淺談鋼結構-第四章 居家鋼構

世上每每事物都存在著變數!?就算是被稱之為「恆久完美」的鑽石,仍然隱含著天然的暇疵。只是,鑽石卻不曾因為本質缺陷而遮擋了它耀眼奪目的光芒。就像是建築工程中的任何一種結構形式一樣。在人類演繹進化過程一路至今,它們自體散發著不同的光輝,照亮在每一個世代的建築史。而今,也依舊保護著你、我安然渡過生命裡的每一個歲月!

鐵礦融合其他金屬元素,孕育生成的鋼。在建築性質及形式的迥異,鋼結構在其體系中演變而有所區分。或稱輕鋼結構。在此,我稱之為輕質鋼構。

就算是名為輕形鋼結構或輕質鋼結構。所有構件還是取用高效能結構用鋼質材料爲主!熱軋輕型 H 鋼、輕型焊接型鋼、高頻焊接型鋼、冷彎薄壁型鋼、薄鋼板和薄壁鋼管則是較為普遍使用的構件。不過對:輕質鋼構在倉庫、辦公室、工業廠房工程運用已有兩百年歷史的資訊,或許令國人較為陌生!也由於輕質鋼構其主要用於低荷重,結構跨距較小的建築。對於有限的主體面積、樓層低,但有著對於室內空間相對需求較高的獨戶個體建物,如居家住宅。面對日趨惡劣的氣候、高物價的生活條件,以及任何人都無法避免生活中「住」的需求。住家所應用的結構方式,在人類對物質與精神上的仰賴,具有絕對的指標價值和意義!

我國煉鋼技術,一直是世界知名的工業之一;鋼結構建築工法有別於其他構造-組裝。那麼,為了符合建築力學的材質,能夠達成更高的強度、進而發展製造有利組裝的構件,具備良好塑性的輕質鋼構繫件等。鋼構件除了必須在製作元素成份必須有所取捨,實現質地上的再進化。以達到現代居家環境多元功能被滿足!在我看來,這是極其艱難的任務。

回到上一章節。SC鋼結構捨棄了耐熱與耐腐蝕的本質優勢;又由於鋼結構原來自重輕、韌性高、而且無論橫向或直向的結構跨距都比一般大。在遇到較強風力及地震等外在作用力之下,建築構體也受到韌性影響而發生容易擺動的現象;另外,鋼結構工程在國內建築型態,都是應用在廠房及玻璃帷幕大樓居多!為了快速達成建造主體建築的目的,鋼構建築幾乎都是使用輕質隔間牆,來做為劃分室內空間的表現方式!?不過,這相對也使用得隔音效果大幅降低;可是,當建築演變的過程經過歷反覆試煉和更動。鋼結構本質相融了鋼筋混凝土結構抗壓性及耐燃度的優勢,兩種相異的結構行為在互相結合之後,結構力學展現了前所未有的躍進。只是對於環保與施工層面而言,SRC的確存在諸多難以克服的盲點!?

SRC就是鋼結構外覆鋼筋,然後架設模板,進行混凝土澆置。鋼構件

受到鋼筋混凝土包覆的鋼結構材,增加抗壓強度,裸露的鋼骨裹上防火、抗腐蝕的護罩;隔間、結構披覆鋼筋混凝土,隔音與搖晃的困擾就因此受到改善、一掃而空!針對居家建築客觀來說。繁瑣的工項與程序、耗時的施工週期及過

程,造成高昂的起造成本,還有完成建造後的建物自重。仍然讓業主與廠商對SRC存在諸多顧慮!

輕鋼結構住宅結構全部採用冷彎薄壁鋼構件體系組成,鋼構繫件採用防腐高強冷軋鍍鋅板製造。自體強度高,跨距幅度更勝鋼筋混凝土結構,而且鋼構建物也僅只有磚構造、混凝土結構的五分之一自重!但是它可抵抗每秒70米的颶風,結構壽命更可長達100年之久。生命及財產安全受到了更加充分的保障;另外。廠製之後的鋼構件,都是由螺栓與焊接方式連結而成。由鋼材組成定型的柱、樑、牆、版、樓梯、陽台等整體工程可以說是以「組裝」方式所建造!由於施作工項單純、作業程序簡捷,縮短了施工工期;倘若。在沒有環境外因影響之下,與RC、SRC比較。輕質鋼構建築施工過程足足可減少超過1/3以上的進場施工人次和工期。那也表示可為建造節省了不少的人事成管理成本;即便是即將廢棄的輕質鋼結構建築,的可回收的物料建材配備幾乎是100%!?不但維護生態環境,人性化的生活機能更降低健康受到影響的風險。

一般獨個體住宅樓層較少。所以斜屋頂式的獨戶建築在國內相當的普遍。因此,由冷彎型鋼構件組成的三角型屋架框體,運用在輕型鋼構件上的板材及石膏板等構材完成封裝之後。形成所謂的「板肋」型態結構,這看似不起眼的結構外觀,實際上竟然具有足以消弭八級以上強震所引發對於建物最具毀滅性的剪力破壞。這種抗震結構設計成果,讓人聽到不禁為之振奮!而厚度約50mm聚氨酯夾芯板材的阻熱係數與保溫隔熱效果,就已優於一般磚造外牆的效能;各位應該知道:「隔音效果是評估住宅的一個重要指標。」 中空玻璃都是最適合用於輕鋼構建物使用的窗扇;輕鋼結構隔間牆板本質就有透氣、調節室內空氣乾濕度的功能;屋頂具有至於不同於普遍鋼筋混凝土結構屋頂設備,輕鋼構建築因應室內空間可以產生更充足的空氣對流,甚至可以使室內空間上方也能形成空氣流動。屋頂通風系統的設置,讓室內溫度在環保狀態中達成了散熱的需求。室內空氣也因熱氣排除而紓解了用電負擔。

鋼結構~其實在居家建築工程應用的架構與繫件,亦或者是如隔間牆、樓梯、陽台等創建的領域上,已經有了更符合人性、為更貼近生活的卓越進展!

我們簡單來做個比較。......在同樣建築面積下。不論鋼構原有強度優勢。輕質鋼結構在居家建築內外整體施工效率、工時、品質、空間訴求、結構壽命。相較鋼筋混凝土結構施工條件與結果。

凡事萬物都有良莠利弊。在對應符合標準程序下執行焊接工作後。鋼架結構的焊接,在原設計強度扮演舉足輕重的角色。專業工作人員精準的掌握焊錫受熱後產生的質變,避免各型焊道變形樣態,焊接技術與管理在工程不斷試煉過程中持續昇華;因為焊接技術的成就,就是讓廠製完成的樓板、牆板、樓梯、陽台等建築單元構造一一在「裝配」的模式下,如數被結合成為一個完整且獨立結構個體的推手。然而鋼結構或是輕質鋼結構的造價,雖然依舊是業主和承攬廠商在建造上是最為重視的考量之一。不過,在深層的文明時代與社會

發展角度來評論建築結構的身價。就像是RC鋼筋混凝土結構輝煌的成果一樣。無論是居於領先、或是趨於穩定的結構地位?站在建築結構的單純立場上,結構被賦予了一個永遠不變的使命:那就是:「讓人類的生命安全不受危害!