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行業動态

農村适合輕鋼結構住宅推廣嗎?

來源:恒碩鋼結構    時間:2018/3/24 16:04:54


1鋼結構住宅投資前景分析

1、鋼結構具有許多優點:首先,重量輕、強度高。用鋼結構建造的住宅重量是鋼筋混凝土住宅的1/2左右;可滿足住宅大開間的需要,使用面積比鋼筋混凝土住宅提高4%左右。

2、抗震性能好,其延性比鋼筋混凝土好。從國内外震後調查結果看,鋼結構住宅建築倒塌數量最少的。

3、鋼結構構件在工廠制作,減少現場工作量,縮短施工工期,符合産業化要求。

4、鋼結構工廠制作質量可靠,尺寸精确,安裝方便,易與相關部品配合。

5、鋼材可以回收,建造和拆除時對環境污染較少。

2鋼結構住宅結構設計概述

1、結構體系選型

對低、多層住宅,目前國内外常用的結構體系主要有:

(1)冷彎薄壁型鋼體系

構件用薄鋼闆冷彎成C形、Z形構件,可單獨使用,也可組合使用,杆件間連接采用自攻螺釘。這種體系節點剛性不易保證,抗側能力較差,一般隻用于1~2層住宅或别墅。筆者處理的幾個舊房加層,如薊縣 國稅局、天津港派出所等改造工程,使用了該體系,效果較好。

(2)框架

目前,這種體系在多層鋼結構住宅中應用最廣。縱橫向都設成鋼框架,門窗設置靈活,可提供較大的開間,便于用戶二次設計,滿足各種生活需求。鋼框架考慮樓蓋的組合作用,運用在低多層住宅中,一般都能滿足抗側要求。但是由于目前框架柱以H型鋼為主,弱軸方向梁柱連接的剛性難以保證,因此設計 施工時須慎重處理。

(3)框架支撐體系

在風載或地震作用較大區域,為提高體系的抗側剛度,增加軸交支撐或偏交支撐效果很好。這種體系為 多重抗側體系,而且梁柱節點,柱腳節點可設計成鉸接、半剛接,施工構造簡單,基礎主要承受軸力,體形較小,因此成為人們青睐的對象。

(4)框架剪力牆體系

在低多層住宅中,可以應用傳統的剪力牆體系,如鋼筋混凝土剪力牆或鋼闆剪力牆。目前正在研究的空 腔結構闆是一種理想的抗側結構。空腔結構闆是一種新型的輕質闆材,采用黃紙制成具有衆多等邊空腔結構的闆狀基架,然後經浸漬而成。該闆材與鋼框架可靠連接,便可形成新型剪力牆。 另外美國,澳大利亞等國還開發了交錯桁架體系,比較新穎。

2、 主要構件設計

(1)柱

前已述及,鋼結構住宅一般為大開間,框架柱在兩個方向都承受較大的彎矩,同時應該考慮強柱弱梁的 要求。而目前廣泛使用的焊接H型鋼或I字熱軋鋼截面,強弱軸慣性矩之比3~10,勢必造成材料浪費。因 此對于軸壓比較大,雙向彎矩接近,梁截面較高的框架柱采用雙軸等強的鋼管柱或方鋼管混凝土柱是适宜的。對于方鋼管混凝土柱,不僅截面受力合理,同時可以提高框架的側向剛度,防火性能好,而且結 構破壞時柱體不會迅速屈曲破壞。因此,盡管平面受力結構中,選用H型鋼或I字鋼在受力上還是合理的但總體上,箱形鋼管柱尤其是方鋼管混凝土柱應得到廣泛應用。方鋼管混凝土柱将是鋼結構住宅發展的 主要方向,但由于缺乏相應的規範、規程,目前在住宅中應用還很少。尤其鋼管砼梁、柱的連接較為複雜,不利于工廠制作和現場施工,應加大力度開發研究。

(2)樓蓋

在多層輕鋼房屋中,樓蓋結構的選擇至關重要,它除了将豎向荷載直接分配給牆柱外,更主要的作用是 保證與抗側力結構的空間協調作用;另外從抗震角度來看,還應采用相應的技術和構造措施減輕樓闆自重。常用的樓蓋結構有:壓型鋼闆-現澆混凝土組合樓闆,現澆鋼筋混凝土闆以及鋼-混凝土疊合闆, 而以第一種最為常用。目前,在多層輕鋼房屋整體分析時,還普遍不考慮樓蓋與鋼梁的組合作用,即使設置抗剪鍵,也偏保守地假設鋼結構承受全部荷載,這樣不僅增加材料用量和結構自重,反而會造成強 梁弱柱的不利情況。有一6層算例,考慮樓蓋組合作用對梁剛度以及結構整體剛度的影響。 算例表明,考慮組合作用後主梁的剛度大大增加,使得梁的撓度和地震作用下柱頂的側移大為減少,此 考慮組合作用應予關注。為使樓層高度減到最小,提供更大的空間,組合扁梁樓蓋也成為一種趨勢。

