绿色装配式钢结构建筑体系及应用

发表时间:2021/6/1   来源:《基层建设》2021年第3期   作者:刘光耀
[导读] 摘要:装配式建筑主要包括预制装配式混凝土结构、钢结构、现代木结构建筑等,是现代工业化生产方式的代表。
        河北天昕建设集团
        摘要:装配式建筑主要包括预制装配式混凝土结构、钢结构、现代木结构建筑等,是现代工业化生产方式的代表。“绿色建筑”的概念诞生至今不足三十年的历史。在这三十年间,各项政策标准见证了“绿色建筑”在中国大地上从无到有,从快速发展到转型升级再到促进绿色城市发展的历史时刻。本文主要对绿色装配式钢结构建筑体系及应用做论述,详情如下。
        关键词:绿色装配式;钢结构;建筑体系;应用
        引言
        发展装配式建筑是促进建筑业转型升级的重要手段之一,多地“十四五”规划建议中均明确提出要推动建筑业现代化,推进装配式建筑发展,推动智能建造与建筑工业化协同发展。2020年年底召开的全国住房和城乡建设工作会议提出,2021年要加快发展“中国建造”,推动建筑产业转型升级,包括推动智能建造与新型建筑工业化协同发展、积极推广装配式钢结构建筑等新型建造方式、加快发展绿色建筑等。
        1装配式建筑的优势
        标准化设计提高效率。通过制定统一的标准和模数,使一些构件能够通用或互换,满足少规格、多组合原则,实用高效。同时,在标准化设计中加入个性化需求,实现自由组合。工业化生产减少误差。将施工现场作业转移至工厂,利用工业化技术和现代化管理方法,提高建筑材料的质量和精度。尤其是对于装配化装修来说,现在很多家庭都喜欢使用集成家具,其不仅美观,而且通过现场测量采集数据配合工厂高精度制造加工,避免了现场二次加工,减少了材料浪费和粉尘、噪声的污染。一个绿色城市的建设,政府引领必不可少,但也离不开千千万万的个体的共同打造。装配化施工降低污染。建筑行业因其施工过程中产生的扬尘一向被认为是PM2.5升高的主要因素之一。装配式建筑的部品构件在工厂中完成制造后运至施工现场,减少了现场一部分砌砖或抹灰等湿作业内容,转向装配安装和构件连接,做到了减少环境污染和建筑垃圾的绿色施工。同时,装配式施工可实现多工序交叉作业,工厂标准化生产,现场机械施工,大大缩短了工期。
        2钢结构及其特点
        钢结构是将钢材作为建筑材料的结构形式,主要构件涵盖了由型钢、钢板所制成的钢柱、钢梁等。不同构件之间通常利用焊缝、螺栓等施工进行连接。钢结构是当前常见的建筑结构类型之一。钢材作为一种燃点较高的建筑材料,其抗震、抗弯性能良好,在建筑工程应用中不仅能够有效强化建筑物的荷载能力,还能够满足建筑工程设计中的造型需要。弥补了混凝土等建筑材料无法弯曲、拉伸的缺陷。钢结构是由不同型材构成,施工工艺难度不大,构件运输至施工现场拼装,施工周期短,且后期拆卸、加固也较为便捷。钢材料的强度与韧性都较为理想,尤其适用于跨度较大的构件中,通常情况不会由于超载导致突然断裂,且韧性较好,能够容纳不同程度的动力荷载。且钢材优越的吸能性与延展性使得其抗震性能十分良好。相对来说,钢材的耐腐蚀性能较差,应用在建筑工程中需要注意防腐防护,特别是暴露在大气环境中的结构需要高度重视。钢结构建筑材料的特点与性能使得其后期维护费用高于钢筋混凝土结构,但近几年出现了新型钢材具有较高的抗腐蚀性能,已经逐渐普及。
        3绿色装配式钢结构建筑体系及应用
        3.1现有的装配式单元模块化建筑
        自20世纪开始,建筑师倾向于将模块化建筑应用于住宅领域,在建成的装配式建筑案例中,Habitat67和中银舱体最为著名。Habitat67是建筑师萨夫迪的实验性建筑,整个建筑由大约360个混凝土单元模块堆积而成。

