淺析輕鋼住宅的特點及在我國的發(fā)展前景

王 磊

(上海通利建筑設計有限公司 上海 200000)

淺析輕鋼住宅的特點及在我國的發(fā)展前景

王 磊

(上海通利建筑設計有限公司 上海 200000)

由于輕鋼住宅的體系的優(yōu)越性，一經誕生就迅速普及北美、澳洲等地。近年來，在我國也已經逐步推廣使用。本文通過介紹輕鋼住宅體系的優(yōu)缺點，分析其在我國的發(fā)展瓶頸和解決方法。

輕鋼住宅；木結構；抗震

一、輕鋼住宅的起源

在北美地區(qū)，由于木質資源豐富，價格低廉，低層住宅采用木結構體系非常普遍。然而，木結構耐久性較差，易受蟲害侵蝕，而且由于森林資源砍伐過度導致環(huán)境破壞。在這種背景下，類似于底層木結構住宅體系的底層輕鋼住宅應運而生。輕鋼構件是把從薄鋼板或鋼卷板上裁剪下來的結構品質薄鋼板通過壓彎來成型，更為普遍的做法是通過一系列的模具來滾軋鋼材。因為何熱軋鋼材不同，不需要加熱成形，所以加工迅速，價格低廉。由于輕鋼住宅的體系的優(yōu)越性，一經誕生就迅速普及北美、澳洲等地。

建設節(jié)能省地型住宅是中國未來的住宅建設方向，而發(fā)展鋼結構住宅建筑則是解決高能耗建筑的一條行之有效的途徑。綠色建材和節(jié)能設施，最大限度利用有效空間等，都是鋼結構住宅建筑的優(yōu)點。實行工廠化生產，推動住宅鋼結構建筑的產業(yè)化，有著廣闊的市場發(fā)展前景。本文通過介紹輕鋼住宅體系的優(yōu)缺點，分析其在我國的發(fā)展瓶頸和解決方法。

二、輕鋼結構住宅體系

輕鋼結構以輕鋼龍骨作為結構豎向承重體系，以結構面板作為水平承載體系。樓面構件采用冷彎薄壁槽形、卷邊槽形型鋼，跨度較大時可采用冷彎薄壁型鋼桁架，樓蓋之間采用螺釘可靠連接。低層冷彎薄壁型鋼房屋墻體結構的承重墻由立柱、頂導梁和底導梁、支撐、拉條和撐桿、墻體結構面板組成。屋面承重結構可采用桁架或斜梁，斜梁上端支撐于抱合截面的屋脊梁。屋面、樓面、內外墻采用防水、保溫材料。

圖1 輕鋼住宅結構構成

(一)輕鋼結構住宅的樓面板

輕鋼結構的樓面結構板有多種形式，可以是結構用定向刨花板，也可以是鋪設密肋壓型鋼板上澆薄層混凝土；也可在樓面梁頂加設對角拉條，且拉條與每根梁頂面都有螺釘連接固定，再鋪設非結構面板。在構造上，必須保證整個樓蓋系統(tǒng)具有足夠的平面內剛度，以便安全可靠地傳遞水平荷載作用。其承載力可達到3.5kN/m2，比起混凝土結構體系自重輕，承載能力高。

(二)輕鋼結構住宅的屋面板

輕鋼結構的屋面板也可以選擇OSB板、屋面掛瓦等。當然也需要根據(jù)具體情況設置保溫層和防水層。

(三)輕鋼結構住宅的墻面板

墻面板不但是輕鋼結構的圍護體系，也是輕鋼結構的水平承載體系。JGJ227-2011《低層冷彎薄壁型鋼房屋建筑技術規(guī)程》中給出了定向刨花板、紙面石膏板、波紋鋼板及水泥纖維板的抗剪承載力。對于門窗開動位置，需設置過梁。實腹式過梁常采用箱形、工字形和L形等截面形式：箱形過梁可由兩根冷彎卷邊槽鋼面對面拼合而成，工字形過梁可由兩根冷彎卷邊槽鋼背靠背拼合而成，L形截面過梁由冷彎L型鋼組成，可以單根，也可以兩根拼合；當過梁下部設置短立柱時，短立柱可采用冷彎卷邊槽鋼，和門窗框用自鉆螺釘連接。

(四)輕鋼結構住宅的建筑保溫節(jié)能技術

輕鋼結構住宅的承重體系和面板材料不具有保溫性能，需要在墻面和屋面中使用保溫隔熱材料。通?？梢允褂貌ＡЮw維、保溫面等材料。為減少輕鋼立柱的熱橋效應，防止墻體出現(xiàn)內部冷凝和立柱黑影，可在外墻的輕鋼立柱外側連續(xù)鋪設硬質板狀保溫材料，常見的如擠塑聚苯乙烯泡沫板等。為減少屋頂鋼構件的熱橋效應，可在頂層吊頂上方平鋪纖維類屋頂保溫材料，在寒冷地區(qū)，可增加鋪設連續(xù)的硬質板保溫材料。

(五)建筑防火技術

鋼結構的防火是輕鋼結構最重要安全問題之一。輕鋼結構的基本構件可以采用防火涂料，也可采用防火板。為了防止火災時火焰不至于迅速燃燒穿天窗而蔓延到建筑較高部分的墻面上，需設置自動噴水滅火系統(tǒng)。另外可以設置火災報警裝置，在發(fā)生火災時報警，為人員的安全逃生提供有利條件。