(3)支撐體系

支撐分軸交支撐和近年發展起來的偏交支撐兩種,前者耐震能力較差,後者在強震作用下具有良好的吸能 耗能性能,而且為門窗洞的布置提供了有利條件,目前國内用的還很少,建議在高烈度區首選偏交支撐。常用的EBF偏交支撐形式此所示。剪切型耗能梁段,加勁肋按以下公式設計: a=29tw-d / 5,(γp=±0.09rad)(1) a=38tw-d / 5,(γp=±0.06rad) (2) a=56tw-d / 5,(γp=±0.03rad) (3)式中,a―――加勁肋間距,d―――梁高, ―――腹闆厚度,γp―――塑性轉角;彎曲型耗能梁段還需在 梁段端點外1.5bf處加設加勁肋。

(4)節點抗震計

框架梁柱節點一般采用兩種連接方法,根據"常用設計法",即翼緣連接承受全部彎矩,梁腹闆隻承受全部剪力的假定進行設計。震害表明,這種設計不能有效滿足"強節點弱杆件"的抗震要求,在高烈度區隐患 很大。改進框架節點設計,在梁端上下翼緣加焊楔形蓋闆或者将梁端上下翼緣局部加寬蓋闆面積或加大的翼緣截面面積主要由大震下的驗算公式确定:式中:為基于極限強度最小值的節點連接最大受彎承載力,全部由局部加大後的翼緣連接承擔; 為梁件的 全塑性受彎承載力; 為基于極限強度最小值的節點連接最大受剪承載力,僅由腹闆的連接承擔;為梁的淨跨;為梁在重力荷載代表值作用下按簡支梁分析的梁端截面剪力設計值。

3鋼結構住宅存在的幾個問題

1,一些鋼結構住宅的設計不是以建築本身為主,因此,開發的住宅不太好用。目前,有些鋼結構住宅的開發中,把鋼結構的問題視為最重要的,因此,以結構專業為主,這是一種誤區。無論是何種結構建築,買主關心的不是用什麼結構,而是房子是否好用,布置是否合理,住在裡面是否舒适,是否實用,功能是否齊全。所以一棟鋼結構住宅能否有市場競争力,能否被用戶(消費者)所認可,最終取決于鋼結構住宅是否技術先進、适用美觀、經濟合理,即“質優價廉”。住宅應該關注的是人,設計要以人為本。鋼結構住宅是住宅,而不是住宅鋼結構,因此,鋼結構住宅的開發設計還是要以建築師為主,要遵循建築設計的規律,更多地關注其使用功能、建築效果以及節能環保等。伱看加氣混凝土砌體。

2,鋼結構住宅的配套設施和圍護結構的材料不完善。鋼結構住宅體系是一個綜合的、複雜的技術體系,它涉及牆體材料、屋面材料、廚衛系統、管線系統等一系列配套體系。這方面最突出的問題是外牆結構體系。現有牆體材料性能和安裝方法很難滿足鋼結構住宅在防熱、保溫、通氣、防滲以及耐久性等方面的要求。連接的配件及方法,也不很完善,使用不方便。

3,鋼結構住宅要求應用大量的新技術,我國現在還缺乏這方面的人才。我國專門研究鋼結構住宅的人員較少,大多數設計和施工單位在傳統結構體系方面有專長,而在鋼結構住宅方面缺乏相關的人才。由于我國鋼結構住宅尚處于開發階段,施工技術工人更是奇缺。培訓技術人員是發展鋼結構住宅的重要環節。

4,全國沒有統一、系統的推廣鋼結構住宅的方式方法,各單位的研究工作均是從頭開始,經驗不能很好地借鑒、傳承,經驗推廣工作做得不夠理想。對于鋼結構住宅的總的發展規範還不夠,因此,發展比較亂。有關部門,在總結以前的經驗,指出未來的發展方向上做得還不夠。

5,宣傳力度還不夠,與地産商的聯系還不夠,許多地産商認為鋼結構住宅要貴得多,因此不敢做。其實,這是一個誤解。鋼結構住宅和其他住宅比較起來,一般情況下造價并不高,與混凝土結構基本持平,但是它的使用面積會增加不少,一般達到5%,綜合造價還是比較低的。

4鋼結構住宅建築需認真研究的幾個問題

1、鋼結構住宅建築要以建築設計為主導,其他專業緊密互動配合。鋼結構住宅建築除要遵循住宅建築設計一般原則外、要注重解決:

(1)如何發揮鋼結構的優勢?梁跨度可增大、開間更靈活、為住戶創造更大的空間。但又如何避免鋼結構帶來的建築平、立面單調呆闆。

(2)要解決鋼結構住宅建築防火、防腐蝕問題。做到成本增加不多而效果較好,足使建築師、結構工程師大動一番腦筋。

2、選擇和開發外牆闆,是鋼結構住宅建築推廣中的關鍵問題之一。除滿足外牆闆的各項技術要求外,還要做到牆闆原材料應地之宜、工廠化生産、運輸、安裝連接方便。

3、鋼結構要做到安全合理、節點構造方便可靠、并為構件制作、運輸、吊裝創造條件。

4、建築設備與鋼結構住宅配合,是住戶首先遇到的問題。要選用和開發适合鋼結構住宅的各項設備,采用先進的技術和設備用于鋼結構住宅。

5、鋼結構住宅的造價是房地産開發商最關心的問題。鋼結構住宅應定位于中、高擋住宅,鋼結構住宅建築是一項系統工程,應從設計、制造、運輸、安裝、維修和管理等環節着手加強管理和協調,以降低成本,提高綜合經濟效益而不僅僅着眼于多用或少用幾公斤鋼材。

