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【綠建技術】輕鋼結構房屋

發布時間 :2016-12-28
簡介

輕鋼結構住宅是以經濟鋼型材構件作為承重骨架,以輕型牆體材料作為圍護結構所構成的居住類建築。在美國、日本澳大利亞等發達國家,輕鋼結構建築體係早已用於住宅建築,如在美國輕鋼結構住宅已占普通住宅的25%左右,且技術已經比較成熟。

 

相對於傳統住宅結構體係,輕鋼結構住宅具有以下特點:①空間布置靈活,能滿足住戶的多功能要求;②材料輕質高強,抗震性能好,安全性高;③施工速度快,建設周期短;④可實現住宅建設的工業化和產業化。其在節地方麵的主要特點是:①構件麵積小,圍護結構厚度小,能增加建築的使用麵積;②結構自重輕,基礎施工取土量少,對土地資源破壞小。

 

與重鋼結構區別

判定結構為重鋼與輕鋼結構確實沒有一個統一的標準,很多有經驗的設計師或項目經理也常常不能完全說明白,但豆奶app可以以一些數據綜合考慮並加以判斷:

1、廠房行車起吊重量:大於等於25噸,可以認為為重鋼結構了。

2、每平米用鋼量:大於等於50KG/M2,可認為是重鋼結構。

3、主要構件鋼板厚度:大於等於10MM,輕鋼結構用的較少。

 

優點缺點

輕鋼結構是一種年輕而極具生命力的鋼結構體係,已廣泛應用於一般工農業、商業、服務性建築,如辦公樓、別墅、倉庫、體育場館、娛樂、旅遊建築和低、多層住宅建築等領域,還可用於舊房增層、改造、加固和建材缺乏地區、運輸不便地區、工期緊、活動式可拆遷建築等,倍受業主青睞,主要有以下特點:

1)采用高效輕型薄壁型材,自重輕、強度高、占用麵積小。

2)構配件均為自動化、連續化、高精度生產,產品規格係列化、定型化、配套化。各部分尺寸精確。

3)結構設計、詳圖設計、計算機模擬安裝、工廠製造、工地安裝等以較小時間差同步進行。

4)基礎以上幹式工法沒有濕作業,內裝飾等易於一次到位。型材經過鍍鋅、塗層後外觀優美且防腐,有利於減少圍護和裝修費用。

5)便於擴大柱距和提供更大分隔空間,可降低層高和增加建築麵積(住宅實用麵積可達92%)。在增層、改造、加固方麵優勢明顯。

6)新牆材應用範圍廣,大量使用采光帶,通風條件好。

7)室內水暖電氣管線全部隱蔽在牆體中和樓層間,布置靈活,修改方便。

8)房子可以搬遷、材料可全部回收利用,不會造成垃圾,符合可持續發展戰略。

 

發達國家在非居住建築上的應用十分迅速,並正在向多層居住建築拓展。非居住建築以四層以下的門式輕鋼結構為主,跨徑一般大於20m,普遍用在大跨的輕工、電子、倉庫、加工等車間的建造,也有應用在日用的超市、臨時用房、飛機庫等。輕鋼結構居住建築一般用於多層(4~6 層)與高度 24m 以下(7~9 層)的高層。通過增設耗能支撐等消能部件,居住輕鋼結構也可用於更高層。居住輕鋼結構多采用由熱軋H 型鋼組成的框架結構,結點采用高強螺栓連接(輔以焊接),樓板多采用壓型鋼板襯底代替模板的鋼筋砼結構,屋麵板與外牆多采用集保溫、防水於一體的彩色塗層鋼板,分戶牆多采用防水輕質牆板。

 

抗震性:低層別墅的屋麵大都為坡屋麵,因此屋麵結構基本上采用的是由冷彎型鋼構件做成的三角型屋架體係,輕鋼構件在封完結構性板材及石膏板之後,形成了非常堅固的"板肋結構體係",這種結構體係有著更強的抗震及抵抗水平荷載的能力,適用於抗震烈度為8度以上的地區。

 

