建筑新型復(fù)合材料選用研究

摘 要：建筑圍護(hù)的概念，根據(jù)《建筑工程建筑面積計算規(guī)范》（GB/T 50353-2005）中的名詞解釋為：圍護(hù)結(jié)構(gòu)（envelop enclosure）是指圍合建筑空間四周的墻體、門、窗等。它構(gòu)成建筑空間，抵御環(huán)境不利影響的構(gòu)件（也包括某些配件）。根據(jù)在建筑物中的位置，圍護(hù)結(jié)構(gòu)分為外圍護(hù)結(jié)構(gòu)和內(nèi)圍護(hù)結(jié)構(gòu)。外圍護(hù)結(jié)構(gòu)包括外墻、屋頂、側(cè)窗、外門等，用以抵御風(fēng)雨、溫度變化、太陽輻射等，應(yīng)具有保溫、隔熱、隔聲、防水、防潮、耐火、耐久等性能。內(nèi)圍護(hù)結(jié)構(gòu)如隔墻、樓板和內(nèi)門窗等，起分隔室內(nèi)空間作用，應(yīng)具有隔聲、隔視線以及某些特殊要求的性能。本課題主要研究外圍護(hù)中的外墻系統(tǒng)及屋面系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：高海拔；高鹽霧腐蝕；火力發(fā)電廠；外圍護(hù)選型

中圖分類號：V351.31 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 文章編號：1671-3362（2013）10-0074-01

1 外圍護(hù)系統(tǒng)簡介

由于火力發(fā)電廠工藝布置的需要，建筑體量往往較大。建筑外圍護(hù)受到跨度、高度等條件的制約，外墻及屋面所使用的建筑材料主要包括：混凝土、加氣混凝土砌塊、空心磚、彩鋼板等。

近年來，隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的快速、持續(xù)發(fā)展，電力需求日益增長，全國發(fā)電廠建設(shè)規(guī)模越來越大?；鹆Πl(fā)電廠外圍護(hù)系統(tǒng)也伴隨著發(fā)電廠的建設(shè)不斷完善，改變著人們對工業(yè)建筑外觀的固有印象。

由于長期以來我國對工業(yè)建筑設(shè)計以實(shí)用、簡單，能滿足生產(chǎn)需要為基本原則，不重視工業(yè)建筑的外觀設(shè)計。因此給工業(yè)建筑貼上了呆板、沉悶，缺乏建筑美感的標(biāo)簽。較早的發(fā)電廠建筑外圍護(hù)材料以砌體材料為主，包括實(shí)心磚、空心磚、混凝土砌塊等。建筑外立面的裝飾做法也以傳統(tǒng)的涂料為主，另外還包括水刷石、干貼石、飾面磚等。近年來，隨著對工業(yè)建筑外觀設(shè)計要求的不斷提高和建筑新材料的不斷發(fā)展，火力發(fā)電廠建筑外圍護(hù)系統(tǒng)發(fā)生了很大的變化。以復(fù)合金屬墻板、屋面為代表的新型外圍護(hù)材料被廣泛的使用。它們配合新型建筑幕墻、節(jié)能門窗、保溫材料、防水材料的使用，不但改變了建筑的外觀，還使得建筑更加綠色、節(jié)能。更符合發(fā)電廠建設(shè)結(jié)構(gòu)合理、環(huán)保節(jié)能、方便施工、經(jīng)濟(jì)高效的要求。

2 外圍護(hù)系統(tǒng)的發(fā)展

2.1傳統(tǒng)砌體材料的發(fā)展

由于發(fā)電廠建筑的工藝需要和布置的特點(diǎn)，傳統(tǒng)砌體材料目前仍大量在電廠建筑中使用。但是它們已經(jīng)不是發(fā)電廠建筑外圍護(hù)的絕對主角，使用新型材料已經(jīng)成為必然的趨勢。

傳統(tǒng)材料中燒結(jié)粘土實(shí)心磚由于國家保護(hù)土地的需要，近年來已經(jīng)禁止或限制使用，但在地下溝道、基礎(chǔ)等施工中使用仍不可避免。

燒結(jié)多孔磚、混凝土砌塊、蒸壓粉煤灰磚等材料仍在主要建、構(gòu)筑中的內(nèi)、外圍護(hù)系統(tǒng)大量使用。近年來雖然推出了一些輕質(zhì)的、環(huán)保的材料，例如輕質(zhì)多孔磚、加氣混凝土砌塊磚等。但是這些材料在使用中遇到了一些問題。例如多孔磚在燒制時由于孔洞的存在，體積收縮率難以控制，尺寸偏差、翹曲現(xiàn)象嚴(yán)重，產(chǎn)品次品率較高。再如加氣混凝土砌塊在運(yùn)輸和施工過程中容易破損。因此綜合來看，砌體材料的發(fā)展整體上比較緩慢，正在逐步被新型圍護(hù)材料所取代。

