钢结构建筑工程节能复合外墙板的应用.pdf

钢结构建筑工程节能复合外墙板的应用钢结构建筑工程节能复合外墙板的应用近年来，钢材产能的快速发展，以及钢结构建筑工程在多面的優势，这种类型的建筑受到了越来越多的关注。本文首先对钢结构建筑工程建筑外墙体系统的特点进行了分析，随后主要探讨了我国目前钢结构建筑工程建筑墙体材料选择及安装构造。标签：钢结构；建筑工程节能；复合墙板前言：我国目前运用于钢结构房屋中的原料有加气混凝土块、凝土块及墙板、蒸压含气混轻砂含气混凝土块或墙板等多种材料。混凝土砌块造价较低但其耐候效果不佳，为达到房屋节能的目的，作外墙时应在外层加贴保温材料，且很容易造成墙面裂缝的情况，维护资本较高，同时也未达到钢结构房屋装配化的标准；较宽的定型板是蒸压轻质含气混凝土墙板与轻砂含气混凝土墙板，其生产技术极为复杂，非常厚的外墙，成本很高，且具有较多板缝，而处理缝隙的原料密封胶的耐久性一直达不到要求。随着钢材产能的不断发展，以及钢结构建筑在多面的优势，这种类型的建筑受到了越来越多的关注。当前钢结构建筑工程已经被公认为绿色环保、适应建筑产业发展的主要建筑结构。但由于钢材本身的热传导率过高，使得钢结构材料在建筑保温节能方面出现了严重的问题。基于此，本文对钢结构建筑以及节能材料进行了简要的介绍，同时对钢结构建筑的节能复合外墙板的应用进行了分析。一、近代钢结构建筑外墙体系统的特点单一围护体系在以钢框架为主的建筑中逐渐变为钢结构建筑工程建筑外墙体系统，荷载由梁柱传递，墙体基本不起承重作用。这一特点使钢结构建筑工程建筑外墙体成为纯围护结构。不再受结构空间的限制。同时随着国家对于建筑工程建筑墙体节能标准要求不断提高，也对钢结构建筑工程外墙体的保温功能提出了更高的需求。（一）对于钢构造建筑外墙体原料要求尽最大的可能选择新型墙体原料。长时间以来，我国建筑工程中绝大部分的采用粘土实心砖作为外墙体原料，这对于有限的土地资源损害很大，因此我国正在努力推广墙体原料革新与建筑节能。钢构造建筑外墙系统统作为单一的纯围护构造，更适宜采用各种新型墙体原料，比如外挂或内嵌板材，而一般新型墙体材料自重较轻，也符合钢结构建筑工程标准件、部品化和可塑的特点。因而我们可以认为墙体材料的革新与建筑节能方式同钢结构建筑的进步是相伴随的。（二）钢构造建筑外墙体体系应适宜于工厂化的生产方式。由于钢结构建筑的结构体系属于高度工业化生产制作和安装的结构系统，那么，钢构造建筑外墙体体系同样也应该达到这一目的，实现工厂化的流水式生产。钢构造建筑外墙体的体系各接连部分的构造节点是很重要的。但是，由于钢构造系统变形的挠度比较大，与此同时随着建筑楼高的高度的增长，这种形变还会急剧加多。所以，钢构造建筑外墙体的节点结构形式就要比传统砌筑式墙体形式复杂很多。经过研究分析，有很多专家提出钢构造建筑外墙体与结构的构造间不应该采取刚性的接连，而应使用柔性连接。墙体的柔性节点的结构无疑比刚性节点的要复杂得多。二、我国目前钢结构建筑墙体材料的选择及安装构造（一）板材类的外挂式安装。在各类墙体原料中科技含量最高的墙体材料为板材类，然而当前国内能够满足钢结构建筑工程建筑外墙需求的板料相对较少。目前，我国已出现少数满足质量要求代表性产品，其中就国鼎（GD）钢构轻型墙板为例，其具有以下特点：其一是轻质防火：GD无机芯材容重在250-450kg/m3，以标准板 1500mm6000m，板厚为130mm 计算，板自重为0.6-0.75KN/m；耐火极限长达 2 小时，根据特殊需求可以达到 3 小时以上，能够满足消防需求。其二是保温隔音：GD 无机保温混凝土的导热系数 0.055-0.075W/mk，无需另附加保温层就能有效满足实现夏日隔热、严冬保温的需求；产品的平均隔声量达到 45dp以上，让环境等安静。其三是抗风防渗：安全结构设计，满足设计规范；面层防水层吸水率仅为 5%，有效的实现防水隔潮，经受得起风吹雨打的考验。