基于木塑复合材料特性的抗震住宅设计研究

摘要

面对我国能源、环境污染问题和近年来多发的地震后灾民安置问题，当前使用的活动板房在材料选择、地基建造和后续回收处理问题上暴露出来的问题不仅造成了极大的资源浪费，也给灾区当地居民带来了一定的环境压力和经济负担。木塑复合材料(Wood-Plastic Composites，通常被称为WPC)作为一种兼有木材和塑料双重优点的新型环保材料，从诞生之初就凭借其优良的特性广泛地应用于建筑、园林、汽车、工业产品等多个领域的产品设计中。但目前国内多数机构和企业多集中在对其材料特性和生产加工设备的研究和改进上，对其产品开发应用设计方法研究尚还不够，所以造成了国内木塑制品多为铺板、遮阳、地板等和人们对木塑复合材料的认知度不高的情况。
　　 面对地震突发性灾难的应急属性，未经周全考虑设计方案和建造方法而临时建造的过渡安置房并不能满足灾区居民人们的特殊需求。因此需要对这种行动和设计模式进行调整和规划，以受灾群众作为设计出发点，以更为全面和合理的产品设计流程和思路来进行过渡安置房的设计。本文的主要目的是将木塑复合材料这种新型的环保材料应用于地震灾难发生后的过渡安置房的构建中，用工业设计的方法来探索木塑抗震住宅可能的设计形式和方法。文章在对木塑复合材料的材料特性进行充分了解和把握的基础上，从理论和现有案例两个方面论证了将木塑复合材料应用在抗震住宅上的合理性和可行性。木塑抗震住宅是在当前震后过渡安置灾民的活动板房的建造基础上进行改进而来的，以产品设计的设计方法和流程对木塑抗震住宅的设计模式进行探讨，全面考虑灾区居民对过渡安置房的需求和期盼，针对现有板房存在的问题和弊端进行梳理，以实验性的方案来探索震后过渡安置房的设计方法，既是对我国目前在震后过渡安置房设计这一领域尚还缺乏的补充，也是希望通过这样一次设计实践来拓展木塑复合材料产品的应用领域，展现木塑复合材料的优良特性和亲民性，让它得到更多人的接受和认可。最后则以木塑抗震住宅做为永久性住宅的概念设计案例作为补充探索了木塑产品的应用前景和发展方向。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景及动机

1．1．1 木塑复合材料的发展

1．1．2 我国民用房屋抗震性能不高

1．1．3 我国抗震过渡安置房的使用情况

1．1．4 国际抗震节能住宅的提出

1．2 相关研究概念的阐述

1．2．1 木塑复合材料

1．2．2 抗震住宅

1．2．3 抗震住宅设计研究

1．3 国内外研究现状

1．3．1 国内对抗震住宅的研究现状

1．3．2 国内外对木塑住宅的研究现状

1．4 研究内容与技术路线

1．5 研究目的与创新点

1．6 研究方法

第2章 木塑复合材料用于抗震住宅的可行性分析

2．1 木塑复合材料的材料特性

2．1．1 木塑复合材料的物理特性

2．1．2 木塑复合材料的加工特性

2．1．3 木塑复合材料的连接工艺

2．1．4 木塑复合材料的生态性能

2．2 木塑复合材料的优缺点

2．3 木塑复合材料应用在抗震住宅上的可行性分析

2．3．1 木塑复合材墙体自重轻、力学性能稳定

2．3．2 有效减轻地震作用的连接方式

2．3．3 房屋建造结构

2．4 本章小结

第3章 过渡安置房分析及相关问题

3．1 过渡安置房与永久性住宅的区别

3．2 国内抗震过渡安置房分析

3．2．1 国内抗震过渡安置房的主要形式

3．2．2 活动板房的建造过程和潜在问题

3．2．3 活动板房的功能设计和潜在问题

3．3 国外抗震过渡安置房分析

3．3．1 集装箱住宅

3．3．2 集装箱住宅的优势

3．3．3 集装箱住宅对木塑抗震住宅的启示

3．3．4 日本震后过渡安置房

3．4 对木塑抗震住宅的思考

3．5 本章小结

第4章 木塑抗震住宅工业设计研究

4．1 居住者对木塑抗震住宅的需求

4．2 木塑抗震住宅的设计目标

4．3 木塑抗震住宅的功能空间设计分析

4．3．1 相关功能空间的尺寸确立

4．3．2 基本空间模块设定

4．3．3 空间模块组合设计

4．4 木塑抗震住宅的外观设计

4．5 木塑抗震住宅的色彩设计

4．6 木塑抗震住宅的结构分析

4．7 木塑抗震住宅的展示

4．8 木塑抗震住宅的评价

4．9 小结

第5章 木塑抗震住宅的永久性居住概念设计

5．1 设计背景

5．2 木塑抗震住宅的永久性居住概念设计

5．2．1 术塑住宅平面布置

5．2．2 木塑住宅外观设计

5．2．2 住宅结构设计

5．3 设计方案展示

5．4 小结

结语

参考文献

致谢

附录A 关于抗震过渡安置房设计的调查问卷

附录B 关于抗震过渡安置房设计的调查问卷的分析

附录C 攻读学位期间的研究成果