(六)建筑隔聲技術

輕鋼住宅墻體之間可以用玻璃纖維棉進行填賽，能夠阻止氣體對于聲音的傳播。而對于結構的傳播，可以采用兩道墻面隔絕聲音傳播。

三、輕鋼結構住宅的優(yōu)點

(一)可以循環(huán)利用

輕鋼房屋使用槽形構件耐久性好，使用若干年好，仍然可以回收使用。輕鋼結構住宅充分利用鋼材的優(yōu)越特性，符合當今建筑材料選用的主流。薄壁輕鋼結構建筑因使用的是鋼材，不會隨時間的流失而老化，另外廢舊的鋼材100%可以被回收利用；同時，薄壁輕鋼結構建筑也可以使用再利用的鋼材。

(二)不破壞森林資源

輕鋼住宅體系與木結構有著相同的構造形式，完全可以替代木結構，因此可以保護解決寶貴的森林資源。

(三)清潔環(huán)保

輕鋼結構住宅是以型鋼骨架取代傳統(tǒng)木造房屋的木骨架的建筑工法，使用的材料100%是鋼材，各部材之間用螺釘和釘子連接，不使用任何焊接及粘合劑。所以完 全不用擔心由于建筑過程中使用藥劑等給人體造成的危害。此外建設工地也不會有大量灰塵及噪音等對周圍環(huán)境造成的污染。

(四)施工快捷

輕鋼結構住宅的型材在工廠作大規(guī)模生產，骨架在工廠組裝，現(xiàn)場拼裝。只需要少量安裝工人，即可在正常的設計時間內完成一座房子的骨架的搭建。

(五)安全性能好

輕鋼結構住宅自重輕，其結構的重量只有傳統(tǒng)的磚混結構建筑的重量的1/5，這樣大大的降低了地震時受到的載荷，具有很高的安全性。

(六)防火、防蟲

鋼材是不燃材料，并經過深層鍍鋅保護，能防腐和防白蟻侵害，并能自動修復涂層的破損。

(七)抗震強

由于輕鋼結構建筑自重輕，金屬材料屬性以及必須的剪力墻結構形式決定了輕鋼結構系統(tǒng)天生的抗震性能。由于地震的活動為左右和上下活動，所以用緊固件連在一起的輕鋼結構組成了一個安全穩(wěn)定的盒子，不會因為地震的搖晃而出現(xiàn)墻體倒塌或樓板掉下危及人身安全。地震烈度為9級時，可滿足不倒塌的要求。

(八)隔熱保溫系統(tǒng)，性能特優(yōu)異

輕鋼住宅采用的圍護體系具有很高的保溫隔熱性能，保證住宅內部冬暖夏涼。

無法做到的。

四、輕鋼住宅在我國的發(fā)展瓶頸

然而，輕鋼住宅在我國的推廣應用也遇到了一些列的瓶頸，在國內發(fā)展一度困難重重。

1.近幾年由于國家政策影響，低層住宅(別墅)用地控制非常嚴格，人口問題對多層、高層住宅的需求以及成本等原因，超輕鋼住宅的推廣應用受到很大制約。

2.輕鋼住宅造價相對較高，圍護材料成本很高。嚴重依賴產業(yè)配套。

3.輕鋼住宅圍護結構較為輕薄，比起國內傳統(tǒng)的混凝土結構和磚混結構，不太容易為大眾所接受。

4.施工安裝需要特殊的工具和安裝工藝，對于施工技術要求較高。

五、發(fā)展思路

為持續(xù)推廣輕鋼住宅，這就需要轉變市場觀念、轉變思路，可以推動以下方面：

1.技術先行，完善節(jié)點處理，讓這一體系成為一個完美的精品。在技術研發(fā)上花大力氣，設計、技術人員與現(xiàn)場施工人員共同探討每一個細部、每一個節(jié)點，反復試驗，使之成熟并完善，并把節(jié)點技術通過申請專利進行保護。

2.優(yōu)化結構。他們通過外墻結構板的選擇、專用螺釘?shù)拇_定、最合適(最經濟)的跨度、輕鋼與超輕鋼桁架相互銜接等，逐步優(yōu)化工序節(jié)點和施工工藝，使超輕鋼建筑體系成為成熟的、具有良好市場競爭力的一種建筑模式。

3.開拓創(chuàng)新。在一般人的印象中，輕鋼住宅只能做3層及以下的低層住宅，但是，國外同行已能用輕鋼結構建造6層甚至9層的多層住宅及商業(yè)建筑，大大拓展了輕鋼住宅的應用范圍。只要在各個環(huán)節(jié)上多下功夫，把輕鋼住宅體系的優(yōu)勢凸顯出來，并能做到6～9層，那么市場的潛力是毋庸置疑的。

4.成本控制在成本控制上可說是非常精打細算。技術人員從體系現(xiàn)實出發(fā)，與工程實際相結合，不斷與施工人員溝通、協(xié)調，汲取工地現(xiàn)場經驗和教訓，從主體結構用鋼量、結構板材的替換使用、節(jié)點的處理等方面，不斷進行優(yōu)化、總結，小到一顆鏍絲，都經過周密計算，不允許有一絲浪費?，F(xiàn)在，輕鋼住宅的建筑結構成本與傳統(tǒng)建筑體系成本已非常接近，市場競爭力自然而然就高了。

目前輕鋼住宅體系推廣還存在一定困難，現(xiàn)在重要的是要切實轉變觀念，技術、管理、營銷以及施工人員要及時轉變觀念，加強責任心和使命感，要具有永不放棄的信念。另一方面，要努力改變受眾的觀念，國內短時期內還不能完全接受本體系，這需要去推動。只要每一個做這項事業(yè)的人多一點責任心，多一點堅定的信念，輕鋼住宅體系一定能走出一條光明燦爛的道路。

[1]JGJ227-2011 《低層冷彎薄壁型鋼房屋建筑技術規(guī)范》，中國建筑工業(yè)出版社，2011

[2]丁成章，輕鋼骨架住宅，機械工業(yè)出版社，2007