钢结构的围护技术

钢结构的围护技术（精选8篇）

钢结构的围护技术 篇1

一、引言

钢结构是目前世界上主要的建筑结构类型之一, 具有强度高、自重轻、刚度大、易安装等特点。钢结构建筑中, 围护技术往往是其推广应用的技术关键。研究钢结构围护体系中各组成部分之间的相互关系, 充分了解钢结构围护技术对钢结构建筑的贡献, 对钢结构建筑产业的发展有着非常重要的意义。

二、钢结构围护体系技术分类

(一) 外墙

建筑物外墙是降低建筑能耗的关键之一, 也是钢结构建筑围护推广的关键技术之一。

1、单一材料外墙

单一材料的外墙挂板目前主要有蒸压加气混凝土和轻型的轻集料混凝土。板材内部一般设置经过特殊处理的钢筋网以提高墙板的刚度。厚度根据材料质量和热工计算决定。普通加气混凝土板容易破损, 抹灰黏结不好, 易空鼓, 板缝常用涂料耐碱玻纤网格布贴涂, 板缝处保温薄弱, 容易开裂渗水 (图1所示) 。

2、复合外墙

复合外墙分:工厂预制型复合外墙和现场复合型外墙。

工厂预制复合外墙主要是工厂技术, 分为三种外墙:水泥砂浆抹面的钢丝网架类芯板、钢筋混凝土绝热夹芯板、金属隔热压型钢板。

现场复合外墙, 其墙体的每一种材料如保温材料、龙骨材料、饰面材料等都是在工厂生产, 在现场组装完成。技术主要有两种:

(1) 幕墙板 (外层) +空气层 (十芯层保温) +起支撑作用的内层保温板。空气层的设置有利于冷凝水或水蒸气的顺喔利排出�。

(2) 轻钢龙骨作为墙体的支承骨架。基本构造为幕墙板 (外层) +防水或防潮层十空气夹层 (6—8cm) +中间填充保温层+内薄板。有了空气夹层, 电气、水管等设备管线可以方便地固定在轻钢骨架上。

(二) 楼板

楼板不仅是钢结构的围护结构, 对整个结构的安全性、经济性也至关重要, 它不仅起到将竖向荷载传给梁柱, 保证抗侧力结构的空间协同作用, 还影响到建筑的使用功能、造价以及施工的进度。因此在确定多层轻钢结构楼盖方案时, 考虑以下要求:保证楼盖有足够的平面整体刚度;减轻楼盖结构的自重;有利于现场安装及快速施工。同时要考虑较好的防火、隔音性能, 并便于敷设动力、设备及通讯等管线设施。

1、现浇楼板

(1) 现浇空心楼板技术

现浇混凝土空心楼板设计原理是:在现浇板中放置芯管, 沿布管方向板的正截面就变成了“工”字形截面;垂直于布管方向板的正截面变成了平面外有联系的“工工”字形截面, 这种截面的承载能力与等量的实心板相同。但“工”字形截面减轻了自重, 板的配筋比等厚的实心板要少, 减轻了柱和基础的荷载, 比实心板综合造价要节省5%—20%左右。芯管采用GZ组合高分子新型材料, 具有强度高、壁薄、质轻、不燃、成孔规范、安装施工简便、对钢筋无锈蚀等特点。

(2) 现浇蜂巢楼板技术

现浇蜂巢楼板结构是由多个蜂巢单元 (简称结构盒) 及双向肋梁组成, 美观、自重轻、节约钢材和混凝土, 抗震性能好, 节省空间, 每个结构盒是一个独立的中空单元, 起到隔音、保温隔热的作用。将预制加工的每一个结构盒按设计尺寸铺设后在之间绑扎肋梁钢筋, 浇筑混凝土而成。

2、组合楼板

组合楼板指压型钢板与混凝土通过各种不同剪力件连接形式的组合构件, 它与组合梁结构一起形成组合楼盖。压型钢板有两种考虑:一是与混凝土组合在一起, 压型钢板按部分或全部起受拉钢筋的作用;二是压型钢板仅作为浇注混凝土永久性模板用。压型钢板尚应符合防火、防锈、抗震要求, 为了使组合楼板中压型钢板能够传递钢板与混凝土叠合面的纵向剪力, 通常要采取如下方法:

(l) 在压型钢板上翼焊有剪力钢筋。

(2) 采用无痕或有痕闭合式压型钢板, 混凝土在压型钢板槽内形成楔状混凝土块, 为叠合面提供有效抗剪能力。

(3) 采用带压痕、加劲肋、冲孔的压型钢板提供有效的抗剪能力。

组合楼板与钢梁 (组合梁) 之间采用抗剪连接件, 如焊钉、槽钢及弯筋等。详细设计、施工可按《钢一混凝土组合楼盖结构设计与施工规程》 (YB9238-92) 执行。

(三) 屋面

屋面系统属于围护系统最主要的项目, 首先要解决屋盖的防风、雨、雪的问题, 一般的螺钉外露搭接板均可满足, 如HV-125板型等;其次是雨打日晒, 防热防寒, 可采用夹芯板或保温棉解决, 如聚氨醋夹芯板等。另外还有HV-450 (180 o咬口式) 和HV-475 (360o直立缝咬口式) 屋面板, 可根据不同的地区有选择的进行设计, 完善建筑体系。钢结构体系建筑屋面板一般有彩色金属压型钢板和夹芯金属板, 在屋面上有长向连接和侧向连接两种。长向连接主要是搭接, 即上坡板压下坡板, 搭接处设置专用防水密封胶加固定专用压条。而侧向连接的方式目前主要有以下四种:

(1) 搭接连接:连接简单, 易操作、成本低, 但屋面螺钉外露, 波峰比较低, 目前应用广, 缺点是易漏水, 无法控制热胀冷缩的变形 (如HV-125板型) 。

(2) 暗口式和扣盖式连接:也是目前比较常用的连接形式, 屋面无螺钉外露, 提高了屋面的防漏水能力, 施工比较简单;但由于与檩条直接用螺钉连接而无法控制热胀冷缩的变形 (如HV-407板型) 。

(3) 咬边暗口式连接:这是现在国内、国际上比较先进的屋面板连接方式, 既有利于屋面防水和保持屋面的整体性, 彻底解决屋面渗漏, 又能有效的控制因热胀冷缩引起的变形。该连接形式分180o和360 o两种。

三、其他维护技术

(一) 围护节能保温技术

1、墙体节能

对建筑外墙采取保温措施, 使其热工指标满足节能标准要求。外墙保温按保温层所在位置不同, 主要有:单一保温外墙, 外保温外墙, 内保温外墙, 夹心保温外墙。

单一保温外墙常用加气混凝土、孔洞半高的多空砖或空心砌块等。墙体导热系数不能满足节能标准要求, 在新兴墙材的基础上增加了高效保温隔热材料, 形成复合节能墙体。外保温、内保温、夹心包围外墙均属于复合保温外墙。保温层所用材料为:膨胀珍珠岩板、聚苯板、岩棉板等。

2、门窗节能

在建筑围护的门窗、墙体、屋面、地面四大围护部件中, 门窗的绝热性能最差, 是影响热环境质量和建筑节能的主要因素之一。通常门窗的能耗为墙体的四倍, 屋面的五倍, 地面的二十多倍, 约为建筑围护部件总耗能的40%—50%。

