围护系统（精选11篇）
围护系统 篇1
随着钢结构在建筑业的迅速发展, 配合钢结构的金属围护系统的种类也越来越多。对于没有保温隔热要求的建筑, 围护系统往往只是一层不到1 mm厚的彩色压型钢板;对于有保温隔热要求的建筑, 围护系统通常会采用工厂预制的彩色钢板夹芯板, 或采用现场复合的双层彩色钢板, 中间铺设保温棉的建筑构造。
使用的建筑材料相同时, 通过构造设计, 可以优化围护系统的导热系数, 达到节能的目的。本文以现场复合的双层彩色钢板中间夹100 mm厚保温棉的金属围护系统为例, 对金属屋面系统的保温性能进行了研究。
1 工程保温设计与实际效果间差异的研究
实际工程中, 有保温要求的金属围护系统通常会采用图1所示的构造形式。这种构造形式适用于钢结构围护系统, 即在梁间用檩条作为围护系统的龙骨, 将金属屋面板及保温材料固定在檩条上, 以实现屋面系统的基本功能。屋面构造自上而下依次为:压型金属屋面板 (带屋面支架) →100厚玻璃丝棉保温层 (容重16 kg/m3) →檩条→压型金属板屋面底板。
在工程设计中, 选用上述构造形式时, 需对屋面传热系数 (即保温能力) 进行计算。计算依据:玻璃丝棉厚度δ=0.1 m、容重=16 kg/m3时, 玻璃丝棉导热系数λ=0.058 W/ (m·K) ;又纤维保温材料传热系数修正系数α=1.2, 则工程设计中选用上述屋面构造时单层或多层材料组成的屋面围护系统本体热阻Rj=δ/λ/α=0.1/0.058/1.2=1.437 m2·K/W, 围护系统总热阻R0=Rp=Rn+Rj+Rw=0.115+1.437+0.043=1.595 m2·K/W, 围护系统传热系数K1=1/R0=1/1.595=0.627 W/ (m2·K) 。式中:Rn———内表面换热阻 (m2·K/W) , 取0.115 m2·K/W;Rw———外表面换热阻 (m2·K/W) , 取0.043 m2·K/W;Rp———围护系统各层材料总热阻 (m2·K/W) 。
按照设计要求, 在市场上购得“河北亨达”玻璃丝棉保温材料, 并对其主要性能指标进行检测 (表1) , 以检验工程保温实际效果与理论效果之间是否存在差异。
根据表1中的数据, 计算得出“河北亨达”玻璃丝棉的导热系数λ=1.52×0.049 2=0.074 8 W/ (m·K) , 则该屋面构造的实际传热系数K2=λ/δ=0.074 8/ (0.049 2×2) =0.76 W/ (m2·K) (注:用直接测得的保温棉传热系数进行计算, 无需再用修正系数进行修正, 也不再计入表面传热阻) 。
比较屋面构造传热系数设计值K1与实际值K2, 两者关系为:K2[0.76 W/ (m2·K) ]>K1[0.627 W/ (m2·K) ]。可见, 由于实际工程中使用的保温棉大都存在负公差, 按其真实性能进行计算, 得到的传热系数K2无法达到设计要求。这种情况一方面需要对建材市场进行整顿, 另一方面需在材料进场验收时严把质量关, 以保证建筑围护系统保温效果达到设计预期效果。
为检验实际工程保温真实效果与设计效果之间存在的差异, 采用相同的保温棉制成1.5 m×1.5 m的合成屋面试件, 并采用热箱法对试件进行检测, 得到屋面试件的传热系数K3=0.781 W/ (m2·K) 。比较屋面构件传热系数实测值K3与材料计算传热系数K2, 两者关系为:K3[0.781 W/ (m2·K) ]>K2[0.76 W/ (m2·K) ], 但两者数值比较接近。以上结果表明, 通过检测保温材料性能计算得到的屋面保温效果与实际屋面的保温效果接近。考虑到一些不良因素造成的保温性能折减等情况, 只要选择与设计要求相符的保温材料, 并留有一定余量, 实际屋面的保温效果基本可以达到设计要求。
2 改变安装方式提升保温性能
众所周知, 空气热导率比组成围护系统的其他材料的热导率小, 为提高围护系统的传热阻, 寒冷地区围护系统内常用增加空气间层来减少传热量。空气间层传热是对流和辐射换热的综合过程, 对流换热强度与间层厚度、间层设置方向和形状以及密闭程度等因素有关。在金属围护系统中, 由于檩条断面尺寸往往大于保温棉厚度, 可将保温棉拆分成两层, 分别铺设在檩条上下两侧, 形成一个空气间层, 提高系统的保温性。
空气间层热阻值目前难于用理论公式求得, 故工程上常按表2所载取值。当空气间层厚度相同、构造相同时, 热流由上向下的空气间层热阻值最大, 竖向空气间层次之, 热流由下向上的空气间层热阻值最小。此外, 当空气间层超过一定厚度 (约4 cm) 后, 由于传热空间增大, 反而易于空气的对流换热, 热阻值几乎不随厚度增加而增大。
根据上述理论, 对图1中的围护系统构造进行改进, 将一层100 mm厚的保温棉分隔成两层50 mm厚的, 并分别安装在檩条的两侧 (在檩条处形成一个空气层) , 改进后的屋面构造自上而下依次为:压型金属屋面板 (带屋面支架) →50 mm厚玻璃丝棉保温层 (容重16 kg/m3) →檩条→50 mm厚玻璃丝棉保温层 (容重16 kg/m3) →压型金属屋面底板 (图2) 。
在工程设计时, 图2中屋面构造的上层保温棉传热阻R1=δ/λ/α=0.05/0.058/1.2=0.718 m2·K/W, 下层保温棉传热阻R3=δ/λ/α=0.05/0.058/1.2=0.718 m2·K/W。由空气间层厚度d=6 cm, 查表2得到空气间层传热阻R2=0.181 m2·K/W (此围护系统为屋面, 但由于试验设备限制, 构件为竖向放置, 因此间层位置为垂直) , 故保温层各层材料总热阻Rp=R1+R2+R3=1.617m2·K/W, 围护系统总热阻R0=Rn+Rp+Rw=0.115+1.617+0.043=1.775 m2·K/W;围护系统传热系数K4=1/R0=1/1.775=0.563 W/ (m2·K) 。
按照图2所示屋面构造形式, 采用实际采购的“河北亨达”玻璃丝棉保温材料进行计算, 得到该屋面构造上层保温棉实际传热阻R1=δ/λ=0.049 2/0.074 8=0.658 m2·K/W, 下层保温棉实际传热阻R3=δ/λ=0.049 2/0.074 8=0.658 m2·K/W。以选择合理柱距下常用的冷弯薄壁C型钢C160作檩条为例, 除去两侧各50 mm厚的保温棉, 空气间层厚度d=6cm, 则空气间层实际传热阻R2=0.181 m2·K/W (为与试验相对应, 间层位置选择为垂直) , 故围护系统各层材料实际总热阻Rp=R1+R2+R3=1.551m2·K/W;围护系统实际传热系数K5=1/R0=1/1.551=0.645 W/ (m2·K) 。
采用相同保温材料, 按图2所示屋面构造制成的1.5 m×1.5 m的合成屋面试件, 采用热箱法测得其传热系数K6=0.524 W/ (m2·K) 。
比较设计值K4、材料计算值K5与屋面构件实测值K6, 其相互关系为:K6[0.524 W/ (m2·K) ]
比较图1中屋面实测传热系数K3与图2中屋面实测传热系数K6, 两者关系为:K6[0.524 W/ (m2·K) ]
3 保温材料表面覆铝箔提升保温性能
同样的保温材料, 只要采取不同的安装方式 (一层保温棉变为两层保温棉) , 就可以提高整个围护系统的保温性能。下文将继续对保温材料进行探究, 以近一步提高材料的利用效率。
分析表2中的数据可以发现, 如果在空气间层的材料表面覆上铝箔, 使空气在接触保温层表面时的辐射热有了反射作用, 阻止热传导进入保温棉, 便可提高空气热阻值。一般情况下, 工程中应用的纤维状保温棉都覆有一层有一定抗拉强度的膜材, 起保护保温棉、避免保温棉断裂或受潮而失去保温效果的作用。因此, 对有节能保温要求的围护系统, 只需选择铝箔作为覆膜, 并将两侧铝箔的覆膜方向都朝向空气间层, 就会形成一个有热反射能力的空气间层 (图3) , 实现不增加任何成本的同时, 增加空气间层的热阻、提高围护系统的保温性能。完善保温材料后的屋面构造自上而下依次为:压型金属屋面板→50 mm厚玻璃丝棉保温层 (容重16 kg/m3, 铝箔覆膜朝室内) →檩条→50 mm厚玻璃丝棉保温层 (容重16 kg/m3, 铝箔覆膜朝室外) →压型金属屋面底板。
在工程设计时, 图3中屋面构造的上层保温棉传热阻R1=δ/λ/α=0.05/0.058/1.2=0.718 m2·K/W, 下层保温棉传热阻R3=δ/λ/α=0.05/0.058/1.2=0.718 m2·K/W, 当空气间层厚度为6 cm时, 由表2得知空气间层传热阻R2=0.705 m2·K/W, 故保温层总热阻Rp=R1+R2+R3=2.141 m2·K/W, 围护系统总热阻R0=Rn+Rp+Rw=0.115+2.141+0.043=2.299 m2·K/W, 围护系统传热系数K7=1/R0=1/2.299=0.435 W/ (m2·K) 。
比较保温棉不带铝箔层的屋面传热系数设计值K4与保温棉带铝箔层的屋面传热系数设计值K7, 两者关系为:K7[0.435 W/ (m2·K) ]
4 热桥对保温性能的影响
轻型钢结构装配式外围护系统需要檩条 (或墙梁) 作为装配式屋面板 (或墙板) 的支撑, 支撑部位保温材料被挤压或被隔断都会导致局部导热系数突然增大, 产生热桥效应。热桥效应的后果除了使外围护系统局部热阻变小、增加传热量、削弱围护系统保温性能外, 还会导致室内表面或围护结构内部产生冷凝水, 设计中应充分考虑其对系统热阻削弱的影响。从金属板屋面红外成像测得的屋面温度分布图可以看出 (图4) , 屋面温度最高的部位也正是屋面檩条所在的区域。在这些区域里, 保温棉被挤压后失去了大部分热阻, 导致屋面整体保温性能下降。
事实上, 热桥是金属围护系统中大量存在且不可避免的, 并且也是不可忽视的。削弱热桥效应较好的办法是在檩条 (或墙梁) 靠室外一侧加设硬质隔热块或柔性隔热带。隔热块需具有一定抗压强度, 用防热桥的自攻螺钉通过金属压条固定在檩条或墙梁上 (图5, 通常用于保温要求高的建筑物) ;隔热带通常是具有双面粘结能力的聚氨酯泡沫条, 在安装外侧保温棉前将隔热带粘贴在檩条 (或墙梁) 外侧, 安装简便 (图6, 通常用于保温要求不是很高, 或是通过计算其热损失后也符合节能要求的建筑) 。需要注意的是, 隔热块和隔热带通常用B1级材料制作而成, 在应用时应考虑建筑构造的整体防火性能。
防止热桥也可以采用多层保温结构, 连接固定点错向铺设来实现, 这种构造可最大程度缩小热传递路径面积 (图7) 。
5 结论
1) 保温材料物理性能应与设计值相符。若围护系统保温设计不存在问题, 但保温材料的选择出现偏差, 也会影响整个屋面系统的保温性能;保温材料的容重、厚度对整个围护系统保温效果也有一定的影响, 实际工程设计前应对保温材料性能进行检测, 严把质量关。
2) 围护系统实际传热系数K值比保温计算传热系数K值大, 设计中应留有余量 (如适当增加保温材料的厚度等) 。
3) 构造中设置有效空气间层, 能提高金属围护系统的保温能力。同样厚度的保温棉, 分成两层分别铺设在檩条 (或墙梁) 的两侧, 削弱热桥效应, 增加一层空气间层, 既不增加任何材料成本, 又可以极大地减小整个系统的传热系数。
4) 在结构龙骨上增设隔热块或隔热带, 可以有效消除热桥效应, 提升金属围护系统的保温隔热性能。参考文献:
参考文献
[1]王宇清.供热工程[M].北京:机械工业出版社, 2009.
