但在室內仍需小心，以免木制結構底板沾水，仍有不便性。

3 使用后評價

3.1 村民主觀角度

與當地居民交談得知，當地居民對該木結構房屋的部分優點表示認同。

1）安全性 由于木結構質量輕、強度較高，能在地震發生時發生形變，吸收地震產生的能量。因此木結構房屋具有良好的抗震性能。在汶川地震之后，頻繁的大小地震、余震也都驗證了這一特點。據當地居住的游客反映，居住在這樣木結構建筑中讓他們非常安心。

2）施工周期短 木結構建筑的構件能方便地進行標準化生產，預制后現場安裝即可，能節省大量時間。安裝速度相較于磚混結構房屋具有一定優勢，有利于災后重建工作的快速推進。

但居民對總體的居住體驗并不滿意，據了解，現有木結構房屋并不能滿足其日常使用需求。

1）耐熱性偏弱 相較于當地磚混結構房屋，木結構房屋2層普遍存在偏熱的情況，這在夏季一定程度上影響了來訪客源。

2）2層用水不便 未處理的木結構由于易受潮腐壞的特性，故房屋2層并未設立衛生間。各戶需額外在建筑旁加建磚混結構廁所以滿足2層用水需求，造成生活不便。

3.2 專業客觀角度

3.2.1 建筑設計

1）優點 ①4戶為一個組合的合院式布局方式，相較于之前農村的散布式布局方式，拉近了鄰里關系，有利于村民之間的日常交流；②建筑延伸的大面積雨篷構成建筑庭院中的大片灰空間，能在夏季為游客提供陰涼舒適的休閑場所。

2）缺點 ①建筑外觀較樸素，缺少美觀性；②外墻裝修風格突兀，木材表皮和石磚形成雜糅，缺少整體性。

3.2.2 結構構造

1）優點 ①該建筑整體為木結構承重體系，具有良好的結構抗震性，能在地震發生時通過自身形變，吸收緩沖大部分地震能量；木結構質量輕，發生坍塌也能最大程度規避對人員造成的風險；②木結構建筑材料在制造、運輸及安裝過程中，相較于磚混結構房屋，能量消耗更少，且產生的污染也更少，具有綠色環保的特點。

2）缺點 ①建筑內大部分節點外露，給人以不穩定感；②建筑木框架與地面直接接觸，缺少較好保護，易發生腐爛等問題；③內部圍護結構為桑拿板，但并未填充保溫材料，極大削弱了建筑內的保溫及隔聲效果，私密性難以保證。

3.2.3 保溫隔熱性

在2018年1月7日至2018年1月12日，通過將溫度計懸掛于密閉的房間內，對2幢當地木建筑進行溫度測量，所測量的2幢建筑相對位置如圖5所示，185號房為本次所調研的木結構建筑，但底層未按設計要求，而采用磚砌體圍合；186號房完全按照政府圖紙設計，底層主要是以木結構圍合，磚基礎只砌到1.2m的高度。溫度測量結果如圖6所示。

1）底層房間 對結果進行分析后發現，完全按照設計要求建造的木結構抗震房擁有最高的冬季室內平均溫度，同時面對室外氣溫波動時，室內氣溫的簡諧曲線振幅明顯小于未按照標準建設的房屋，也小于磚混結構房屋，證明其結構擁有較好的熱穩定性。

2）頂層房間 根據結果，頂層室內氣溫的變化曲線基本與室外空氣溫度變化曲線一致，只是有一定的延遲時間。

圖5 2棟測量木建筑相對位置

圖6 木建筑室內外溫度測量

根據結果初步判斷，在木結構建筑內部形成一定微氣候，使其冬季保溫性能顯著提高，但頂層房間的溫度基本與室外溫度一致，說明屋頂等部位的保溫措施嚴重缺失，導致房屋保溫性能嚴重下降。

3.3 設計與使用者評價角度差異性總結

1）專業性盲區 設計師在建筑設計過程中所展現的專業素養往往會產生思維定勢，而忽略住戶的一些需求。小魚洞太子村災后重建的新型木結構房屋所暴露的需求問題，說明對于災后重建不僅要考慮到現有居民的生活方式，而且要考慮到災后區域經濟復興所帶來的房屋使用需求的改變。災后重建建筑的設計應對當地所處的地理人文環境進行預先考量。以太子村為例，太子村周圍有蟠龍谷、溫泉酒店等旅游度假項目，災后重建的契機會帶來當地發展旅游業的可能性。因此在建筑設計過程中最好能預先考量村民后期可能有非私人性居住功能的需求，就能為后期將房間作為客房提供便利性。

2）建造材料選擇 木結構建筑具有很高的耐久度，同時結構構件能預先標準化生產，在施工安裝速度方面優于磚混結構房屋；由于自身質量較輕的特性，在地震中具有良好的穩定性，即使整個建筑物與基礎發生脫離，結構也被較為完好保存。

但當地居民仍對現有木結構建筑的性能表示擔憂，且對木結構房屋的耐久性存有疑惑。矛盾的產生主要來自以下兩方面。

1）設計本身缺陷 當地居民在建造過程中，采用了很多不規范的建造方式：內部隔墻劃分采用桑拿板，但并未在隔墻中填充保溫材料，導致建筑保溫隔熱性能很差，給當地居民留下木結構建筑相比磚混結構建筑無法實現良好保溫隔熱的印象。

2）心理上的思維定勢 基于生活常識，未進行處理的木材意味著不耐水且易腐蝕。因此，當地居民在看待木結構建筑時，往往已有思維定勢，認為木結構房屋一定不耐久，導致當地居民對能在木結構房屋中長久居住持懷疑態度。所以大部分居民會選擇在現有木結構房屋旁增建磚混結構房屋。

4 針對性改造策略

對此現狀木結構建筑進行總結后認為，該建筑目前問題主要集中在建筑的熱工性能表現不佳，導致夏季時2層相比傳統磚混結構房屋較熱，極大影響居住體驗的同時也影響了村民旅游收入。此外，建筑2層用水不便及客房不足的現狀也是該現代木結構建筑方案不可忽視的問題之一。因此，筆者主要從改良圍護結構及防水構造改造兩方面提出改造策略。

4.1 圍護結構

結合國外木結構建筑建造經驗，筆者給出了一種具有良好保溫性及耐久性的墻體建造方式。通過采用呼吸紙和輕質復合節能墻材結合木結構建筑制造工藝，構成此新型墻體構造（見圖7）。這種墻體在性能優異的同時具有造型美觀、大方的特點，能用于改善現代木結構建筑的熱工性能。

圖7 改良墻體構造大樣

1）呼吸紙是國外常用于鋼結構和木結構等建筑的防護基礎材料，是具有表面極細小微孔結構的新型高分子材料。該材料具有良好的防水性能，能保護木結構建筑使其免受雨水侵蝕，有效延長建筑使用壽命。

2）輕質復合節能墻材是以薄型纖維水泥板或硅鈣板作為面板，中間填充輕質芯材一次復合形成的非承重材料。該產品具有實心、輕質、薄體、保溫、強度高、抗沖擊、吊掛力強等綜合優勢。

4.2 防水構造

針對木結構房屋所面臨的防水問題，參考國外現有木結構建造方式，利用玻璃纖維增強樹脂（FRP）涂料作為防水措施是一種可行方案。冷法施工、涂料防水，玻璃纖維氈能確保防水層的整體性及強度，保證持續穩定并做到小震不裂。玻璃纖維增強樹脂（FRP）固化后就是過去俗稱的“玻璃鋼”，具有高強、高韌性特點，該材料較適合于木結構抗震建筑。