建筑結構抗震加固與節能改造一體化技術研究

肖洪濤,朱永菊（.黃淮學院 河南 駐馬店 463000； . 薄山水庫管理局 河南 駐馬店 46300）

建筑結構抗震加固與節能改造一體化技術研究

肖洪濤1,朱永菊2
（1.黃淮學院 河南 駐馬店 463000； 2. 薄山水庫管理局 河南 駐馬店 463200）

抗震加固與節能改造的一體化建設，極大的縮減了建筑行業在結構建筑過程中材料與能源的消耗，有效的增強了建筑物的使用周期與安全性能。本文闡述了目前我國建筑結構建筑抗震和能源損耗的基本情況，分析了對建筑結構抗震加固與節能改造一體化的迫切性與必要性，同時提出了建筑結構抗震加固與節能一體化改造的相關方案。

建筑結構；抗震加固；節能改造

近幾年來，我國經濟的高速發展帶動了建筑行業的穩步發展，伴隨著生活水平的不斷提高也讓人們對于建筑物的安全性與可靠性有了更多的考量，人們關注的焦點逐漸轉向如何在建筑行業降低能源損耗，實現可持續性發展。2008年突如其來的汶川大地震，讓人們以生命為代價深刻認識到了當前的建筑結構是無法滿足現行的抗震設防標準的，人們開始著手探索研究如何通過有效的方法與途徑對現有的建筑結構進行抗震加固。建筑結構抗震加固的目的，是為了使既有建筑物在遭受與既定的抗震設防烈度相同等級的地震影響時，保證其結構的破壞程度是在可控范圍之內，并且建筑物在修復過后能夠像往常一樣正常使用而不至遭受更為嚴重的損失，這就對如何選擇科學、合理的補強與加固措施提出了更高的要求。另外，由于自然資源可開采的有限性的特點，人們在開采資源的過程中也逐漸意識到了加強環保、注重節能的重要性，這就相對將既有建筑結構在節能環保上的發展空間加以擴大。重要的是，提高建筑物的安全性與可靠性、降低建筑物能源耗損，需要通過對建筑結構實施抗震加固和節能一體化的改造來更好的推動和實現。

1　我國目前建筑結構抗震和房屋能源損耗的基本情況

1.1建筑結構抗震加固現狀

直接加固和間接加固是實現建筑結構抗震加固的兩種有效方式。在設計加固方案時，要本著一切從實際出發的科學觀念，切實根據建筑物的具體架構選擇最實用、最合理的加固方法。（1）加強地基基礎。建筑物抗震加固是否行之有效，關鍵在于地基基礎的抗震加固，具體操作應根據地基的負載限度對應實施，并綜合考慮外部的一些不可抗因素。在對上部結構剛度進行加強的同時，也要對地基進行有效的加固處理，在原有基礎上對地基底面積進行擴充。（2）穩固建筑上部結構。面對不同的建筑上部結構，應區別對待，根據相應建筑物情況的差異選擇最合適的加固措施。如果發現建筑物墻體出現明顯的裂痕，首先應進行裂縫灌漿，然后選用面層或板墻進行有效加固，或者直接將原墻拆除后重新施工。而對于女兒墻、填充墻亦或是局部薄弱的墻體，可以選擇直接拆除以避免多次施工所帶來的能源損耗，當然也可采用平面切割技術進行加固。

1.2不可忽視的房屋能耗

伴隨著科技的日新月異，節能技術在建筑行業中的應用日趨多元化、多樣化，人們的可持續發展意識也逐漸增強，有力的的促進了我國建筑行業在降低能源耗損與保護環境方面的發展與進步，但就總體上來講，我國的建筑行業在科學技術上尤其是節能環保這一塊，同國外諸多先進國家相比仍處于一個較低的水平。特別是在如何對門窗、屋面進行有效的保溫隔熱上，絕大部分既有的建筑結構都是不符合現行標準的，這就導致了大量的熱能由建筑物向外擴散出去，極大的增加了建筑物能耗的速度。另一方面，供暖設施相對落后，無法達到根據用戶需求對室溫進行自動調節的要求，也在一定程度上造成了不必要的能源損耗。

2　建筑物結構抗震加固與節能改造一體化的迫切性與必要性

2.1迫切性

2008年5月12日，是一個值得所有人悼念與深思的日子，這一天四川省汶川發生里氏8.0級特大地震，八萬多人民的生命被無情的奪走，造成的財產損失以及對社會經濟的破壞程度，已經不能簡單的用幾個干癟的統計數字來形容。撇開地震造成的次生災害，房屋建筑尤其是一些陳舊的砌體結構房屋的坍塌所帶來的人員傷亡和財產損失也值得引人深思。細觀這些房屋建筑，多屬于年久失修、結構老化連帶著墻體表面裂痕不斷、亦或是防震烈度相對較低等等。反觀少許在震后依然傲然豎立在廢墟中的房屋，不僅沒有因為強烈的地震而坍塌，甚至在使用性能上也沒有受到絲毫的影響。

究其根源，主要是我國建筑結構在建造之初并沒有經過科學、合理的抗震設計，亦或是設計不達標，使得這些建筑物抗震的強度完全不符合現行抗震鑒定的標準與規范。假如類似于汶川地震的悲劇再次重演，所造成的社會經濟損失和人員財產傷亡是將是無法估量的。所以，為了給人民群眾創造一個安全、穩定、可靠的生產生活環境，保證社會經濟運行的有利環境，對建筑結構抗震加固就顯得格外的迫切。