试析建筑围护结构节能技术 篇2
摘要：我国的住宅建筑与国外同类型的建筑相比，存在建筑能耗过高问题。针对这一问题，本文从建筑围护结构方面对建筑节能技术进行了阐述。
关键词：建筑围护；结构；节能技术
1 建筑外围护结构技能技术
建筑节能技术的推广，主要是增强建筑围护结构的保温隔热能力。建筑外围护结构通常指的是外墙、窗户、阳台门、外门、屋面以及不需要采暖楼梯间的隔断和室内门等。建筑物的总损失热包括围护结构的传热耗热量以及渗透通过门和窗的空气间隙的耗热量。若总得热和总失热相等时时，建筑物室内温度将不会变化。因此，建筑节能的主要途径是：要减少建筑物外表面积和加强围护结构保温隔热能力，以减少传热量，以及是增强门窗的气密性，减少夏季空气渗透得热量和冬季空气渗透耗热量。
1.1 墙体节能
在建筑外围护结构中，采暖能耗在墙体上的占有最大的比例，占能源消费总量的32.1%～36.2%。因此，如何提高墙的保温性能已成为当务之急。目前，外墙节能住宅分为外墙外保温，外墙内保温，单一材料墙体保温四种，夹心复合墙体保温。在一般情况下，工程建设推广的主要形式是外墙外保温，是最直接的保温方式，效果是最好的，也是我们的国家是目前使用最广泛的一种建筑保温技术。
1.2 屋面节能
屋面节能的原理和外墙节能原理一样，改进屋面层的隔热保温性能，阻止热量在屋面层的传递。屋顶节能措施要点：首先，屋面保温保温层应该选用密度较小，导热性能很低的保温绝缘材料。其次屋面保温材料还应选择吸水率较高的材料，以防止屋面潮湿工作，降低绝缘效果。屋顶保温隔热常见的有以下几种做法：
（1）导热系数高、密度较大的材料不易做屋面保温层的材料，另外，要求材料具有较小的吸水率，因为如果保温层含水量较高，保温效果就会降低。若保温材料吸水率高，则应在屋面设排气孔，把保温层内的水汽排出，保持干燥。
（2）在屋面上铺绝热材料，形成节能复合型屋面。具体可以选择岩棉板聚苯板为材料，而且要通过热工计算得出材料的厚度，另外还要注意防水。
（3）屋面做法采用倒置式，即在防水层上面设置保温层。这样做的好处在于：材料具有较好的防水和耐气候性，使防水层不易老化，避免温度剧烈变化引起防水层开裂，而且这种方式下，保温层覆盖了防水层，阳光不会直射到防水层上，避免防水层温度过高，此外，保温材料在屋面内部的吸湿问题也得到了很好的解决，使保温材料的使用寿命得到延长。
（4）在屋面设置架空隔热板，与传统意义上的架空板不同，架空隔热板的特点在于板内填充有玻璃棉、岩棉等保温材料，板面与屋面之间还存在着300mm的架空距离，能够起到通风、散热和隔热等功能。
（5）做反射降温屋顶，比如在屋面上涂上浅色的光滑材料，增强屋面对太阳辐射的反射能力，降低屋面内表面温度，这种做法也起到隔热降温效果。
（6）在屋面布置植被，在屋面上布置植被，在使屋顶环境得到美化的同时，也使城市景观得到美化，而且在防止污染、调节气温方面具有一定的作用。而具体到建筑节能方面，被可以使建筑的保温隔热性能得到提高，从而降低建筑能耗。
（7）蓄水屋面的采用。在一些气温较高的地区，适宜采用蓄水屋面，这种屋面降温、隔热的作用较好，可以对太阳辐射起到遏制作用，减少大气高温对屋面的不利影响，使屋面得到冷却。
1.3 门窗节能
建筑物的主要组成部分是门和窗，起着重要作用，连接室内和室外的热量，光线和通风，设计合理的门和窗户是建筑节能的重要措施之一。门窗能耗约占建筑围护结构总能耗的40%至50%。建筑门窗既起着室内外隔热作用，也起着室内外沟通作用。因此，提高门窗的保温隔热性能，减少门窗的能耗，是改善室内热环境质和提高建筑节能的关键环节。
（1）加强对窗框部分的保温隔热处理，主要方法是对窗框进行阻热隔热处理，把保温材料镶嵌于金属窗框之间，降低窗框的传热能力，还可以采用空腹钢窗内存在空气隔热降低窗框传效率，也可以采用塑料窗框，降低通过窗框部分的热耗。
（2）根据建筑所处的地区的环境、气候等自然因素，选择合理玻璃，降低通过门窗的传热量。
（3）合理选择中空玻璃隔层气体性能，一般选择充入氩气。因为氩气具有良好的化学稳定性，基本不与其它物质发生反应，而且密度比空气重，在玻璃层间不易流动，传热性能比空气还低。
（4）合理安排墻窗比例，尽量在南北方向开大窗，采用活动式或活固定式的遮阳方法，增强窗户的遮阳性能以及窗户的气密性，风密性和水密性。在窗户制作安装时，严格控制规格尺寸、准确度、精确度，增加开启缝隙的搭接长度，尽量减少空气渗透。
（5）提高镶嵌部分的空间层数和镶嵌材料对红外线的反射能力，改善其热绝缘性能，从而提高镶嵌部位的保温隔热能力。
1.4 地板节能
地板作为建筑的一个重要组成部分，在建筑节能设计所中也是不可以忽略的。为了使节能效果更好，我国很多建筑都有地下室，地下车库等地下空间，这位地板保温提供了场地。一般情况下，在一楼地下板下填充高效保温隔热材料。低温地板采暖系统，是基于对整个地面作为散热器，相比传统采暖系统的热舒适有了质的飞跃。注入管内60℃以下的低温热水加热地板混凝土层。地面温度在26°C左右，室内温高达16℃到20℃，这样的做法有很多优点：低温地板采暖地面温度高于室内的上部的温度，让人感觉头冷脚热，头脑清醒，非常舒适；无散热器，既增加了室内使用空间，便于室内装饰；选用铝塑复合管埋在地板混凝土中，不怕腐蚀，无结垢，基本没有维修费用；同时地板内增加了保温层，也提高了隔声效果。有些地方地板采暖系统采用供电缆，采用电加热使地板表面温度达到20℃～28℃，效果也非常好。
2 建筑外墙常见保温材料及构造做法
2.1 保温材料
保温材料对于外墙外保温系统非常重要，它关系到系统的保温隔热性能，所以加强利用墙体保温材料对节能是一种很有效的方法。保温材料分为有机、无机、复合三种类型。有机材料：也称泡沫塑科，用发泡法制成。采用的发泡材料为高分子化合物或高聚物如聚氨酯硬质泡沫塑料、聚苯乙烯泡沫塑料等。其主要优势是质量轻、隔热性能好、防水性能好。但致命弱点是防火能力差。
无机材料：由天然矿物质粗加工而成，从形态上可分为纤维类如玻璃棉、水镁石等，粒粉类如膨胀珍珠岩、海泡石、石膏等。从应用结构上又可分为单体型与复合型。无机质类总体的优势是防火性能好，但保温性能不如有机质类。
复合型材料：近几年新兴的一种保温材料，它是以防辐射吸收材料、岩棉、农作物秸秆甚至是可以利用的具有保温性能并进行过无害化处理后的垃圾、通过发泡方式生产的空心材料等为原材料加工生产的。复合材料的保温隔热效果好，具有防火阻燃、变形系数小、工程成本低，而且其原材料来源广泛、能耗低，可节约资源，提高资源的循环利用率。但复合材料仍然处于研制开发阶段，没有市场化。
2.2 常见的构造做法
按组成材料的不同，外墙保温构造方案主要有两种类型，单一材料墙体（外墙自保温）以及复合材料墙体，随着建筑的发展以及人们对舒适性要求的提高，现在广泛采用的是复合材料墙体。复合材料墙体根据保温层位置的不同，可以分为以下三种形式：①外墙外保温；②外墙内保温；③外墙夹芯保温。
3 结语
建筑围护结构的节能技术，包括了墙体、门窗、屋面和地面等的节能技术，对建筑节能赶到至为关键的作用。但节能技术更需要考虑整合应用，考察其综合节能效果，提高我国总体建筑节能水平。
参考文献：
[1]马秀力，范学平，刘达光.建筑节能技术探讨[J].中国住宅设施，2010（12）
[2]唐洪乐.谈建筑节能[J].山西建筑，2010（09）
围护系统 篇3
相比轻型钢结构厂房, 重钢厂房的围护系统有以下几个特点: (1) 厂房吊车吨位较大, 厂房内设备较多, 故厂房高度一般较高; (2) 厂房柱距较大, 一般在12~18m; (3) 由于工艺要求, 经常会开大门洞。现结合某工程, 对围护系统设计提出一些普通的做法和建议。
2 工程概况
本工程为大连市某重钢厂房, 厂房所在地区抗震设防烈度为7度[1], 设计基本地震加速度0.10g, 设计地震分组:第二组。基本风压 (10m高度, 50a基准期) 0.65k N/m2[2], 地面粗糙度类别:A类。厂房跨度为24m+36m, 柱距为12m及18m, 单跨双坡, 两跨内均设双层吊车, 厂房采用格构柱, 边柱檐口最高处为42.5m, 考虑到美观要求及施工工期, 墙面采用Q345双层彩钢板保温墙面, 部分柱距内因工艺要求, 需要设置一10m宽的物流通道。现结合本工程具体情况, 设计围护系统。
3 设计方案
