何謂輕鋼構建築?

目前一般消費者對於輕鋼構直接想到就是鐵皮屋,就是利用H型鋼作為梁柱再使用C型鋼作為屋頂構架及隔間結構,外牆或屋頂採用烤漆浪板簡易構築,因此讓大部分消費者都對輕鋼構建築抱持著負面評語及看法。

大家有沒有好奇過,為什麼台灣透天房屋都是鋼筋混凝土建造呢?那是因為台灣建築市場在50~60 年代現代主義盛行,鋼筋混凝土造價便宜,導致大量連棟式住宅在台灣複製生產,像工廠生產線,千篇一律。簡言之,消費者跟建築師都還是比較接受鋼筋混凝土比較堅固耐用的印象。

根據內政部於2015/10/29所頒布的冷軋型鋼構造建築物結構設計規範及解說中提到,輕鋼構定義:以輕量型鋼為組構材料並利用組構方式與接合方法之應用所成之構法,又稱冷軋型鋼。構材係由碳鋼或低合金鋼版或鋼片冷軋成型,其鋼材厚度不得超過25.4mm。而所謂「輕型鋼構屋」其主要材料是由熱鍍鋅鋼帶經冷軋技術合成的輕鋼龍骨,一般常見的為C型或Z型形狀斷面。經過精確計算提供合理的承載力,規範中要求冷軋型鋼構造建築物之簷高不得超過十四公尺,並不得超過四層樓。在抗震性方面,這種結構體系有著更強的抗震及抵抗水平荷載的能力,在發生強烈地震時,只會出現變形,不會有崩塌、斷裂的情況出現,因此更有利於逃生。而抗風性能方面則是採用高強度鋼材,因此整體剛性好、變形能力強,讓生命財產能得到有效的保護。

為何使用輕鋼構建築結構?

依據英國SCI(Steel Construction Institute) P402 Light Steel Framing in Residential Construction內容,針對輕鋼構建築優勢有下列介紹:

1.Buildability(施工性佳):因為採用預組完成構件現場組裝,減少工地組裝,減少材料浪費及提高施工品質

2.Speed(速度快):此工法相較於傳統工法可以縮短施工時間

3.Strong but Lightweight(堅固且輕量):鋼材是所有建築材料中有最高的強度重量比(每單位重量之強度),重量輕且強度強

4.Safety(安全性):目前材料技術,輕鋼構結構可以抵抗火災地震及颶風,並且可以設計符合各地區之動態及風力荷重

5.Quality(品質):可以建構耐久且低維護成本的結構物

6.Easy to Remodel(容易重構):構件容易重構,非載重牆也可容易重構

7.Design Flexibility(設計彈性佳)強,可以提供較大垮距空間,讓空間設計更加彈性

8.Recyclable(可回收)輕鋼構結構材料都可回收

 

施工方式:

基本的結構構件可以採用預先組裝成模組或版,載運至工地組裝連結,例如樓版、版牆。

施工方式如下列幾種所示:

一、拼裝式施工法(Stick-Build Construction)

將分離構件現場組裝,現場依照工廠生產長度裁切好,並依照預先設計開孔位置開孔,採用自攻螺絲、錨釘等方式固定,通常會用在自建小型住宅。

拼裝式施工法優點為:

  • 可在現場進行施工誤差調整及修正
  • 組合連接方式相對簡單
  • 生產廠商不用另外需要工廠空間進行模組化組裝
  • 構件容易緊密包裝運輸,可以大量的運輸構
  • 零構件容易保存

 

二、版式施工(Pannel Construction)

牆版、樓版、屋頂桁架可在工廠內組裝好運至現場鎖固

版式施工有下列幾個優點:

  • 門窗開孔可先組裝
  • 施工速度比現場拼裝速度快
  • 可以採機械吊裝
  • 在工廠組裝可以確保組裝品質及精度
  • 減少現場工人成本
  • 工廠自動化生產的範籌
  • 健康及安全改善,因為不用在工地組裝,更加安全。

三、模組化施工

模組化施工,可以完全組裝在工廠,再運到現地與其他模組化構件組裝。

 

除了上述優勢之外,小編最後總結再補充幾點:

1.永續:
傳統的建造方式速度太慢,無法滿足需求,輕鋼構可加快建造速度並減少資源浪費。隨著城市快速發展,各國對資源及能源的更有效利用的需求也不斷增長,人們需要建造更保暖、更隔音且壽命更長的建築,並且盡量減少材料及能源的浪費。全球目前都在積極制訂永續建築(Sustainable Building)的標準並且嚴格執行中,例如英國的BRE環境評估法(BREEAM)、北美的LEED、澳洲的綠色之星、法國的HQE。

2.安全:
天然災害(如地震、洪水、颶風)正迫使許多國家重新思考他們對建築方法和標準的政策,引入更現代的新法規,促使新的建造方式及材料發展。輕鋼構建築由於有良好的強度重量比,他比傳統建築材料具有更好的抗震性,在地震中框架結構會隨之彎曲但不會斷裂,還能夠緩解地震的橫向震幅幅度,但不會損失結構的完整性。若設計精良,能抵禦高達九級的地震。此外,在節能的部分由於框架壁體具有空氣流動的空間,可提供良好的溫度調節性能。設計精良的輕鋼構建築可以減少傳統建築物的300%能源損耗。強抗風能力也是輕鋼構建築的優勢,美國海軍發現,使用輕鋼構建造的房屋可以抵禦接近每小時320公里的強風。

3.快速:
輕鋼構建築建造速度比傳統鋼筋混凝土建築興建方式,可以節省一倍的時間,設計及施工精良狀況還可以達到1/3的傳統施工時間。輕鋼構建築採用乾式施工,除了房子基礎仍採用鋼筋混凝土結構施作,其餘都可以幾乎不用用到鋼筋混凝土施工,因此傳統所需要的現場技術人工(土水師傅、鋼筋工、模板工等)相對可以減少,省去很多缺技術工的問題。

希望以上內容,能讓各位更加瞭解輕鋼構建築,未來小編會持續報導國內外輕鋼構相關資訊,請拭目以待,也歡迎來信討論。

 

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文章撰寫:2019/11/18 Vincent


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