基于绿色建筑理念装配式钢结构建筑优化探究

基于绿色建筑理念装配式钢结构建筑优化探究

作者：谢香碧

来源：《西部论丛》2019年第24期

摘要：装配式钢结构建筑是未来绿色建筑的发展方向之一，本文基于笔者的工作实践经验，首先对装配式钢结构建筑的相对优势和相对劣势进行了阐述，然后从防火设计和绿色材料应用两个方面，对基于绿色建筑理念装配式钢结构建筑优化进行了探究。

关键词：绿色建筑;装配式钢结构建筑;消防

一、序言

钢结构建筑迄今为止已经出现了上百年的时间，在全世界都有广泛的应用。尤其是在我国，在当前钢产量产能过剩的今天，我国钢结构建筑已经占据了我国总建筑量的一半以上。在钢结构的各个子分类中，装配式钢结构建筑顺应了国家关于绿色环保建筑的相关要求，在节能、节材、节地、减少环境污染等方面有着显著优势，是我国建筑未来的拓展方向之一。本文以应用最为广泛的装配式钢结构建筑为例，基于装配式钢结构建筑的特点和绿色建筑理论来对相关环节进行优化，希望能为相关建筑项目提供参考建议，共同促进我国绿色建筑技术的进一步提高。

二、装配式钢结构建筑概述

装配式钢结构建筑顾名思义是结合了装配式建筑和钢结构建筑两种优势的新型绿色建筑，其相对传统的建筑类型有着独特的优势和相对的劣势。

1.相对优势。最为当前建筑行业的热门之一，装配式钢结构在我国得到了相当广泛的应用。装配式钢结构建筑的优势主要在于其结构优势、环保优势和经济优势，结构优势主要表现为整体重量较轻和抗震效果良好，其建筑最常用的构件为由热轧型钢和薄壁钢管两种，这两种构件的优势在于其截面面积相对合理，自身结构重量较轻，能够起到良好的城中效果，此外装配式钢结构建筑的强度也非常高，相较于传统建筑类型有着更高的稳定性和安全性，同时抗震效果也远远强于传统建筑类型;环保优势表现为装配式钢结构建筑能够大大减少施工过程中所产生的各类污染和能源损耗，因为其本身需要通过吊装等方式将制作好的钢结构部件安装到准确位置，不需要产生传统施工现场中的水污染、光污染和大气污染。同时建筑构件在建筑拆除之后还可以重复利用，同样符合环保标准，充分贯彻了绿色建筑理念;经济效益主要体现在装配式钢结构建筑的构件通常都具备承载能力强、截面面积小等优势，相较传统的建筑材料来说

节约了大量的资源和费用，同时其部件是在工厂预先加工完成好的，所以也充分节约了施工周期和时间成本，所以具备良好的经济效益。

2.相对劣势。钢结构件最为致命的一个弱点就是防火性能差，在钢结构诞生的上百年时间中，因火灾而倾塌的钢结构建筑数不胜数。比如在2001年9月11日，纽约世贸中心双子楼受到飞机冲撞，致使部分梁柱断裂，同时发生严重火灾导致刚才软化，进而整体失衡，造成上千人死亡，整座楼梯倾塌;在2010年11月15日，上海胶州路高层突发特大火灾，因钢结构建筑自身缺陷，使得火势蔓延极快，造成53人死亡，71人受伤;在2017年12月3日，天津市城市大厦B座泰禾金尊项目楼发生火灾，造成10人死亡，5人受伤;在2018年7月12日，宜宾市阳春工业园发生爆炸，进而引发火灾，火灾在钢结构厂区内蔓延极快，造成19人死亡，12人受伤。种种血的教训告訴我们，钢结构建筑本身的耐火性有着致命的缺陷，要想进一步推广钢结构建筑，就需要针对这种缺陷进行改进。对于装配式钢结构建筑来说，消除各部位钢构件的安全隐患是使用装配式钢结构的前提。