因本工程位于海边, 地面粗糙度类别为A类, 风荷载较大, 若12m柱距采用C型简支檩条, 截面较大, 比较浪费, 且在较高处风压高度系数超过1.7以上, 12m的简支檩条很难满足要求。故在纵墙范围, 根据厂房建筑统一模数化基本规则要求, 在边列柱的柱距≥12m时, 统一设置墙架柱。设置墙架柱时, 利用吊车梁的辅助桁架作为竖向荷载的支承点, 以及吊车梁的横向水平制动桁架或制动梁和设置在托架处的屋架下弦纵向水平支撑作为水平支承点, 可有效地减少构件计算的长度和截面尺寸。在山墙范围内, 抗风柱的设置与纵墙类似, 抗风柱间距不宜过大, 可与纵墙基本相同, 以保证围护构件的檩条尺寸统一。山墙抗风柱上端应使其水平支承在屋架横向支撑节点上, 如果不重合, 可以调整抗风柱位置, 或设置分布梁, 将水平荷载传至支撑节点上, 但设分布梁会增加造价, 不如调整柱距更为方便。重钢厂房一般较高, 当柱高大于18m时, 宜设置抗风桁架作为抗风柱的水平支承, 抗风桁架一般设置与吊车梁上翼缘, 并设置走道板, 与该处的纵向走道联通, 其竖向由连于抗风柱的斜撑支承, 并以此斜撑来减少桁架弦杆平面外的计算长度。由于本工程工艺需要, 在厂房外墙有多处开大门洞的地方, 最大门洞为15m高, 10m宽, 此时门洞顶应设门梁, 可以采用门顶桁架, 或者钢梁保证门洞尺寸, 由于钢梁施工方便快捷, 且在整个厂房中, 此种门洞较少, 并且跨度不大, 故选用钢梁。如选用桁架, 则应设置竖向桁架承受桁架上方的墙架柱 (抗风柱) 传来的竖向荷载, 并设置水平桁架承受风荷载等水平荷载。在较大跨度的门洞处, 桁架结构可以有效减小用钢量, 推荐使用。另外在同一跨内, 厂房纵向有高低屋面也可以采用此种双向桁架设置做法, 用于封住高跨的山墙面。
4 常用构造做法
在计算时, 墙架柱 (抗风柱) 采用实腹式柱, 基本采用焊接H型钢, 由于采用彩钢板墙板, 竖向荷载较小, 可将墙架柱 (抗风柱) 视为支承于屋盖支撑、吊车梁制动桁架 (抗风桁架) 、基础等的连续梁。墙架柱 (抗风柱) 与基础的连接一般采用铰接, 以简化连接结构, 并节约基础材料。但当墙架柱 (抗风柱) 的2个水平支承点相距较远, 并且风压较大时, 为避免柱截面过高及挠度过大, 也可采用固结柱脚。抗风桁架通常设置在山墙面, 其上设置走道板与吊车桁架走道板联通, 桁架截面高度一般按照跨度的1/12~1/16取值。抗风桁架在抗风柱传来的水平集中荷载作用下, 杆件内力按照简支桁架进行分析。由于弦杆一般承受桁架平面外的弯矩, 通常采用槽钢截面[3]。
墙架柱与屋面钢托架连接时, 一般采用侧向弹簧板连接 (见图1) , 水平风荷载通过弹簧板传给托架。当墙架柱与托架距离较远时, 可采用在托架焊2个加长的H型钢的方式与墙架柱进行弹簧板连接 (见图2) , 不建议将竖向荷载通过托架传递。当墙架柱在托架正下方时, 可以将墙架柱通过弹簧板于托架连接 (见图3) , 也可使用高强螺栓悬吊于托架下方 (见图4) 。
墙架柱与吊车梁辅助桁架连接时, 一般分有2种情况, 一是辅助桁架与墙架柱位置重合时, 墙架柱断开, 辅助桁架上端由螺栓和墙架柱连接, 辅助桁架下端由弹簧板和墙架柱连接 (见图5) , 这样辅助桁架上方的墙架柱的竖向荷载由辅助桁架承担, 此种情况时, 也可以辅助桁架断开, 桁架的上下弦都与墙架柱连接, 但由于重钢厂房吊车吨位一般较大, 吊车梁传来的水平力也较大, 不建议将桁架断开。另外一种情况下, 辅助桁架与墙架柱位置不重合, 可采用图6的连接方式。
山墙面的抗风柱通常在屋架的外侧, 连接时一般用2个弹簧板与屋架的上下弦角钢连接 (见图7) , 抗风柱在吊车梁上翼缘由抗风桁架、角钢和抗风柱共同组成一个三角形体系 (见图8) , 抗风桁架与吊车梁上翼缘连接可以使用角钢焊接 (见图9) , 也可以用螺栓连接。
5 结语
重钢厂房的围护系统相比轻钢厂房, 重钢厂房一般都很高, 这时抗风柱 (墙架柱) 必须有辅助桁架或抗风桁架作为水平支承点, 以减小其截面大小, 并且建议使用铰接柱脚, 以减小基础的大小。屋面应以屋架或托架做水平支承点, 有效利用屋架和托架来传递水平风荷载。重钢厂房中构件众多, 围护系统也会出现很多种特殊的情况, 这时设计人员一定要把各个构件的空间位置关系分析清楚, 并应该结合各工程的具体情况, 综合考虑, 选择安全适用、经济合理的结构设计方案。
摘要：根据重钢厂房围护系统的特点, 结合某实际工程, 对围护系统设计及构造做法提出自己的观点和建议。
关键词：重钢厂房围护系统,檩条,抗风柱,墙架柱,抗风桁架
参考文献
[1]GB50011—2010建筑抗震设计规范[S].
[2]GB50009—2012建筑结构荷载规范[S].
地下室围护方案 篇4
地
下
室
围
护
施
工
方
案
编制:
审核:
审定:
杭州市第五建筑工程有限公司
2004年5月25日
工程概况:
公交首末站由杭州市草荡小区建设指挥部开发兴建,建设地 点位于杭州市石桥镇,南临永安路,工程为框架结构民用建筑, 由杭州市凤起监理公司监理,杭五建组织施工。
土方开挖及地下室围护工程施工
总则:本工程土方工程施工方案根据《建筑地基基础工程施 工质量验收规范(GB50202-2002)》编制。
本工程土方开挖及围护的重点为公交首末站的地下通道部 分。该工程挖深为4.2米-4.8米,现场平均自然地坪高度为-1.150米即黄海标高4.150。
土方开挖:
（1）土方开挖应在降水后方可进行。根据工程现场实际情况、周边20m范围内无建筑物，我方拟对基础土方大开挖1:1.5至
1.25两级两次放坡进行,开挖在建筑物轴线以外5米范围进行分层大开挖至2米深处.放坡1:1.50即从原始自然地坪黄海标高
4.150.挖至黄海标高.第二次以黄海标高4.150挖至设计桩顶标高(-5.850)、第二步1:1.25放坡至坎底,可加打一排松木桩,胸经12cm,间距800,长度6米,有效防止基坑側壁的变形，严禁暴露时间过长。
（2）土方开挖选用±1.0m反铲挖土机开挖,側边沟槽由人工 配合挖土,底部三角土以人工修整为主。挖至设计标高后,通知 质监、监理、建设、设计各方,进行基底验收,随即进入下道工序。
3(1)基坑开挖,设一名施工员跟班控制基底的标高,板底以上 30cm及地梁、承台、集水井等局部深处土方采用人工挖土。
(2)土方挖运日夜施工、项目部在施工前将与有关部门协调, 完成施工许可证申请工作,严格按时限施工。
(3)严格控制土方开挖时的坡度,高差,防止基坑土体滑坡。
(4)土方施工应时常对基坑进行观测,准备防雨彩条布。
(5)土方及地下室施工期间,基坑四周地面严禁堆放钢筋、钢 管等重荷载材料。
土方开挖注意事项:
（1）土前各项施工准备工作到位后,由总工程师签发挖土令才 能进行土方开挖。坑上周边的排水沟应设置完整,沟底坡度应大 于0.5%。
（2）土方开挖过程中将采用信息化指导施工,对监测数据每天 进行记录、分析,随时注意基坑的变形情况,根据现场的实际情 况适时调整施工方案。
（3）为保证基坑外水不进基坑,在基坑顶进基坑处,用水泥砂 浆切筑一道拦水坝。
（4）开挖过程中严格按施工法案进行,严谨超挖出现,机械开 挖至距坑底30cm处由人工修土至设计标高,确保基底土不被扰 动。
（5）挖机作业时将遇上工程桩桩体,要求挖至坑底时动作幅度 不宜过大,严禁撞击桩体,凡机械不能挖到之处辅以人工配合挖
除,以免造成桩体位移修整。
（6）基坑局部土差,可用打木桩、喷素砼加固。
（7）现场计划准备钢板网100m,钢管,喷浆机一台,木桩等抢 险材料备用。
围护结构施工方案:
本工程±0.000相当于绝对标高5.300米。
基坑10米范围不得堆载超过15kpa,台面上严禁堆载。围护施工顺序:
降水-土方按层开挖-第一台阶1:1.25至黄海标高4.15m,第二台阶1:1.25至坎底,视情况加打一排松木桩,胸经Φ120,间距800,长度6米。
基坑排水:
本工程采用集水井进行降水,根据现场实际情况将投入10 台污水 对基坑进行日夜不间段排水,在基坑四周设置贯通的排 水沟,沿排水沟每隔一定距离设置集水井, 将地下水排入城市下 水管网。
地下室基坑围护安全生产措施:
为确保施工的安全和一挖顺利进行,在整个过程中应进行全 过程监测,实施信息化施工。现场监测对深基坑的土方开挖和地 下室施工的安全是至关重要的,只有进行现场监测,才能及时获 取基坑开挖过程中围护结构及周围土体的受力与变形情况,掌握 基坑开挖对周围环境的影响,对地下室施工的顺利进行及时提供
2指导。
监测内容:
1、周围环境监测：包括周围建筑和道路路面的沉降、倾斜、裂缝的产生和开展情况，以及地下管线设施沉降、变形等。
2、深层位移监测,主要监测基坑开挖过程中支护结构及其后土 体随深度的水平位移。
3、地下水位监测:可以利用基坑周边集水井进行观测。监测要求:
1、在施工前，先了解掌握监测对象的情况，如对建筑已有的裂 缝有必要的拍照存挡。
2、各监测项目一般应每天观测一次,如遇位移沉降及其速率较 大时,应增加观测次数。
3、观测数据一般应每天填入规定的记录表内，并当天提出供给有关单位。
4、每天观测到的数据应绘制成相关的曲线,一般二至三天提供 一次。
监测警报值:
水平位移:连续三天每天的位移都超过3,或累计位移达 25mm时应向有关各方报警,采取有效应急措施。
为防止突发事故的出现提出以下应急加固措施:
1、应备有应及措施的材料及设备：砂袋.钢管.钢筋.水泥.喷 浆机具及施工机具。
2、出现局部漏水时,应马上降水,同时坡面挂网喷射砼。