所以, 在门窗节能上应考虑:减少热量的传递;减少空气的渗透量;减少太阳直射。即要选择适合的窗型, 尽量减小活动扇的面积;增设门窗保温隔热层, 利用空气间隔层增加窗户隔热传阻, 提高窗户的气密性, 减少空气的渗透量;还应该尽量选用特殊玻璃, 如吸热玻璃、反射玻璃、加贴隔热遮光薄膜;或者是安装遮阳设施等。

3、屋面节能

保温隔热屋面的节能原理与墙体节能是一样的, 通过改善屋面保温层的热工性能阻止热量传递。技术要求在于:最好选用导热性小、蓄热性大的材料, 防止屋面荷载过大;尽量根据建筑物的使用要求、屋面的结构形式、环境气候条件、防水处理方法和施工条件、以及经济条件等因素确定屋面保温层;屋面保温层的热层厚度应根据建筑的热工要求确定, 同时还要注意材料层的排列, 使之不影响到屋面热工性能。

(二) 围护防腐技术

一般钢材的腐蚀属于湿蚀, 雨、雪、雾、露、水、土中和水中的氧气, 还有二氧化硫气体、灰尘、气污染物是钢材劣化的促进因素。可以采取以下方法来提升围护的防腐技术:

1、耐候钢

耐候钢作为一种比较经济的新材料, 能抗腐蚀, 使用寿命长。

2、防腐涂料

对处于中等以下腐蚀环境中的钢结构, 大多只要用适当的防腐涂料加以保护即可。涂装工程由厂家和安装单位共同完成时, 一般分遍进行, 每遍涂层的厚度应符合设计要求。当设计无要求时, 宜涂装4—5遍。干漆膜总厚度室外应为150μm, 室内应为125μm, 其允许偏差为-25μm。

3、热喷涂技术

热喷涂是一项金属表面强化、保护的新技术, 它利用“火焰”、“电弧”等热源, 将各种金属、合金、陶瓷、金属瓷、塑料及复合材料加热至熔化或半熔融状态, 以一定流速喷向预先处理过的物体表面, 形成结合牢固的保护层。这种保护层具有耐高温、抗氧化、耐腐蚀等特性, 能使构件满足不同环境要求。

(三) 围护防火技术

要使钢结构材料在实际应用中克服防火性能不足这一缺点, 必须对其进行防火处理。防止钢结构在火灾中迅速升温发生形变塌落的措施有多种:

1、防火涂料法

防火涂料法就是在钢结构上喷涂防火涂料以提高其耐火极限。即对钢基材起屏蔽作用, 钢结构免于直接暴露在火焰中;涂料吸热后部分物质分解出水蒸汽和其他不燃气体, 起到消耗热量、稀释氧气的作用。

2、发泡防火漆法

防火漆是用成膜剂、阻燃剂、发泡剂等多种材料制造成的一种阻燃涂料。防火漆与一般油漆的物理性能基本一样。不同的是, 防火漆干燥以后漆膜本身不易燃烧, 遇火时能推迟火焰延烧到涂漆的可燃物上, 具有一定的防火性能。

3、充水法

利用水的蒸汽和水循环带走热量, 使构件在100℃左右, 理论讲是最安全的方法, 单增加了自重, 为了防锈蚀和防冻, 还是需要在水中加防锈液和防冻剂。

北方民用建筑围护结构节能技术 篇2

【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。

浅析围护结构节能技术 篇3

围护结构产生的采暖空调系统能耗在建筑能耗中占有着较大的比例。而建筑围护结构节能技术就是通过提高围护结构的热工性能来降低建筑的冷、热负荷, 从而达到降低建筑能耗以及改善建筑室内热、湿环境的目的。由于外围护结构 (外窗、屋面、外墙) 直接与室外空气接触, 传热损失较大, 因而本文重点讨论外围护结构的节能措施。建筑围护结构节能技术包括了围护结构保温节能技术和外窗节能技术等两部分。

1 墙体节能技术

1.1 外墙保温材料及技术类型

提高建筑物墙体的热工性能主要有以下两种途径:

1) 节能保温材料附着于建筑外墙, 形成多层复合保温外墙, 从而达到国家相关的节能标准。根据保温层与建筑外墙的相对位置, 复合保温外墙又分为了外墙外保温、外墙内保温、外墙夹芯保温等几类[1]。

2) 外墙自保温是指在外墙设计施工过程中, 利用无机墙体材料自身的高热阻的热工特性来达到国家相应的节能指标。

根据目前国内各类型保温系统研究成果以及工程应用现状, 四种外墙保温技术的特点见表1[2]。从表中可以看到, 外墙外保温系统兼具了节能效果好、节约保温材料、不占用建筑空间等诸多优点, 比其他外墙保温系统具有较大的优势。

目前常用的外墙保温材料有聚苯乙烯泡沫 (EPS) 、挤塑聚苯乙烯泡沫 (XPS) 、聚氨酯泡沫以及矿物棉等。各种材料的优劣总结见表2[3]。目前国内采用最为广泛、施工技术最为成熟的是EPS保温材料, 其兼具了各种保温材料的优点, 没有明显的缺陷。

1.2 屋面节能技术

目前国内常用的屋面节能技术主要包括屋面保温节能技术、倒置式屋面节能技术以及屋面绿化技术等三大类。这三类技术既可单独使用, 也可以相互配合使用以获得最佳的屋面节能效果。采用屋面保温技术后, 不仅可显著降低建筑能耗, 而且极大地改善了建筑内的热环境, 提高了使用的舒适度。目前常用的屋面保温材料优缺点总结于表3[4]。目前国内的屋面保温材料正朝着材料轻质化、节能环保化、绿色多样化的方向发展。

1.3 倒置式屋面节能技术

传统正铺式屋面防水层位于保温层之上, 这样的结构会使防水层直接受到大气、日照、温差以及酸雨等的损害, 降低了防水层的寿命, 从而导致屋面结构以及保温材料渗水。而倒置式屋面是直接将憎水性保温材料设置在防水层上的屋面, 其优点在于:

1) 由于上面保温层、保护层的有效保护, 避免了大气、日照等因素对防水层的破坏。

2) 倒置式屋面系统使建筑室内热容提高, 蓄热量加大, 从而提高了室内的热稳定性, 改善了室内环境质量。

3) 倒置式屋面系统省去了传统屋面的隔气层, 简化了施工。

1.4 屋面绿化节能技术

建筑屋面绿化是指在建筑物的顶部种植树木花卉等植物, 借此获得隔热保温效果, 同时还可带来环境生态效益和景观观赏效益。由于绿化屋面的绿色植物和土壤的隔热作用, 大大降低了屋面的传热系数, 从而使建筑物获得了良好的保温隔热效果, 降低了建筑能耗;其次, 屋面种植的绿色植物可以吸收建筑周围的有害气体、改善建筑空气质量。目前, 我国屋面绿化技术发展较为迅速, 在南方各省市以及北京等地都有了一定规模的应用。

2 外窗及遮阳节能技术

外窗是围护结构保温隔热的薄弱环节, 近年来国内研究成果表明外窗传热损失引起的冷热负荷占到了建筑总负荷的1/3左右[5]。因而推广应用外窗节能技术、改善外窗整体热工性能是实现建筑节能的主要途径之一。外窗的隔热保温性能主要受到外窗开启形式、窗框材料、玻璃类型以及遮阳形式等几方面的因素影响。

2.1 外窗开启形式

外窗开启形式主要分为推拉窗、平开窗以及固定窗、悬窗等。平开窗、固定窗气密性普遍较好, 而推拉窗滑动轨道空隙较大, 容易导致室外空气渗透, 大大地增加了建筑冷、热负荷。因而平开窗、固定窗较推拉窗的节能效果更好。

2.2 窗框材料

虽然窗框仅占外窗面积的25%左右, 但是由于窗框材料的传热系数较大, 因而窗框是外窗节能保温的一个薄弱环节[6]。目前常用的节能窗框材料主要有PVC窗、断桥铝合金窗等。断桥铝合金窗采用隔热材料将内外两部分铝合金窗框连接起来, 从而降低窗框整体的传热系数, 达到保温节能的目的。PVC窗也被叫做硬质聚氯乙烯塑料窗, 该材质导热系数低, 再加上窗体结构含有大量的密闭空腔, 从而进一步提升了窗框的热工性能。不同外窗窗框材料以及玻璃类型组合的传热系数见表4。

2.3 玻璃类型

目前国内常用的玻璃节能技术有透明中空玻璃和Low-e玻璃等。透明中空玻璃是以多层玻璃为主体, 玻璃间密封空气或者惰性气体作为隔热保温介质, 从而获得优秀的热工性能的节能技术。该种技术通过大幅降低玻璃传热系数来降低室内、外环境经过玻璃的热传导, 但是这种技术难以改变进入室内的太阳辐射的热, 因而该项技术单独使用时节能效果有限。不同结构中空双层玻璃传热系数见表5。

Low-e玻璃可以把普通玻璃的辐射率从0.84降低到0.15以下[7]。这种玻璃对近红外线具有较高的透射率, 而对远红外线具有较高的反射率。因而冬季室外太阳辐射的近红外部分能轻易透过玻璃进入室内, 改善室内的热环境;而室内热源发出的远红外辐射却大部分被Low-e玻璃反射了回来, 减少了室内热量的散失。除此之外, Low-e玻璃还对太阳辐射的可见光部分具有较高的透射率, 这就保证了建筑物内部良好的自然采光条件。

将上述的两种玻璃节能技术结合起来就形成了中空Low-e玻璃技术, 玻璃的传热性能和辐射性能都得到极大的优化, 冬季通过玻璃的辐射散热将显著降低。另一方面, 冬季进入到室内的太阳辐射有效的热将会大大提高, 从而极大地改善了室内光热环境、有力地降低了建筑采暖空调能耗。

参考文献

[1]刘登航.浅谈建筑墙体外墙外保温系统[J].山西建筑, 2008, 34 (5) :260-261.

[2]顾天舒, 谢连玉, 陈革.建筑节能与墙体保温[J].工程力学, 2006, 23 (S2) :167-184.

[3]张京街, 吴莹, 刘艳萌.建筑外墙外保温系统应用探讨[J].重庆建筑, 2007, 6 (1) :8-10.

[4]王宝民, 苗慧民.屋面保温材料的研究和应用现状与趋势[J].低温建筑技术, 2008, 30 (5) :130-132.

[5]焦海娟, 张艳, 陈玄.外窗节能技术分析[J].山西建筑, 2006, 32 (11) :38-40.

[6]郑宝华, 戴琦, 王璞.民用建筑外窗的节能技术[J].建筑节能, 2011, 37 (7) :50-52.

浅谈建筑围护结构节能技术 篇4

1 我国节能现状

我国建筑能耗在能源消费总量中所占比例已从20世纪70年代末的10%上升到近年的27.45%,不久将上升至35%左右。目前,每年建成的建筑面积约20亿平方米,按现在的建筑能耗指标,到2020年,我国的建筑能耗将达到10亿吨标准煤的水平,可以说是个巨大的能耗部分。

若能按照国家规定的建筑节能标准执行:居住建筑节能设计标准和公共建筑节能设计标准,2010年后逐步在各地实施节能65%～75%的标准,则到2020年我国建筑能耗可减少3.05亿吨标准煤.过去我国建筑能耗高,能源利用效率很低,单位建筑能耗比同等气候条件下国家高出2～3倍。

而现在,我国现阶段大力推进建筑节能处在关键时期,据有关部门的分析,到2020年底,全国新增的300亿m2房屋建筑面积中,城市新增130亿m2。如果这些建筑全部在现有的基础上实现50%的节能,则每年大约可节省1.6亿吨标准煤。在既有建筑中,普遍存在着围护结构保温隔热性,热桥作用明显,空调系统效率低下等问题,从这两方面着手,节能潜力巨大。

2 外墙外保温技术的特点

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%～36%,因此,如何改善墙体的保温性能成为节能的重中之重。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、效果也是最好,是我国目前应用的建筑保温技术最多的一项。

首先,外墙外保温避免了热桥的形成。内保温做法中的钢筋混凝土柱、梁等都会形成热桥。而外墙外保温则完全没有这样方面的影响,保温材料在使用时采用相同的厚度的情况下,外保温要比内保温热损失减少15%做左右,极大的提高了节能效果。

同时外保温有利于提高建筑结构的耐久性,因为采用外保温技术,建筑内墙的温度变化平缓,大部分热量交换都发生在外保温材料中,减少了墙体因温度变化而产生的裂缝、变形和破损,延长了结构的使用寿命。

从长远来看,外墙外保温也有利于节能建筑改造,不用对建筑原有的结构进行变动,不会对使用面积产生影响,改造时也对原有居民的生活影响甚微,有效的避免了改造方与原居民的纠纷问题。

2.1 常见的外墙外保温系统

(1)EPS板薄抹灰外墙外保温系统。

该技术主要在国外兴起,我国引用的时间较晚,但是经过一段时间的发展,也形成了各种特色的EPS板薄抹灰外墙外保温系统。EPS板保温体系是由特种聚合胶泥、EPS板,耐碱玻璃纤维网格布称和饰面材料组成,将保温材料置于建筑物外墙外侧,不占用室内空间,便于设计建筑外形,可以说是一种集保温、防水、防火,装饰功能为一体的新型建筑构造体系。

该系统具有优越的保温隔热性能,良好的防水性能及抗风压、抗冲击性能,能有效解决墙体的龟裂和渗漏水问题。其技术成熟、施工方便,性价比高,在欧美国家、沿海发达地区均得到了广泛的应用,是广大房地产开发商,保温节能建筑设计和建筑施工单位的首选隔热体系。随着建筑节能事业的深入发展,该系统将成为市场的主流产品。

(2)胶粉苯颗粒保温浆料外墙外保温系统。

胶粉EPS颗粒保温浆料外墙外保温系统由界面砂浆、胶粉EPS颗粒保温浆料、柔性抗裂砂浆、耐碱网格布、高分子乳液弹性底层涂料和涂料饰面构成,设置在建筑物外墙外侧,起保温隔热、防护和装饰作用的构造系统。同时具有良好的保温效果,优异的抗裂防水效果和装饰效果。饰面层可选用弹性涂料或瓷砖装饰等。

胶粉E PS颗粒复合硅酸盐保温材料与其他保温材料相比具有以下优点:(1)容重小,导热系数较低,保温性能好。(2)干缩率低,干燥快。(3)静剪切力强,触变性好。(4)材质稳定,厚度易控制,整体性好。(5)软化系数较高,耐水性能好。此材料的软化系数在0.7以上,相当于实心粘土砖的软化系数,符合耐水保温材料的要求。