同时装配式钢结构建筑的相对劣势还体现在技术门槛和项目经验上，装配式钢结构建筑的技术门槛相对较高，需要结合当前的信息技术，建立一个科学完备的数字模型，并且对于各种情况进行反复模拟，同时对其他类似的项目进行反复对照，才能最终取得相应的设计成果;技术门槛高就代表了装配式钢结构建筑的项目所需要的相对人才和研究较少，当前国内的相关产业链没有完全成型，进而限制了装配式钢结构建筑的进一步发展。

三、基于绿色建筑理念装配式钢结构建筑优化设计

1.防火设计优化。以酒店建筑为例，装配式钢结构建筑的防火设计应该体现在钢柱、楼板空腔和竖向管井三个方面。

钢柱的设计主要在于防火外层的包裹，通常情况下装配式钢结构建筑的钢柱截面呈方管状，所以内部也可进行填充。可以采用固定防火板对外层进行防火层包裹，在钢柱的内部填充相应的高温岩棉，并用铝箔布进行两者之间的隔离。

楼板空腔的保护措施具体可以分为：首先，增加每块楼板外围四周的侧面要用纤维增强硅酸钙板作水平防火分隔，楼板拼接处两面的缝隙都需要在填塞岩棉后用防火水泥浇筑填缝;其次，楼板之间空腔内的排风管道应采用一定容重和厚度的岩棉作为保温材料;第三，楼板吊顶上的排风口、线头口、喷淋管道口与顶棚的空隙应填塞岩棉并用防火水泥浇筑填缝;最后，楼板吊顶上作为备用开启的管道检修口面积要控制在一定范围内，且不宜在相邻的位置连续开启两个或多个管道检修口。且关键的是在管道检修口处的防火安全保护措施应当与同一楼板的防火安全保护方式一致，在检修完成后应当立即关闭检修口。

竖向管井保护措施具体可以分为：首先，除了电梯井以外的竖井的井壁，其耐火极限要求不应当低于1h。因此需要进行周密的实地调查和计算，最后根据计算结果采用一定厚度的纤

维增强硅酸钙板+轻钢龙骨内填塞一定厚度的高温岩棉一定厚度的纤维增强硅酸钙板的防火安全方案;其次，楼板空腔在电梯井、管道井等竖向管井处应当采用与楼板防火保护一样的构造进行水平防火分隔;第三，贯穿楼板的电缆井、管道井及其他竖井，在每层楼板与竖井的交接处应采用耐火极限不低于其楼板耐火极限的防火板、防火封堵材料来完成防火分隔。管线穿越楼板所形成的孔洞与缝隙也应使用防火封堵材料封堵严实。

2.绿色建筑材料应用优化。绿色建筑材料也是绿色建筑理念的重要实践步骤，所以装配式钢结构建筑在其推广和应用的过程中，需要积极地使用绿色、环保的原材料，鼓励使用节能门窗、中空玻璃、保温性墙体、组合楼板等绿色原材料。针对装配式钢结构建筑鼓励业主和设计人员采用新的结构形式，加大对施工技术人员的培训，完善装配式钢结构建筑的相关规程，保证装配式钢结构建筑的施工质量，充分体现建筑工程的绿色元素。

在建筑工程装配式钢结构建筑施工的过程中，有必要建立专门的质量和安全监督管理体系，确认各类人员的管理职责，提高建筑工程管理人员的责任意识，将建筑工程质量安全的责任落实到工程中去。此外，还应该积极推进BIM的应用，建立起信息化的监督管理体系，提升装配式钢结构的生产效率。为了能够使钢结构转配式建筑在全社会推广开来，那么就有必要加强装配式钢结构建筑示范性工作，由政府出台一定的政策，明确优先推广的项目范围及相应的激励措施及标准。

四、总结

总而言之，作为绿色建筑技术的代表之一，装配式钢结构建筑的应用需要结合所在地区的环境、政策和经济发展程度进行灵活调整。本文以装配式钢结构建筑为例，列举了绿色建筑技术在此类项目的实际应用情况，相关设计人员应该充分考察当地的各项特点，合理的使用各项绿色建筑技术，共同为本地的绿色建筑施工提供技术应用依据和使用结果。

参考文献

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