北方民用建筑围护结构节能技术 篇5
【关键词】民用；建筑；节能
0.序言
目前我国现状而言，建筑能耗占社会总能耗的26.7% ，单位建筑面积能耗是发达国家的3倍，新增建筑80% 以上是高能耗的。应该说，建筑节能已迫在眉睫。我国北方住宅建筑，如若不采取保温节能措施，建筑物室内各部位能耗所占比重为：屋面热能损耗约为总能耗的12%，地面约为5%，门窗约为40%，外墙最大，约为43%。现在我国要全面实施建筑节能50%（不含北京、天津等城市）的目标，建筑物维护结构是热能损耗最大的部位，采取外墙保温是一项最重要的节能措施，研究证明采用适当的外墙保温技术可以将建筑外墙能耗降低到8%左右，即节能约35%，节能效果显著 。哈尔滨属严寒地区，必须充分满足冬季保温问题，一般可不考虑夏季防热。现就建筑外围结构的保温隔热措施加以介绍。
1.墙体保温
1.1墙体保温技术
目前，根据当地条件推广的建筑节能技术有：
1.1.1外墙外保温技术
多种内保温复合体在节能工程中较为广泛应用，应选用性能价格较好、表面不致产生裂缝的技术。用KF嵌缝腻子及玻璃纤维网带作板间嵌缝，可以避免裂缝，也可用网布加强的饰面石膏面层的聚苯板保温。其类型有EPS板薄抹灰外墙外保温系统、胶粉EPS颗粒保温浆料外墙外保温系统、EPS板现浇混凝土外墙外保温系统、EPS钢丝网架板现浇混凝土外墙外保温系统、XPS板薄抹灰外墙外保温系统、岩（矿）棉板外墙外保温系统、硬泡聚氨酯喷涂外墙外保温系统、泡沫玻璃外墙外保温系统、砂加气块外墙外保温系统等。
1.1.2空心砖墙及其复合墙体技术
空心砖墙主要有粘土空心砖、粉煤灰砖、灰砂砖等，空心砖墙保温效果优于实心砖墙，且节约制砖能耗。如再与高效保温材料复合，节能效果更佳。
1.1.3加气混凝土技术
加气混凝土砌块是以硅质和钙质材料为主要原料，具有轻质、保温、防火、导热系数低等特点，并具有加工性能好、可锯、可刨的优点。宜推广，应用于框架填充墙及底层建筑承重墙。在确保砌块耐久性的条件下，也可做多层建筑外墙使用。
1.1.4轻集料混凝土小型空心砌块墙技术
轻集料混凝土小型空心砌块使用轻集料混凝土制成的一类小型空心砌块，通常是以水泥为胶凝材料，火山渣、浮石、膨胀珍珠岩、煤渣、水淬矿渣、自然煤矸石以及各种陶粒等骨料，经搅拌、振动等工艺成型，并经养护而成。并用保温砂浆砌筑，有节能、节地效果。
1.2墙体保温类型中的外保温
根据绝热材料在墙体中的位置.这类墙体又可分为内保温、外保温和中间保温3种形式.其中内保温和外保温2种保温方式是复合墙体的主流。而外墙外保温与内保温比较，有以下几个优势：
（1）保护主体结构，延长建筑物寿命采用外保温技术，由于保温层置于建筑物围护结构外侧，缓冲了因温度变化导致结构变形产生的应力，避免了外界恶劣气候条件对结构的破坏，减少了空气中有害气体和紫外线对围护结构的侵蚀，使墙体产生裂缝、变形和破损的可能性减少，建筑物使用期延长。
（2）基本消除“热桥”的影响采用外保温在避免“热桥”方面比内保温和夹心保温都有利，如在内外墙交界处，外墙与楼板、外墙角、构造柱、框架梁、柱、门窗洞口以及屋顶与外墙交界处所产生的“热桥”。经统计：底层房间“热桥”附加热负荷占总热负荷的23.7%；中间房间占21.7%：顶层房间占24.3%。可见“热桥”影响还是较大的。“热桥”对内保温和夹心保温而言，几乎难于避免，而外保温既可防止“热桥”部位产生的凝结水，又可消除“热桥”造成的额外损失。
（3）使墙体潮湿情况得到改善一般情况下，内保温须设置隔汽层，而采用外保温时，由于蒸汽渗透性高的主体结构材料处于保温层的内侧，一般不会发生冷凝现象，故无需设置隔汽层。通过提高结构层整个墙身的温度，进一步改善了墙体的保温性能。
（4）有利于保持室温的稳定 建筑自身遮阳外保温墙体由于蓄热能力较大的结构层在保温层内侧，当室内受到不稳定热作用时，墙体结构层能够吸收或释放热量，有利于保持室温稳定。
（5）有利于改善室内热环境质量室内环境质量受室内空气温度和围护结构表面温度的影响，提高围护结构内表面温度，而适当降低室内空气温度，也能获得室内舒适的热环境。因此，在墙体外侧附加了保温层之后，其内表面温度必然得到提高，这就有可能在不降低室内热环境质量的前提下，可以减少热负荷。
2.屋面的节能
在多层建筑围护结构中，屋顶所占面积较小，能耗约占总能耗的8%-10%。加强屋顶保温节能对建筑造价影响不大，节能效益却很明显。而无眠的保温隔热的材料宜选用密度大、导热系数小、憎水或吸水率较小的材料{如膨胀型泡沫聚苯板}。采用倒置式屋面将憎水性保温材料设于防水层上，可有效防止传统屋面构造中防水层容易老化从而影响保温隔热效果的问题。此种方法施工简易，可广泛采用。另外，利用屋顶种植花卉、灌木等植物形成生态型屋面，既可阻挡热源，减少温室气体的排放，达到保温隔热的效果：又可美化环境，改善城市气候，做到一举两得。此外，采用平坡屋顶结合的构造形式，在屋面保温隔热层上做架空层，通过空气流通来散热也是个不错的办法。
3.住宅门窗的节能
在外围维护结构中虽然门窗的比例不如墙面大，普通窗户和玻璃外门的传热系数远大于墙体的传热系数。即通过窗户的传热损失远大于墙体，是围护结构中热量损失的另一大户。建筑门窗的热工性能最差，加强门窗的保温隔热性能，减少这些部位的热量损失，是改善室内热环境质量和提高建筑节能水平的非常重要的环节。合理确定窗墙面积比是节能的重要措施之一。对于住宅设计应尽量少做落地窗、飘窗等。外墙门窗设计除满足自然通风外，设计中应该强调东西南北向开窗有别，不同功能房间开窗有别。面对冬季主导风向的立面，应尽量减少开窗面积。设置外窗部位，应提高外窗的密封性能（如选用胶条密封而不是毛条），选用好的窗型（如平开窗气密性相对较好）和门窗配件，提高窗框的隔热性能（如采用塑料型材、铝合金断热型材、玻璃钢型材等），减少窗框的外露面积，采用保温隔热性能好的玻璃（如中空玻璃、镀膜玻璃等）。根据国内外大量应用经验证实，采用双层玻璃塑料钢窗是较好的选择。
围护系统 篇6
1 SMW工法设计要点
水泥土配合比的确定是SMW工法桩设计的重要内容之一,若水泥土配合比不当,可能导致水泥土强度不够,或者浪费水泥材料且施工困难。水泥掺量必须由现场试验确定,一般取泥土质量的7%,9%,11%,13%,15%做试验。型钢的入土深度可比水泥土搅拌桩入土深度稍小,主要由基坑抗隆起稳定性、挡土墙的内力、变形、型钢拔出等条件决定;而水泥搅拌桩的入土深度要确保坑内降水不影响基坑外环境,管涌及防止墙底隆起发生。
SMW工法的内力计算主要是验算壁式地下墙折算厚度,推算出每延米墙的内力与位移,然后换算得到每根型钢承受的内力和位移。同时需要验算弯矩全部由型钢承担验算强度及型钢抗剪验算和水泥土局部抗剪验算。为保证挡墙的防水功能,应对挡墙进行抗弯变形验算。为保证型钢顺利回收,需进行抗拔验算,进行现场试验确定型钢最大抗拔力。由于型钢底端截面为一变刚度截面,还须校核水泥土的抗剪切强度。
2 施工工艺
2.1 施工工艺流程
SMW工法桩的施工工艺流程见图1。其中主要的节点是型钢的插入,型钢在插入时必须保证水泥土的搅拌均匀,否则对基坑开挖后的降水将造成不利影响。另外型钢插入过程中的连续性也必须得到保证,若连续性不足,造成围护系统的冷缝过多,坑外积水不能有效的阻止,会造成坑内积水难以排除,给地下室施工带来很大的困难。
2.2 施工要点
1)需开挖沟槽接收返流浆液,设置固定架固定H型钢。2)需合理确定下行钻进时和上行提升时水泥浆的灌入量。3)需根据现场条件合理确定搅拌下沉和提升速度,合理确定水泥浆液的配合比。4)控制水泥土搅拌桩和H型钢的垂直度。5)需采取合理措施保证H型钢能够顺利回收。
3 SMW工法实例分析
3.1 工程及地质概况
华润置地9-1地块项目位于上海市中心区域,濒临外滩黄浦江,为6栋地下2层、地上22层～25层住宅,占地32 935 m2。本工程场地属长江三角洲入海口东南前缘的滨海平原地貌类型,微地貌上属吴淞江古河道沉积区。场地地形平坦,围护呈复杂多边形,地面标高一般5.05 m,基坑地下水属潜水类型,稳定水位在地表以下0.5 m～1.0 m。工程基坑周长约717 m,面积约22 036 m2,采用ϕ850三轴SMW工法加两道支撑(局部设第三道钢支撑)的围护形式。
3.2 基坑围护结构设计
1)围护方案。
该基坑围护采用SMW工法,开挖深度为7.5 m～9.1 m,采用进口ϕ850三轴劲性水泥土搅拌桩作围护结构,内插H700×300×13×24型钢(插一跳一),水泥掺量不小于20%,H型钢间距1 200 mm。设两道直径609 mm钢管和混凝土组合支撑,转角处采用钢筋混凝土和H型钢混合支撑,支撑间距一般为4.5 m。桩顶用钢筋混凝土圈梁兼作首道支撑围檩,其余选用2H400×400×13×21双拼型钢作钢围檩。为减少围护桩在基坑开挖时的位移,对钢支撑施加预应力,其值为40 t。根据该工程基坑坑底土层为③层砂质粉土,透水性较强,对坑底采用降水加固方案。为降低造价,SMW桩中插入的H型钢在结构出±0.000后拔除。坑内采用水泥搅拌桩和压密注浆加固。
