綠色裝配式鋼結構建筑體系研究與應用

張嶺

摘? ? 要：綠色裝配式鋼結構建筑體系不但對傳統鋼結構的建筑體系的有了質的飛躍，同時在不同墻體的交叉應用新型圍護系統和科技化建筑體系中得到了發展，有力地推進了建筑行業的快速發展。全綠色裝配式鋼結構模式化裝配體系是新型建筑體系，它的發展設計概念是運用建筑元器件以結構構件或建筑功能單元為基本元件組合而成，具有構件裝配化、圍護一體化、生產工廠化等特點，因此在建筑行業中得到了廣泛應用。文章主要針對綠色裝配式鋼結構建筑體系在建筑行業中的應用問題加以分析。

關鍵詞：綠色環保;裝配式;鋼結構;建筑體系

1? 前言

裝配式建筑的發展對于資源能源的節約、施工污染的減少以及勞動生產效率和建筑質量水平的提高非常有利，同時也加快化解產能過剩，促進信息化、工業化與建筑業的深度融合。2017年國家頒布的標準—《裝配式鋼結構建筑技術標準》對裝配式鋼結構建筑的發展提供技術支持保障，為未來建筑行業的發展拓寬了一條新的綠色建筑之道。

2? 綠色裝配式鋼結構建筑體系環保特點

（1）節能：鋼結構部件及制品均輕質高強，建造過程大幅減少運輸、吊裝能源消耗。（2）節地：鋼結構“輕質高強”的特點，易于實現高層建筑，可提高單位面積土地的使用效率。（3）節水：鋼結構建筑以現場裝配化施工為主，建造過程中可大幅減少用水及污水排放，節水率80%以上。（4）節材：鋼結構高層建筑自重約為9001800kg/m2～1000kg/m2，傳統混凝土約為15001800kg/m2～1800kg/m2，其自重減輕約40%。（5）主材回收與再循環利用：建筑拆除時，鋼結構建筑主體結構材料回收率在90%以上，較傳統建筑垃圾排放量減少約60%。并且鋼材回收與再生利用可為國家作戰略資源儲備;同時減少建筑垃圾填埋對土地資源占用和垃圾中有害物質對地表及地下水源污染等（建筑垃圾約占全社會垃圾總量的40%）[1]。

3? 構建綠色裝配式鋼結構建筑體系的價值

3.1? 裝配式鋼結構具備節約資源、減少能耗的價值

裝配式建筑和傳統使用的澆筑式建筑相比較具有節約資源和降低能耗的優點，尤其是對建筑垃圾的排放量，裝配式鋼結構建筑和傳統的澆筑式建筑相比較減少垃圾排放量大約百分之八十，在建筑施工過程中具有明顯的節水、節電、節材等優勢，因此我們一般對裝配式建筑有著綠色建筑的稱號。裝配式鋼結構建筑在城市中的發展具有節能減排、提高環境質量、推進建筑行業綠色發展、建立全新生態文明的城市。

3.2? 提升建筑質量

我國早在20世紀50年代國務院就出臺了《關于加強和發展建筑工業的決定》，可以說最早開啟了我國建筑工業化的道路。發展裝配式鋼結構建筑不僅消化過剩的鋼鐵，拓寬了建筑產業，在專業設備的生產制造、構件的預制加工、設備的運輸及組裝等方面也都得到了發展，裝配式建筑是一項綜合系統工程，包括產品的研發、設計、生產、施工、裝修等一系列階段工程，大力發展裝配式有利于加快我國建筑工業化快速發展。裝配式建筑的構件采用機械自動化、信息化管理的流水線生產，構件的質量得到保證，建筑的品質得以提升。

4? 綠色裝配式鋼結構建筑體系分析

裝配式鋼結構建筑體系實質上就是以鋼材作為主導承重構件，聯合應用輕質混凝土墻體的節能化圍護體系，依照相關規范對建筑體配構件的標準化設計、實現產品生產的工廠化、施工的裝配化、結構美觀化、舒適性與實用性等特征共存的建筑體系。結合建筑結構體系的差異性，可將裝配式鋼結構建筑分為如下四種類型：①框架結構體系;②框架-剪力墻結構體系;③框架-支撐體系;④輕鋼龍骨體系。輕鋼龍骨體系在構建期間，一般會選用間距400～600mm、壁厚0.5～3.5mm的鍍鋅冷彎薄壁型鋼龍骨作為受力骨架[2]，與此同時聯合應用輕質且具備保溫節能屬性的一體化的圍護墻板和工業化樓板的新型鋼結構體系，其多被應用在低層房屋建筑施工期間，是新時期下新型裝配式鋼結構住宅產業化的研究和發展趨向。2016年9月14日，國務院總理李克強在國務院常務會議上提出潛力發展鋼結構、混凝土等裝配式建筑的建議，其將會帶動節能環保新產業發展、提升建筑安全層面、助力于過剩產能化解過程等功效。與此同時，國內地方省、市也相繼頒發了積極推進裝配式鋼結構建筑發展的有關政策法規。