(3)预制外挂保温板。

饰面混凝土外挂板,是采用反打成型工艺制作带有装饰面层的钢筋混凝土外墙板。在工厂采用工业化生产,具有施工速度快、质量好、维修费用低的特点。根据工程需要可设计成集外装饰、保温、墙体围护于一体的复合保温外墙挂板,也可以作为复合墙体的外装饰挂板。混凝土外挂板可充分体现大型公共建筑外墙独特的表现力。当然由于预制板的大小受到限制,使其对围护结构细部节点的处理较为困难,较重的预制板在高层建筑的施工中也会增加施工难度。

目前市场上运用最多是前两种技术,保温性能更好,节能效果更显著。

3 外墙内保温技术

外墙内保温是在墙体结构内侧覆盖一层保温材料,通过粘接剂使之固定在墙体结构内侧,之后在保温材料外侧作保护层及饰面。目前,内保温技术多采用粉刷石膏作为粘接和抹面材料,通过使用聚苯板或聚苯颗粒等保温材料达到保温效果。

外墙外保温的施工较为容易,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。同时,它对饰面和保温材料的防水、耐湿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。

但是外墙内保温也存在如下缺点:(1)保温隔热效果差,外墙平均传热系数高。(2)热桥保温处理困难,容易出现结露现象。(3)占用室内使用面积。(4)不利于室内装修,包括重物钉挂困难等;在安装空调、电话及其他装饰物等设施时尤其不便。(5)不利于既有建筑的节能改造。(6)保温层易出现裂缝。由于外墙受到的温差大,直接影响到墙体内表面应力变化,昼夜和四季的更替,易引起内表面保温层的开裂,特别是保温板之间的裂缝尤为明显。

将外墙内保温和外保温技术对比,可以看出,外墙外保温技术克服了大部分外墙内保温技术的缺点与不足。从发展形势上,在一般建筑中使用外墙外保温技术也更加符合节能标准与我国的发展形势。当然,对于对安全性能要求较高的建筑,如防火等级高和高层教主,外墙内保温更加适合。

4 屋面设计

屋面保温大部分都是外保温构造,以提高屋面的保温性能,满足节能设计标准为目标,提高屋面的保温隔热性能,提高抵抗夏季室外热作用的能力、减少空调耗能和改善室内热环境。

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%。据测算,室内温度每降低1°C,空调减少能耗10%,而人体的舒适性会大大提高。因此,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。

4.1 倒置型屋面

在传统的屋面中将防水层置于整个屋面的最外层,因为在传统屋面隔热保温层的选材中,一般为珍珠岩,水泥聚苯板,陶粒混凝土,聚苯乙稀板(EPS)等材料。这些材料普遍存在吸水率大的通病,吸水后会大大降低其保温想能,只得将防水层放于外层。

而倒置性屋面改将保温层置于防水层的外侧。在倒置型屋面的这种做法中,阳光不会直接照射防水层,其表面的温度就避免了变化幅度大而导致防水层的快速老化。同时,屋面外的卵石层或烧制方砖等保护层,这些材料蓄热系数较大,我们在夏季利用其蓄热能力强的特点,可以有效的避免温度峰值,从而取得调节屋面温度的效果。

4.2 屋面绿化

屋面空间绿化指利用绿色植物具有的光合作用能力减少太阳辐射的能量,在不同的地区,针对太阳辐射的差异,选择不同品种的植物进行屋面种植。绿色植物的种植不仅可以避免太阳光直接照射屋面,而且由于植物本身对太阳光的吸收利用、转化和蒸腾作用,大大降低了屋顶的室外综合温度。

随着我国城市化进程的高速发展和建筑面积的急剧增加,建筑能耗将更加巨大“城市热岛”现象将更为严重。城市建筑实行屋面绿化,可以大幅度降低建筑能耗、减少温室气体的排放,也可增加城市绿地面积,美化城市,同时改善城市气候环境。

4.3 太阳能屋面

太阳能取之不尽、用之不竭,不仅不使用燃料,也不产生废料,是最清洁的能源,因而受到极大关注。太阳能屋面通常是指在屋顶安装有太阳能热水器或太阳能发电系统的屋面。

在我们的日常生活中,太阳能热水器已经被广泛使用。对于太阳能发电系统,它是将太阳能这一清洁能源转化为电能的环保产品,国外正迅猛发展,综合采用了当前微电子、建材等领域的先进技术生产而成光电新型建材及屋顶太阳能发电系统。

据测算,在标准日照条件下,安装太阳能发电系统,一平方米屋顶可获得130～180瓦电。按上海地区标准日间照时1100～1300小时/年计算,一平方米屋顶的年发电量为143 kWh。只要通过储电设备,就可以实现建筑24 h照明。电量剩余后,还可以实现拉电上网。

专家预测,太阳能电池累计用量达到600 MW,大约相当于年减排二氧化碳59万吨。据国家电力部统计,每生产一度电,大约需要350 g左右的煤。

5 结语

现在,我国经济发展迅速,能源的消耗也极为巨大,在许多方面都有巨大的节能前景。随着政府对建筑节能的高度重视,相关法制的健全和完善,人们节能意识的提高,我们将会更多将精力投入到建筑的节能改造与实施方面,从外墙保温和屋面的节能设计上,我们就能节约出可观的能源为社会的可持续发展做出贡献。

摘要：在当下能源环境下,建筑节能技术在实际工程中的实施中已占有一席之地。本文旨在通过对围护结构的节能技术的讨论来介绍在实际应用中能够发挥作用的设计与方案。

关键词：围护结构,节能设计

参考文献

[1]任伟.建筑节能及围护结构节能体系的发展与应用[J].吉林建筑工程学院学2010(6):40-42.

[2]杨日新.屋面建筑节能设计措施探讨[J].浙江建筑2006(10):75-77.

钢结构的围护技术 篇5

关键词：建筑工程,主体结构,围护结构,一体化,施工技术

所谓建筑工程主体结构与围护结构一体化是指在施工操作中做到主体结构与围护结构之间的良好配合, 进而使建筑物获取较好的整体性, 最大限度避免施工过程中的相互干扰及问题反复出现。 过去人们对房屋建筑的要求相对较低,建筑物的整体结构相对简单,长期以来,都是一个结构部件同时具备主体与围护两大部分,这种简单结构能够在自然的条件下完成。 但随着我国建筑事业的发展,人们对房屋建筑的要求越来越高,简单的房体结构无法满足人们及社会需求。 为此,建筑工程结构向复杂结构转变,随之主体结构与围护结构的问题日益凸显,影响建筑的整体质量。

1实现建筑工程主体结构与围护结构一体化的重要性

1.1 有利于提高建筑物承载力

1有利于改善受力情况,实现良好的抗震效果。 由于实现建筑主体结构与围护结构一体化能够确保建筑物具有良好的整体性,建筑物结构无论是从装配式结构还是现浇式结构,建筑结构自身的整体性对于改善受力有着重要作用。 2有利于提高防水能力及其抗变形能力。 长期以来,在进行屋面的建设时先用混凝土做防水面,而梁柱与墙体并没有实现良好的结合,以致于出现漏水现象。 而实现梁柱与墙体的结合就能够使该建筑物实现良好的连接,在共同外力作用下不易发生变形,也就能够提高防水功能。 3提高建筑物的施工速度。 因为在施工过程中要求建筑物主体结构与围护结构的一体化在较大程度上相应地减少施工工序,并采用新的施工工艺及技术,对结构主体进行优化设计,进而获取较高的施工效率,实现高效率、高质量的建筑施工。