2)双头水泥土搅拌桩。
双头水泥搅拌桩采用P32.5普通硅酸盐水泥,水灰比0.5～0.55,水泥掺入比13%。搅拌桩桩体施工为两喷三搅工艺。防渗用水泥土搅拌桩应连续施工,相邻桩间歇不得超过10 h,且喷浆搅拌时钻头提升(下沉)速度不宜大于0.5 m/min。钻头每转一周提升(下沉)1.0 cm～1.5 cm为宜,确保有效桩长范围内桩体强度的均匀性。
3.3 基坑监测
为了指导施工,确保工程的顺利进行和邻近管线及重要建筑物的安全,本工程进行了施工监测,实行信息化施工,随时预报,及时处理。监测内容有:桩顶的垂直与水平位移;桩身的变形—测斜;地下管线的水平位移及沉降;临近地面建筑物的沉降;坑内外地下水位;支撑轴力;立柱的水平及垂直位移。
报警值:一般区域最大变形大于40 mm;变形速率大于3 mm/d,并持续3 d以上。
1)SMW围护结构水平位移的变化。
基坑自2008年7月开挖,第一道支撑前期已经完成,9月11日形成第二道支撑,11月17日大底板浇筑完毕。在围护结构的搅拌桩体内布设有测斜管,获得了不同开挖阶段水平位移变化情况。由表1可看出,基坑的最大水平位移发生在距坑顶约1.5 m的位置,最大值为67.25 mm,超过报警值40 mm。在不同的开挖阶段,随着基坑开挖深度的增加,围护结构的水平位移亦逐渐增加。主要因为场地狭窄,基坑顶部放置了大量的建筑材料,造成变形过大。在移除这些材料后变形趋于缓和。而变形过大处在最后的型钢拔出过程中有两根桩未能拔出,主要是变形造成型钢与土体摩擦过大,难以拔出。
2)型钢应力变化。
沿H型钢深度方向9 m,13 m,16 m,19 m等处布置了型钢应力测点,并获得了型钢应力变化情况。型钢在基坑开挖过程中的应力变化有三个方面的特点:a.在三层板形成以前,型钢总的应变较小,约占总应变的1/5;b.在底板部位土方开挖过程中,型钢应变发展最快,约占总应变的80%,在接近坑底深度位置,型钢应力应变达到最大值,由底板向下,应力迅速降低;c.所有点应力持续不断地增加。
3)建筑物沉降监测。
尽管基坑距附近的住宅楼最近处仅20 m,但因为采用了SMW围护技术,有效地抑制了坑周土体的沉降变形,该结构地面最大沉降仅3 mm,取得了较好的环境效益。
4 结语
通过华润置地9-1号地块的深基坑工程实践,SMW工法施工对江边地下水位较高及市中心场地狭窄的工程能产生良好的经济和社会效益。选SMW工法施工方案可以同时起到挡土和防渗的作用,基坑支护结构稳定,沉降量和侧移均较小,不会产生邻近地面下沉、房屋倾斜、道路裂损及地下设施移位等危害,型钢又可回收,造价明显降低,加快了工程进度,与钻孔桩、地下连续墙等传统工法相比较,有广泛的发展和应用前景。
参考文献
[1]刘建航,侯学渊.基坑工程手册[M].北京:中国建筑工业出版社,1992.
[2]程骁,张凤祥.土建注浆施工与效果检测[M].上海:同济大学出版社,1998.
[3]夏明耀,曾进伦.地下工程设计施工手册[M].北京:中国建筑工业出版社,1997.
[4]李宏男,李东升.土木工程结构安全性评估、健康监测及诊断述评[J].地震工程与工程振动,2002,22(3):82-89.
基坑围护桩弯矩分析 篇7
随着城市建设的发展, 高层建筑往上越建越高, 往下也越挖越深, 位于硬土层的基坑, 大多采用放坡、土钉墙、重力式挡墙等围护结构, 位于软土层的基坑, 大多采用围护桩加内支撑或围护桩加锚杆等支护形式。
如何准确的计算围护桩内力不仅关系基坑开挖的成败, 同时也关系基坑的造价。通常围护桩内力计算有平衡法及等值梁法等, 本文结合工程实例, 将理论计算内力与实测相比较, 相关经验可供同行参考。
1 工程概况
该基坑开挖为8.2m, 呈长方形, 坑底位于淤泥层, 地下水位为1.5m, 采用φ800@1000钻孔灌注桩加内支撑作为围护结构, 桩底进入粘土层2.0m, 桩长15m, 在4.0m处设一道内支撑, 基坑平面及土层分布情况见图1。
从图1中可知, 基坑所在地层从上到下依次为杂填土、粘土、淤泥及粉质粘土, 对于饱和粘性土的短期稳定性问题, 按《地基及基础》第三版中有有关规定, 各土层的内聚力及内摩擦角采用不固结不排水的试验值, 力学性质指标见表1。
2 围护桩弯矩测试原理
由于围护桩不仅承受着土体的水平推力, 同时也承受着来自圈梁及桩身自重的竖向力, 属于偏心压弯构件。为了研究围护桩弯矩的变化规律, 在东侧及西侧的围护桩9.0m处各埋设了4根钢筋应力计, 受拉区2个、受压区2个。
通过监测预埋的钢筋计频率变化可换算成钢筋力, 见①式:
F=k (f2-f02) ①
式中:k为钢筋计标定系数
f为测试频率
f0为初读数
F为钢筋受力 (kN)
根据钢筋与砼协调变形原理, 通过式②将钢筋受力换算成冲钻孔灌注桩的变形。
ε=F/EA ②
A 为钢筋计的横截面积
在水平荷载的作用下, 冲钻孔灌注桩一侧受拉, 一侧受压, 如图3所示。当桩身承受的弯矩较大时, 受拉区砼退出工作状态, 弯矩由受拉区钢筋与受压区钢筋及受压区砼形成的一对力偶, 详见③、④式
受压区砼弯矩:
undefined③
式中:E为砼的弹性模量
ε为该处的应变 (受压区)
D为桩身直径。
受拉区或受压区钢筋所产生的弯矩可按式④计算:
M=∑FiεihiAi ④
式中:Fi第i根钢筋受力
εi第i根钢筋应变
hi第i根钢筋离中和轴距离
Ai第i根钢筋截面。
3 围护桩弯矩的理论计算
用于桩身弯矩计算的方法有很多种, 但由于篇幅限制, 这里只比较平衡法及等值梁法。
3.1 平衡法 (自由端法)
该法适用于底端自由支承的单撑式挡土结构, 由于挡土结构后土压力的作用而形成极限平衡的单跨简支梁, 挡土结构因受土压而弯曲, 并围绕顶部支撑点旋转, 其平衡条件包括所有水平力平衡及所有水平力对支撑点的弯矩平衡。本工程计算结果如表2。
3.2 等值梁法 (假想支点法)
该法适用于有支撑的挡土结构, 围护桩的变形曲线有一个反弯点O, 认为该点的弯矩为零, 于是将挡土结构分为两部分:上部分为简支梁, 下部分为超静定结构, 通过上部简支梁平衡条件, 即可求解挡土墙内力。该法的关键点是确定反弯点, 通常有如下三种理论确定反弯点:
①土压力为零点;
②挡土结构入土面点;
③在坑底以下离基坑y距离处, 该y值取决于地质条件及结构特性。
现将这三种方法都进行计算, 结果见表2所示。
从上表中可知, 采用等值梁①的弯矩最大, 依次为平衡法、等值梁③及等值梁②。等值梁①与平衡法计算结果基本一致, 这两种计算理论主要针对软土基坑、围护桩底不能形成固定端;等值梁②主要适用于坑底条件较好的基坑;等值梁③介于两者中间。
另外, 等值梁①的最大计算弯矩接近于等值梁②的两倍, 说明采用不同的计算模型, 计算结果相差非常大。
4 测试结果分析
根据上面公式, 所测得的桩身弯矩与时间的曲线如图3所示, 从图中下列规律可得:
1) 在土方开挖到支撑施工底面4.5m处, 位于9.0m处桩身弯矩急剧增加到大约180kN·m, 伴随着内支撑施工的进行, 桩身弯矩略有下降;
2) 在内支撑施工完后底板浇注前, 随着基坑开挖往下进行, 桩身弯矩慢慢增加, 到底板浇注后, 桩身弯矩有所回落;
3) 东侧最大弯矩值为238.8kN·m, 大于西侧最大值177.6 kN·m, 两者相差较大, 这说明不同位置围护桩的弯矩不一定相同, 它取决于地质情况、围护桩成桩质量及土方开挖情况等。
5 结论
1) 实测桩身弯矩在9.0m处的最大值为238.8kN·m, 该值大于等值梁②的计算结果, 这说明采用等值梁②是不适合于软土层基坑的;
2) 实测最大弯矩与等值梁③在7.2m处的弯矩250.7kN·m较接近, 因为位置不同, 不太好比较, 但也从另外一个侧面说明在类似地层中用等值梁③是非常冒险的;
3) 实测最大弯矩在9.0m处的值小于等值梁①与平衡法在8.0m处的380.2kN·m, 说明用这两种理论计算结果较保险, 安全系数大;
4) 另外, 从实测弯矩-时间曲线图中可知, 不同位置的围护桩其最大弯矩值不尽相同, 它取决于地质、施工等众多因素。
摘要：基坑围护桩内力计算有多种方法, 主要包括平衡法及等值梁法, 其中等值梁法关于反弯点位置的假定就有三个理论。本文结合工程实例, 首先计算出平衡法及不同理论的等值梁法相对应的桩身弯矩最大值及出现位置;另一方面, 为了验证哪一种理论计算方法更接近于实际情况, 在围护桩内埋设了钢筋应力计, 将实测弯矩值与理论值进行比较分析, 得出的相关结论可供同行参考。
关键词：围护桩,弯矩,平衡法,等值梁法
参考文献
[1]桩基工程手册编写委员会.桩基工程手册[M].中国建筑工业出版社, 1995年.
[2]杨位洸等.地基及基础 (第三版) [M].中国建筑工业出版社, 1998年.