5鋼結構住宅研究新進展

1、本體系的主要構成及關鍵技術

(1)外牆:

方案一:采用輕質複合牆闆,可為蒸壓輕質加氣混凝土闆、鋼絲網水泥夾心闆,GRC夾心複合闆、鋼筋混凝土夾心複合闆等。

方案二:砌塊填充,采用加氣混凝土砌塊,輕骨料混凝土小型空心砌 塊,或混凝土小型空心砌塊等。

(2)内牆:

方案一:采用輕質闆材,如紙面石膏闆,纖維石膏闆,加氣混凝土闆,玻璃纖維增強水泥闆等。

方案二:複合闆材,如鋼絲網架水泥夾心闆,發泡夾心聚苯乙烯複合牆闆。

方案三:砌塊填充。

(3)防火處理:

鋼柱:采用防火闆包裹,或厚塗型防火塗料,可以根據實際情況及價格比較進行選擇,以達到不同結構構件耐火極限的要求。

鋼梁:H型鋼梁翼緣内填充加氣混凝土砌塊,再用金屬網抹25厚蛭石砼包覆,或防火塗料或防火闆。

(4)結構形式:可比較采用H型鋼框架結構、H型鋼框架支撐結構,鋼框架砼剪力牆結構等多種形式。

梁采用H型鋼,柱可采用H型鋼、鋼管砼,方管及鋼骨砼柱等。

鋼材可采用Q235、Q345材質。

(5)構件連接可采用高強螺栓連接、焊接連接或栓焊混合的連接形式。

(6)樓闆。可采用普通現澆砼樓闆,預制鋼筋砼疊合樓闆,壓型鋼闆現澆砼組合樓闆。

(7)采暖通風設計采用先進的分戶計量方式,可比常規供暖方式節能10%,結合H型鋼構件的截面特點進行管線的隐蔽設計,将管線設計在H型鋼的凹面内,避免由于采用分量計量帶來的戶内管線多,既不美觀又占用正常使用空間的矛盾。

(8)給排水設計考慮,生活污水的無公害淨化處理,減少對環境的污染,設計采用節水設備,可考慮中水的處理利用,節省使用水資源。

(9)采用智能化設計,設計考慮綜合布線系統。樓宇智能化管理系統實現電話、傳真、有線電視和微機上網等家庭辦公的自動化。

2、試點工程:

試點工程包括一座小高層住宅,兩座多層住宅。

(1)、高層住宅(1#樓)建築面積平方米,共12層,地下一層,層高3.9米,地上12層住宅,層高均為2.9米。建築總高度34.8米,采用鋼框架——現澆砼剪力牆結構。柱采用直徑300鋼管内灌C50砼,梁采用H型鋼,鋼材全部采用Q345。

一幢多層住宅(4#樓)六層,一層商店,層高3.9米.二至六層為住宅,層高2.8米,建築面積1200平方米,采用鋼框架支撐結構。梁柱均采用和H型鋼,鋼材全部采用Q345。

另一幢多層住宅(南區4#樓)為七層住宅,一層為藏間,層高2.2米,二至七層為住宅,層高均為2.8米,總建築面積約4720平方米,采用鋼框架--預制砼剪力牆結構。梁柱均采用H型鋼,鋼材全部采用Q345。

(2)1#樓外牆采用鋼絲網水泥夾芯闆,闆芯為EPS苯乙烯發泡闆,外面抹35厚1:3水泥砂漿,具有結構性能好、質輕、保溫、隔熱、防火性能好、施工簡便等優點。分戶牆、廚房、衛生間采用玻璃纖維增強水泥闆、内隔牆采用改性石膏砌塊,隔音效果好。

4#樓外牆采用200厚蒸壓輕質加氣砼闆,這種闆材容量小、導熱系數低,耐火性好,施工簡便易于操作。内牆采用蒸壓加氣輕質制砼内牆闆。

南區4#樓采用蒸壓加氣砼砌塊為外牆,内分戶牆體材料,戶内分隔牆體采用厚度75MM的輕砼牆闆。

(3)1#樓采用普通現澆砼樓闆;4#樓采用預制鋼筋砼疊合樓闆;南區4#樓采用預制預應力砼空心闆加砼現澆層。

(4)保溫:為達到建築物節能50%的标準,采用了如下措施:

屋面:屋面保溫采用現噴硬質聚氨脂發泡保溫技術

周邊地面:采用聚苯保溫。

外牆: 采用保溫複合外牆闆或導熱系數低的外牆材料。

外牆:采用單框雙玻窗保溫窗。

(5)防火:

鋼柱:采用防火闆包覆,已達到耐火極限2.5小時;鋼梁:H型鋼鋼梁翼緣内填充加氣混凝土砌塊,再用金屬網抹25厚蛭石包覆,達到耐火極限1.5小時。

(6)試點工程在采暖通風設計采用了分戶計量方式。

(7)經濟技術指标

H型鋼住宅建築試點工程主體鋼結構小高層約為33.2Kg/m2:多層約為35KG/m2。

按河南省定額計算,工程預算造價多層760元/m2,鋼筋混泥土結構多層住宅約為650元/m2,節能建築造價增加8%,約為52元/m2,扣除節能建築增加的部分,鋼結構多層住宅造價為708元/M2,比鋼筋混凝土多層住宅增加約為9%;小高層為1100元/M2,鋼筋混凝土結構小高層住宅,約為1000元/M2,節能建築造價增加8%,約為80元/M2,扣除節能建築增加部分,鋼結構小高層住宅招架為1020元/M2,與鋼筋混凝土小高層住宅基本持平。

3.正在研究的相關技術:

在試點工程的基礎上,我們繼續開展了幾個方面的研究,并有2項技術已申報專利.

(1) 整體外牆闆

研究開發輕質保溫整體外牆闆,可采用一個房間的外牆作為一塊牆闆,這樣可以減少小塊牆闆拼裝産生的接縫所帶來的裂縫、滲漏等問題。

(2)小波紋壓型鋼闆組合樓闆

我們研究開發了一種新型的、與鋼結構建築相适應、能夠采用工業化生産,同時又能适應住宅建築使用要求的組合樓闆形式——小波紋壓型鋼闆組合樓闆。具體采用0.4-0.6mm厚的鍍鋅鋼闆壓成型,波紋肋高一般在10-15mm之間,這種壓型鋼闆造價低,可作為施工模闆使用,不考慮結構受力,但與主體鋼結構連接的整體性好。現澆闆鋼筋,根據使用階段的強度要求,計算出配筋量,采用工廠化生産方式,将鋼筋與壓型鋼闆焊接成型,工地安裝後,連續闆支座處現場綁紮支座負筋,這樣一是減少了現場綁紮鋼筋的工作量,提高了工廠化制作程度,滿足了鋼結構建築施工速度快,樓闆多層同時澆注的要求,同時又降低結構高度,增加建築的可利用空間,鋼筋與壓型鋼闆的工廠化成型又能滿足了小波紋壓型鋼闆在施工階段的強度要求。

(3)萬能托架

普通現澆砼樓闆常規施工方法與鋼結構建築的快速施工,多層同時澆注不相适應,為解決這一矛盾,我們實驗開發了一種支撐模闆采用的萬能托架。這種托架長度可調整,兩端與H型鋼梁緊固連接,拆裝方便。(此項技術已申請專利)

(4)模塊化的設計、施工

鋼結構住宅建築的最大優勢在于可以工廠化生産,形成産業化的發展模式,因此設計上的标準化、模塊化更能促進鋼結構住宅體系的産業化。結構構件,連接節點的标準化設計有利于工廠化和機械化生産,模塊化的設計又能加快安裝速度的提高。構件不再是單柱單梁工廠生産,現場拼裝,而是按模塊化的設計形式,把住宅中一戶或一個單元作為一個部件進行設計、生産,部件可以采用工廠化生産,(也可以采用零件工廠化生産、部件現場拼裝,再進行吊裝)這種方式的優點在于提高了工廠化生産的程度,減少人工操作,尤其降低高空作業量,模塊化設計中應考慮整體空間剛度,合理選擇吊點,并驗算模塊強度避免吊裝過程中産生變形。