1.2 有利于实现建筑工业化

当前, 建筑工业施工中最为主要的目标就是在确保施工质量的前提下提高施工效率,进而实现建筑工业化生产。 建筑主体结构与围护结构在一体化施工中就能够较好地实现这一目标,尤其是建筑工业化中大量结构部件的相互连接, 实现较好的连接。 我国建筑工业化在推进的过程中将建筑主体结构与围护结构作为施工的重要内容,因此,实现其一体化就能够加速工业化进程,提高我国建筑施工水平。

2建筑工程主体结构与围护结构一体化的施工技术

2.1 施工设计阶段

任何建筑在施工前期都应做好相关的施工设计, 优秀的施工设计能够为后期的施工过程提供指导。 1装配式结构设计。 施工设计中装配式结构的设计是其重要内容, 由于装配式结构节点是连接结构水平与竖直结构的主要部位, 也是受力与传力的关键部位,加上建筑受力较为复杂。 因此,对其设计至关重要。 2构造设计。 完整的构造设计能够将计算设计中没有考虑的因素考虑进入,也能够为计算设计中的一些理想假设提供保证。 从施工设计中可发现构造设计大多是依靠结构设计理念而做出来的。 最为明显的就是抗震设计中的概念设计,是根据抗震原理而构造出的设计要求,往往需要实践做支撑。 3钢结构设计。 在钢结构设计中节点也是关键部位,占着重要地位。 由于钢结构设计中受到较多因素, 要想实现建筑构配件的生产化就必须提高施工的机械水平。 4一体化设计。 主体结构与围护结构的一体化也就是要求节点的设计尽量满足一体化的要求。 当前,应充分利用先进的施工技术,开发新的节点方式,不断积累施工经验,在满足建筑构造要求的前提之下, 最大限度满足主体结构与围护结构的一体化。

2.2 施工过程阶段

1建筑物的基础浇筑。 一方面,做好桩基础施工。 桩基础在进行混凝土浇筑时,严格按照台阶的分布情况进行一次性浇筑,不可在台阶位置留下缝隙。 对已经凝固的混凝土在进行拆卸时,应确保模板足够的填充,避免混凝土的不良施工。 另一方面,对于大体积的基础施工。 在每一次浇筑完成之后,应对浇筑效果进行重新检测,在进行第一次振捣后,方可进行下一次的振捣,两次振捣之后要确保层层之间没有缝隙。 若在振捣过程中出现问题,应及时进行补救。 此外,对于条形基础施工。 在进行浇筑前应在两侧设置一些标高线,根据标高线进行逐层施工,每一次的浇筑应实现无缝衔接,每一段的混凝土浇筑应确保在2~3 米之间,确保在细节上做到完整。 2建筑物的剪力墙浇筑。 可在墙地面5厘米左右的位置进行浇筑,可确保混凝土的结构不被破坏;然后在此基础之上进行混凝土浇筑, 而这种浇筑可在窗户洞及门洞等位置留取适当的缝隙,为接下来的施工打下良好基础。 此外,对墙面上出现的洞及孔位置在进行浇筑时, 将其放在同一水平面上,在内墙及外墙的接口位置完成浇筑。 需要注意的是在进行混凝土浇筑过程中, 不得擅自挪动钢筋, 同时还需对其进行检查,最大限度减少钢筋的受损程度。 3实现主体结构与围护机构的一体化。 在施工组中充分考虑主体结构与围护结构工序、工作面空间及其所需机械之间的相互关系,在施工中统一安排,确保两者具有良好的整体性。

3结束语

钢结构的围护技术 篇6

低碳节能装配式建筑以轻型钢框架和混凝土叠合板为结构体系,在钢结构骨架上固定混凝土挂柱,将混凝土外墙挂板挂在挂柱上;挂柱内侧用射钉固定XPS板和外墙内板,内填充矿棉保温板组成外围护墙体;内墙采用轻质隔墙板,屋面采用EPS复合屋面板。该体系房屋现已在四川省都江堰地区建成20余栋,是国家“十一五”科技支撑计划项目———地震灾区重建用装配式房屋示范房之一(见图1)。该低碳节能装配式建筑适用于3层及以下民用和工业建筑。

本文重点叙述该房屋的外围护组合墙体,并对该墙体的结构性能和保温性能进行试验研究。

1 低碳节能建筑中围护墙体结构的组成

低碳节能装配式建筑在混凝土挂柱(见图2)外侧的挂爪上装配钢筋混凝土挂板(见图3),挂柱内侧粘贴固定20 mm厚XPS板,再用射钉固定20 mm厚外墙内板,外挂板和内墙板之间填充矿棉保温板组成外围护墙体(见图4)。

钢筋混凝土挂柱长3200~3400 mm,截面为100 mm×120mm的异型柱,混凝土强度等级≥C20,密度2200~2300 kg/m3,挂柱上的单个挂爪吊挂力不小于600 N。钢筋混凝土挂板长1200 mm、宽180 mm、厚40 mm,截面为异型,混凝土强度等级≥C20。

2 墙体结构性能试验

2.1 试验模型

为检验挂柱承载力、挠度和裂缝等结构性能,组装1∶1试验模型横剖面如图5所示。试验挂板柱为2根,柱中心间距为600 mm,挂板长度为1200 mm,按模数水平挂于柱外侧,外墙内板与外挂板相对。柱顶与梁连接为铰结。墙体高度为3.2 m。试验装置见图6、图7。

2.2 试验荷载取值及试验步骤

1层柱承受2、3层墙体传下的荷载按轴心受压计算,1层墙体荷载按实际情况加在挂板柱上,1~3层风荷载换算成等效水平集中荷载,在1层墙体的中间即1.6 m处加载。荷载计算后取值:轴向荷载设计值N=19.51 kN,风荷载承载力设计值P=1.61 kN。

利用千斤顶控制分级加载,试验柱至标准荷载前,每级荷载可定为其标准荷载值的20%,试验柱达到标准荷载后,每级荷载定为标准荷载的10%,当荷载接近抗裂荷载检验值时,每级荷载不应大于标准荷载值的5%,直到混凝土柱出现裂缝。相邻两级加载的时间间隔,在试验柱达到标准荷载前为15 min,在标准荷载停留30 min后,每隔15 min继续加载。

加载方法:(1)先分级加载轴向荷载至竖向荷载的设计值,然后保持竖向荷载设计值不动的情况下,再分级加载水平荷载至水平荷载的设计值×1.5;(2)保持水平荷载的设计值×1.5不动,分级加载轴向荷载。本试验由于试验装置提供反力受限,未能加载至破坏,在横向荷载保持2.42 kN下,加载至竖向荷载49.75 kN时停止加载,此时挂柱出现0.08 mm裂缝。试验加载过程及各监测点位移读数见表1。

2.3 试验结果分析

根据GB 50204—2002《混凝土结构工程施工质量验收规范》,构件(挂柱)的结构性能检验内容包括构件的承载力,挠度和裂缝宽度。

(1)挂柱的承载力

根据GB 50204—2002第9.3.2.1条,构件的承载力检验应符合式(1)要求:

式中:γus s———构件的承载力检验系数允许值,按GB50204—2002表9.3.2,γus s=1.50;

γ0———结构的重要性系数,取1;

γμ0———构件的承载力检验系数实测值。

γu0=荷载设计值荷载实测值=1949.75+5..5142(自重)=2.83

与GB 50204—2002的取值对比:

挂柱满足承载力要求。

(2)挂柱的挠度

将挂柱按两端铰支的简支梁验算。根据GB 50204—2002第9.3.3.1条,当按GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》规定的挠度允许值进行检验时,应符合式(2)、式(3)的要求:

式中:αs0———在标准荷载值下的构件挠度实测值。本试验取荷载设计值的1.5倍,即29.26 kN。对应的αs0=6.3 mm;

sαfs———受弯构件的挠度限值,按GB 50010—2010取

sαs s——挠度检验允许值。

由式(3)得:

因此,αs0=6.3 mm<αss s=8 mm,挂柱满足挠度要求。

(3)最大裂缝宽度允许值

根据GB 50204—2002表9.3.5构件裂缝应符合式(4)的要求:

式中:Ws0,max——在标准荷载值下的受拉主筋处最大裂缝宽度实测值,本试验加载至标准荷载值29.26 kN时未出现裂缝。

sWmax s——受检验构件的最大裂缝宽度允许值,由GB50204—2002表9.3.5,sWmaxs=0.15 mm。

因此,Ws0,max=0.0 mm

3 热工性能试验

为准确取得本围护结构体系的实际热工性能参数,将图4所示组合墙体制作成1.0 m×1.05 m规格试件,进行了热工性能试验。试验按GB/T 13475—2008《建筑构件稳态热传递性质的测定标定和防护热箱法》中规定的方法。试验时,实验室温度为24.5℃,湿度为30%~40%。设定冷箱温度为-7℃,热箱温度为25℃,热流系数23.26,温度巡回路数15个,热流巡回路数3个。在温度与热流稳定后取得墙体的热工性能指标。实测外墙结构体系的传热系数K=0.52 W/(m2·K),试验结果满足山东省节能65%标准、K≤0.60 W/(m2·K)的规定。

4 结语

对组合墙体进行的静力载荷试验表明,混凝土挂板柱的承载力,挠度和裂缝宽度均符合GB 50204—2002要求,因此,混凝土挂板柱的承载力满足1~3层房屋的使用要求。对组合墙体进行的热工性能试验表明,实测传热系数K=0.52 W/(m2·K),满足山东省节能65%标准。

钢结构的围护技术 篇7

烧结页岩保温空心砖是一种新型墙体材料,具有强度高、保温、隔热、隔音、绿色环保等特点,是墙体节能新材料,符合节能、节土、环保的政策,适用于框架结构建筑的非承重墙体,施工简便快捷,收缩率小于0.1 mm/m,不产生龟裂,不用做外网筋、外保温,可减少施工工序,降低建筑成本,是高层、小高层建筑外围护结构和内隔墙优质的填充材料。

一般在外墙保温墙体的施工,大多数都是采取将保温材料外贴、内贴或内置于混凝土墙的方法,此方法既费工又费时,且质量还不易保证,当遇到冷桥时,更难处理。对此,我们在天津天狮集团工程中采用了新型的烧结页岩保温空心砖,组砌的保温非承重围护墙体效果显著,结果表明,该施工技术保温性能好,工程质量高,建筑成本大大降低,是今后发展的趋势。

2 主要技术特点及难点

1)集保温、隔热、围护一体化,施工简便并具有良好的经济性。2)强度高、吸水率低、线膨胀系数及干缩率低、粘结性强,抹灰不易开裂和脱落。可解决非承重墙面裂缝的质量通病和外挂保温材料与主体建筑使用寿命不同步这一重大难题。3)烧结页岩保温空心砖施工简便,不必再做外保温工序,可降低工程造价30%以上。4)施工技术难点。通过研究分析可知烧结页岩保温空心砖围护结构施工技术难点主要有:模数组对:由于页岩砖是定型产品,靠的是其本身具有保温性能与组砌中添加的水平及竖向聚苯板形成保温墙体,故提前对柱间尺寸与砖的模数加灰缝厚度的组合是关键,一旦模数组合不当,特别是裂缝、水平灰缝的厚度控制不好,易出现热桥,既影响保温性能,又使墙体标高及观感质量受到影响。为此,也是施工当中的技术难点。

3 施工工艺

该工艺就是将烧结页岩保温空心砖组砌成保温非承重围护墙体。所谓非承重烧结页岩保温空心砖系指以页岩、煤矸石和粉煤灰为主要材料,经高温烧结而成的空心砖(简称YBK)中(其孔洞率在45%以上)填充高效保温材料(如模塑聚苯乙烯泡沫塑料)。

其规格有多种,使用部位不同,可选用的规格不同,主规格为240×260×90,需补充版块砖的模数时,可用无齿锯切割而成。组砌时采用M5水泥砂浆砌筑,随砌随往两层砖内填充塑料聚苯乙烯泡沫,形成保温非承重围护墙体。方法是全眠砌筑法。

3.1 工艺流程

施工准备→基层处理→放线、找规→排砖摞底→挂线→砌筑→圈梁、构造柱。

3.2 操作要点

3.2.1 施工准备

1)水泥进场使用前,应分批对其强度、安定性进行复检。当水泥出厂超过三个月(快硬硅酸盐水泥超过一个月)时,应复查试验,并按其结果使用。不同品种的水泥,不得混合使用。2)对进场的保温空心砖型号、规格、数量和堆放位置、次序等应进行检查、验收,满足施工要求。3)保温空心砖应按不同规格和强度等级整齐堆放,堆垛上应设标志。堆放场应平整,并做好排水。防雨淋、远离火源及化学试剂物品。4)所属机具设备已准备就绪,并已安装就位。

3.2.2 基层处理

先将基底清扫干净,再将空心砖表面的污物、泥土及孔洞底部的毛边清除干净,剔除外观质量不合格的保温空心砖,并保证空心砖表面不得存有浮水。

3.2.3 放线、找规

1)砌筑前应在基础面或楼面上定出各层的轴线位置和标高,并用1∶2水泥砂浆或U5级细石混凝土找平。2)在基层上弹出纵横墙轴线、边线、门窗洞口位置线及其他尺寸线。3)立好皮树杆,复合基层标高,根据砌块尺寸和灰缝厚度计算皮树和排数,以保证墙体尺寸符合设计要求。

3.2.4 排砖摞底

提前对钢柱之间的净尺寸与页岩砖的模数加竖缝厚度进行组合设计,即排砖摞底。砌筑一般采用“披灰挤浆”,先用瓦刀在保温空心砖底面上满披灰浆,铺灰长度为2 m～3 m,再在待砌的保温空心砖端头满披头灰,然后搬运保温空心砖进行挤浆砌筑。