2.2 金屬彩板的發(fā)展

金屬彩板是指鋼卷經(jīng)過表面涂層處理，并機(jī)械壓制成不同波紋形式的成品建筑材料。以金屬彩板（下簡稱彩鋼板）為代表的新型外圍護(hù)材料目前在火力發(fā)電廠建筑中被廣泛的使用。在建筑實(shí)踐的過程中，彩鋼板也在不斷的適應(yīng)火力發(fā)電廠建筑功能上的需要，推出了各種類型的產(chǎn)品。這些產(chǎn)品對火力發(fā)電廠外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的建筑性能、外觀裝飾均起到了提升。本課題主要研究的外圍護(hù)就是指彩鋼板的圍護(hù)。

鋼卷作為彩鋼板的基材，決定著彩鋼板的基本性能。彩鋼板的使用年限，力學(xué)性能參數(shù)等主要取決于鋼卷的鍍層和軋制的工藝。

鋼卷的鍍層主要經(jīng)歷了以下幾個階段：無鍍層僅有底漆→鍍鋅→鍍鋁、鋅→鍍鋁、鋅、硅（以及其他在鍍鋁鋅上發(fā)展的鍍層）。

無鍍層鋼卷壓制的彩鋼板目前僅使用于一些臨時建筑，有鍍層鋼卷被大量的使用在發(fā)電廠建筑在內(nèi)的工業(yè)建筑外圍護(hù)系統(tǒng)中。鍍層的變化直接改變了鋼卷的耐腐蝕性能，目前被廣泛采用的是鍍鋁鋅鋼卷和鍍鋅鋼卷。鍍鋁鋅鋼卷比鍍鋅鋼卷造價高20%左右，但是耐久性則大幅提高35%～40%。

目前發(fā)電廠外圍護(hù)普遍采用的鋼卷鍍層配比為：55%Al，43.5%Zn，1.5%Si，按照這個配比生產(chǎn)的鋼卷壓制成彩鋼板，在發(fā)電廠建筑中使用情況普遍反映較好，耐久性能突出。

除了鋼卷的鍍層在防止腐蝕上起到保護(hù)作用外，鋼卷在壓制的過程中冷軋、熱軋工藝處理的不同，對鋼材的強(qiáng)度變化也有較大的影響。由于鋼卷強(qiáng)度不同，壓制成的彩鋼板在使用過程中力學(xué)性能指標(biāo)差異較大。在特定的氣候、環(huán)境條件下，普通的低強(qiáng)度材料無法滿足使用的要求。

彩鋼板涂層是指在鋼卷基層上，為了進(jìn)一步保護(hù)鋼卷，防止鋼材腐蝕而進(jìn)行的表面噴涂處理。

3 高海拔、高鹽霧腐蝕地區(qū)火力發(fā)電廠外圍護(hù)系統(tǒng)建筑材料選用的設(shè)計建議

通過對火力發(fā)電廠外圍護(hù)系統(tǒng)建筑材料系統(tǒng)的了解，要想滿足高海拔、高鹽霧腐蝕地區(qū)火力發(fā)電廠外圍護(hù)系統(tǒng)的使用要求，還要想充分發(fā)揮新材料在改變建筑外觀效果，提升建筑節(jié)能效果上的優(yōu)勢，就要針對不同的材料特性，合理搭配使用。下面從外圍護(hù)系統(tǒng)的墻面和屋面的材料選用提出本課題的設(shè)計建議。

特殊的自然條件主要指光照強(qiáng)度、空氣濕度、空氣中顆粒物等參數(shù)指標(biāo)。近期我院設(shè)計的新疆羅布泊鉀鹽工程自備電廠和青海格爾木金屬鎂項(xiàng)目供熱中心就是典型的代表。兩個項(xiàng)目同屬鹽湖地區(qū)，普通彩鋼板受鹽霧腐蝕嚴(yán)重，無法滿足圍護(hù)系統(tǒng)耐久性的要求。青海格爾木金屬鎂項(xiàng)目又地處高海拔地區(qū)，紫外線強(qiáng)度較高，普通彩鋼板涂層粉化褪色嚴(yán)重。針對這些項(xiàng)目的特殊自然條件，應(yīng)選用特殊的外圍護(hù)系統(tǒng)建筑材料。

4 結(jié)語

通過對以上材料的性能分析，我們發(fā)現(xiàn)只要正確選用好維護(hù)材料的種類，充分發(fā)揮材料特性，就能很好的解決特殊自然條件下發(fā)電廠外圍護(hù)結(jié)構(gòu)所遇到的問題。目前新疆羅布泊鉀鹽工程熱電站工程已經(jīng)建成，外圍護(hù)系統(tǒng)材料使用情況良好。青海格爾木金屬鎂供熱中心工程正在外圍護(hù)系統(tǒng)安裝。

參考文獻(xiàn)

[1] 唐雯靜.火力發(fā)電廠鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展前景的展望[J].新疆電力技術(shù)，2010（2）：93-94.

[2] 張淑珍，許惠雯，雷潤亞.淺析重型鋼結(jié)構(gòu)廠房的結(jié)構(gòu)設(shè)計[J].陜西建筑，2011（05）：9-12.