中银舱体则是黑川纪章的成名之作,他在两个核心筒周围堆叠了100多个单元模块,并且留有了后续增加单元数量的可能性。除此之外还有柯布西耶的马赛公寓、安藤忠雄的六甲山集合住宅、皮亚诺的Diogene居住单元等项目。除了住宅领域以外,单元模块也适用于经济安置房、新农村住宅、活动中心、青年公寓、灾后重建等城市更新项目。随着研究的多元化,国内单元模块建筑常见的有墙骨结合式(钢结构装配式)、定制模块式、集装箱式,它们的集成程度各不相同。其中比较成熟的是集装箱式,即建筑师通过利用废弃的集装箱,进行改装、叠加、设计,让集装箱重获新生。近些年国内外已建成了不少此类项目,并取得良好的社会反馈。例如澳大利亚的“恶魔之角”、众建筑事务所的叠装叠项目、清华大学设计的“生菜屋”以及隈研吾在台湾花莲湾购物中心的星巴克项目等。相比成熟的集装箱,墙骨结合式(钢结构装配式)在城市建设中也有巨大的发展潜力。例如生活中常见的售卖厅、指挥中心、献血中心,它们均为独立的单元体,但存在着一些问题:一方面,单元体的面积十分紧凑,使用功能较为单一,同时狭窄的空间给人带来压抑的感觉,空间上缺乏创新。另一方面,墙骨结合式缺乏成熟的商业模式,不能适用于更多的领域。为了寻求创新,笔者摒弃了传统的四边形单元体,采用了六边形的形式,通过组合变形,可呈现出不同的形体空间,每个单元体都具有自身完善的、设定的分项建筑功能。
        3.2节能环保优化设计
        在建筑设计期间,应综合考量节能与环保设计元素,以此提升建筑生产活动的生产效率。在屋顶设计期间,应借助浅色设计元素,以此加强太阳辐射的反射效果,科学优化能源使用问题。如若在寒冷天气环境中,加强室内码头环境使用,以此降低能源消耗。借助吊顶式风扇加强热量消耗,提升空气流动效果,以此提升建筑从业人员的工作舒适度,减少空调使用。
        3.3建筑工程中钢结构的涂装施工
        建筑工程中钢结构的涂装施工包括防腐涂层施工与防火涂层施工。防腐涂层施工中药选择防腐底漆、面漆、稀料等。首先要对底面进行清理,清楚底面油污、杂物等;其次进行底漆涂装,对防锈漆进行搅拌,保持油漆粘度均匀。刷漆过程中要保持平稳,首次刷完后要间隔一定时间再刷第二层,第二层涂刷要与第一遍涂刷方向垂直,以保证漆膜厚度一致。面漆涂装要在底漆涂抹较长时间后再进行。将钢构件运输至施工工地组装后再进行面漆涂装,涂装过程中要不断搅动,涂刷工艺与底漆一致。防火涂料施工则大多使用喷涂工艺,涂料的类别、层数与厚度要以防火设计要求来具体确定。在喷涂过程中在每层干燥后才能进行下一层喷涂。喷涂过程中药保证涂层完全密封且轮廓清晰。在喷涂过程中要使用测厚针来对涂层厚度进行检测,以保证厚度能达到相关施工标准。在达到设计要求后涂层表面平整后需要再进行最后一层的抹平涂层处理。当防火涂层出现涂层干燥固化情况不佳、脱落、空鼓时,钢结构接头转角区域涂层存在明显凹陷时均要重新喷涂。
        结语
        我国对节能环境保护越来越重视,传统的大量消耗自然资源和能源、各种污染环境的建设行为已经不适用于新型城镇化建设。绿色建筑致力于推进资源集约、节约、科学、循环利用,改善城乡生活环境,降低碳排放量,注重人在建筑使用过程中的健康和舒适的体验,从而使人与自然和谐共存,加快推动了城市绿色低碳发展。混凝土结构、钢结构、现代木结构是三种主要的装配式结构。与传统建筑相比,钢结构建筑碳排放优势主要体现在建材生产阶段与建筑施工阶段。目前,国内的装配式建筑大多为装配式混凝土结构,装配式钢结构占比较少,未来须加大推广力度。
        参考文献:
        [1]钱七虎.利用地下空间助力发展绿色建筑与绿色城市[J].隧道建设(中英文),2019(11):1737-1747.
        [2]李晓莲,王鑫,吕向明.智慧城市建设中装配式建筑的发展及应用[J].建材与装饰,2019(13):155-156.
投稿 打印文章 转寄朋友 留言编辑 收藏文章
  期刊推荐
1/1
转寄给朋友
朋友的昵称:
朋友的邮件地址:
您的昵称:
您的邮件地址:
邮件主题:
推荐理由:

写信给编辑
标题:
内容:
您的昵称:
您的邮件地址: