泡沫混凝土在轻型钢结构ASA板镶嵌式集成节能建筑体系中的开发应用

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【摘要】泡沫混凝土之所以能得到快速发展，并广泛应用，成为最大规模的新型墙体材料，是因为它具有许多优异性能和优点，主要表现在质量轻、保温性能好、减薄墙体、增加建筑面积、抗震性能优异、减少噪声污染、调节室内湿度等方面。

【关键词】泡沫混凝土；轻型钢结构；ASA板；镶嵌式；新型墙体材料；集成节能建筑体系

0 前言

泡沫混凝土在轻型钢结构ASA板镶嵌式集成节能建筑体系中的开发应用，是由北京华丽联合高科技有限公司历经几年研发，具有自主知识产权的新结构建筑体系，属于世界领先的泡沫混凝土ASA板镶嵌式轻型钢结构住宅建筑技术和生产线，以现代制造业的标准化、精细化和定制化设计、制造、安装泡沫混凝土ASA板镶嵌式轻型钢结构住宅建筑。工业化生产的泡沫混凝土ASA板镶嵌式轻型钢结构住宅产品与传统建筑方式相比有着明显优势，符合国家“四节一环保”的住宅产业政策。2004年底，泡沫混凝土ASA板镶嵌式轻型钢结构住宅建筑被建设部确定为国家住宅产业化基地，同年被北京市科委认定为“高新技术企业”。公司产品先后被评为国家“高科技产品”、建设部“科技成果推广项目”、北京市重大科技成果重点推广计划、“中国名优建材产品”、“健康建筑推广产品”、被中国房地产及住宅研究会评审推荐为“节能省地型绿色建筑与建材”示范单位，获“全国绿色建筑创新奖”、全国工商联住宅产业商会颁发的“精瑞住宅科学技术奖”等多项殊荣。

泡沫混凝土ASA板镶嵌式轻型钢结构住宅建筑体系是以四轻技术为主，轻型钢结构框架承受垂直荷载，镶嵌式泡沫混凝土ASA板墙板抵抗水平侧力的结构。兼顾建筑、内外装饰、保温隔热、隔音、水暖电气和建筑设备配套及生态等方面的完整的高效节能型绿色建筑体系，该体系具有显著的经济效益、社会效益和环保效益，综合技术达到国际领先水平，具备了推广应用条件。

2建筑体系特点

泡沫混凝土ASA板镶嵌式集成节能建筑体系的特点如下：

节材---由于采用的是轻型钢结构框架和泡沫混凝土轻质板材，钢材与水泥的用量与传统混凝土结构相比大大的降低。由于建筑重量的降低，基础材料的用量也随之降低。节约量大约是30％。

节地---由于节材，就可以大大的减少由于开采带来的对环境资源的破坏。特别是替代粘土砖，可以大大的减少对土地资源的破坏。

节水--由于采用工厂化生产，形成住宅产业化的现场装配化，就可以大大的减少现场用于施工及混凝土养护所需的用水量，仅是传统用水量的1%.

节能--第一是由于节材所减少的能源消耗；第二是在原材料的生产过程中，可以大大的减少能源消耗；第三是由于建筑保温性能的提高，使得建筑使用过程中大大降低能源的消耗。

可再生--由于该体系使用的轻型钢材和轻质板材，在百年之后是可以再生的，符合材料全寿命循环周期的，也符合国家可持续发展的战略目标。

生态环保--泡沫混凝土ASA板镶嵌式轻型钢结构住宅建筑体系是符合可持续发展的生态化建筑体系，其中使用的所有建筑材料严格按照有关规定进行材料品质认证，确保对人体无害，对环境无污染。第一是由于节材减少了对地球资源的破坏；第二是由于标准化、产业化的生产及现场装配化的施工，大大减少了建筑垃圾，从而减少了对环境的破坏；第三是在使用过程中，降低能源消耗所减少的污染排放，从而减少对空气的污染；第四是建筑百年之后的材料可拆卸和回收，符合国家土地资源环保政策和可持续发展战略，符合住宅产业化政策，为节能省地型住宅。可以减少大量的建筑垃圾，从而保护资源，减少能耗，即；

