钢结构建筑追求“六个零”
中国工程院院士沈祖炎教授为钢结构建筑总结出的“轻、快、好、省”的四个优异性能,更是彰显出其绿色建筑的特征。它主要体现在以下几个方面:材料综合性能好、材料利用率高、工业化程度和部品构件质量标准化控制程度高、安全性能好、不受施工季节影响、建造速度快、地基基础费用省,综合造价低、可减少建筑垃圾对环境的污染等,易于工业化、标准化和产业化生产。它不仅可以大幅度地提高建筑工程质量和安全技术标准,促进我国传统建筑产业的转型升级,同时还可以在建筑全生命周期内贯穿“减量化、再利用、资源化”的科学发展理念,可实现资源的高效利用和循环利用的目标,创建一种既不会使资源枯竭,又不会造成环境污染和生态破坏,各种资源能循环使用的城镇化建设新模式。
钢结构绿色建筑设计“六个零”的含义是:“零资源”——最-大限度以钢材和其他可再生资源作为建筑材料,实现循环利用,减少建筑垃圾;“零能耗”——采用新型节能保温透气的配套建筑材料、被动式节能空调技术和清洁能源集成应用技术,将建筑全生命周期能耗降到最-低;“零排放”——采用雨污水回收和渣物处理,降低污染物的排放;“零污染”——利用现代钢结构绿色建造技术,工业化、标准化和集成化生产,现场快速装配,降低建造过程的噪音、大气污染和污水排放;“零工地”——将施工现场需要的关键构件和部件移至室内工厂生产,完成后到现场快速拼装,可提高作业功效,缩短施工周期;“零距离”——实现构件标准化、供应系列化、生产工厂化、施工装配化,施工前可零距离的施工模拟和预拼装,施工中可通过物联网智能控制系统对工程质量和安全的零距离监控,在建筑全生命周期内可进行零距离的健康监测。
钢结构房屋是第三代建筑,它采用制作H型钢及薄壁冷弯C、Z型钢组合或建筑骨架,屋面和墙体采用彩色涂层压型钢板或夹芯彩钢板,在发达国家已基本取代传统的钢筋混凝土建筑。它具有总量轻、跨度大、用料少、造价低、节省基础、施工周期短、安全可靠、造型美观等优点。钢结构房屋广泛应用与单层工业厂房、仓库、商业建筑、办公大楼、多层停车场及民宅等建筑物。
钢结构房屋是以等截面或变截面H型钢为承重主体以C型、Z型檩条及柱间支撑为辅助连接件,通过螺栓或焊接等方式固定,屋面和墙面以彩色压型钢板围护而形成的新型建筑体系。钢结构房屋与传统建筑结构相比具有诸多优越特性。
钢结构房屋优越的特性
1、材料强度高:钢的容重虽较大,但强度却高得多,与其它建筑材料相比钢材的容重与屈服点的比值最-小。
2、房屋自重小:钢结构房屋主体结构的含钢量通常在25KG/-80KG左右,彩色压型钢板的重量低于10KG。钢结构房屋的自重仅为砼结构的1/8-1/3,可大大降低基础的造价。
3、安全可靠:钢材质地均匀,各向同性,弹性模量大,有良好的塑性和韧性。为理想的弹性-塑性体,因此钢结构房屋计算准确,可靠性强。
4、工业化生产程度高:能成批大量生产,制造精-确度高。采用工厂化制造、工地安装的施工方法,可大大缩短工期,提高经济效益。
5、美观:钢结构房屋的围护为彩色压型钢板,使用年限为三十年不褪色,不锈蚀。由于彩钢板颜色的多样性,使得建筑物线条明朗,观感舒适,且比较容易造型。
6、重复利用:钢结构房屋的主体骨架连接为高强螺栓连接,围护板为自攻钉连接,拆卸比较方便,若建筑需要搬迁,只要拆掉螺栓把钢结构房屋件运到需要的地方,重新组合即可。
7、抗震性能好:钢结构房屋由于主要承重构重构件为钢结构,其韧性和弹性较大,檩条的抗剪和抗扭作用以及柱、梁间的支撑,大大加强了整体结构的稳定性。
8、适用范围广:钢结构房屋适用于各类工业厂房、仓库、超市、高层建筑等。
钢结构防火涂料的选型
目前,按GB14907《钢结构防火涂料通用技术条件》的分类,钢结构防火涂料根据其涂层的厚度和性能特点可分为:超薄型、薄型和厚型三类。超薄型钢结构防火涂料(CB类)的涂层厚度不大于3mm,薄型钢结构防火涂料(B类)的涂层厚度为3~7mm,这两类涂料在火灾时能吸热膨胀发泡,形成泡沫状炭化隔热层,从而阻止热量向钢结构传递,延缓钢结构温升,起到防火保护作用。通常称这两种涂料为钢结构膨胀型防火涂料。厚型钢结构防火涂料(H类)的涂层厚度为7~45mm,它们呈现粒状面,密度较小,涂层受热不发泡,依靠其较低的导热率来延缓钢结构温升,起到防火保护作用,耐火极限可达0.5~3.0h,通常称这种涂料为钢结构防火隔热涂料。两类涂料具有不同的性能特点,分别适用于不同场合。所有钢结构防火涂料又分为室内和室外两种使用类型。
)钢结构防火涂料的选型存在问题
钢结构防火涂料的选型主要存在的问题:一是超薄型钢结构防火涂料已经成为我国钢结构防火涂料的研究和生产单位竞相研制的热点,超薄型钢结构防火涂料一般为溶剂型体系,由于与厚型和薄涂型钢结构防火涂料相比,超薄型钢结构防火涂料装饰性更好,涂层更薄,工程中使用量大大减少,从而降低了工程总费用,是目前市场上大力推广的品种。但是,在钢结构防火保护工程中出现了片面的追求涂层越来越薄的现象,片面的宣传推广超薄型涂料的现象,这对为建筑物提供切实可靠的安全保障极为不利。由于超薄型钢结构防火涂料主要还是依靠配方中有机成分的物理化学反应起作用,任何影响涂料炭化膨胀性质的因素都将影响其最终的防火性能,很难保证在涂装较长时间后还能为构件提供2.0h以上的防火保护。
二是设计者往往是简单的注明采用钢结构防火涂料保护措施,不能详细的说明选用哪一种类型的钢结构防火涂料,在施工中单纯考虑价格、美观等问题,造成防火涂料选型不当的现象。三是选型时往往忽视建筑物的环境以及使用性质的要求。露天钢结构受到日晒雨淋,或高层建筑的顶层钢结构上部采用透光板时,阳光暴晒,环境条件较为苛刻,应选用室外型钢结构防火涂料。四是把技术性能仅满足室内要求的涂料用于室外。