單一墻體結構體系 單一墻體結構體系利用具有良好熱工性能和力學性能的改良砌塊和輕質板材等材料作為墻體材料，可以綜合利用工業廢渣，生產工藝簡單，建廠投資少，施工方便。 1.改良砌塊 隨著墻改工作的不斷發展，出現了大批各式各樣的改良砌塊，形成了三大主導方向：燒結類、工業廢渣類和混凝土類。 燒結類改良砌塊多為多孔磚和空心磚，體積大、密度小、絕熱性能高、施工工效好，是燒結黏土磚替代品。 工業廢渣類改良砌塊利用粉煤灰和煤矸石等工業廢料，不必挖田取土，不經高溫燒結，節省燃料，減少對環境的污染，且力學性能穩定，隔聲性能和蓄熱性能好， 生產不受季節影響，但有些工業廢渣類改良砌塊（蒸壓磚粉煤灰磚和蒸壓灰砂磚等）不能用于長期受熱、流水沖刷以及受急冷急熱和酸性介質侵蝕的建筑部位。 混凝土類改良砌塊主要有蒸壓加氣砌塊、輕集料空心砌塊和小型空心砌塊。 蒸壓加氣砌塊重量輕，有助于減少基礎及上部結構的尺寸和配筋，降低工程造價；力學性能穩定，保溫性能好，抗凍融，耐久性好，耐熱、耐火性能優良；可添加工業廢渣，生產成本較低；但該種砌塊收縮量大，吸水率高，抹墻性能不如磚墻。 輕集料空心砌塊可采用陶粒、陶砂和工業廢渣等作為輕集料，空心率大于25%，輕質，高強，抗震性能好，保溫隔熱性能好，隔聲、耐火性能好，吸水率低，收 縮率小，易加工，面層規整，在各種建筑墻體中得到廣泛應用；但目前生產方式多為作坊式，裝備檔次低，且多選用低價劣質輕集料，因此經常出現輕集料混凝土空 心砌塊強度低、破損率高、砌體開裂和發生滲漏等質量問題，影響建筑物的使用和美觀，其中以煤渣砌塊最為嚴重。 小型空心砌塊多用于中高層承重砌塊墻體，其吸水率小、干縮值大（2~3mm/m），在使用中會出現墻體開裂、滲水、抹灰脫落而污染損壞室內裝修等問題。 2.輕質板材 輕質板材是近年來新興的墻體形式，種類多，有紙面石膏板、纖維石膏板、植物纖維輕板、纖維水泥板、輕骨料混凝土板材、蒸壓加氣混凝土板、黏土條板和木屑 板等。輕質板材重量輕，生產綜合耗能較低，在現代化房屋建筑中不可或缺，但因建廠投資較大，生產規?；潭炔桓?，有關輕質板材的設計規范和要求尚不完善， 其應用發展有待提高和完善。 復合墻體結構體系 單一墻體結構體系往往難以同時滿足 較高的絕熱（保溫和隔熱）要求，因而在滿足建筑保溫節能要求前提下，復合墻體結構體系成為主流。復合墻體采用砌體或鋼筋混凝土墻體作承重墻，與絕熱材料復 合。與傳統墻體材料相比，復合墻體在建筑物自重、保溫隔熱性能及施工性能方面均具有明顯的優越性。 目前國內外較為成熟的建筑節能結構體系主要有三類：預制構件為模板內部澆注混凝土的結構體系、預制構件為核心骨架兩側噴涂（澆注）水泥砂漿（混凝土）的結構體系和預制裝配式結構體系。 1.預制構件為模板內部澆注混凝土的結構體系 該類結構體系是模板保溫一體化的免拆模結構體系。采用不同預制構件作為模板形成不同結構體系，具有各自不同的特點： 1）納士塔(RASTRA)結構體系將由EPS顆粒、水泥、添加劑和水制成的隔熱吸聲水泥聚苯乙烯空心板構件粘合組裝成模板，并在其內部豎向、水平相互 貫通的孔槽內澆注混凝土或穿插鋼筋后再澆注混凝土，形成墻內剛性骨架，具有較好的節能環保效果，但存在吊裝困難、運輸不便、易破損和造價高等問題。與之相 似的有美國REDDI結構體系和加拿大AAB結構體系。 2）ICF結構體系采用墻體內外兩側的EPS模塊積木式搭接成保溫模板，然后在 墻體內放置鋼筋后，澆注免振搗混凝土，從而形成保溫隔熱混凝土承重結構。該結構體系能確保保溫層的粘結性能，有效地解決“冷熱橋”問題，保溫性能好，設計 使用壽命長，經濟效益和社會效益顯著。適合7層以下建筑。與之相類似的是德國SOFORM結構體系。3）DIPY模網結構體系采用由豎向鍍鋅加勁肋、水平 折鉤拉筋和表面鋼板網組成的建筑模網作為模板，在網模內澆注混凝土，形成承重結構體系。該結構體系安裝操作簡單，節省人工，無需大型運輸(起重)設備；在 混凝土原料中可以適量摻加工業廢料、建筑垃圾等，變廢為寶，有利于環境保護，降低工程造價。但模網對運輸和堆放要求高，而且澆注混凝土時，其轉角處會出現 擠脹、變形。 4）意大利NIDYON結構體系采用兩個單層鋼絲網架波形聚苯板在成型機上組裝成現澆墻體模板，中間設混凝土現澆層，利用網架鋼絲做受力鋼筋。由于采用有機材料，耐久性較差，而且墻體仍具有普通剪力墻延性差的缺點。適用于建造4層以下建筑。 5）配筋砌塊保溫結構體系采用具有良好保溫隔熱性能和力學性能的混凝土砌塊（或空心部分填充保溫材料）為砌模，并在砌?？變扰渲娩摻罹W片，澆注混凝土。 為了加強結構整體強度和剛度，地下室和電梯井筒等應采用鋼筋混凝土剪力墻。該結構體系具有良好的整體性、承載能力和抗震性能。與之相似的是?；⒅閺秃辖Y 構體系。 6）自保溫混凝土結構體系由帶有隔熱保溫板材的預制平板與現場澆筑的連梁和短柱構成。適用于抗震設防烈度不大于8度地區的多 層、高層民用建筑，已形成相應的技術規程，并在南京市和淮安市完成試點工程。但目前沒有與該結構體系配套的專用鋼制模架，且預制構件的制作、連接方式和吊 點設計有待進一步完善。 7）混凝土灌芯纖維石膏板結構體系通過在預制定型纖維增強石膏板的空腔中澆筑混凝土而制成。石膏板輕質、防火、保溫，并起到剪力鍵的作用，隔震耗能，提高了復合墻板的延性，但存在連接縫的處理和防水處理不便等問題。 2.預制構件為核心骨架兩側噴涂（澆注）水泥砂漿（混凝土）結構體系 該類結構體系首先將冷拔低碳鋼絲焊接成三維空間結構，中間填充EPS板，形成鋼絲網架聚苯乙烯板，然后在板兩側噴涂水泥砂漿面（舒樂舍板結構體系和 EM2結構體系）或在板兩側澆注混凝土層（CL結構體系和CS結構體系）形成完整的建筑墻體。該類結構體系自重輕，安裝簡便、運輸方便、增加使用面積、保 溫性能好，但不同結構體系也存在不同的缺點： 1）舒樂舍板結構體系和EM2結構體系運輸或儲存過程中變形板多，抹灰時墻體易產生裂縫，防火性能較差，施工完畢后不能剔鑿，不能變更門窗洞口。 2）CL結構體系和CS結構體系工序多、節點多、安裝難度高，且對混凝土坍落度、現澆側模板的支撐和縫隙處理要求高。 3.預制裝配式結構體系 該類結構體系將工廠預制的大型墻板、樓板甚至整個房間（墻板表面可以做好飾面）運至施工現場直接組裝，工業化程度高。不同構造預制構件形成不同的結構體系： 1）CBCF復合結構體系是由薄壁型鋼和EPS輕集料混凝土澆注而成的板式結構，有多種組合方案，可按模數建造2層建筑。但現場吊裝困難，且建筑造價高，適用范圍有限。 2）密肋輕型節能結構體系是由預制的密肋復合墻板、現澆的隱形框架和樓板組合而成。復合墻板是以截面及配筋較小的混凝土構件為肋格，內嵌加氣硅酸鹽砌塊 預制而成。砌塊在肋格約束下的開裂與非彈性變形類似耗能裝置，有效地提高了結構的變形能力和延性；生產過程中大量使用工業廢料，具有較大的環境和社會效 益。該體系施工復雜，且對其真實結構的計算分析困難，按照等效原理建立的結構計算方法以及構造措施均有待進一步完善。 3）PC結構體系以預制墻板為主要構件，經裝配、連接、部分現澆而成，其生產工藝仍在探索中，存在節點處理的問題，且對現場條件要求高。 4）WZ結構體系是采用WZ板材構建的組合網架夾心剪力墻節能結構體系，具有減輕自重和隔熱、隔聲、隔振和隔滲的作用，但實用設計方法有待完善。 5）裝配式大板結構體系除基礎外全部采用預制構件組合安裝，施工簡單、機械化程度高、大規模應用經濟效益高，但整體抗震性能不好、運輸難度大。與之相類似的是盒子結構體系。 4.鋼筋混凝土疊合結構體系 鋼筋混凝土疊合結構體系是江蘇省綠色建筑工程技術研究中心和南京工業大學從德國引進的一種新型預制構件為模板內部澆注混凝土的結構體系。 疊合樓板由預制樓面板和現澆鋼筋混凝土層構成。疊合墻板按不同的作用和構造分為外部剪力墻、外部填充墻、內部剪力墻和內部填充墻四種。剪力墻在空腔內配置雙向鋼筋并澆筑混凝土，承受豎向與水平荷載，而填充墻則僅在墻板頂部設置構造暗梁。 該結構體系的優點包括：結構性能優越、環保節能、工業化程度高、造價較低。 傳統結構體系 1．鋼結構體系和鋼-混凝土組合結構體系 鋼結構體系自重輕、抗震性能好、綠色環保、易產業化、可循環利用，但冷熱橋消除、耐火和耐腐蝕等問題未得到較好解決。鋼-混凝土組合結構體系能較好地解決防火、防腐的難題，但較難滿足節能要求。 2．現代木結構體系 現代木結構體系是指以各種工程木或經過處理的原木、鋸木為結構材料，以木材或其它建材為填充材，并以木構件或鋼構件為連接材料建造的結構體系。木材是可 再生資源，符合可持續發展戰略；工廠化和標準化生產，施工速度快、周期短；易于擴建和改造；抗震性能好；保溫、隔熱；綠色環保；具有極強的藝術表現力。但 木材各向異性、材料的不可焊性造成了木結構設計的復雜性；木材是有機物，易受不良環境的腐蝕；木材是可燃性材料，防火安全受到特別關注。目前南京工業大學 木結構實驗室等單位研發的工程木制品結構性能以及防腐、防火性能優越，應用前景廣闊。 主張與建議 1）充分利用工業廢料，發展符合我國國情的單一墻體結構體系。 黏土磚的大量生產和使用使耕地面積日益減少，而粉煤灰、礦渣、煤渣等工業廢料和垃圾堆積如山，造成嚴重的環境污染。鑒于此，結構體系的發展方向之一就是充分利用工業廢料，發展符合我國國情的單一墻體結構體系。 2）提高單一墻體的工業化程度。 推廣5000萬塊以上規模的機械化輪窯、隧道窯和新型輥道窯空心磚企業，研發高摻量廢渣磚和全煤矸石燒結空心磚等新產品；發展年產10萬~20萬立方米 的加氣混凝土制品生產線，研發新型、大型機械化切割機，改善發泡成型技術；推廣年產800萬平方米以上規模的紙面石膏板生產線，解決好護面紙膠粘及配套技 術，完善紙面石膏板生產工藝；提高蒸壓纖維水泥加壓板、纖維增強硅酸鈣板和GRC板等輕質板材的裝備水平和產品裝飾水平。 3）大力研發新型復合墻體體系 建筑物主體材料混凝土保溫性能很差，要使結構滿足保溫節能要求，就必須復合保溫材料，這樣不僅增加施工工序，加大建造成本，而且不利于結構受力和安全。 結合我國國情和國外發展趨勢，研究開發輕質高強、抗震性能好、節能保溫效果佳、施工簡便、經濟實用、綠色環保且適宜于產業化發展的復合墻體體系，已成為建 筑業的發展方向。 4）要立足現有條件、立足本國，找準切入點。 必須對量大面廣的現場澆筑技術、設備和人員進行合理調整，尋找資源的合理流向，尋求工廠制造與現場作業的合理結合，不應不顧現有條件，一步到位搞全裝配化。 5）發展配套產品，完善應用技術節能結構體系推廣應用難的一個重要原因是對配套產品（特定的施工工藝和專用的配件、材料等）的開發和應用技術落后，必須加大相應產品和成套技術的研發力度。 6）提高建筑節能結構體系的標準水平 結構體系的標準水平是質量的基礎和保證。只有通過提高結構體系的標準，才能普遍提高我國結構體系的檔次和水平，有效遏制和淘汰落后的結構體系。 7）加快建筑節能結構體系的應用步伐 新型節能結構體系的應用應納入國家或地區建設計劃（安居工程和康居工程），逐步提高其應用比例。
|
