工業(yè)化住宅之鑒
——淺析日本大和房建建筑公司的XEVO技術(shù)體系

上海市建工設(shè)計(jì)研究院有限公司 上海 200050

1 概述[1-4]

日本是最早發(fā)展住宅工業(yè)化的國家之一，據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前在日本新建的獨(dú)立住宅中，80%是工業(yè)化生產(chǎn)的房屋。由于住宅體系和住宅部品體系的成套化、通用化和標(biāo)準(zhǔn)化，使得日本已經(jīng)成為住宅工業(yè)化標(biāo)志性的國家，是值得我們學(xué)習(xí)和借鑒的對象。

大和房建（Daiwa House）是日本第二大房屋建造商，總部設(shè)在大阪，公司自成立以來就將主要業(yè)務(wù)定位于住宅的開發(fā)與建設(shè)，直至今日仍堅(jiān)持以住宅產(chǎn)業(yè)為中心的經(jīng)營方針。在住宅工業(yè)化的探索工程中，公司為技術(shù)研發(fā)和工法的革新提供了充分的資金和人力支持，建立了和歌山綜合技術(shù)研究所、奈良住宅生產(chǎn)廠及遍布全日本的其他配套設(shè)施基地。

大和房建為住宅提供了明確的基本構(gòu)造性能，豐富的居住環(huán)境品質(zhì)，獨(dú)特的先進(jìn)科學(xué)技術(shù)，體現(xiàn)了住宅的全新價(jià)值。經(jīng)過長期的實(shí)踐和新工法的運(yùn)用，誕生了XEVO技術(shù)體系（X代表住宅的各種構(gòu)造，EVO=evolution，組合在一起表示進(jìn)化發(fā)展的建筑構(gòu)造）。它不僅僅是一種概念，而且是經(jīng)過了研究、試驗(yàn)和反復(fù)的論證，進(jìn)化而成的成熟技術(shù)，事實(shí)上是具有卓越品質(zhì)和性能的一種現(xiàn)代化科技力量。隨著人們對于房屋抗耐震性能的重視，在環(huán)保方面意識的提高，以及老齡化社會的到來，XEVO技術(shù)體系能很好地滿足居民對于住宅品質(zhì)和性能的更高要求。

2 XEVO的基本構(gòu)造性能

為了實(shí)現(xiàn)住宅建筑的長壽命化，提高住宅抵御各種自然災(zāi)害的能力，大和房建研發(fā)了“鋼骨軸組·耐力壁并用構(gòu)造”特有的基本構(gòu)造體統(tǒng)。可以長期的確保住宅的耐久性，這種系統(tǒng)可以使框架、外墻和基礎(chǔ)的構(gòu)造性能更加的堅(jiān)固耐久。

XEVO的結(jié)構(gòu)框架體系中，柱子采用了“三位一體”的三重混合系統(tǒng)基本構(gòu)造形式（圖1），建筑的主要框架柱使用簡捷有效的C形鋼柱，同時鋼柱由2 組C形面板框架夾在當(dāng)中，鋼柱與C形框架面板間通過高強(qiáng)螺栓連接，組成了特有的“三位一體”構(gòu)造系統(tǒng)，在承受建筑自重、積雪荷載和其他豎向荷載的同時具備高強(qiáng)的抗震性能?？蚣苤饕惺茇Q向的荷載，水平荷載則是由耐力壁系統(tǒng)來承擔(dān)，結(jié)構(gòu)受力的分工明確，確保了框架柱可以更加安全可靠地承擔(dān)來自豎向的荷載作用。耐力壁系統(tǒng)是用來抵御地震或臺風(fēng)對建筑的水平荷載作用，提高建筑在承受自然災(zāi)害時的安全性。然而，結(jié)構(gòu)構(gòu)件的材料性能是左右耐力壁強(qiáng)度的重要因素，因此在系統(tǒng)中選用的鋼材比一般的SS400鋼材的屈服強(qiáng)度高出1.2 倍，耐力壁比普通抗震墻抗水平荷載的性能提高了1.3 倍，節(jié)省了平面內(nèi)部抗震墻的數(shù)量，使住宅內(nèi)部空間的布置更加靈活?？煽康倪B接是耐力壁系統(tǒng)發(fā)揮耐震作用的基本保證。在上部結(jié)構(gòu)框架與基礎(chǔ)之間采用了抗拔190 kN、Φ16 mm的地腳螺栓進(jìn)行連接，高強(qiáng)異形鋼筋的耐力比一般的SS400鋼筋強(qiáng)度高出1.7 倍，實(shí)驗(yàn)證明地腳螺栓比普通螺栓在強(qiáng)度方面有很大的提升（圖2）。

圖1 “三位一體”構(gòu)造系統(tǒng)

圖2 抗震墻與耐力壁的對比

住宅的基礎(chǔ)采用了支撐建筑豎向荷載最有效的筏板基礎(chǔ)，可以提高建筑抗不均勻沉降的能力。在設(shè)計(jì)過程中，通過地質(zhì)勘查解析程序，分析地基的承載力與沉降情況，選用安全可靠的基礎(chǔ)工法。同時根據(jù)不同的場地條件，研發(fā)了有效的基礎(chǔ)加固工法，確保上部結(jié)構(gòu)的安全和穩(wěn)定（圖3）。

