【编者按】“LOFT”在牛津词典中的定义是“屋顶下用于储藏物品的阁楼”,起源于上世纪 90 年代,是一种大而开放的空间钢结构别墅280平方造价,具有流动性、发展性、透明性和艺术性等特点。LOFT 通常为 30 至 50 平方米的小户型,层高约 4.8 至 5.5 米,出售时按一层建筑面积计算,经过装修后,实际使用面积可增加近 100%。
近年来,随着土地的日益稀缺,以及房地产开发对品质的要求越来越高,在住宅楼、底层商铺、写字楼、别墅顶层加建阁楼,将一层变两层、一房变两房,已经成为一种流行做法。在此情况下,在室内加建阁楼的改造,也成为了房地产开发项目中的一项重要工作。
当层高有限时,保证LOFT产品质量的关键问题是——如何设计夹层,让分隔的二楼有足够舒适的净高?
典型的夹层平面图
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丨解决方案介绍丨
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阁楼一般采用钢筋混凝土、钢结构、木结构三种支撑框架方式,板材的选择也很广泛,有混凝土板、木板、钢板、复合材料等。本文仅选取应用范围较广、符合装配式建筑发展趋势的钢结构钢结构别墅280平方造价,分析5种不同的实施方案。
五种夹层技术方案的分析结果如下表所示:
(1)钢梁+花纹钢板
此种方式比较传统,技术成熟,早期多用于工业厂房平台结构。钢梁+花纹钢板为梁板结构,先在楼面上铺设钢梁,然后在钢梁上铺设6mm左右的花纹钢板,上面浇筑50mm细石混凝土。由于LOFT夹层不想多出现湿作业,所以早期夹层直接采用工厂平台结构,花纹钢板由于成本较高,现在使用的越来越少。对于常规的4m开间,此种方式总厚度需要达到280mm左右,即便采用密集肋梁,总厚度也难以降低到200mm,在总层高一定的情况下,楼面厚度过大,影响使用高度和舒适度。
(2)钢梁+水泥纤维板
与方案一的区别在于将花纹钢板换成高密度水泥压力板(又称水泥纤维板),其优点是结构面层为水泥基而非钢板,表面处理方便,降低成本,缺点是水泥纤维板较脆,板材较厚,现场焊接工作量较大,防腐施工质量保证难度大。
(3)钢梁+ALC板
与方案二类似,不同之处在于将水泥纤维板换成ALC板(ALC是加压轻质混凝土的缩写),由于ALC板厚度较大,需要将ALC板置于钢梁侧面,此种方式表面效果较好,但运输困难,施工难度大,费用昂贵。
(4)钢梁+膨胀石板
与方案三类似,不同之处在于将ALC板替换为专用膨胀石板。
(5)TD-LOFT超薄夹层体系
采用全装配式施工方式、干施工法,是采用专用波形钢板(带集成管线槽及加劲肋)作为承重构件,将无龙骨吊顶系统与面层系统融为一体的建筑夹层解决方案。专用波形钢板宽度为400mm,长度根据房屋跨度定制,高度根据跨度大小有91mm、116mm等多种规格。该系统具有成品厚度小、垂直运输方便、施工速度快、综合造价低等优点,但由于钢结构用量少,洞口处理需要技巧。
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丨成本分析丨
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以上五种夹层解决方案各有优缺点,工程造价差别很大。下面以典型的LOFT公寓为例,对不同解决方案的夹层系统造价进行分析比较,以供参考。
项目由四栋平面图相同的公寓组成,每栋地上22层,层高4.5m,单栋建筑面积约21000m²。建筑层高4.5m。改造后一楼层高2.3m,夹层2.2m,夹层面积22.6平米(6m长*4m宽-1.1m*0.3m*2柱角-1.1m*0.67m管线竖井)。
典型的阁楼夹层平面图
本文主要从以下三个方面对LOFT夹层造价进行对比:
(1)钢结构
(2)铺木板
(3)装饰(天花板)
由于所有方案都可以使用相同的地板表面方法,且成本没有显著差异,因此地板方法没有可比性。楼梯和浴室也是如此。
1、典型案例的特征为:跨度4米,进深8米,单方指标以夹层净面积为准。
2、价格范围:不包括化学锚栓、预埋件、楼梯、卫生间、运输费、垂直运输费及其他附加措施费用。
3.以上海信息价为参考。
以下是五种方案的成本分析表。
从以上分析可以看出,TD-LOFT夹层体系具有明显的技术和经济优势,从技术上讲,TD-LOFT夹层体系属于板体系,而其他方案均为梁板体系。
(1)钢结构