浅析建筑围护结构节能设计 篇8
关键词：建筑围护,结构,节能技术
1 建筑围护结构节能技术
1.1 墙体节能
在建筑围护结构中, 墙体在采暖能耗中所占的比例最大, 约占总能耗的32.1%-36.2%, 因此, 如何改善墙体的保温性能成为重中之重。目前, 我国节能住宅的外墙保温划分为内保温、夹心保温、外保温及综合保温四种保温形式, 它们对降低墙体耗热指标都具有良好效果, 但在节能效率上又存在较大的差别。外墙外保温是建设部倡导推广的主要保温形式, 其保温方式最为直接、效果也最好, 是我国目前应用最多的一项建筑保温技术。
1.2 门窗节能
在建筑围护结构的门窗、墙体、屋面、地面四大围护部件中, 门窗的绝热性最差, 是影响室内热环境和建筑节能的主要因素。就我国目前典型的围护部件而言, 门窗的能耗约占建筑围护部件总能耗40%-50%。建筑门窗承担隔绝与沟通室内外这两个互相矛盾的任务。因此, 增加门窗的保温隔热性能, 减少门窗的能耗, 是改善室内热环境质量和提高建筑节能水平的重要环节。
1.2.1 应区别不同朝向控制窗墙比, 尽量
避免东西向开大窗, 提高窗户的遮阳性能, 可用固定式或活动式遮阳。同时加强窗户的气密性, 除了采用气密条, 提高外窗气密水平外, 还应提高窗用型材的规格尺寸、准确度、尺寸稳定性和组装的精确度以增加开启缝隙部位的搭接量, 减少开启缝的宽度达到减少空气渗透的目的。
1.2.2 改善镶嵌部分的保温能力:
其主要方法是设法增加其空间层数和提高镶嵌材料对红外线的反射能力, 以改善其保温性能。
1.2.3 加强窗框部分的保温措施:
其主要方法是对窗框进行断热处理, 用高效保温材料镶嵌于金属窗框之间, 加大窗框的热阻, 或利用空腹钢窗内的空气间层达到增加窗框热阻的目的;同时, 选用导热系数较小的塑料窗框以减少通过窗框部分的热耗。
1.3 屋面节能
屋面节能的原理与墙体节能一样, 通过改善屋面层的热工性能阻止热量的传递。屋面的节能措施要点:一是屋面保温层不宜选用密度较大, 导热系数较高的保温材料, 以免屋面重量、厚度过大;二是屋面保温层不宜选用吸水率较大的保温材料, 以防屋面湿作业时因保温层大量吸水而降低保温效果, 如选用吸水率较高的保温材料, 屋面上应设置排气孔以排除保温层内不易排出的水分。现在, 一些建筑的屋面保温, 采用岩棉板保温层代替常规的沥青珍珠岩或水泥珍珠岩作法, 就克服了常规作法的诸多缺点, 另外诸如酚醛板等高效保温材料己经开始应用于屋面。
2 建筑外墙常见保温材料、构造做法及特点
2.1 保温材料
保温材料对于外墙外保温系统非常重要, 它关系到系统的保温隔热性能, 所以加强利用墙体保温材料对节能是一种很有效的方法。保温材料分为有机、无机、复合三种类型。
有机材料:也称泡沫塑科, 用发泡法制成。采用的发泡材料为高分子化合物或高聚物如聚氨酯硬质泡沫塑料、聚苯乙烯泡沫塑料等。其主要优势是质量轻、隔热性能好、防水性能好。但致命弱点是防火能力差。
无机材料:由天然矿物质粗加工而成, 从形态上可分为纤维类如玻璃棉、水镁石等, 粒粉类如膨胀珍珠岩、海泡石、石膏等。从应用结构上又可分为单体型与复合型。无机质类总体的优势是防火性能好, 但保温性能不如有机质类。
复合型材料:近几年新兴的一种保温材料, 它是以防辐射吸收材料、岩棉、农作物秸秆甚至是可以利用的具有保温性能并进行过无害化处理后的垃圾、通过发泡方式生产的空心材料等为原材料加工生产的。复合材料的保温隔热效果好, 具有防火阻燃、变形系数小、工程成本低, 而且其原材料来源广泛、能耗低, 可节约资源, 提高资源的循环利用率。但复合材料仍然处于研制开发阶段, 没有市场化。
2.2 常见的构造做法及特点
按组成材料的不同, 外墙保温构造方案主要有两种类型, 单一材料墙体 (外墙自保温) 以及复合材料墙体, 随着建筑的发展以及人们对舒适性要求的提高, 现在广泛采用的是复合材料墙体。复合材料墙体根据保温层位置的不同, 可以分为以下三种形式: (1) 外墙外保温; (2) 外墙内保温; (3) 外墙夹芯保温。
2.2.1 外墙内保温
外墙内保温做法是将保温层做在主体结构靠室内的一侧。外墙内保温优点是: (1) 对饰面和保温材料的防水、耐候性等技术指标的要求不甚高, 纸面石膏板、石膏抹面砂浆等均可满足使用要求, 取材方便; (2) 内保温材料被楼板所分隔, 仅在一个层高范围内施工, 不需搭设脚手架; (3) 在夏热冬冷和夏热冬暖地区, 内保温可以满足要求; (4) 对于既有建筑的节能改造, 特别是目前当房屋卖给个人后, 整栋楼或整个小区统一改造有困难时, 只有采用内保温的可能性大一些。因此, 近几年, 外墙内保温也得到广泛的应用; (5) 由于保温材料热容量小, 室内温度调节较快, 适用于电影院、体育馆等间歇性使用的建筑。
2.2.2 外墙外保温
外墙外保温做法是目前比较常用的外墙节能措施, 其是将保温层放置在主体结构靠室外的一侧。外墙外保温的优点在于: (1) 由于承重层材料位于内侧, 如砖砌体、钢筋混凝土等密实且强度高的材料, 其热容量很大、蓄热性能好, 当供热不均匀时, 围护结构内表面与室内气温不致急剧下降, 房间热稳定性较好, 感觉较为舒适;同时也使太阳辐射得热、人体散热、家用电器及炊事散热等因素产生的“自由热”得到较好的利用, 有利于节能; (2) 对防止或减少保温层内部产生凝结水和防止围护结构的热桥部位内表面局部凝结都有利; (3) 保温层处于结构层外侧, 室外气候变化引起的墙体内部温度变化发生在外保温层内, 使内部的主体墙冬季温度提高, 湿度降低, 温度变化较平缓, 热应力减少, 因而主体墙体产生裂缝、变形、破损的危险大为减轻, 有效地保护了主体结构, 尤其是降低了主体结构内部温度应力的起伏, 提高了结构的耐久性; (4) 当原有房屋的围护结构需加强保温性能时, 外保温施工时对室内使用状况影响不大; (5) 外保温有利于加快施工进度, 室内装修不致破坏保温层; (6) 外保温的综合经济效益很高。
2.2.3 外墙夹芯保温
外墙夹心保温是将保温材料置于外墙的内、外侧两个墙片之间。外墙夹心保温的主要优点是: (1) 对内侧墙片和保温材料形成有效的保护, 对保温材料的选材要求不高, 聚苯乙烯、玻璃棉以及脉醛现场浇注材料等均可使用; (2) 对施工季节和施工条件的要求不十分高, 不影响冬期施工。在黑龙江、内蒙古、甘肃北部等严寒地区曾经得到一定的应用; (3) 对于供暖建筑而言, 冬季室内热稳定性较好; (4) 对建筑主体能起一定保护作用, 能够延长结构的使用寿命, 提高墙体使用的耐久性。
外墙夹心保温的主要缺点是: (1) 在非严寒地区, 此类墙体与传统墙体相比尚偏厚; (2) 内、外侧墙片之间需有连接件连接, 构造较传统墙体复杂; (3) 外围护结构的“热桥”较多。在地震区, 建筑中圈梁和构造柱的设置, “热桥”更多, 保温材料的效率仍然得不到充分的发挥; (4) 墙体内部容易产生凝结水; (5) 外侧墙片受室外气候影响大, 昼夜温差和冬夏温差大, 容易造成墙体开裂和雨水渗漏。
参考文献
[1]付云松.建筑节能与外墙保温技术[J].土木建筑教育改革理论与实践, 2009-08-01.
[2]沈振岳, 脱红勇, 罗星.建筑节能工程施工质量监控[J].建筑技术, 2011-04-15.