3.2.5 砌筑

1)砌筑应尽量采用主规格保温空心砖,采用“全眠”砌筑法。从转角或定位处开始向一侧进行。内外墙同时砌筑,错缝搭接,但搭接长度不应小于60 mm。如无法保证搭接长度,应在灰缝中设置构造筋或加网片拉结。2)保温空心砖灰缝为8～12,应横平竖直,砂浆严实。水平灰缝砂浆饱满度不得低于95%,竖直灰缝不低于85%,不得用水冲浆灌缝。竖缝凹槽部位应用砌筑砂浆填实;不得出现瞎缝,透明缝。3)墙体转角处和纵横墙交接处应同时砌筑。临时间断处应砌成斜槎,斜槎长度不应小于高度的2/3(一般按一步脚手架高度控制)。4)如已砌好的保温空心砖或空心砖被撞动时,应清除原有砂浆,重铺新砂浆砌筑。5)底层室内地面以下或防潮层应采用实心页岩或页岩空心砖内填强度等级不低于C20的混凝土。6)保温空心砖每日砌筑高度应控制在1.5 m或一步脚手架高度;每砌完一楼层后,应校核墙体的轴线尺寸和标高。在允许范围内的轴线及标高的偏差,应在楼板面上予以纠正。7)在砌筑过程中,应采用“原浆随砌随收缝法”先勾水平缝,后勾竖向缝。灰缝与保温空心砖面要平整密实,不得出现丢缝、瞎缝、开裂和粘结不牢等现象,以避免墙面渗水和开裂,利于墙面粉刷和装饰。8)为避免砌筑灰缝处出现热桥,眠砌时在水平和竖向灰缝中间部位设置8～12厚、100宽保温压条;斗砌时在两块砖中间填塞聚苯板宜高于砌块高度10 mm,以阻断灰缝中的热桥。9)当保温空心砖竖向砌筑至梁、板底时,宜预留20 mm～25 mm空隙,设置通长EPS片,并采用建筑密封胶作防水处理(若该墙为防火墙时,应填充防水岩棉)后,用1∶3水泥砂浆填实。

3.2.6 圈梁、构造柱

1)预制梁、板安装应坐浆垫平,设计无具体要求时应采用1∶2.5的水泥砂浆。墙上预留孔洞、管道、沟槽和预埋件应经设计同意后,在砌筑时预留或预埋,不得在砌好的墙体上凿洞。在墙上留置临时施工洞口应经设计同意,其侧边离交接处墙面不应小于500 mm,洞口净宽度不应超过1 m。宽度超过300 mm的洞口上部,应设置过梁。2)砌筑砂浆强度大于1 MPa时,方可浇灌混凝土;圈梁、构造柱浇筑前应清除孔洞内的砂浆等杂物,并用水冲洗。3)用于保温空心砖砌体圈梁、构造柱混凝土坍落度不大于180 mm,拌合物不离析,不沁水。4)圈梁浇筑应在保温空心竖缝中预留孔洞穿入螺栓及夹具,固定圈梁模板,绑钢筋,浇筑混凝土,拆模后立即用保温材料、混凝土或砂浆嵌填孔洞。

4 材料与设备

1)烧结页岩保温空心砖(以下简称保温空心砖),规格、质量、强度等级应符合有关设计和标准的要求。2)专用保温空心砖砌筑砂浆应符合国家现行标准JC 860混凝土小型空心砌块砌筑砂浆的规定。3)砂浆用砂不得含有有害物,砂浆用砂的含泥量应满足以下要求:a.对水泥砂浆和强度等级不小于M5的水泥混合砂浆,不应超过5%。b.人工砂、山砂及细砂,应经适配满足砌筑砂浆技术条件要求。c.配置水泥石灰砂浆时,不得采用脱水硬化的石灰膏。d.消石灰粉不得直接用于砌筑砂浆中。e.砌筑砂浆应通过试配确定配合比。当砌筑砂浆的组成材料有变更时,其配合比应重新确定。f.施工中采用水泥砂浆代替水泥混合砂浆时,应重新确定砂浆强度等级。g.凡在砂浆中掺入有机塑化剂、早强剂、缓凝剂、防冻剂等,应经检验和试配符合要求后,方可使用。有机塑化剂应有砌体强度的形式检验报告。

5 质量控制

1)空心砖及保温空心砖的保温、阻燃等性能及强度等级、外观尺寸必须符合设计要求(查看设计图纸,检验报告)。2)砂浆强度等级以28 d试块为抗压试验结果。3)每台班、每一楼层或250 m3砌体中的砂浆至少做一组试块。当配合比变更时还应制作试块,进行砂浆强度检验。4)砌体的水平竖向灰缝砂浆饱满度,每步架至少抽查3处(每处3块)。抽查砖缝砂浆饱满度达95%的砌体应占抽查砖缝总数的90%以上。5)墙面不应留有施工孔洞。因其他原因造成的孔洞,堵抹后应达到同墙体的保温性能。6)砌体位置尺寸偏差不应超过表1的规定。

6 结语

1)该砌块材质误差很小,易控制垂直度、平整度,容易控制减少抹灰量的投入。保温空心砖使用,节省了人工及粘结材料。2)通过从围护结构的施工来看,既保证了工程质量,又缩短了施工工期,更有效达到设计要求及节能规范的规定。

摘要：归纳了烧结页岩保温空心砖的特点及其在保温工程中的应用,通过分析烧结页岩保温空心砖围护结构施工技术的难点,叙述了其工艺流程及操作要点,并探讨了其材料要求及质量控制要点,保证了工程质量,缩短了工程工期。

关键词：烧结页岩保温空心砖,围护结构,施工工艺,质量控制

参考文献

钢结构的围护技术 篇8

1.1 车站概况

南京地铁三号线天元西路站是本条线路的第25个车站, 本站位于利源中路与天元西路交叉路口南侧设置, 车站为地下二层三跨箱形框架结构, 设计车站总长194.68 m, 标准段宽21.1 m, 底板埋深16.30 m, 端头井宽25.3 m, 底板埋深17.5 m~17.79 m。车站共设4个出入口、1个疏散通道和2组风亭。

1.2 工程地质、水文地质情况

车站主体范围内穿越的主要土层由上至下依次为:①-2b2-3 (杂填土) 、④-1b1-2 (粉质粘土) 、④-2b2 (粉质粘土) 、k1g-0 (残积土层) 、k1g-2 (强风化泥质粉砂岩) 、k1g-3 (中风化泥质粉砂岩) 。基坑底主要位于kg1-3 (中风化泥质粉砂岩) 。地下水主要为孔隙潜水, 主要赋存于①2素填土中。①2素填土, 松软, 由软~可塑状粉质粘土组成, 夹碎块, 厚度不均, 富水性一般, 透水性一般。水位埋深约1.8 m, 主要受大气降水及地表水影响, 以大气蒸发为主。场地底部基岩主要为白恶系葛村组 (k1g) 泥质粉砂岩, k1g-0残积土层呈砂土状, 透水性较好, 微透水~透水, 其富水性根据层厚及起伏变化具有一定的差异性。k1g-0层土位于基坑底板以上时, 基坑开挖过程当中在桩间容易产生流砂塌空现象, 当k1g-0层土位于基坑底板以下较浅时, 基坑开挖过程当中容易产生管涌, 造成基坑底板垫层出现上浮的现象。

1.3 围护、止水结构

本站围护结构选用旋挖钻钻孔灌注桩 (ф1 000 mm@1 500 mm局部1 400 mm) +水平内支撑支护体系, 局部桩间设置ф600 mm旋喷桩止水;桩顶设置钢筋混凝土冠梁, 断面尺寸为1 000 mm×1 000 mm;基坑标准段采用1道混凝土支撑+2, 3道钢支撑, 端头井段采用1道混凝土支撑+2, 3, 4道钢支撑 (第4道为倒撑) , 其中第一道支撑均为800 mm×1 000 mm混凝土支撑 (间距约为8 m) , 其余为ф609 mm×16 mm钢管支撑 (间距约为4 m) 。

天元西路站围护桩共计303根, 其中ZZ1:41根, 桩长:20 m。ZZ2:217根, 桩长:18.7 m。ZZ3:15根, 桩长:24.7 m。ZZ4:30根, 桩长:27.2 m。车站采用围护桩间加设旋喷桩止水, 开挖至设计标高后采用集水沟进行排水。