部件的構件連接可全部采用焊接,由于全是工廠化操作,焊接質量容易保證,現場拼裝全部采用高強螺栓連接,避免高空焊接造成的質量隐患。

(5)繼續研究開發高強度、焊接性能好的H型鋼及輕型H型鋼、并研究開發耐火鋼和耐候鋼。

6一些試點項目經濟技術指标

a) 北京亦莊經濟技術開發區青年公寓

建築面積:12萬平方米。由6棟單身公寓(10萬平方米)和公共建築(鍋爐房食堂等)(2萬平方米)組成。

地點:北京亦莊經濟技術開發區。

用途:開發區單身職工居住。

結構型式:混凝土核心筒+鋼框架。

梁柱:熱軋H型鋼,

樓闆:組合混凝土壓型鋼闆,

外牆:粉煤灰砌塊+加氣混凝土闆,

内牆:防火石膏闆+輕鋼龍骨。

防火措施:加氣混凝土闆+石膏闆+薄型防火塗料。

現場用工:2.52工日/平方米、而磚混結構為7~8工日/平方米。是磚混結構的1/3。

工程造價(達到粗裝飾):1150元/平方米。和磚混結構造價持平。

用鋼量: 37公斤/平方米(僅為200元/平方米,是總造價的17.4%)。僅有三種規格鋼材。

鋼結構吊裝:一棟住宅樓僅用20天(670噸)。

施工工期:比磚混結僅短一為半。

b)天津市麗苑小區試點工程

工程面積約8180平方米+平方米,開間7.5米,

層高2.8米,總高33米,主體為11層。柱距7.5米,

開間分别3.9米和3.6米,進深方向5.7米和5.1米。

鋼管(方)混凝土框架—鋼骨砼核心筒體糸。

柱—350×350毫米、方鋼管混凝土柱、内灌C40砼。

梁—350毫米H型鋼。

梁柱連接—兩向均采用柱焊剛性連接。

樓闆—采用預應力砼疊合闆、厚度80+60毫米.寬5.1米。

外牆—預制CS牆闆,尺寸為2800×3900×150毫米

管道采用集中管井布置。

采暖及供水多統系采用分戶計量和控制。

電氣采用智能化設計。

每節柱為三層高一次吊裝構成三層框架

工程價格基本與同類中高層鋼筋混凝土結構持平。

造價為1200元/平方米-1260元/平方米左右。高出同類中高層鋼筋混凝土結構5%左右。

最近鋼結構住宅設計規程的出台,相信會對鋼結構住宅的發展有一個巨大的推動作用。

農村适合輕鋼結構住宅推廣嗎?

本文簡單介紹了中國農村住宅在技術層面和環保方面及國外住宅在上述兩方面的現狀。

1

技術層面

國内:

改革開放至今,中國農民收入水平大幅提升,“賺錢蓋大房子”這個樸實的夢想也在一戶接一戶的實現。一間間土坯房被推倒,代替的是一幢幢空間寬敞的大磚瓦房,講究點又有些實力的人家都蓋起了混凝土住宅。後來到了1997年,我國鋼産量達1億噸,1998年投産軋制H型鋼系列,有關規範标準配套出台,給鋼結構創造了良好的物質基礎。之後,各種鋼結構建築如雨後春筍般伫立在中國的各個角落。然而在農村卻很少見到鋼結構住宅建築的身影,似乎廣大農民們還是很認可磚瓦房和混凝土房,在翻新或新建自家住宅時,還是首選這兩種,至于鋼結構房屋——那是什麼?

既然現狀如此,我們接下來就說說目前農村住宅的現狀吧。

1) 方案選用不合理。

農村建房一般無建築師參與,往往是随意擺布,各家相互抄襲、盲目攀比,其結果是不節能、不節地、不适用、不美觀、不經濟,建築與人們新的生活方式也格格不入。

2)結構設計不合理,無正規設計圖紙,施工随意性大。

目前,農村建房95%以上無正規施工圖,建房時東抄西仿,僅憑經驗動工,在建造過程中随意拆拆改改,建築質量沒有保障,抗災能力低。比如基礎的設計不合理,有些農民片面考慮節省開支和方便施工,沒有任何地質資料,忽視了軟弱土和淤泥質地基的危害,基礎埋置過淺,又無加固措施。另外,一些重要構件的布置不合理,而導緻對建築的損壞。許多住宅現澆闆根本沒有按照設計和施工規範的要求進行施工,闆内配筋和闆的厚度嚴重不符合标準。許多出現問題的房屋都是不考慮房屋的開間和進深尺寸,主筋一律用?6@200雙向鋼筋網, 連續闆上部的負彎矩筋按3根/m放置,而且放置不标準,也沒有按規範要求紮成網片放入,而隻是在澆築時随意放置,闆的厚度很不均勻,有的隻澆到6 cm~7 cm厚,有的達13 cm~14 cm厚,對闆的自重影響較大。所以拆模後不久或拆模後一段時間内屋面就出現不同程度的裂縫,最後造成闆面下墜或沿牆、梁上部及屋面四周、牆闆交接處出現裂縫,緻使屋面多處滲漏。輕則影響使用功能,重則影響整個房屋的結構。

3)施工人員技術素質低,質量得不到保證。

農村建房都是一家一戶,建築規模小,大的施工隊不願承攬,施工隊伍大多是個體瓦工、木匠工等雜牌隊伍拼湊而成,一般都沒有經過正規培訓和專業技術考核,缺乏基本的建築施工知識,技術工藝落後,施工不得要領:他們在配制砂漿、混凝土時不知道何為配合比,粗細骨料也不稱量,憑經驗攪拌,對砌築砂漿或澆築的混凝土要求達到的标号及強度心中無底,砌體質差,灰縫不标準,通縫現象嚴重,砂漿飽滿度不足;預埋的拉結筋随意放置,長度、方向、間距都不标準,造成縱橫牆接槎 不牢;幹磚上牆,因砂漿嚴重失水而導緻砌體強度降低。以上種種做法都降低了房屋結構的安全性、可靠性,使房屋的質量得不到保證。

4)材料以次充好或偷工減料影響質量。

目前社會上的建材市場相當混亂,不合格、不标準、低質量的産品,沖擊整個建材市場。據有關部門統計,整個建築市場的材料抽查合格率不足40% 。

5)農民質量意識差,法制觀念淡薄。

造成村鎮住宅工程質量隐患嚴重和事故發生的原因很多,但從根本上來說是不重視工程質量,是人的因素。尤其是農民群衆缺乏對建築知識和法律法規的了解,有擺脫 不了“親幫親、鄰幫鄰”的建設方式,也讓非法施工隊伍鑽了空子,匆匆簽訂“合同”,不按法律規定辦事;而這些施工隊素質差,大部分根本不懂建築工程施工, 更木能解決工程施工中随時可能出現的問題,對工程質量抱有僥幸心理,結果房屋倒塌,屢見不鮮。

國際

外國的農民都喜歡什麼樣的房子?

