装配式别墅是以轻钢龙骨为主要材料,辅以其他保温、装饰材料,在工厂集成生产、现场组装的房屋建筑体系。那么这个“轻钢”到底是什么?为什么它的承重能力和耐腐蚀性如此之强,可以让房子屹立百年以上?
装配式别墅又称轻钢结构房屋,主要采用热镀锌钢带通过冷轧工艺制成的轻钢龙骨,经过精密计算,辅件支撑组合,具有合理的承载力,以取代传统房屋。由于其承重结构为轻钢结构,造型特别美观,所以这种新型房屋被称为轻钢别墅。
轻钢结构低层住宅建筑施工技术是从北美式木结构建筑技术发展而来的,经过百余年的发展,已经形成了物理性能优良、空间形式灵活、施工简便、形式多样的成熟建筑体系。在被誉为全球最佳居住环境的北美,95%以上的低层民用建筑,包括住宅、商场、学校、办公楼等,都是采用木结构或轻钢结构建造的(甚至在我们邻国日本和韩国也是如此)。另外,北美轻钢结构体系的市场发展正以30%以上的增长率快速增长,并逐渐被市场广泛接受。同时,在我们邻国日本、韩国和澳大利亚也被广泛采用。
轻钢结构技术和产品配置非常成熟,工业化程度很高,是近百年来北美建筑技术和建材工业发展的成果。建筑结构采用的镀锌钢板具有优良的耐腐蚀性和耐久性,正常使用下使用寿命为275年。
轻钢结构的抗震性能远远优于传统的混凝土、砖混结构房屋。同时由于轻钢结构自重轻,单位面积重量仅为同等面积砖混结构重量的1/4,所以其地基处理简单,适用于大多数地质条件。钢结构房屋再也不用担心像木结构房屋那样遭受白蚁侵害。
由于结构所用钢材全部在工厂加工,轻钢结构别墅的结构精度相当高,一栋别墅的结构体系由上万个构件组成,每个构件的平均误差在2毫米以内,保证了房屋的质量,这是传统建筑方式无法达到的。
它具有以下四个特点:
1、结构稳定。
2.成本低。
3、轻钢结构别墅室内空间跨度较混凝土建筑较大。
4、施工周期短,比常规施工快得多。
【为何不采用不锈钢?】
轻钢结构是一种年轻而又充满活力的钢结构体系,被广泛应用于一般工业、农业、商业和服务业建筑,如办公楼、别墅、仓库、体育馆、娱乐、旅游建筑以及低层和多层住宅建筑。
轻钢结构与重钢结构的区别
对于一个结构是重钢还是轻钢,并没有统一的判定标准,很多有经验的设计师或者项目经理往往不能完全解释清楚,但是我们可以根据一些数据去考虑和判断:
1、工厂起重机的起重量:大于等于25吨,可以认为是重型钢结构。
2、每平方米用钢量:大于等于50KG/M2,可视为重钢结构。
3、主要构件钢板厚度:大于等于10MM,轻钢结构使用较少。
轻钢结构的优点
轻钢结构是一种年轻而又富有活力的钢结构体系,已广泛应用于一般工业、农业、商业、服务业建筑,如办公楼、别墅、仓库、体育场馆、娱乐、旅游建筑及低层、多层住宅等钢结构安装轻工价格,也可用于旧房加建、改造加固,以及建筑材料缺乏、交通不便、工期紧迫、可移动、可拆卸建筑等地区,深受业主欢迎,具有以下主要特点:
1)采用高效轻量化薄壁型材,重量轻、强度高、占地面积小。
2)所有部件均实现自动化、连续化、高精度生产,产品规格系列化、标准化、配套化,各零件尺寸精确。
3)结构设计、详细设计、计算机模拟安装、工厂制造、现场安装等同时进行,时间差小。
4)干法施工方法无基础以上湿作业,室内装修可一次性轻松完成。型材经镀锌、涂装后外观漂亮,耐腐蚀,有利于降低围护装修成本。
5)方便扩大柱距,提供更大的隔断空间,可降低层高,增加建筑面积(住宅实用面积可达92%),在增加楼层、改造加固等方面有明显的优势。
6)新型墙体材料适用范围广,大量使用光条,提供良好的通风条件。
7)室内水、暖、电气管线全部隐藏于墙体内及楼层间,布局灵活,改造方便。
8)房屋可搬迁,所有材料均可回收利用,不会产生垃圾,符合可持续发展战略。
轻钢结构特点
发达国家轻钢在非住宅建筑中的应用十分迅速,并正在向多层住宅建筑扩展。非住宅建筑以四层以下的门式轻钢结构为主,跨度一般大于20m,一般用于大跨度的轻工、电子、仓库、加工等厂房的建设,也用于日用超市、临建房、机库等。轻钢结构住宅一般用于多层(4-6层)和高度小于24m(7-9层)的高层建筑。通过增设吸能支撑等消能构件,住宅轻钢结构也可用于较高的楼层。住宅轻钢结构多采用热轧H型钢组成的框架结构,节点采用高强螺栓连接(辅以焊接)。楼板多采用以波形钢板基板代替模板的钢筋混凝土结构。 屋面板及外墙多采用集保温防水为一体的彩钢板,隔墙多采用防水轻质墙板。
抗震性:低层别墅的屋顶多为坡屋顶,因此屋面结构基本采用冷弯型钢构件制成的三角屋架体系。轻钢构件经结构板、石膏板封边后,形成强度极高的“板肋结构体系”。此结构体系具有较强的抗震、抗水平荷载能力,适用于地震烈度8度及以上的地区。
抗风性:钢结构建筑重量轻、强度高、整体刚度好、变形能力强,建筑自重仅为砖混结构的五分之一,可抵御每秒70米的飓风风力,有效地保护生命财产安全。