其四是安装方便：吊装后进行焊接或螺栓组装，大大缩短施工周期，简便快捷。其五是装饰性强：根据需求可进行多种装饰方式选择，如直接刷涂料、镶嵌瓷砖、特殊花纹装饰等。此外，加气混凝土外墙板类，板材类的外墙应用于钢构造住房建筑的特点：可以使墙体全部产生围护构造体系而不易形成冷、热桥：作业方便快速；外墙板与钢结构构件间可采用柔性连接，能较好的应对钢结构形变。与此同时也存在着很多不足：比如对构成墙板的材料要求高，以加气混凝土板材为例，从生产工艺要求到生产材料要求均高于生产加气混凝土块材，致使墙体造价较高；此外，因为外墙的体重量主要承载于连接构件体之上，对于接连构件的强度也要求了很多，这一特点，在寒冷地区墙体厚度及自重较大的情况下尤为突出，这也同时致使了外墙体体系的造价比较的高。（二）砌块类安装的方法。砌块类是现在我国建筑工程建筑墙体应用较广泛的墙体原料，主要有混凝土砌块、加气混凝土砌块及石膏砌块等砌块类（内嵌式安装）外墙应用于钢结构建筑工程好处是：砌块类墙体材料对于生产原料及加工工艺耍求较低，便于我国很多的地区根据自身原料及技术情况选择砌块生产材料，如同时采用工农业废料等加工生产砌块类墙体材料更可一举两得，变废为宝，这种类型的砌块在国内已有很多成熟的产品；加之砌块类外墙采用内嵌式安装不需要特殊的连接构件，施工技术要求低，适合我国现有的建筑工程筑造工艺水平，而且造价也较低：砌块类采取内嵌样式砌筑还有利于增强钢结构建筑钢结构体系的刚度。其不足主要表现在：砌块类外墙采用内嵌式安装无法完全围护结构体系，容易形成冷、热桥，同时内嵌式安装也不便于进行外墙面的装饰、防水及保温处理等。关于墙板的性能与应用，墙板的性能机构，钢构造建筑工程对围护结构的根本要求是围护结构应该与钢的构造有最可靠的结合和抗震性能，并且能预防热桥的生成。墙体宜选用高强、轻质，且具有良好的保温隔热、隔声、防水、防火、抗裂和耐候等综合性能的板材。由山东省建筑的工程质量监督检验测试中心展示的复合墙板检测表说明，复合墙板一致的符合钢构造建筑工程对围护构造的基本需求，表示为复合墙板的根本特点与测验成果。（三）墙板的上限承载力的试验。因目前没有更好的复合墙板上限承载力算术方法和墙板设计方法，莱钢建设和山东大学成功合作，对于块墙板进行了足尺模型试验。由现场试验得出的墙板横向荷载允许值，结果表明，没开窗洞墙板的承载力明显高于开窗洞墙板，而且随着窗洞口尺寸的加大，墙板的承载力也在下降。对于墙板受的风荷载，复合墙板成为钢构造建筑的外墙应用时，重要承担自重和风荷载的应用。随着建筑物高度的增加，复合类墙板已经成功在许多建设开发中得到应用。三、结语综上所述，相对于传统的土木结构和钢筋混凝土结构建筑体系来说，钢结构建筑体系在目前的房地产建设中，由于其强度高、自重轻、施工方便快速、抗震性好等优点，已经开始占有一定的份额，而且有逐步发展扩大的趋势。多年来，钢结构建筑的节能外墙板经过频繁的试验及推广应用，钢构造住房复合墙板的研究开发、加工及使用已取得了巨大的成果。伴随着复合墙板深入研究，如墙板节点形状的进一步改革、墙板的设计原理的改善、墙板装配技术的整顿、新的原料的应用等方面，将更好地推进复合墙板在施工中的应用，促进了钢构造节能建筑实现构件的准确化、作业设计模数化、施工配置化以及加工的厂房化，进一步实现钢构造的住房产业化。参考文献：1李强.浅析钢结构建筑工程节能措施J.中国建筑金属结构，2013，（18）2许伟志，谢淮宁.钢结构建筑工程体系选型研究J.科技创新导报，2012，（29）.3刘阳河，张佳.钢结构建筑工程的建筑外围护体系探究J.邮电技术设计，2011，（1）.4清华大学建筑设计研究院有限公司，北京国鼎板业有限公司.钢结构轻型复合板 14CG14/14CJ46D.中国建筑标准设计研究院，2014.