5? 綠色裝配式鋼結構建筑體系應用

5.1? 樓板體系的應用

①鋼筋桁架組合樓板：裝配式鋼筋桁架組合模板是把鋼筋桁架樓承板與現澆混凝土或預制混凝土板結合而形成的組合樓板，鋼筋桁架組合樓板施工不需要設置模板且現場施工安裝便捷容易，具有施工工期短，剛度強度好，整體抗震性能好等特點。②壓型鋼板組合樓板：通過在支撐壓型鋼板上面澆筑混凝土材料結合而成的樓板稱作壓型鋼板組合樓板，常依據壓型鋼板與混凝土是否一起共同工作把壓型鋼板組合樓板分為非組合和組合樓板，其具有輕巧便捷、方便搬運和安裝、便于管線安裝等特點。③預制混凝土疊合樓板：鋼筋混凝土疊合樓板主要是通過在配有預應力鋼筋的的混凝土底板的側邊預設置鋼筋并在混凝土板的側邊和上部現澆一層復合的混凝土，使預制板的預留鋼筋與現澆板的鋼筋連接并澆筑形成一整體樓板，其具有整體穩定性能好、板面不易裂縫、抗震性能好的特點。

5.2? 裝配式鋼結構體系聯合PC構件應用

鋼結構體系在建筑體中的應用，也并非是完美無瑕的，故此我進一步提升鋼結構的應用效果，在建筑工程施工階段可選用在施工中可以使用PC（預制混凝土）[3]。PC的應用能夠顯著提升產品生產質量，提高生產效率，且具有一定環保性，故此在世界各國中均有廣泛應用空間。其在樓梯、樓板等構件施工中的應用，是對鋼結構的有效完善。

5.3? 圍護墻體、構造體系的結合應用

墻體是建筑物的重要組成部分。圍護墻體是框架結構施工的最后部分，近年來發展非常快，很多功能都得到了提高，如性能更多，耐久性更強等。但是墻體各有不同，各自又都有各自的優缺點，因此要想解決全部問題就要避免墻體的單一化。為了適應發展的需求，維護墻體要將各種墻體材料混合在一起應用，并和構造法借鑒融合在一起。保溫裝飾一體板應用在新建筑的外墻保溫中，還可以起到裝飾作用，它的應用面比較廣，可以用來改造舊建筑的裝飾，也可以作為各種建筑的外墻保溫。不管是南方還是北方，建筑維護墻體都可以應用保溫裝飾一體板，它可以起到節能，保溫，隔熱等作用。

5.4? 將綠色裝配式鋼結構建筑體系不斷完善與創新

裝配式鋼結構作為現代建筑行業發展的一種新興建筑形式，其要想實現可持續發展的目標，還需以傳統鋼結構形式為基點，吸收其精華，彌補其在應用期間存在的缺陷，需對外圍結構體實施創新措施，以構建新興建筑體系。而上述目標的實現絕非是一蹴而就的，首先是要革新傳統設計理念，整改過去重結構、輕施工以及缺乏內部裝修的理念，采用內外結構和內部裝修相結合的設計理念。重點是提升建筑功能性，在對建筑主體施工過程中需緊扣框架式結構進行，確保柱網尺寸的一致性，在對戶型部署以及功能規劃過程中，需結合抗側力構件進行。

6? 結語

在節能減排、發展綠色產業的國家戰略下，裝配式鋼結構建筑會有更大發展。但必須注意的是在相對于傳統建筑存在比較優勢基礎外，還應著力提高鋼結構建筑質量和舒適性，從而為鋼結構建筑打造一個“性能好、品質高且節能環?！钡男蜗螅覞M足市場需求。

參考文獻：

[1] 張愛林.工業化裝配式高層鋼結構體系創新、標準規范編制及產業化關鍵問題[J].工業建筑，2014（8）：1～6+38.

[2] 趙仕興，周練，楊華明.大力發展鋼結構建筑，促進裝配式建筑發展——以涼山州鋼結構農房為例[J].建筑技藝，2017（3）：72～75.