1）减少材料的使用量

可以减少对地球资源的破坏；

可以减少在生产过程中，由于能源消耗所带来的空气污染；

可以减少百年之后的建筑垃圾；

降低对能源的消耗

尽量使用生产过程中，低能消耗的建材；

尽量减少施工过程中材料的浪费，以减少建筑垃圾；

加大节能力度，降低建筑使用过程中的能源消耗；

使用可循环再生的建材

减少对原材料的需求；

减少建筑垃圾；

以上这些最终都能对保护地球资源、减少空气污染、保护人类生存环境起到积极的作用。

抗震强--经过清华大学及中国建筑科学研究院结构所对该体系进行结构抗震检测，其结果是：经过9度大震而不坏。实验结果大大出乎专家们的预料，是非常理想的结构抗震体系。

施工快--由于该体系是产业化、现场装配化的住宅建筑，所有建筑的部品和构件，均在工厂内生产，部品和构件运到现场就像搭积木似的进行组装，所以施工速度大大提高。与传统建筑相比，可缩短工期1/3以上。

重量轻--由于该体系采用的是轻型钢结构及轻质板材，一是建筑的重量比传统建筑轻约50%以上，从而节约基础造价的30%；二是建筑的板、梁、栓，2个人都可以架起，所以整个施工过程中不需要起重设备，从而降低了施工费用。

使用率高--由于墙体厚度仅为传统墙体的?，从而大大增加了使用面积。

造价低--主体工程包括轻型钢结构，楼板、屋面板、外墙板、内隔墙板等在内，低于砖及其它结构。

根据实验结果和工程实践编制并颁发了国家建筑标准设计。“钢结构镶嵌ASA板节能建筑构造”图集及即将颁发的建设部行业标准“轻型钢结构住宅技术规程”作为设计、审图、施工、监理的理论依据。为华丽ASA板镶嵌式轻型钢结构住宅建筑体系的推广提供了标准性的支持。

华丽ASA板镶嵌式轻型钢结构住宅建筑体系执行并满足下列标准：

《钢结构设计规范》GB50017-2002

《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018-2002

《建筑抗震设计规范》GB50011

《建筑结构荷载规范》GB5009

《住宅建筑规范》GB50368

《住宅设计规范》GB50096

《民用建筑工程室内环境污染控制规范》GB50325

《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205

《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300

《建筑节能工程施工质量验收规范》GB50141

《建筑隔墙用轻质条板》JG/T169

《轻型钢结构住宅技术规范》JGJXX-2009

《钢结构镶嵌式ASA板节能建筑构造》 GJCT-024/08CJ13

3 体系的基本构造

华丽ASA镶嵌式轻型钢结构住宅建筑节能体系是以轻型钢结构作为主体结构，配以三轻ASA系列板材构成的一种独特的住宅建筑节能体系。该体系主要特点在于围护结构材料是采用工业固体废弃物粉煤灰加水泥和保温材料制造的ASA轻质复合保温板，不仅具有良好的保温隔热性能，而采用双层组合，其中的一层是镶嵌在钢框架中，与框架共同工作，构成结构的抗侧力系统，从而大幅度降低该体系的结构用钢量，另外一层板安装在钢框架的外侧，这样就可以有效阻断外墙在钢框架处出现的“冷热桥”问题。轻型钢结构、围护结构材料、屋面及楼板构件均是通过工厂化生产，形成住宅产业化的现场装配化建筑节能体系。该体系是一种装配墙体抗侧力节能体系，具有的四轻、抗震性好，保温隔热隔声等各项建筑物理性能优良等特点。施工简单，一般施工队经简单培训即可施工安装。

3.1 基础--轻型钢结构住宅地基基础设计，应根据岩土工程勘察等文件，并综合考虑结构类型、地域特点、抗震设防烈度、地下水位和施工条件等因素进行。基础形式应根据住宅层数、地质状况、地域特点等因素，可采用柱下独立基础或条形基础。当有地下室时，可采用筏板基础或独立柱基础加防水板的做法。必要时也可采用桩基础。基础底面应有素混凝土垫层，钢筋的混凝土保护层厚度不应小于40mm ，有地下水时，宜适当增加混凝土保护层厚度。地基基础的变形和承载力应按《建筑地基基础设计规范》GB50007的规范进行计算。当地基主要受力层范围内不存在软弱粘土层时，轻型钢结构住宅地基及基础可不进行抗震承载力验算。设有地下室时，地下室的钢柱宜采用钢丝网水泥砂浆包裹。地下室的防水应符合《地下工程防水技术规范》GB50108的要求。