抗風性:型鋼結構建築重量輕、強度高、整體剛性好、變形能力強。建築物自重僅是磚混結構的五分之一,可抵抗每秒70米的颶風,使生命財產能得到有效的保護。

 

耐久性:輕鋼結構住宅結構全部采用冷彎薄壁鋼構件體係組成,鋼骨采用超級防腐高強冷軋鍍鋅板製造,有效避免鋼板在施工和使用過程中的鏽蝕的影響,增加了輕鋼構件的使用壽命。結構壽命可達100年。

 

保溫性:采用的保溫隔熱材料以玻纖棉為主,具有良好的保溫隔熱效果。用以外牆的保溫板,有效的避免牆體的“冷橋”現象,達到了更好的保溫效果。100mm左右厚的R15保溫棉熱阻值可相當於1m厚的磚牆。

 

隔音性:隔音效果是評估住宅的一個重要指標,輕鋼體係安裝的窗均采用中空玻璃,隔音效果好,隔音達40分貝以上;由輕鋼龍骨、保溫材料石膏板組成的牆體,其隔音效果可高達60分貝。

 

健康性:幹作業施工,減少廢棄物對環境造成的汙染,房屋鋼結構材料可100%回收,其他配套材料也可大部分回收,符合當前環保意識;所有材料為綠色建材,滿足生態環境要求,有利於健康。

 

舒適性:輕鋼牆體采用高效節能體係,具有呼吸功能,可調節室內空氣幹濕度;屋頂具有通風功能,可以使屋內部上空形成流動的空氣間,保證屋頂內部的通風及散熱需求。

 

快捷施工:全部幹作業施工,不受環境季節影響。一棟300平方米左右的建築,隻需5個工人30個工作日可以完成從地基到裝修的全過程。

 

環保回收:材料可100%回收,真正做到綠色無汙染。

 

節能信息:全部采用高效節能牆體,保溫、隔熱、隔音效果好,可達到50%的節能標準。

 

防護技術

鋼構件的防腐

鋼構件的防腐處理大部分在工廠製作時完成北方地區或者比較幹燥的環境,也可以增加底漆一道幹膜厚度達到70-80微米,取消中間漆。

 

防腐處理可分為除鏽→塗底漆→中層漆→麵漆幾個工序來完成。根據輕鋼結構建築的用途、地理位置、氣候條件的不同,來確定防腐方案和各個工序的基本要求。

 

拋丸(或噴砂)處理的鋼構件表麵一般要達到國家標準Sa2.5級以上,最低不低於Sa2級,處理後的構件8小時內要開始塗刷底漆,底漆一般采用紅丹醇酸防鏽底漆、無機富鋅底漆和環氧富鋅底漆,防腐能力較好的是富鋅底漆,幹漆膜中鋅粉含量可達到80%以上,起到很好的陰極保護作用,防止電化鏽蝕。中間漆多采用鱗片狀的中層漆,漆膜顏料呈層狀排列,可以提高塗層的屏蔽作用,加大了水汽、二氧化碳滲透阻力,起到了增強防腐蝕效果的作用,而麵漆多采用醇酸調合漆、脂肪族聚氨脂漆,或防腐蝕性能更好的環氧麵漆和氟碳漆。

 

就豆奶app國內的現狀來看防腐工藝的要求和材料的選用,大同小異,而防腐塗料本身的質量,卻是大相競庭。同一種油漆不同的生產廠家不同的品牌,甚至同一種品牌的質量和價格相差很大,因為油漆的生產廠家以小、散、低的私營企業占了相當大的比重,而一些不規範的鋼結構生產企業,為了降低成本,不惜犧牲質量而選用低檔次的防腐塗料,造成了工程質量的低劣。

 

圍護係統的防腐

圍護係統的防腐,主要是彩板部分,它的表麵塗層的處理是在彩板的專業製造廠家完成的。作為輕鋼結構建築的設計和生產廠家,主要是根據不同的建築用途、不同的地理位置和氣候條件選用不同的品牌、型號和表麵特性,常用的彩板品牌和生產廠家有上海寶鋼、澳洲BHP、台灣燁輝、韓國樸相等等。