圖3 基礎(chǔ)加固工法

XEVO技術(shù)體系中對于外墻的防水技術(shù)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，使外墻的防水性能有了大幅度的提升。由于漏水是導(dǎo)致建筑質(zhì)量劣化的重要因素，因此在外部墻體的設(shè)計(jì)中研發(fā)了“外張斷熱通氣墻體”構(gòu)造。構(gòu)造中采用了墻體外表面一次防水，墻體中部二次防水的雙重防水措施。特別是處于墻體內(nèi)部的第2道防水構(gòu)造，可以不受紫外線照射的影響，減緩了防水層的老化速度。這種雙重防水構(gòu)造措施的應(yīng)用，使外墻達(dá)到了15 年防水保證的卓越性能。在雙重防水構(gòu)造措施的基礎(chǔ)上，墻體構(gòu)造還具有良好的通氣防潮能力。構(gòu)造中保溫層和內(nèi)壁板之間設(shè)有通氣層，在保溫層的表面附有“真空鍍鋁防潮薄膜”，可以防止室外濕氣的侵入，同時室內(nèi)的濕氣可以利用通氣層排到室外，提高了墻體構(gòu)造的防露性能（圖4）。

圖4 外墻板防水構(gòu)造

3 XEVO的先進(jìn)技術(shù)

地震對建筑產(chǎn)生的破壞是十分巨大的，提高抵御地震破壞的能力是住宅設(shè)計(jì)的重要使命。雖然由堅(jiān)固的基礎(chǔ)、“三位一體”混合系統(tǒng)、耐力壁系統(tǒng)組成的框架與墻體，達(dá)到了業(yè)界屈指可數(shù)的耐震能力，然而與耐震技術(shù)相比，制震技術(shù)則可以給建筑帶來更多的安全保障。制震技術(shù)是以耐震構(gòu)造為基礎(chǔ)，附加制震裝置，利用制震裝置吸收地震能來抑制建筑的搖晃。在制震裝置的中央部位設(shè)有高強(qiáng)的黏彈體，其具有卓越的材料性能，不易破壞和老化。地震時可以利用黏彈體的變形來吸收地震能，同時黏彈體的變形會產(chǎn)生大量的熱，地震能最終以熱能的形式被釋放掉，黏彈體中的地震能不會被蓄積，因此可以更好的應(yīng)對余震的發(fā)生。配置制震技術(shù)的住宅在遭受地震破壞時，建筑的變形量可以降低20%～50%，特別是樓板和墻體開裂的情況會明顯的減少，提高了住宅的安全性。

住宅樁基采用了新型的鋼管樁工法。根據(jù)不同的場地條件，場地土軟硬程度和地基的承載力情況，并結(jié)合材料的性能、費(fèi)用及環(huán)境等因素，大和房建研發(fā)了D-TEC PILE（小口徑鋼管樁工法）。小口徑鋼管樁分為“直線型”“擴(kuò)底型”和“多翼型”3 種樁型。施工中可以根據(jù)平面的布局、地基的承載力和場地條件等因素選用不同管徑的鋼管樁。擴(kuò)底型和多翼型鋼管樁的翼緣與鋼管主體是在工廠中一體成型，要比普通的鋼板焊接產(chǎn)品具有更高的承載力和安全性。新工法的運(yùn)用達(dá)到了減小樁徑、減少樁數(shù)、節(jié)約造價(jià)的目的。此外，在需要進(jìn)行接樁的特殊情況下，可以通過專用的插頭型連接組件直接進(jìn)行連接，操作十分方便，不受焊接、風(fēng)、雨等條件的限制。小口徑鋼管樁工法可以減少施工過程中產(chǎn)生的廢土量，降低噪聲和振動對環(huán)境的影響，同時緩解了狹窄場地對施工的限制。

4 XEVO對于居住環(huán)境的品質(zhì)保證

XEVO技術(shù)體系是大和房建對于居住品質(zhì)不斷追求的一種技術(shù)實(shí)踐。對于室內(nèi)居住空間的設(shè)計(jì)，大和房建提出了“friendly design”設(shè)計(jì)理念。以通用設(shè)計(jì)為核心，為家庭成員創(chuàng)造良好的環(huán)境與和諧的空間，提供適合每個人的生活設(shè)施，使居住生活變得更加舒適。

大和房建值得信賴的基本構(gòu)造、嚴(yán)格的部件規(guī)格、標(biāo)準(zhǔn)化的工法、追求高標(biāo)準(zhǔn)的施工、先進(jìn)的XEVO技術(shù)體系、永久舒適的居住環(huán)境、徹底保證了住宅的完美品質(zhì)，同時也提高了生產(chǎn)效率、縮短了工期、節(jié)約了造價(jià)。

5 結(jié)語

XEVO技術(shù)體系在日本已經(jīng)廣泛應(yīng)用，歷經(jīng)時間的檢驗(yàn)，它確實(shí)給人們帶來了更為優(yōu)良的住宅體驗(yàn)，是值得信賴且技術(shù)全面、成熟的新型住宅建設(shè)方案。日本是住宅工業(yè)化發(fā)展全球領(lǐng)先的國家之一，在技術(shù)及理念方面有許多值得我們借鑒的地方。如果從中吸取那些真正適合我國國情的好的經(jīng)驗(yàn)及技術(shù)理念，勢必會為我國住宅業(yè)的發(fā)展帶來更為廣闊的前景，注入新的活力。