建筑围护结构节能设计浅析 篇9
1 外墙节能设计
外墙在整个建筑外围护结构中所占的比例最大, 对建筑能耗的影响也最大, 50%的建筑节能中就有25%是通过建筑维护结构外墙的保温隔热性能来实现的。在严寒地区, 冬季室内外温差甚至可达30℃~60℃以上, 墙面传热造成的热损失非常可观。因此, 外墙的保温隔热设计是建筑节能的一个非常重要的部分。
现阶段, 我国常用的建筑外墙保温材料有聚苯板、保温砂浆、聚氨酯 (EPS, XPS) 及墙体自保温四大体系。其中, 聚苯板和保温砂浆的市场占有率较大, 但保温性能相对较差, 阻燃性能较差, 且聚苯板的施工工艺也较为繁琐。聚氨酯保温性能较好, 但传统的聚氨酯硬泡板材不适用于复杂立面的墙体保温。市场上新出现的聚氨酯现场发泡喷涂保温材料具有良好的保温性和憎水性, 施工方便, 可适用于各种复杂的外墙体保温设计和无接缝施工。
由于建筑节能的需要, 传统的单一材料的墙体已经渐渐淡出市场, 而新型的复合墙体应运而生。目前, 我国正提倡使用新型复合墙体自保温系统和外隔热保温技术。新型复合墙体的主要原理为:用砖或钢筋砼做承重墙, 并与聚苯板、矿棉、膨胀珍珠岩、加气砼等绝缘保温材料复合, 以达到改善整个墙体的保温隔热性能。目前, 复合墙体有三种做法: (1) 内保温, 即将绝缘材料复合在承重墙内侧。这种方法施工工艺简单, 是目前最为广泛的。 (2) 夹心保温, 即将绝缘材料设在外墙与内墙中间, 取得良好的保温性能, 缺点是若无填充密实, 则内部会出现空气对流现象。 (3) 外保温, 即将绝缘材料复合在承重墙外侧。此种方法热稳定性好, 但外保温材料要经得起日晒雨淋和冰冻的侵袭, 从而对外保温材料的耐久性提出了很高的要求。复合墙体良好地结合了两种材料的优点, 既不会使墙体过厚, 又能承重, 而且保温效果良好, 因此, 发达国家新建建筑已基本采用此种方法。我国要达到节能设计50%的设计要求, 除部分需采用加厚的加气砼单一墙体外, 使用新型复合墙体将是大势所趋。
墙体的节能设计除了保温材料, 新型墙体的使用外, 还可以通过增加特殊构造来达到节能的效果。如巴格达地区为了适应当地干燥气候条件在墙体中的风口设计, 马来西亚槟榔屿州大厦的外墙则增加了一种“捕风墙”的特殊构造设计, 从而有效地控制室内的通风。或采用双层复合外皮等等这种措施, 起到一个环境过滤器的作用。
2 外窗节能设计
窗户为薄壁的轻质构体, 在建筑外围护结构中, 是耗能的薄弱环节。据统计, 普通单层玻璃窗的能量损耗约占建筑物夏季降温或冬季保温能耗的50%以上。因此, 解决好门窗节能的问题相当严峻。
首先, 我们要合理控制窗墙比, 根据不同地区的气候特征来进行窗墙比的合理控制。比如, 在炎热干燥地区, 由于白天太阳辐射强度大, 夜间温度低, 且建筑外墙体比较封闭, 可采取较小的窗墙比, 这样就可以减少白天透过窗户的太阳辐射热和夜间室内热量的流失, 同时还可以保持室内空气的湿润。而相反地, 在温热湿润的地区, 建筑的窗墙比可适当设计大一些, 则夏季可利用较大的南向窗户进行自然通风, 冬季则可以获得较多的太阳辐射热。
为了进一步减少窗户热能耗, 除控制窗墙比外, 还需要增加玻璃门窗的热工性能。如设计时选用单层或多层中空或低辐射玻璃和经热断桥处理的门窗型材, 同时加强窗墙间、框扇间的接缝气密性设计。窗框部分还可以采用“热断桥”型材, 像钢塑窗框、木塑窗框、塑料窗框等, 节能效果都比较好。
当然, 除了选用节能性能良好的窗和窗框外, 增加外墙玻璃窗的遮阳设计, 如在玻璃间层中设百叶或格栅, 或设水平式外遮阳, 垂直式外遮阳等措施, 都可使窗户具有良好的遮阳隔热功能。此外, 退凹式开窗设计, 设置窗帘等也可以提高遮阳的效果。
3 屋顶节能设计
大量研究表明, 屋顶耗热量约占整个建筑物耗热量的7%~8%。有关数据表明, 夏季顶层室内的温度要比其他层高3℃左右。因此, 在不断改进建筑外墙, 外窗的保温性能后, 还必须进一步加强屋面保温隔热的研究。
节能屋面设计考虑因素较多, 通常采用以下几种做法:
3.1 高效保温材料保温屋面:
是通过提高围护结构本身的热惰性和热阻指标来提高隔热能力, 一般选用聚苯板或再生聚苯板作为保温层。据统计, 设计有隔热层的屋面比未设置隔热层的屋面表面温度要低7℃左右。
3.2 种植隔热屋面:
种植屋面是在钢筋砼屋面板上铺土, 然后种植作物, 利用植物的蒸腾作用, 光合作用以及对太阳辐射的遮挡作用, 来减少太阳辐射对屋面的影响。同时, 土层能保持一定的水份, 也有一定的蓄热能力, 通过水分的蒸发吸热也能提高一定的隔热效果。但是, 种植屋面的植土不能太厚, 植物扎根远不如地面, 因此只适用与弱风环境。如果屋顶不种植, 也可设置花架, 种植攀援植物等来进行遮阳。虽然效果不如种植屋面, 但也有一定的隔热效果。
3.3 蓄水屋面:
利用水的比热大, 在平屋顶上蓄一定厚度的水层 (一般为3~5cm) , 这样不仅在白天多风, 在气候干燥的地区能有效进行隔热, 在湿热地区效果也同样明显。
3.4 架空型保温屋面:
屋顶的最外层是遮阳板, 下带通风空气间层, 遮阳板拦截了直接照射在屋顶的太阳辐射热, 并通过遮阳板与空气接触的上下两表面把所吸收的太阳辐射转移到空气中并随风带走, 且风速越大, 带走的热量越多, 隔热的效果也就越好。
3.5 倒置式屋面:
采用倒铺法, 将吸水性小的保温材料放置在防水层的上方, 使防水层不直接受日光暴晒, 使其延缓衰老, 使之耐久, 遮阳对节能和建筑防水都有好处。
另外, 还可以采用坡屋顶, 利用阁楼层来进行通风散热, 从而进一步达到节能设计的规范要求。
4 结束语
节能设计作为一项系统工程, 除了外围护结构外, 还涉及到其他方方面面的问题。因此, 今后我们在进行节能设计的过程中, 不能仅限于满足热工规范的层次, 我们应该树立全方位的节能意识, 在满足节能规范的条件下, 降低建筑能耗, 为缓解我国能源瓶颈出一份绵薄之力。
参考文献
[1]魏景城, 王敏君.公共建筑节能设计心得——浅谈徐汇区公共卫生中心节能设计[J].福建建筑, 2008, (11) :19-22.
[2]郑伟, 徐珍艳.现代建筑节能设计探讨[J].建材与装饰, 2010, (05) :6-7.
[3]朱志斌, 曹懿, 潘直纯.关于住宅建筑节能设计的理性思考[J].科技之友, 2010, (08) :166-167.
[4]田宁.建筑节能设计[J].山西建筑, 2009, (12) :263-264.
[5]王海滨.关于建筑节能设计的探讨[J].建筑科学, 2010, (07) :52-52.
[6]黄鸣, 贺银.建筑节能设计中城市住宅中的应用[J].建材装饰, 2010, (05) :92-93.
围护系统 篇10
本文以某大型基坑工程为例，对基坑围护不同区域设计不同围护结构进行了分类。结合实际工程并针对施工中的质量要点提出了相应的解决方法及保障措施。本论文可为软土地区复杂的基坑围护结构设计及施工提供参考。
【关键词】基坑工程；水泥搅拌桩；H型钢；保证措施
【Abstract】In the process of China's urban construction， with the development restrictions on land， there has been a large number of irregularly shaped pit construction problems. Especially in soft soil area， due to the soft soil strength is not high， large deformation， and a certain creep， excavation Design and Construction of affecting the security of Excavations.
In this paper， an example of a large-scale excavation， foundation pit design for different regions different envelope were classified. Actual engineering and construction quality points for the proposed corresponding solutions and safeguards. The paper can provide reference for soft soil foundation pit area complex design and construction.
【Key words】Excavation；Cement mixing pile；H-beam；Assurance measures
1. 工程概况
（1）本项目地位于上海市崇明县东滩启动区内，其南侧为东滩大道，东侧为颐湖路，西侧为广慈路，北侧为横1 河，拟建场地中部规划东西向的慈瑞路将本项目分为南（D-5-1）北（D-3-3）两个地块。
（2）该项目总用地面积约为68070.6平方米，本工程基坑围护工程分为两个地块，D3-3地块基坑总面积15400平方米，围护周长546米基坑深度约为5.0～6.4米：D5-1地块基坑总面积19300平方米，围护周长1106米基坑深度约为3.8～6.1米.。
（3）本工程场地内目前主要为空地，场地中间有一条南北向的暗浜分布，埋深为3米，地势较平坦，勘察期间测得地面标高一般在2.89～4.44m 左右。根据工程地质勘察报告，本工程地层特性表1。
2. 基坑围护结构设计方案
本工程D5-1地块基坑形状极其不规则，基坑边与红线的距离较近，根据不同基坑开挖深度和周边环境情况设计不同的围护结构体系，四面采用双轴搅拌桩形式，东西局部采用二轴搅拌桩止水帷幕，H型钢围护形式，坑内加固采用二轴搅拌桩、围护结构周长约1110m（基坑围护结构设计平面布置图见图1）。
3. 基坑围护结构施工方案
3.1 施工工艺的选择。
本工程根据设计要求，采取二喷三搅搅拌工艺，具体施工工艺如下图2：
3.2 桩机就位。
桩机安装好后移位到桩位对中调平，启动两轴电机，浆液注入监控器，放松卷扬机，使搅拌杆沿导向架搅拌切土下沉，切土下沉速度由电流监视表监视及浆液监控器记录预拌速度及深度。
3.3 水泥浆配制及搅拌成桩。
（1）水泥浆按水灰比0.5配制，水泥使用PO42.5级普通硅酸盐水泥，无暗浜区域水泥掺入量为13%，每立方土体掺入水泥用量234kg。暗浜区域水泥掺入量为15%，每立方土体掺入水泥用量270kg。
（2）预拌下沉时，供浆人员必须严格按水泥浆水灰比配制水泥浆，并经常检查水泥浆比重。
（3）提升喷浆搅拌。
搅拌机预拌下沉到设计孔深后，供浆人员必须根据施工班长的指令，及时供浆。浆液到达孔底后，施工班长必须立即慢速提升搅拌机，使喷入的水泥浆和地基土均匀拌和。
提升搅拌参数：两轴转速43r/min，提升速度0.5m/min，灰浆泵压浆时，出口压力为0.5Mpa。
（4）第一次下、上搅拌喷浆结束，地基软土与水泥浆未能充分搅匀，水泥掺入量也未喷完，为使地基软土与水泥浆充分搅匀，达到设计所要求的掺入比，进行第二次下、上重复搅拌喷浆。
（5）清洗输浆管。
每施工完一根桩，必须向集料斗内注入适当量的清水或淡浆，开泵清洗输浆管道，以防管道中残留的水泥浆凝固堵塞管道，影响第二根桩施工。