日本

日本每年新建低層住宅20萬幢左右,建築面積大約300萬㎡,它們大都是鋼結構住宅,尤其是輕鋼結構裝配式住宅。輕鋼結構裝配式住宅因1995年神戶大地震在日本得到普及推廣尤其是經曆了1995年神戶大地震後,震中兵庫縣實施了“不死鳥”計劃,要求建築物遭受8級地震不倒;日本政府則提出了“零死亡”計劃。因此,抗震性能卓越的輕鋼結構、輕質材料等各種最先進的防震手段被廣泛應用,所有老式建築全部采用不同形狀輕鋼結構框架進行加固。

日本這種工業化住宅生産規模比較大的廠家有7-8家,主要結構體系大約隻有2-3種。

如“積水”住宅,鋼柱用3.2mm厚的C型鋼組成用工字型口字型(也可采用H型鋼,也有鋼管砼柱),梁采用5.5mm-8mm的H型鋼,平均鋼骨架用鋼量約60kg/㎡。梁柱采用低合金鋼加工,磷鐵膜化學處理後再進行樹脂塗料電着塗層,需要防火時再采用噴防火塗料或者用闆材包裹隔斷。

2004年,日本鋼材俱樂部又提出一種鋼結構住宅推薦模式:Steel Mansion1000,其大緻情況如下:

a.柱間跨度14.4m,可實現200㎡的無柱空間。其空間中可容納自由分割住戶1-3戶。

b.設備獨立于結構,涉筆的管道維修方便。

c.柱采用鋼管砼,梁采用FR鋼(Fire Resistant Stul),耐火鋼可以簡化防火處理。

d.地面為PC闆+現澆RC結構,采用倒梁、倒闆形成雙重地闆,使所有的設備管道都容納在地闆下面。

e.外牆采用ALC闆、輕質的PC闆的幹式施工法。

f.分戶牆采用隔音性能高的強化石膏闆,幹式施工法。

日本政府及企業正在研究:(1)如何提高住宅耐久性以及什麼樣耐久性比較合适。(2)适應家庭變化和反應對住宅的價值觀,研究“構架與住戶分離方案”,将主結構部分建造十分牢固,具有100y以上耐久性。造成無柱大空間。

英國

二戰後,為解決住房荒問題,英國與歐洲其他國家一樣采用了工業化方式建設大量住宅,60-70年代以後則在住宅的結構體系尚出現了多元化的趨勢:木結構、鋼結構、鋼筋砼結構等。1998年,在“建築生産反思”報告中提出了通過建築新産品開發,集約化組織,工業化生産,達到下述目标:成本降低10%;時間縮短10%,可預測性提高20%;缺陷率降低20%;事故發生率降低20%;勞動生産率提高10%;最終實現産值利潤提高10%。

澳大利亞

澳大利亞早在上世紀60年代就提出了“快速安裝預制住宅”的概念,但由于市場尚未成熟,并未得到很好發展。

到了1987年,高強度冷彎薄壁鋼結構出現,澳大利亞與新西蘭的聯合規範AS/NZS4600冷彎成型結構鋼規範于1996年發布實施。

這種鋼材承載力剛,與相同承載力的木材相比,隻是木材的1/3重,表面經鍍鋅處理,在面免大修的情況下,耐久性可達75y。另外,他還發展了一種稱為“速成牆”(Rapiwall)系統,它是一種中間挖空的闆材,在工廠制造時已完成裝修,主要成分為石膏闆、玻璃纖維和水密聚酯材料等的混合體,重量為38kg/㎡。标準闆尺寸為長13m*寬2.85m*厚12mm。它也可以剪裁成任何長度和高度的組合件。在其中空洞處灌注混凝土,則可以起到較好的防火、隔聲、放熱作用。他可以用于内外牆體。

其他國家,比如北美和大洋洲的住宅建築以木結構為主,因為當地木結構取材方便價格低所以上述地區國家的木結構住宅技術體系很成熟。

2

綠色環境層面

國内現狀

從我國的情況來看,未來 10 年,全國農村新建住宅将達到60 億平米,其中地處采暖地區的住宅将達到 50 億平米。

長期以來,我國廣大農村甚至少數城鎮生活用能是以生物能源為主。為了維持生計,取暖、做飯用燃料主要依靠柴草和農作物稭軒,煤炭富産區也有用燒煤取暖的。本來收獲後的稭稈應還田改土或用于畜牧,卻當作薪柴取暖,耗能量巨大,既造成資源浪費又污染了環境。随着人們生活水平的改善和提高,特别是在住宅面積達到一定的水平後,如何提升農村住宅品質就成為農村住宅建設的重要内容。

雖然我國從上世紀 80 年代就開始建築節能工作,但直到現在建築節能狀況仍然不理想。特别是建築能耗提高的速度遠遠超過建築節能水平提高的程度,也就是能源使用效率很低。那時候的問題慢慢積累到今天,特别是一些老舊建築,不但建築能耗明顯不合理,其室内環境品質和安全也成問題。