2 事故桩种类及产生原因

1) 短桩。天元西路站基坑西侧靠近围护结构存在一条原有污水管道, 埋深约2.5 m。沿基坑纵向影响部分围护桩混凝土无法浇筑至设计标高。污水管道影响桩号:90号, 113号, 115号, 117号, 118号, 119号, 120号, 121号, 122号, 135号。

2) 桩侵限。天元西路站围护桩侵限主要存在于基坑东侧。a.因基坑东侧围护桩施工过程中, 原始路面为软土层, 钻机就位过程中易出现倾斜, 导致实际钻孔过程中, 钻杆垂直度达不到设计要求。b.因施工过程中, 开钻没有定好位, 出现偏差, 从而导致出现桩侵限。

3) 塌孔。此类事故桩产生原因:a.因为地质情况, 土层中存在一层残积土层 (k1g-0) , 残积土层含砂量较高, 且透水性较好, 遇水容易出现塌孔现象。b.由于成孔时间到混凝土浇筑完毕后相隔时间太久, 出现塌孔现象。c.由于管线土方开挖, 在此处钻孔桩混凝土浇筑过程中, 出现上层土方塌孔现象。

4) 窜孔。天元西路站263号与260号两根围护桩由于实际地质情况, 残积土层含砂量较高, 含水量较丰富, 在260号桩成孔后, 混凝土还未浇筑完毕, 泥浆液面较高, 而263号桩成孔过程中采用干做法, 两根桩之间残积土层在水的作用下产生较大压力差, 最终形成窜孔。

3 事故桩处理措施

3.1 短桩处理措施

天元西路站围护结构钻孔灌注桩施工过程中出现短桩的有:90号, 113号, 115号, 117号, 118号, 119号, 120号, 121号, 122号, 135号。此处地面以下2.5 m存在一根污水管道, 受污水管道的影响, 在施工这些桩的期间, 其混凝土无法浇筑到设计要求的标高。这10根受污水管道影响的围护桩, 在施工冠梁及此处混凝土支撑之前进行接桩处理。接桩处理质量控制要求:1) 采用挖机挖除两侧土方, 桩体两侧土方开挖按照1∶3进行放坡。2) 土方开挖过程中应保护好原始钢筋笼主筋。3) 开挖到混凝土浇筑面后, 应采用人工进行混凝土面破除, 露出新鲜混凝土面。4) 再对桩体钢筋进行调直, 按照设计要求施工箍筋。5) 下护筒, 确保原始桩位置于护筒中心位置。6) 周围土体回填, 土体回填应密实, 防止混凝土浇筑过程中侧向移动。7) 待混凝土浇筑完毕后, 护筒应旋转、垂直、缓慢拔出。

3.2 桩侵限处理措施

围护结构施工过程中, 根据以往施工经验, 围护结构整体进行外扩15 cm。避免围护桩施工过程中出现桩侵限, 而无法满足车站主体结构设计尺寸。在施工104号桩及101号桩时, 开钻至3 m位置, 钻杆出现倾斜情况, 经现场取出的土质及孔内土质观测情况观察, 倾斜的主要原因在于地质问题, 孔内一边土质松软, 一边坚硬, 导致出现钻杆倾斜。针对104号桩及101号桩所出现的问题, 立即停止对这两根桩继续施工。采取孔内C20混凝土回填的措施, 确保孔内两边土质情况一样, 以便满足桩体施工质量的要求。在钻进过程中所出现的桩体倾斜造成的侵限情况, 此类事故桩, 在确保基坑开挖安全的前提下, 对桩体侵限部分进行凿除, 确保满足主体结构的设计尺寸。侵限桩桩体凿除施工安全质量控制措施:1) 采用风镐破除侵限桩体部分, 严禁采用凿岩机进行破除施工。2) 应根据测量班的测量线进行破除, 严禁超破。3) 对于破除后桩体主筋需要割除的, 应及时上报监理部, 严禁私自割除。4) 所有侵限桩处理施工应在最短时间内完成, 从而避免基坑开挖暴露时间长造成安全隐患。

3.3 塌孔所造成的事故桩处理措施

3.3.1 残积土层塌孔事故桩处理

对于施工过程中出现塌孔的桩体, 首先确保混凝土浇筑至设计桩顶位置。此类桩体土层塌孔情况, 可以分为基底以上部分塌孔和基底以下部分塌孔两种情况。基底以下出现塌孔的桩体, 因为不影响主体结构的整体施工, 故不用采取措施进行处理。对于基底以上出现塌孔的桩体, 一般都会在塌孔的位置形成混凝土块, 俗称“大肚子桩”。对于这些问题桩, 必须采取混凝土块的凿除, 以便满足主体结构的设计要求。

3.3.2 桩体上部塌孔事故桩处理

由于7号桩位置存在一根高压线顶管, 埋深6 m, 在具体位置不确定的情况下, 只有通过开挖此段土方, 找出高压线顶管的具体位置, 以便施工此处的围护桩。在土方开挖确定高压线只影响7号桩后, 项目部采取回填处理, 对8号桩进行施工, 由于此处属于干孔作业, 但孔内仍然有2 m的水深。混凝土浇筑过程中, 随着混凝土浇筑的进行, 2 m深水被翻上来, 遇到之前回填的土方后, 上部出现塌孔现象, 导致混凝土浇筑无法继续施工。对于8号桩的处理措施, 待桩混凝土终凝后采取开挖至混凝土面, 凿除松散混凝土, 埋设钢套筒, 回填土方, 在钢套筒内浇筑混凝土, 待混凝土初凝后缓慢将钢套筒拔出, 确保桩身满足设计要求。

3.4 窜孔桩处理措施

在263号桩成孔安放钢筋笼后钻进260号桩, 260号桩在施工至18 m位置时, 发现260号桩中的泥浆流入263号桩孔内, 此时已经不能确定其具体窜孔位置。根据实际施工进度及施工质量的要求, 决定263号桩继续钻进, 成孔后与260号桩一起进行浇筑。这两根桩的浇筑要求是:同时浇筑, 保证两根桩的混凝土液面时刻都处于同一液面位置。这样就保证混凝土浇筑过程中不会出现断桩情况。由于桩间需要继续施工旋喷桩, 但不确定其窜孔具体位置的情况下, 在这两根桩外侧30 cm处施工一排相互咬合的旋喷桩, 形成一道止水帷幕。

4 结语

本文主要例举了南京地铁天元西路站深基坑围护结构钻孔灌注桩施工中出现的问题, 以及针对这些问题采取的处理措施。由于钻孔灌注桩属于隐蔽工程, 车站内地质情况较复杂, 同一车站内各桩所处地层情况各不相同, 施工质量控制存在难度。因此, 钻孔灌注施工过程中我监理部采取全程旁站管理措施, 针对每根桩出现的不同问题采取相应的处理措施, 从而保证围护结构钻孔灌注桩施工质量以及车站主体结构尺寸满足设计要求。

参考文献

[1]JGJ 120-99, 建筑基坑支护工程技术规程[S].

[2]GB 50108-2001, 地下工程防水技术规范[S].

[3]江苏南京地质工程勘察院.南京地铁三号线D3-XK04标天元西路站岩土工程详细勘察 (补充) 报告[R].南京, 2011.

[4]南京地下铁道有限责任公司.安全、质量管理办法汇编[Z].2011.