耐久性:轻钢结构住宅结构全部采用冷弯薄壁钢构件体系组成,钢架采用超强防腐高强度冷轧镀锌板,有效避免了钢板在施工和使用过程中生锈的影响,增加了轻钢构件的使用寿命,结构寿命可达100年。
保温:所采用的保温材料主要是玻璃纤维棉,保温效果好。外墙采用的保温板,有效避免了墙体的“冷桥”现象,达到了较好的保温效果。厚度约100mm的R15保温棉的热阻值相当于1m厚的砖墙的热阻值。
隔音性:隔音性是评价一栋住宅的重要指标,轻钢体系安装的窗户全部采用中空玻璃,隔音效果好,可达40分贝以上,轻钢龙骨与保温石膏板组成的墙体,隔音效果可达60分贝以上。
健康性:干施工减少了废弃物对环境的污染,房屋钢结构材料可100%回收利用,其他配套材料也大部分可回收利用,符合现在的环保意识;所有材料均为绿色建材,符合生态环境要求,有益健康。
舒适性:轻钢墙体采用高效节能系统,并具备呼吸功能,可以调节室内空气干湿度;屋顶具备通风功能,可以在房屋内部上方形成流动的空气空间,保证屋顶内部通风散热的需要。
快捷:全干法施工,不受环境、季节影响,一栋300平米左右的建筑,仅需5名工人30个工作日即可完成从地基到装修的全过程。
环保:材料100%可回收,真正绿色无污染。
节能:全部采用高效节能墙体,保温、隔热、隔音效果良好,可达到节能50%的标准。
轻钢结构防护技术现状
1、轻钢结构建筑防腐
轻钢结构建筑的防腐可分为钢构件的防腐和围护系统的防腐两部分。
(1)钢构件防腐
钢构件的防腐处理大部分在工厂内完成,在北方地区或比较干燥的环境中,也可以增加一层干膜厚度为70-80微米的底漆层,取消中涂漆。
防腐处理可分硅烷化、磷化、除锈、镀锌或底漆、中层漆、面漆几个步骤完成。根据轻钢结构建筑的用途、地理位置、气候条件等确定各步骤的防腐方案和基本要求。
经抛丸(或喷砂)处理后的钢构件表面一般应达到国家标准Sa2.5级以上,最低不得低于Sa2级。处理后的构件应在8小时内涂装底漆。底漆一般采用红色醇酸防锈底漆、无机富锌底漆、环氧富锌底漆。富锌底漆防腐能力较好,干漆膜中锌粉含量可达80%以上,起到良好的阴极保护作用,防止电化学腐蚀。中涂漆多采用片状中层漆,漆膜颜料呈层状排列,可提高涂层的屏蔽作用,增加抗水蒸气、二氧化碳渗透能力,起到增强防腐效果的作用。面漆多采用醇酸混合漆、脂肪族聚氨酯漆,或采用防腐性能较好的环氧面漆、氟碳漆。
从我国目前的情况看钢结构安装轻工价格,防腐技术的要求和材料的选用都差不多,但防腐涂料本身的质量就有很大差别,不同厂家不同品牌的同一种涂料,甚至是同一品牌的涂料,质量和价格也相差很大,因为涂料生产厂家多为小、散、低端的民营企业,而一些非标钢结构生产厂家,为了降低成本,不惜牺牲质量,选用低档防腐涂料,导致工程质量不佳。
(2)围护系统防腐
围护系统的防腐主要是彩板部分,其表面涂装处理由彩板专业生产厂家完成。作为轻钢结构建筑的设计生产厂家,主要根据不同的建筑用途、不同的地理位置、气候条件选择不同的品牌、型号、表面特性。常用的彩板品牌及厂家有上海宝钢、澳大利亚BHP、台湾业辉、韩国朴尚等。
2.轻钢结构建筑的防火
钢结构的腐蚀是一个比较缓慢的过程,是一种从表面到内部的破坏,很容易直接观察到,所以常常被人们所重视。火灾是一个突发事件,防火就是对这种突发事件的预防措施,如果没有火灾,昂贵的投资可能就永远都起不到作用。另外,由于钢结构本身不会燃烧,所以轻钢结构建筑从表面上看应该具有良好的防火性能。因此,人们常常抱有侥幸心理,忽视了防火的重要性。其实,防火性能差恰恰是轻钢结构建筑的一大弱点。钢结构建筑如果遇到火灾,一旦火灾导致周围环境达到一定的温度,钢构件就会在瞬间失去80%的机械强度,造成建筑的倒塌。在9.11恐怖事件中,美国世贸中心双子塔就是因为火灾导致钢结构失去强度而瞬间倒塌的。 国内因火灾引起钢结构建筑倒塌的案例也很多,如天津体育馆火灾、上海文化广场火灾、北京友谊大火等,所以防火与防腐对于轻钢结构的保护必不可少,而且防火比防腐更为重要。
轻钢结构建筑的防火处理的程序和基本要求与防腐处理类似,只是最后一步防火涂料的施工必须在钢结构安装完成后现场进行。
防火处理分为几个施工步骤:除锈(喷丸/喷砂)→底漆→中漆→防火涂料。有些地方可以省略中漆。除锈和防锈底漆的步骤一般在工厂预制时完成,防火涂料应在钢结构在施工现场安装后进行。
目前,防火涂料生产厂家众多,施工水平参差不齐,管理混乱,缺乏统一的检验标准和管理监督机制。消防部门的管理只是行政化体制,没有规范的技术检验手段和严格的质量考核能力。导致国内防火涂料产品普遍存在防火性能低、易脱落、装饰性差、耐久性差等几大问题,与国外同类产品相比差距较大。