3.4 型钢插入。
（1）型钢插入水泥土部分均匀涂刷减摩剂。
（2）安装好吊具及固定钩，然后用25吨履带吊机起吊H型钢，用线锤校核其垂直度。
（3）在沟槽定位型钢上设H型钢定位卡，固定插入型钢平面位置，型钢定位卡必须牢固、水平，而后将H型钢底部中心对正桩位中心并沿定位卡徐徐垂直插入水泥土搅拌桩体内，采用线锤和经纬仪控制垂直度。
（4）H型钢下插至设计深度后，用槽钢穿过吊筋将其搁置在定位型钢上，待水泥土搅拌桩达到一定硬化时间后，将吊筋及沟槽定位型钢撤除。
（5）若H型钢插放达不到设计标高时，则重复提升下插使其达到设计标高，此过程中始终用线锤跟踪控制H型钢垂直度。
（6）型钢插入左右误差不得大于30mm，宜插在靠近基坑一侧，垂直度偏差不得大于1/200。
3.5 暗浜区域的处理。
（1）两轴搅拌桩在施工前提前作好测量放样工作，把需要施工的区域用灰线（白灰）洒出，使用2000型挖机进行搅拌桩围护沟槽的挖设，挖机在挖设搅拌桩沟槽过程中进行探测暗浜的区域是否同设计图纸标注的一致。挖机在挖设探测暗浜区域沟槽深度可适当挖深，控制在1.5m～3.0m左右，挖设宽度同重力坝坝体宽度。探沟挖设完成确认无暗浜回填至1.0m～1.5m。
（2）搅拌桩围护施工沟槽内的暗浜区域进行淤泥清理、障碍物清理。清理完成后使用挖机每60cm一层素土分层回填压实。处理好的暗浜区域及暗浜区域较深处无法处理区域搅拌桩的施工水泥掺量增加2%，水泥掺量为15%。
3.6 保证质量措施。
（1）孔位放样误差小于20mm，桩身垂直度按设计要求，误差不大于50 mm，防止桩身分岔造成止水帷幕形成缺口，相邻桩施工间隔小于等于10小时。
（2）严格控制浆液配比，做到挂牌施工，并配有技术人员负责管理浆液配置。严格控制钻进提升及下沉速度，下沉速度不大于1m/min，第一次提升速度不大于0.5m/min，第二次提升速度控制在0.5～0.8m/min；在桩底部分适当持续搅拌注浆，土体应充分搅拌，使原状土充分破碎以利于同水泥浆液均匀拌和。
（3）浆液不能发生离析，水泥浆液应严格按照预定配合比制作，为防止灰浆离析，放浆前必须搅拌60秒以上再倒入存浆池，在泵送浆液时需人工对浆池中的浆液进行搅动。
（4）压浆阶段不允许发生断浆现象，输浆管道不得堵塞，全桩须注浆均匀，不得发生夹心层。
（5）发生管道堵塞，立即停泵进行处理。待处理结束后立即把搅拌钻具上下沉1.0m后方能注浆，等10～20秒后恢复正常搅拌，以防断桩。
（6）桩顶设计标高与施工场地地面标高接近时，应特别注意桩头的施工质量，搅拌机自地面以下1m喷浆搅拌提升出地面时，宜用慢速，当喷浆口即将出地面时，宜停止提升，搅拌数秒，以保证桩头均匀密实。
4. 结语
土方开挖工程及地下室结构施工工程中，对基坑围护结构水平位移和垂直位移进行了相关监测，监测结果显示，该围护结构的设计和施工满足基坑的安全性、经济性，为成功案例，也为以后的施工积累了宝贵经验和提供参考依据。
[文章编号]1619-2737（2015）09-20-681
建筑围护结构综合节能分析 篇11
建筑节能一般是指建筑物在设计、建造和使用过程中,合理地使用和有效地利用能源,以便在满足同等需求或达到相同目的条件下,尽可能降低能耗[1]。目前我国建筑行业耗能巨大,据初步测算,我国住宅使用能耗占全国总能耗的20%左右,若再加上建材生产和建造的能耗,建筑行业总能耗约占全国总能耗的37%。到目前为止,中国既有的400多亿平方米城乡建筑中的99%为高能耗建筑,当前我国正处于房屋建设的高峰期,到2020年我们还要建造二三百亿平方米的建筑[2]。因此,选择资源节约型发展模式,大力发展建筑节能,已经迫在眉睫。本文笔者结合工作实际,对建筑围护结构的节能进行了深入分析,同时认为要作好建筑围护结构节能,需要深入研究、综合权衡、优化组合、共同努力才能真正实现。
1 外墙外保温技术分析
建筑围护结构中的墙体,特别是外墙的散热是建筑耗能的主要部位,加强外墙的保温隔热是建筑节能设计的重要部分。常用的保温材料有岩棉、矿渣棉、玻璃棉、聚苯乙烯、聚氨酯、膨胀珍珠岩等等,以及这些材料发展的板材制品。
1.1 外墙外保温体系性能比较
1)膨胀聚苯板薄抹灰外保温体系。
将聚苯板用粘结材料固定在基层墙体上(或再用锚栓加以固定),在聚苯板上做抹面层,中间嵌埋玻纤网,表面以涂料作饰面。
2)胶粉聚苯颗粒外墙外保温体系。
由界面层、胶粉聚苯颗粒保温浆料保温层、抗裂砂浆薄抹面层和涂料及钢丝网组成,饰面层可为涂料或面砖。该体系适合外形复杂的建筑,特别是曲面墙的情况。
3)膨胀聚苯板混凝土整浇外保温体系。
用带单面钢丝网架的聚苯板置于外墙外模内侧,在浇筑混凝土后,穿透聚苯板的交叉钢丝埋固于混凝土内,聚苯板与混凝土结为一体。对于外形复杂的建筑,该体系施工较麻烦。
4)硬质聚氨酯喷涂体系。
聚氨酯导热系数低,在外墙喷涂聚氨酯,与基层墙面的粘结性能好,施工方便,节能效果好,但造价稍高。
1.2 外墙保温材料的性能受构造方法的影响和制约
1)保温材料的导热系数大小是影响围护结构保温性能的决定性因素,但如果保温材料的构造不合理,将使保温材料的保温性能逐步降低。
2)保温材料易受潮,受潮后保温性能大大降低。与绝干状态相比,有些保温材料受潮后导热系数增大1倍以上,受潮严重的,将失去保温能力。所以保温材料的构造任务之一就是要保证保温材料不受潮,受潮后潮气能尽快排出,保证保温材料的导热系数基本不变。
3)保温材料强度差、易破损、易老化。保温材料破损、老化将严重降低材料的保温性能,所以保温结构必须对保温材料有很好的保护作用。防止日晒、雨淋使保温材料老化,防止风力和撞击使保温材料破坏。
4)有些保温材料(如:膨胀聚苯板)不是刚性材料,强度也不高,在其上抹面的材料必须是柔性体才能适应其伸缩变化(但也不能过多掺加有机乳液造成透气性的损失),只有通过“柔性应变逐层释放应力”的原则分散和消解应力,达到抗裂目的。
2 门窗节能技术分析
建筑围护结构中,门窗的绝热性最差,是建筑物热交换热传导最活跃、最敏感部位。就我国目前典型使用的围护结构而言,门窗的能耗约为墙体的4倍、表面的5倍,约占建筑围护结构总能耗的40%～50%。
2.1 常用门窗节能材料及技术
1)玻璃的类型。
常用的建筑玻璃主要有四种:a.普通玻璃。其传热系数高达6.21 W/(m2·K),不属于节能玻璃;b.中空玻璃。是目前广为采用的节能玻璃,由于两片玻璃充有12 mm厚的空气,传热系数为2.85 W/(m2·K),比普通玻璃小得多;c.真空玻璃。真空玻璃又比中空玻璃节能,两片玻璃之间的真空层厚度只有0.12 mm左右,较好地解决了玻璃的热传导和热对流,传热系数大为降低;d.低辐射(Low-E)玻璃。它是一种表面镀膜玻璃,在太阳光可见光谱范围内透过率高、反射率小,在近红外线和远红外线区的反射率大、透过率小,这种玻璃的保温隔热效果更加显著。
2)门窗断桥技术。
在铝合金型材断面之中,利用热桥阻断技术使型材分为内外两部分,目前有两种工艺:a.注胶式断热技术(也叫浇筑切桥技术),由于利用浇筑式处理,流体填补在成型的空间,其成品精度可以达到非常高的要求;b.断热条嵌入技术,采用由聚酰胺66加25%玻璃纤维(PA66GF25)合成断热条与铝合金型材在外力挤压下嵌合组成断热铝型材,这种断热铝型材的强度接近铝合金。
2.2 门窗节能材料及技术的综合应用
1)复合玻璃的使用。
中空玻璃、真空玻璃和低辐射(Low-E)玻璃的节能效果都比较好,但如果将其中的两种或三种技术结合使用,节能效果将更佳。
2)窗口外遮阳和遮篷是一种经济有效的节能方法。
国内外的研究表明,窗口遮阳所获得的节能收益为10%～24%,而用于遮阳的建设投资则不足2%。只要窗口外遮阳措施得当,一方面可以减少太阳辐射,平和风速,另一方面又可以增加艺术效果和特色。
3)提高门窗气密性。
处于关闭状态的建筑门窗的气密性,是表征门窗节能的重要性能指标之一。门窗制作和安装应严格遵守标准和规范,作好密封和气密性处理。另外,也可以通过合理的设计来提高门窗气密性。
3 屋顶节能技术分析
屋顶节能同样不可忽视,目前高效保温材料已应用于屋顶节能,如聚苯板、玻璃棉板、岩棉板等。节能屋顶主要有以下4类:
1)外保温屋面。在楼板上设置绝热材料,在绝热材料外侧设置防水层和保护层,让屋面的楼板受到保温层的保护而不致受到过大的温度应力。
2)倒置式屋面。它是外保温屋面的一个倒置形式,把保温层做在防水层的上部,防水层做在保温层和楼板的界面上,保温层上部的保护层有良好的透水和透气性能。
3)阁楼屋面。阁楼屋面也是属于通风屋面的一种形式,所不同的是阁楼的空间高大,通风的效果明显优于架空阶砖的通风屋顶,且阁楼有良好的防雨和防晒功能,能有效地改善住宅顶部的热工质量。
4)种植屋面。它是利用屋面上种植的植物阻隔太阳能,防止房间过热的一种隔热措施。
4 建筑规划和体形设计分析
建筑规划和体形设计是影响建筑围护结构节能的一个重要内容。通过建筑的规划布局和体形设计,充分利用、改造自然条件,有效适应恶劣的微气候条件,使建筑区形成良好的、节约能源的人居环境。
4.1 建筑规划选址
1)避免“霜洞”效应,建筑基址不宜选在洼地。
如果建筑基址选在洼地里,冬季冷气流长时间集中于此,散发不出去,对建筑保暖不利。
2)选择建筑基址时要注意避风。
采用错列式布局方式,避免冬季冷空气渗漏对流把室内暖气带走。
3)合理的建筑朝向是为了更好的获取太阳辐射,利用好主导风向。
建筑最佳朝向范围应是南偏东15°～南偏西15°。
4.2 建筑体形
1)体形系数。
体形系数越大,说明单位建筑空间所分担的热散失面积越大,能耗就越多。据测算,体形系数每增加0.01,耗热量指标月增加0.7 W/m2。在建筑设计上应该要求以最小的外表面积来包含最大的体积。根据JGJ 26-95民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分),建筑物的体形系数宜控制在0.3及以下。JGJ 75-2003夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准规定条式建筑物的体形系数不应超过0.35,点式建筑不应超过0.40。
2)窗墙比。
天气炎热时,阳光直射,窗户是得热构件;天气寒冷时,室内温度比室外高,窗户又是耗热构件。窗户应按功能分别选择大小合适的尺寸,南向窗的面积不宜超过窗墙比0.35,北向窗的面积不宜超过窗墙比0.25,东西向窗的面积不宜超过窗墙比0.30。
3)表面面积系数。
从冬季争取日照辐射,夏季规避日照辐射的观点出发,表面面积系数应越小越好。因此,建筑物长轴朝向东西方向的长方形体形最好,正方形次之,而长轴朝向南北方向的长体形的建筑节能效果最差。
4)建筑物长宽比、建筑间距、建筑功能区布局也是影响建筑体形的因素。
建筑节能还受社会历史文化、地形、城市规划、道路、环境等条件的制约,每个因素和要求都满足是十分困难的。因此,要做好建筑围护结构的节能,需要深入研究、综合权衡、优化组合、协调配合、共同努力才能实现。建筑节能是一项比较复杂的系统工程,只有技术节能、管理节能和行为节能三者有机统一,才能使建筑达到最佳的节能效果。
参考文献
[1]李东芳,何红峰.建筑节能市场机制分析[J].建筑经济,2006(6):46-47.
[2]陈新园.推广建筑节能的经济大帐[J].瞭望新闻周刊,2006(4):11-12.