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绿色装配式钢结构建筑体系及应用方向
摘要:在低碳环保、绿色节能环保概念的深入贯彻下,“绿色建筑”受到广泛关注,装配式钢结构应运而生。在适应绿色建筑发展趋势下,住宅建筑的转型与升级得到有效优化与进步。文章立足绿色建筑的设计角度,结合实际项目发展,深入探索装配式钢结构在绿色住宅设计中的应用,为绿色建筑的可持续发展提供借鉴。
关键词:装配式钢结构;绿色;应用
引言
在当前的经济环境下,我国建筑行业倡导绿色节能发展,装配式钢结构建筑是在原本传统钢结构建筑体系的基础上进行的延伸和发展。在实际应用中获得了较好的成效,因而装配式钢结构在我国建筑领域得到了大力的推广。在政策支持下,新型的建筑体系被不断地完善,结合我国目前绿色环保发展的理念,形成了环保型的建筑结构体系。通过建筑元器件和结构构件的组合和衔接,构成了建筑功能体系。此模式的优势在于建筑结构可以进行规模化的生产,节约了建筑的成本和建设时间,在建设中的安全系数更高。
1装配式钢结构绿色住宅的发展进程
装配式建筑将传统建筑的现场工作转移至工厂中进行,在工厂内制造建筑的构件和阳台、楼板等配件,加工完成后运输至建筑施工现场进行装配安装。作为装配式建筑体系的重要组成部分,钢结构正在不断迎接新的发展机遇与挑战。2016年2月,颁布《关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见》,明确指出要大力建设国家级装配式建筑生产基地,截至2025年,使装配式建筑占新建工程的30%。
我国装配式建筑主要分为木结构、钢结构、混凝土三种建筑体系,其中混凝土与钢结构占据主导地位,装配式钢结构约占装配式建筑30%。截至2018年底,住房部提出十项重点任务,“装配式钢结构建筑”成为建筑业界内的热门话题。在国家政策与方针的推动下,我国在装配式钢结构绿色建筑方面的研究不断深入,提出多批典型试点项目,国家鸟巢体育场、北京大兴国际机场等均是装配式钢结构建筑的典型公建建筑。
2绿色装配式钢结构建筑体系应用防线
2.1工业化住宅建筑体系
工业化住宅建筑是目前住宅建筑领域中发展的重要方向,传统的住宅建筑主体主要是钢筋混凝土,需要消耗大量的水泥,而水泥的应用会排放出大量的二氧化碳,形成资源浪费,排放的废水也会对周边的环境形成污染,混凝土属于不可循环利用的材料,在住宅拆除的时候,会形成大量的建筑垃圾,污染环境并且难以处理,基于此,大力推广工业化住宅建筑体系,符合环保绿色建筑理念。
钢结构住宅的钢材可以循环利用,不会成为建筑垃圾,既不需要花费资金去处理,同时还符合住宅的节能环保要求。预构件进行标准化的模数设计,在工厂实现加工、制造。钢结构住宅使用新型建筑材料,不仅达到环保绿色要求,同时也增加了抗震防火等功能。在住宅建筑设计上,安装异地那个模数进行构件和部品的规范化,使其形成标准化、系列化的住宅产品。实现构件部品的工业化生产、组合,降低施工难度。
目前,我国的钢结构住宅发展还不是很顺畅,其缺陷主要体现在钢结构技术和外部环境等方面。钢管束组合体系配置模型是使用比较频繁的,该技术可以集合一体化模型,将所连接的钢管模型排件,利用模拟测试的方式,获得构件的承重参数以及刚性功能等。成板的配置则需要利用“H型”的钢筋桁架,可以处理好配件的承载力问题。同时需要加强对新型钢板剪力墙的研发,相较于传统的钢板剪力墙,新型钢板剪力墙的优势在于自身重量低、地震作用比较小,可以进行灵活的布置,使用空间比较大等,在住宅结构中可以替代钢支撑,体改建筑使用成效和安全。根据房屋的住宅布局、承重设计以及剪力效果测试等,将住宅建筑需要的钢材料数量计算出来,确保提高住宅建筑的安全性。
2.2模块化建筑结构体系
模块化建筑结构体系以每个房间作为一个模块单元,在工厂进行预制生产后运输至现场并通过可靠的连接方式组装成为建筑整体。这样可以满足不同的功能需求,室内外装修均在工厂进行,无需二次装修,现场施工速度快。但其运输较为不便。模块化建筑可分为纯模块结构以及模块与其他体系的混合结构。纯模块结构的抗侧刚度较差,故当建筑高度或高宽比增加,仅靠纯模块结构本身不足以抵抗水平荷载时,可采用模块与其他体系的混合结构,即模块单元承受自重和竖向荷载,模块与其他体系共同组成抗侧力体系。
2.3提高钢结构生产和应用的契合度
从钢结构技术发展现状来看,从生产到应用,已经形成了一个较为规范的管道系统,在钢材料加工方面也达到了一定的技术水平,原材料加工体系的工作效率也很高。根据目前的建设情况,发现还有一定提升空间的是生产和应用的契合度。有效解决这一问题,最直接、最有效的方法就是对生产标准进行统一,在生产过程中,尽可能地对制造过程合理分类,根据设计方案选择出合适的钢材制造标准,除了一些比较特殊的建筑设计要求外,钢结构要能够满足大多数设计的要求。在此条件下,只要简单的工程设计,就能完成零件的生产,大大提高了生产效率。目前,与传统的钢结构件应用相比,这种统一标准的方式能够进一步提高装配式施工的效率,施工过程中构件的匹配水平也会明显提高,劣质材料混迹其中的可能性也大大降低。
2.4节能环保设计要素
在装配式钢结构绿色住宅的设计要素中,节能环保设计是响应国家绿色建筑号召的重点要素。在装配式钢结构住宅设计中,应合理选择住宅朝向,以南北朝向为宜,有效改善和提高其节能特性。南北朝向房屋的最显著优势是冬暖夏凉,夏季可以尽量减少阳光直射造成的室内温度偏高,冬季可以确保阳光充分照射房间,提高住宅建筑室内温度,减少煤炭、空调等耗能设施的使用频率。合理设计围护结构可以有效提升其热工性能,做到节能减排,通过控制墙体比例,完善建筑围栏地面、门窗、楼梯等结构的热工性能,实现装配式钢结构住宅的节能环保目标。
结语
装配式建筑工程应用钢结构是十分必要的,能够为施工规划和方案设计提供便利条件,同时也能提高工程项目的稳定性水平。装配式建筑工程钢结构施工技术具体内容包括钢结构设计、确定钢柱位置、钢柱的起吊安装。在实际操作的过程中,应重点做好钢结构的制造和配件的吊装工作。加强对装配式建筑工程钢结构施工技术的管理,应明确管理标准和要求,提高钢结构生产和应用的契合度。
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