对于钢结构来说,其造价主要取决于楼板和装饰层的重量,其中膨胀石楼板最重,所以钢结构也是最重的,造价高;而TD-LOFT夹层体系最薄、最轻,造价最低。
(2)铺木板
在这五种体系中,前四种方案为结构、铺装两步工艺,其中花纹钢板+细石混凝土铺装造价最高。TD-LOFT体系为一体式构件,结构与楼板合二为一,无需单独铺装,造价低廉。
(3)装饰(天花板)
装饰方面,基本都差不多,但是TD-LOFT系统采用无龙骨吊顶系统,仅省去龙骨就可以节省45元/㎡的工程造价。
由于夹层体系是附着在主体结构上的,因此主体结构的造价、设计、施工等都受到夹层体系的影响。从荷载的角度看,夹层体系越轻,对主体结构的影响就越小;夹层体系越重,对主体结构包括地下基础的影响就越大,总体造价也就相应增加。从施工安装的角度看,夹层体系是附着在主体结构上的,夹层体系越轻,运输就越方便,与主体结构的连接就越简单,施工就越方便,工期就越短,造价就越低。
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丨技术性能对比丨
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从技术性能上看,这五种夹层解决方案均能满足建筑和结构设计的各种要求,在施工难度、进度、使用舒适度等方面各有优缺点,如下表所示。
(1)施工难度及速度
钢梁+花纹钢板方案需浇筑一定厚度的细石混凝土,且现场存在湿作业,因此施工速度较慢,且塔吊拆除后施工难度较大。其余方案均为干作业,施工方式和时间相对灵活,可在主体结构完成后根据用户要求进行施工。
钢梁+ALC板、钢梁+膨胀石板方案由于板材重量较大,存在施工时运输困难的问题,尤其在拆除施工电梯后。
此外,TD-LOFT夹层体系单板自重最轻,采用干法施工组装,不涉及钢梁的焊接、安装和拼接,施工相对简单、安全。
(2)地板厚度与使用者舒适度
在阁楼夹层这样的建筑系统中,当总楼层高度在 4.2 至 5.4 米之间时,夹层楼板的厚度决定了房间的舒适度。因为总楼层高度不变,楼板结构占用的空间越多,留给使用者的空间就越少。因此,夹层楼板的厚度与房间的舒适度息息相关。当总楼层高度超过 5.4 米时,现有的夹层楼板厚度不会造成高度不合适的问题。
五种方案中,TD-LOFT夹层系统的楼板厚度最薄,根据楼板跨度不同,TD-LOFT夹层系统楼板成品厚度(含装饰面层)在120~150mm左右,有效提升了使用的高度和舒适度。
(3)夹层自重
夹层的重量也会影响主体结构和基础的设计和造价,影响施工效率,所以也是需要考虑的因素。TD-LOFT技术体系是五种方案中最轻的,对主体结构的影响最小。同时,夹层结构一般与主体结构的圈梁相连,圈梁的抗水平力较差。如果夹层本身的重量较大,一旦发生地震,存在一定的风险。因此,夹层的重量越小越好。
(4)隔音效果
从空气声的角度考虑,钢梁+花纹钢板(有现浇层)方案效果较好。ALC板内部有大量均匀、不连通的微小孔隙,隔音效果好,膨胀石板类似。但由于ALC、膨胀石板没有现浇层,其空气声隔声性能主要取决于现场施工的精细程度(如不做局部封堵,会产生声桥)。TD-LOFT夹层体系的隔音主要通过石膏板吊顶、吸音棉、水泥压力板等方式实现,隔音效果有一定保障。
(5)使用与保养
五种方案均以钢材为主要构成构件,防锈防腐措施成熟。一般来说,钢梁现场焊接较多,现场焊接处油漆为现场涂装,若暴露在空气中,其防腐年限在10年以内。而一般钢结构采用密封包裹,其防腐年限预计可达25年。TD-LOFT夹层体系钢板表面镀锌量为275克/平方米,可满足70年免维护使用,防腐能力优异。
概括
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“LOFT”或“阁楼”作为一种建筑时尚或是为了最大化提升房地产产品价值的一种手段,面临的是在层高受限的情况下,如何保证夹层的净高与舒适度的问题。
钢结构方案是最适合装配式建筑发展的技术体系,以钢梁+不同材质楼板为代表的技术方案是目前市场上应用最为广泛的方案,其中花纹钢板方案价格最高,其次是膨胀石板、ALC板,水泥压力板最便宜。
TD-LOFT超薄夹层系统采用一体化设计理念,设计上采用梁、板、吊顶龙骨三合一体系,简化了结构层级,重量和厚度降低至约135mm,提高施工便捷性并缩短施工工期,使夹层净高提升约100mm,同时与传统方案相比可降低单位造价约300元/平米。
作者:李鹏,同济大学硕士,一级注册结构工程师,高级工程师,上海城建设计有限公司副总工程师,装配式建筑品牌“鹊舍”创始人。