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摘要:伴随社会现代化和城市化的进展,装配式钢结构住宅产业的规模不断得以扩大。住宅产业满足了当代居民的标准化居住需要、集约化的工程建设和工业化的住宅构建。本文将深入阐述装配式钢结构住宅的特征,结合其外围护结构发展的现状,重点介绍了装配式钢结构住宅外围护结构的部分功能,论述一下其中外墙体、楼板与屋面板的种类,并最终总结现阶段我国装配式钢结构住宅外围护结构发展中出现的问题状况,希望为此结构的进一步研究指明方向。
关键词:装配式建筑;钢结构住宅;外围护结构发展
随着二十一世纪以来社会经济和科技的发展,建筑行业内部的构造也在逐步进行系统的更新与优化,所涉猎的每个具体的产业目标也在悄然变化,住宅产业也是如此。我国住宅产业的重心从传统的建造方式过渡和转变为科学绿色的建筑模式,将标准化、工业化和集约化的建筑新要求融入到装配式钢结构住宅构建体系中,保障了住宅的居住性能,并有助于增强其现实的工作效能。
一、装配式钢结构住宅外围护结构的概念和优势
装配式钢结构住宅是指在设计阶段进行标准化安排,在生产时进行工厂化加工,在现场进行装配化施工和一体化装修,在后期能够对住宅进行信息化管理和智能化应用的建筑方式,并且能够实现全程的能源节约、材料节约、用水和土地资源节约,加强对环境的保护。伴随着欧美及日本等国家与地域装配式钢结构住宅的发展,我国近年来也正在初步发展装配式钢结构住宅。同时也相继出台各项政策,在某些大型报告中声明要大力发展装配式建筑,比如国务院总理李克强曾在政府工作报告中提倡,要积极推广绿色建筑与建材,全力支持装配式钢结构住宅建筑的发展。国内各地区也纷纷针对装配式住宅与绿色建材出台了相应政策。
围护结构是指围合建筑空间四周的门、窗和墙体,主要是建筑结构中围成的建筑空间用来抵御不良环境的构件。建筑物当中普遍使用的围护结构包括门窗、墙体、楼板及屋顶。参照在住宅建筑物当中的位置,可以将围护结构分为内围护与外围护结构。随着现阶段装配式钢结构住宅的飞速发展,作为装配式钢结构住宅的重要结构组成部分,外围护结构体系不仅应当满足轻质的需求,而且必须具有充足的刚度与强度,以实现节能的目标与效果,达到密封性能、热工性能、隔音性能和装饰性能的指标,因此发展与装配式钢结构住宅相配套的外围护结构,可以极大促进装配式钢结构住宅的发展。
与传统的住宅建筑对比,装配式钢结构住宅的布置空间灵活,集成化程度高,平面空间尺寸较大,空间布置灵活自由,具有自重轻、承载力强、抗震性能优越等优点。用户可以根据个性化需求对结构空间进行二次分割与布置,而不会影响结构的牢固性和可靠性。装配式钢结构住宅可以充分发挥钢材强度高、延展性能好、塑性变形能力强的作用优势,加强了建筑住宅的安全性,同时较轻的质量能够减少基础造价和安装运输的费用。装配式钢结构住宅有利于实现绿色、节能、环保以及可持续发展,在生产和建造过程中不会产生大量的肥料导致环境污染,在降低能耗的同时也避免了现场的施工噪音,减少了现场工作量。另外,其建造周期较短,产品质量高,确保了工程施工的高效率与精确度,有助于实现住宅建设的工业化与产业化,提高其科技含量与实用功能,也保证了综合经济效益。
二、装配式钢结构住宅外围护结构的研究现状
1.楼屋盖系统
作为房屋的水平构件,楼板发挥着支撑竖向荷载与传递水平荷载的功能,楼板的构造需要满足受力与隔音等条件。同时为了达到装配式钢结构住宅的装配化,楼板的体系也需要实现批量化与系列化生产。目前我国的装配式钢结构住宅中普遍使用的楼板,基本采用现浇整体钢筋混凝土楼板、轻钢楼板、压型钢板组合楼板、预制预应力混凝土叠合楼板与自承式钢筋框架混凝土叠合与纤维水泥压力楼板等若干类型。其中现浇整体钢筋混凝土楼板的刚度较大,有助于抗震。
2.装配式钢结构体系出现的问题
无论从施工计划、材料选购还是施工人员、建筑形态与维护管理的环节来看,装配式钢结构体系都存在一定的瑕疵。装配式钢结构住宅的外围护结构在建造过程中尚未形成统一的标准,其体制模型不够健全,缺乏最基本的装配式钢结构住宅规范制度及体系;装配式钢结构住宅产品建筑的通用化程度偏低,预制部件的科技含量和集成化程度不能满足住宅基本的使用功能,无法有效减少房屋综合经营成本;装配式钢结构住宅的施工现场缺乏工作秩序,装配效率低,因为住宅内部含有数量较多的各路管道和线路,无法突破传统拼接节点的模式,因而不能真正形成完整的安装配套体系;钢结构预制装配式住宅的施工技术滞后,施工人员技术水平良莠不齐,综合素质也参差不齐;管理人员对预制产品缺乏有效的保护,造成施工现场秩序混乱,无法实现统一的工程验收标准。
3.外围护结构的主要功能和作用
外围护结构在装配式钢结构住宅中的基本功能主要有:保温、隔音、防潮、防火与防水。在保温功能上,外围护结构作为建筑结构的关键部位,可以有效起到节能保温的功效。有研究表明,通过墙体的能量损失是通过门窗的三倍左右,因而墙体具有良好的保温功能,对建筑结构的保温节能方面可以做出重要贡献。在隔音作用方面,建筑结构需要满足安全性、耐久性和适用性的要求,而隔音功能恰好体现了适用性的功能特征,因此在建筑物中的墙体绝大多数都具有极佳的隔音功效,确保了为用户提供满意的生活与工作环境。外围护结构的防潮防水作用重点的为了达到围护墙体的气密性与致密性的标准,在一些潮气较大的地区湿气比较重,加上以阴雨连绵的气候为主,所以外围墙体的防水防潮作用是维持居民良好生活条件的必要功能。最后,墙体在建筑结构中还应当适应规定的防火规范与要求,并且确保墙体在遇到火灾时候的稳定性能。
三、结语
建筑工业化通过标准化生产、工厂化施工、装配化设计和一体化装修,加上信息化管理与智能应用的模式,大大提高了住宅建筑产品的生产效率。住宅产业化是我国住宅业发展的必经之路。装配式钢结构住宅的体系较易实现标准化与工业化制作,它的发展势必会带动住宅施工行业的革新。装配式钢结构住宅外围护结构体系是钢结构住宅产业化体系研发的重难点,推广外围护结构的体系符合国家节能减排的政策导向,具有广阔的发展前景与巨大的应用潜力。
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