長期以來,廣大農村特别是寒冷地區,能源供應不足,農村住宅外牆、屋面和門窗等仍采用常規做法,房屋圍護結構保溫性能差,外牆和屋面傳熱系數分别比建築節能設計标準大 50%以上,緻使采暖耗能浪費嚴重。夏季采光面積過大、通風不利,有些住宅采暖甚至出現安全隐患等缺點。這就要求我們從實際出發,針對農村技術力量不足的情況,改變不合理的平面布局,在繼承當地農民的優良傳統中要有所創新,因地制宜,就地取材,創造農村住宅的新面貌。

農村住宅建築節能落後,建築能耗達到同等氣候條件發達國家的 5 倍以上,而且舒适度差,具體表現在以下幾個方面:

(1)沒有節能意識:受我國傳統思想的影響,多數農内朋友對我國國惰的認識 是地大物博,認為我國的能源取之不盡、用之不竭,沒有意識到我國乃至全世界 的能源問題有那麼嚴重。所以也就很少在農村建築上關心節能問題。

(2) 缺少節能技術:農民朋友們很少懂得從多個方面采取節能措施。比如平房 建築的體形系數本來就較城市的多層建築大,在同等保溫條件下能耗就比城市多 層建築多1O-30%,再加上圍護結構過于單薄,外牆部分是 240mm 厚磚牆,屋頂幾乎沒有任何保溫隔熱措施,門窗大都是單層大玻璃門,大玻璃窗,本身就不利于保溫 隔熱,許多農民朋友為了省錢大都選用十分劣質低價的門窗材料,使農村居住建築的保溫隔熱性能更是不容樂觀。

(3) 建築構造技術較為落後,能源利用率偏低:其中經濟落後是農村住宅節能 改造措施推廣最大的制約因素。因此研究和探索一種前期投入少,回報周期短, 又符合節能要求并能提高居住舒适度的住宅節能改造措施是十分重要。

(4) 目前農村主要以薪柴和稭稈為生活燃料:這類燃料的利用率很低,熱效率 一般僅10%左右。即使采用節能竈,利用率也不到 30%。大量的竈台餘熱以煙氣、 熱輻射等形式向環境傳播,造成巨大的熱量損失和資源浪費,并增加了對環境的污染。

通過以上的論述,可以發現農村住宅節能改造的形勢十分的嚴峻,首先要做的是節能意識的官傳,而這在我國是有深遠的曆史的,勤儉節約的民風應得到科學的肯定,同時也應建設一批示範工程,引導廣大農村的居民改善他們的居住環境,切實的實施節能改造與民生問題的結合,推動新農村的建設。

值得欣喜的是,某些技術較為成熟節能環保技術已經開始由政府牽頭在農村住宅中出現試點,相信未來一段時間内會普及,比如2010年9月,北京市“平谷區農村住宅太陽能與建築一體化采暖/熱水系統工程”項目通過驗收,該項目利用太陽能系統供給居民采暖和生活熱水。

國外節能現狀與進展

西方發達國家在經曆了1973年世界石油危機後,都十分重視建築節能問題。一方面從建築法規上保障節能方針的有效實施,另一方面從經濟上加以引導鼓勵或限制。為了節能和環保,發達國家正在大力推廣“零能耗住宅”新技術。據有關資料介紹說,“零能耗住宅”技術需要将以下因素進行最優組合:根據不同氣候特點确定設計:太陽能供暖和降溫系統以及自然照明;最先進的節能建築設計和材料:節電的家用電器和照明設備以及太陽能熱水供應和發電系統。 高效利用太陽能是"零能耗住宅"技術的關鍵。通過外牆(如太陽能吸熱壁)、窗戶和建築材料等,不借助任何機械裝置,直接利用太陽能進行房屋自然供暖、 降溫和照明,以減少房屋降溫或供暖所需的能源消耗。在氣候不同地區,日照強度與時間長短的不同決定建築設計的具體差異,如屋頂是否需用反光材料避免房 屋過熱、牆體是否需用保暖性強的材料、牆體填充材料應具有何等儲熱和散熱能力、何種牆體填料應在房屋什麼位置等。

"零能耗住宅"有室内溫度變化小、不怕停電、節約能源和減少污染等優點。 該技術視房屋為-個諸多元件協作運轉的整體,旨在通過最佳整體設計、利用最 先進的建築材料以及己上市的節能設備,達到房屋所需能源或電力 100%自産的目 标。所謂的電力 100%自産以年為時間計算單位。"零能耗住宅"同時還與電網相 連,其自産電力不足時可從外界補充,過剩時可輸入電網,而電力公司也需為此支付等價電費。

同時,在房屋降溫和供暖保暖方面,窗戶的方向和位置、隔熱性能不同的窗 玻璃的選用、窗玻璃的組裝層數、窗框材料、房屋外表和屋頂材料深淺顔色的運 用、室内的自然通風設計、房屋的擇地和朝向以及園林設計等也起重要的作用。 而利用附近建築的反光和室内牆面、天花闆和地闆反光,開窗位置高,甚至選用 技色窗框,都能夠增強室内的自然照明效果,減少照明用電。