3.2 轻型钢框架--轻型钢柱采用冷弯薄壁方钢管，钢梁采用热轧“H”型钢或高频焊接“H”型钢。在工厂完成钢构件的切割，打孔、焊接、除锈防锈等加工。构件满足正常使用荷载下的强度和变形要求。

3.3 楼板--采用工厂化预制的轻质高强空心楼板。厚度为120mm。经权威部门的检测，满足正常使用荷载的要求。

3.4 外墙板--采用工厂化预制的轻质复合保温外墙板。厚度为60mm、90mm、120mm。根据不同地区室外最低温度的条件，配以不同厚度外墙板的组合，以满足当地对住宅房屋保温节能的要求。经权威部门检测，满足建筑保温、隔声、吊挂重物的要求。由于外墙板可以有多种组合，对于室外零下60度的严寒地区，也能满足保温要求。

3.5 屋面板--采用工厂化预制的轻质复合保温屋面板。厚度为90mm、120mm。经权威部门检测，满足屋面荷载及保温的要求。

3.6 内隔墙板--采用工厂化预制的轻质空心隔墙板。经权威部门检测，完全满足建筑隔声、防火、吊挂重物的要求。

3.7 其他辅料--钢的“U”型卡子，螺钉、专用聚合物粘结砂浆、抹面胶浆、粉刷石膏、耐碱玻纤网格布等。

4 建造过程及做法

4.1 基础--根据上部结构，给出基础设计及施工的各类技术参数及要求，完成基础的施工。使其具备上部结构安装的基本条件。

4.2 轻型钢框架--现将钢柱底部通过基础预留螺栓固定，然后再安装钢梁。梁、柱节点采用高强螺栓连接，从而大大提高现场的装配速度。

4.3楼板--空心楼板安装就位后，板底预埋件与钢梁焊接。同时板与板之间采用专用粘接砂浆粘接，达到整体的效果。

4.4屋面板--屋面板安装就位后，用螺钉将屋面板固定在钢梁上，同时板与板之间采用专用的粘接砂浆粘接，达到整体的效果。

4.5外墙板--用卡子及专用粘接砂浆将外墙板固定在钢框架上。同时板与板之间采用专用的粘接砂浆粘接。内外墙板之间除采用专用粘接砂浆粘接外，还要保证每块板不少于3个螺钉的链接，以达到整体效果。

4.6 内墙板--用卡子及专用粘接砂浆将内墙板固定在钢框架上。同时板与板之间采用专用粘接砂浆粘接，以保证墙体的整体性。

4.7 抹灰--预制楼板顶面浇筑50mm厚的细石混凝土，以增强楼板的整体性。外墙面，抹3mm厚的混合物砂浆，内压耐碱玻纤网格布。内墙面，抹粉刷石膏，内压耐碱玻纤网格布。至此结构主体基本完成。

4.8 内墙刮完腻子之后就可以刷内墙涂料。外墙刮完弹性腻子就可以喷抹真石漆。屋顶做完找平，防水及保护层后即可铺设瓦材。

5 住宅房屋的集成与配套性

5.1 外墙系统--可配以各类装饰材料，如：真石漆、瓷砖、石材、PVC挂板等。

5.2屋面系统--在完成防水及保护层后，可配以彩色玻纤瓦、水泥瓦、陶瓦及彩钢瓦等。

5.3门窗系统--可配以各种节能、保温的塑钢门窗、断桥铝合金门窗、玻璃钢门窗、铝塑复合门窗、实木门窗等。

5.4内装饰系统--可配以涂料、布面石膏板、壁纸、瓷砖等。

5.5地面系统--可配以各类地砖、地板等。根据客户要求，可以增加地面采暖系统。

5.6设备配置--可以根据客户的要求，配置各类厨房设备和卫生洁具。

5.7节能系统--可以根据客户的要求，配以太阳能热水系统，太阳能照明系统、太阳能采暖系统、风力发电系统、地源热泵系统、水源热泵系统等多种节能环保新产品。

作者:朱恒杰 于崇明