2.2必要性

伴隨社會經濟的高速發展，一系列相關的政策法規相繼出臺，建筑物無條件的肩負起了防災減災和節能環保的雙重歷史使命，使得如何進行有效的建筑結構抗震加固與節能一體化改造成為了國家和人民所必須完成的一項任務。建筑結構抗震加固與節能改造一體化技術，是在新的歷史條件下既有建筑防震烈度較差、能源損耗嚴重所帶來的迫切要求。為了建筑抗震加固與節能一體化改造的順利實現，我們需要將建筑的抗震加固與節能改造相結合，以基礎為出發點，從整體做起的同時兼顧局部，將設計、施工、驗收直至管理形成系統化、科學化的管理章程。

3　如何對建筑結構實施抗震加固

3.1層層設置構造柱與圈梁

根據長時間的建筑工程的實踐，結合科學、系統的理論研究與探討表明，在同等條件下，抗震能力的大小，與建筑結構墻體、圈梁以及構造柱的多少呈現正比例關系。所以，為了讓建筑結構的穩固程度得到提升，增強抵御外來風險特別是強烈地震等破壞程度較大的自然災害，在建筑物結構建造過程中，必須在承重橫墻和內外縱墻的交界地段設置構造柱，且需特別注意各個構造柱柱沿之間一定要在垂直方向上保持對正貫通，防止錯位現象的出現[1]。圈梁在設置上要與建筑物磚墻相結合，并根據構造柱的具體設置與之形成一個整體性的柔性框架，從而有效的提高墻體結構抵御豎向地震風險的能力。另一方面，為了切實增強建筑物的抗震強度，在對圈梁與構造柱的布置上一定要選擇較為合理的布局方式。

3.2充分利用組合墻結構體系，全方位強化

目前，我國的建筑物墻體結構多為鋼筋混凝土亦或是磚墻的單一式結構體系，而組合墻結構體系則很少在建筑實際中進行應用，其抗震性能的缺陷與不足自然難以避免。鋼筋混凝土—磚組合墻結構體系，是通過全方位的強化手段，將鋼筋混凝土、柱、砌體構造成為一個密不可分的整體，從而對整個建筑結構形成強大的約束力。此種綜合式的墻體結構形式，是一種以砌體磚塊為墻體主要材料，以鋼筋混凝土和約束梁為骨架鑲入墻體中的墻體結構。與傳統的構造柱磚混結構不同的是，在構造柱磚混建筑里，圈梁和構造柱的設置是不需要承載任何重量的，它們存在的意義就是有效的約束砌體[2]。而在鋼筋混凝土—磚組合墻結構中，圈梁和構造柱同時肩負著約束砌體和承載重力的責任，其存在的作用與意義自然不可小覷。值得一提的是，組合墻結構體系，除了房屋豎向承受和水平負載的能力得到了明顯的增強外，既有建筑物的側向變形能力也因圈梁和豎直方向鋼筋的絕對約束而有所提升。

4　降低現行建筑結構能耗的具體方法

4.1外墻保溫積水

如何有效的提升建筑物保溫隔熱效果，是降低現行建筑結構能耗的主要途徑，可充分利用外墻外保溫技術和外墻內保溫技術兩種方法。外墻內保溫技術需要將可行的保溫材料在建筑物外墻內側進行涂抹、覆蓋，并通過粘接劑將保溫層牢牢固定在墻面上以防止因時間過長而脫落，最后對保溫層用保護材料和裝飾面層進行完全、有效的覆蓋與保護。在保溫積水上，由于外墻內保溫技術對于天氣、施工等諸方面的要求相對較低，其應用也得了人們的大力推崇。

4.2房屋隔熱保溫

在傳統屋面的基礎上，顛倒隔熱層與防水層的鋪排順序，讓保溫隔熱層始終保持在防水層的上方[3]。對于屋面的節能改造，一般情況下對于聚苯板、巖棉板、玻璃棉板等質量相對較輕的綠色、環保隔熱材料的使用頻次較多，隔熱效果也較顯著。與此同時，將保溫材料按照一定的次序鋪排在屋頂的吊頂上，其鋪設厚度以熱工計算所得的科學數據為依據，不可肆意而為。

4.3改造供熱系統

供暖系統的節能改造，主體是室外熱交換站與管網鍋爐房兩個部分。為了系統改造后保證整個管網系統水力的運行，改造后的系統需經過科學、嚴謹的水力計算獲取準確的室內系統總阻力值后方可投入使用。同時，在對室內采暖實施供熱計量改造以后，重新計算室外管網系統的平衡性能并根據具體的水壓圖進行數據分析與研究也是其中的關鍵步驟。

5　結束語

總體而言，現階段我國既有建筑結構在抗震效果、能源消耗等方面仍存在著諸多的缺陷與不足，對我國建筑物的安全性、節能性造成了較為嚴重的威脅。這一現象的緩解與解決不僅需要迅速拿出一個合理、可行的加固措施與節能方案，更需要對既有的建筑結構進行有效的抗震加固和節能一體化建設，以此增強現有建筑結構的抗震能力，降低建筑物在能源上的損耗，從而加快實現我國社會經濟的穩定、持續發展，為我國實現由發展中國家逐步轉變為發達國家，屹立于世界民族之林奠定堅實、可靠的基礎。

[1]盧振宇.既有砌體結構抗震加固與節能改造一體化分析[J].建筑工程技術與設計，2014(20).

[2]張建良，勞亞軍.試論砌體結構抗震加固與節能改造[J].科技創新導報,2011(06).

[3]張輝敏.基于?；⒅楸Ｅ炷良扔衅鲶w結構抗震加固與節能改造一體化分析[J].太原理工大學，2012(05).

肖洪濤(1974-),碩士,結構工程專業,高級工程師,二級注冊建筑師，二級注冊結構師。