輕鋼結構建築的防火

鋼結構的鏽蝕是一個較為緩慢的過程,是一種由表及裏的破壞,易於直接觀察,所以常常會受到重視,而火災是一種突發性的事件,防火是對這一突發事件的預防措施,如果不發生火災,也許昂貴的投資永遠都發揮不了作用。再就是因為鋼結構本身不會燃燒,所以從表麵上看輕鋼結構建築應有很好的防火性能。因此,人們往往會懷有僥幸心理,而忽視了防火的重要性。事實上防火能力差恰恰是輕鋼結構建築的一大弱點,鋼結構建築如果遇到火災,一旦火情使周圍環境達到一定的溫度,鋼構件將在瞬間失去80%的機械強度,造成建築物的倒塌。9.11恐怖事件中,美國的國貿大廈雙子座大樓瞬間倒塌,就是因為大火使鋼結構失去了強度而造成的。在國內也不乏由於火災而引起的鋼結構建築垮塌的事例,如天津市體育館火災、上海文化廣場火災、北京友誼火災等等,所以就輕鋼結構的防護而言防火與防腐缺一不可,甚至防火比防腐更為重要。

 

輕鋼結構建築防火處理的工序與基本要求與防腐處理大同小異隻不過其最後一道工序,防火塗料的施工必須在鋼結構安裝完成後,現場塗刷。

 

防火處理分為除鏽(拋丸/噴砂)→塗底漆→中間漆→塗防火塗料幾個施工步驟,中間漆有的地方可以省略。除鏽和塗防鏽底漆的步驟一般在工廠預製時完成,防火塗料要在施工現場鋼結構安裝後再進行塗刷。

 

當下防火塗料的生產廠家比較多,施工水平也是參次不齊,管理比較混亂,缺乏統一的檢驗標準和管理監督機製,消防部門的管理隻是一種行政製度,沒有規範的技術檢驗手段和嚴格的質量評定能力。造成國內的防火塗料產品普遍存在防火性能低、容易脫落,裝飾性差,耐久性差等幾大問題,與國外的同類產品比較存在較大的差距。

 

市場前景

由於環保意識的加強和木材短缺等因素,許多國家如美國、日本、英國、澳大利亞等,正積極地推動中低層輕鋼結構住宅的應用與發展。

澳大利亞

早在20世紀60年代就提出了“快速安裝預製住宅”的概念,但由於市場尚未成熟,並未得到很好發展。到了1987年,高強度冷彎薄壁鋼結構出現,澳大利亞與新西蘭的聯合規範AS/NZS4600冷彎成型結構鋼規範於1996年發布實施。這種鋼材承載力高,與相同承載力的木材相比,隻是木材的1/3重,表麵經鍍鋅處理,在免大修的情況下,耐久性可達75年。在澳大利亞,每年約建造6億美元的輕鋼龍骨獨立式住宅120 000棟,約占澳大利亞所有建築業務產值的24%

美國

輕鋼結構在美國發展最快,1965年輕鋼結構在美國僅占建築市場15%;1990年就上升到53%,而1993年則已上升到68%,到2000年已經上升到75%。住宅用構件和部晶的標準化、係列化,及其專業化、商品化、社會化程度很高,幾乎達到100%,各種施工機械、設備、儀器等租賃化非常發達,商品化程度達到40%,在美國,采用該體係建造的房屋從20世紀90年代中期的55 000棟劇增為2000年的325 000。這種輕型鋼結構己成為發達國家的主要建築結構形式。

中國

由於其結構體係自身的因素(無論是從理論上,還是從實踐上看),認為此種結構體係隻適合5-6層以下的住宅建設,而大中城市土地供應的限製和價格因素,大量多層住宅的建設不是最理想的投入產出比,實際上多層住宅一般都建在土地價格適當便宜的城鄉結合部或中小城市,而其工業化程度以及造價(統計數據建安造價為2500元/m2),對於那個地區的項目增加了相當的難度;最後是市場價格的問題,城鄉結合部或中小城市的房價本身適當,大幅度的增加造價成本,開發商恐怕難以接受。

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