"零能耗住宅"的太陽能發電系統通常通過在屋頂安裝外觀似有色玻璃的光 電薄膜材料,來實現太陽能發電的目的。利用光電薄膜材料發電無污染,有益于 環境。同時,光電薄膜材料能起到和普通瀝青屋瓦同樣的保護作用,并且經久耐 用,柔韌性好,重量輕且安裝造價低廉。但由于光電薄膜材料有極強的吸熱能力, 因此在應用中應注意需與建築物隔開以免給房屋"加熱"。

目前世界各國都面臨着資源永續利用的問題,建築節能在很多國家已經被放到了舉足輕重的地位。德國提出75-82%的建築節能标準,美國、英國、加拿大、 澳大利亞、日本等也頗為重視建築節能。在一些發達國家,有機建築、自持續建築、零能源建築紛紛湧現。德國的 "3 升建築",德國路得維希港的 "3 升建築" 是一座建造于 20 世紀 70 年代的民用住宅,該住宅經過外牆保溫、外窗外遮陽保溫等節能改造後,冬季采暖用油(德國冬季多用燃油采暖)從過去的每年每平方米 20 升減少到 3 升,僅是改造前用能的 15%,相當于每年每平方米建築用标準煤3. 7 公斤,因此被稱為 "3 升建築"。這一成功的舊房改造己成為許多國家既有房 屋改造的樣本。英國的"零能源住宅",英國諾丁漢大學有一座"苓能源住宅"。 這所住宅主要采用屋頂的紙纖維保溫、低輻射破璃、外牆圍護保溫和太陽房的設 計。"零能源住宅"告訴人們,現代的科技手段通過合理的設計完全可以使我們 的建築達到理想的節能标準,資源永續利用是可以實現的。在很多發達國家,良好的外牆保溫、外窗遮陽、阻熱玻璃、太陽能等節能技術己經被普遍應用于各類建築中,此外,有利于環保的可回收、再生或循環使用的麥草闆、舊新問紙闆、 骨料、爐渣作為原材料的、混凝土材料也越來越多的被用在建築中。墨西哥政府的ecocasa項目,為低碳住宅提供資助,促進建設低碳住宅并且在墨西哥增加提供購買低碳住宅的抵押貸款金額。以上這些都為我國的新建築與既有建築改造提供了豐富的可借鑒的經驗。

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國家政策與推進措施

這一點,我真的想說,我在做調研的時候本以為會有很豐富的資料,可事實根本不是這樣!關于國内的政策,最基礎的就是國務院辦法的《農村宅基地管理辦法》,這裡面詳細寫明了農村宅基地的申請、審批、使用的程序、規則和條件。其實根據我國農村住房情況的現狀,國家目前在大力提倡鋼結構住宅,這幾年陸續有個把有關鋼結構住宅的示範基地建成,但這些基地的基調都很“高大上”,對于在農村條件下的應用還有很大差距。因為農村居民對于現今的技術往往不以為然,他們更多在乎的是如何花小錢辦大事:我的房子要寬敞明亮,高台階大窗戶,最好比鄰居家的高一點;風格嘛,歐式的或者伊斯蘭風格的都不錯,古羅馬那三種柱式也挺漂亮,能用都用上;房間數目要多,空間要大,家裡來親戚住得下;最好帶個倉子之類的,存糧食或者種子什麼的方便;如果有能讓我們省錢的高科技産品,如太陽能屋面,那當然歡迎,但是操作起來最好不要太麻煩,也千萬别經常出故障,要皮實一點;……所以,了解農民的真正需求是解決農村住房問題的根本條件之一。

順應國家的政策,對農民們來說,大力宣傳新型鋼結構住房的優勢,全力推進新型農村住宅建築體系的開發,實現産業化生産、商品化供應和市場化建設,把價格控制在能接受的範圍内,輔助太陽能、保溫牆等節能措施,讓“省錢”不止進行在蓋房時,在日後使用中也能省錢是吸引他們的關鍵。很遺憾的是,目前國内針對農村住宅的扶持政策,我們發現的隻有對貧困居民的資金補助,其餘諸如技術支持、維護指導、優質原材料直接供應等方面尚未起步。

國外,如美國、日本、澳大利亞,鋼結構産業化比較成熟,農民建造鋼結構住宅時,廠家運過來的已經是半成品了,農民自己組裝好就行了,避免了很多麻煩和問題。

4案例及特色、優勢

其實目前中國農民建造高質量房屋的意識有所提升,在經曆了某些特殊的重大事件後這點尤其突出,意識到房屋質量的重要性,鋼結構住宅也由此快速的進入農民們的生活中。最為人熟知的項目就是汶川地震後的災後重建。在壹基金的組織下,輕鋼公司技術員、輕鋼房農戶和西安澤衆公益坐在一起,農戶就房子各個階段出現的問題與輕鋼公司技術員現場交流,完善建房技術,為了更好的推廣。這是一個很好的契機。其實防患于未然的意義就在于減少甚至避免天災對我們的傷害。居安思危,大家都看到了這樣的前車之鑒,更應借此推廣鋼結構住宅在農村的應用。

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