混凝土砌塊應(yīng)用于住宅建筑設(shè)計的思考
幾千年華夏文明發(fā)展進程中,我們的祖先伐木燒窯、掘土做磚,創(chuàng)造了舉世注目的輝煌建筑成就,為人類文明進步做出了卓越的貢獻。‘秦磚漢瓦’這一完備的建筑體系成為世界建筑史上風(fēng)格獨具的一支奇芭。并以其材料和工藝的簡易性、普及性為基礎(chǔ)優(yōu)勢,一直延續(xù)至今。
但是,隨著時代進步、現(xiàn)代社會經(jīng)濟高速發(fā)展。人口數(shù)量爆炸式增長,相應(yīng)的對建筑需求量也同步增加,傳統(tǒng)建設(shè)方式的弊端日益明顯,發(fā)展到今天已經(jīng)到了令人吃驚的地步:據(jù)可靠數(shù)據(jù)顯示,目前我國僅燒制紅磚一項既每年毀壞耕地1萬多公頃,其中良田6千多公頃,用煤量超過4000萬噸、同時磚廠占地約7萬公頃。如此大規(guī)模的消耗不可再生資源,尤其是對我們技術(shù)落后、人口眾多、資源相對貧瘠的發(fā)展中國家來說實在是不堪重負。
鑒于以上情況,國家很早既開始投入大量資金和人力進行新型建材、新型建筑體系的研究和開發(fā),并于20多年前既已開始了混凝土小型空心砌塊替代紅磚的嘗試。經(jīng)過多年的摸索,已經(jīng)發(fā)展出混凝土小型空心砌塊、煤渣混凝土小型空心砌塊、陶?;炷列⌒涂招钠鰤K、蒸汽加壓混凝土小型空心砌塊等多種砌塊材料,完成了大量配套的建設(shè)規(guī)程、規(guī)范,積累了大量建設(shè)經(jīng)驗。但是由于混凝土砌塊在材料特性上有別于傳統(tǒng)的粘土磚。設(shè)計施工稍有不慎既可能出現(xiàn)‘冷’、‘熱’、‘裂’、‘滲’、‘漏’等問題。因此,直到目前仍不能被市場普遍接受,而丞需國家政策引導(dǎo)和專業(yè)建筑人士的技術(shù)革新。
1999年在沈陽陽光花園3號、4號住宅樓的設(shè)計工作中采用配筋混凝土小型空心砌塊結(jié)構(gòu)形式—以混凝土小型空心砌塊作為主要承重墻體材料,并根據(jù)結(jié)構(gòu)需要在重點部位用流動性混凝土插鋼筋灌孔。
在設(shè)計過程中,為重點解決砌塊建筑‘熱’、‘裂,、‘滲’、‘漏’等傳統(tǒng)質(zhì)量問題、經(jīng)過全體設(shè)計人員和專家學(xué)者的多次討論研究,最終拿出了一整套較為成熟的節(jié)點構(gòu)造設(shè)計和施工工藝方案,基本上解決了上述遺留問題。其中主要內(nèi)容包括以下幾個方面:
采用外墻夾芯保溫復(fù)合墻體構(gòu)造。
由外向內(nèi)依次為·90mm厚裝飾劈裂砌塊(規(guī)格和立面效果可選)·20mm厚空氣層·70mm厚聚苯板(由根據(jù)不同保溫節(jié)能要求可變)·190mm厚承重混凝土配筋小型空心砌塊。采用該墻體構(gòu)造雖然施工工藝較高,且單以墻體計算的話成本有所增加;但一方面保溫層在主體結(jié)構(gòu)外側(cè)減少了承重砌塊受溫度影響而產(chǎn)生的變形;可以有效解決墻體開裂問題;另一方面保溫層與外飾面之間設(shè)20mm厚空氣層;同時在飾面砌塊上敷設(shè)導(dǎo)水麻絲和出水孔構(gòu)造,將外墻面雨水和受風(fēng)壓作用滲透到空氣層的滯留水有組織排出,解決了‘滲’、‘漏’的問題。
結(jié)構(gòu)圈梁因承抬飾面砌塊而出挑,無法進行外保溫處理,寒冷氣侯中容易形成冷橋,故局部采用內(nèi)保溫。
為加強結(jié)構(gòu)整體性、延展性,提高抗震能力,特別是為了防止混凝土小型空心砌塊由于體積變形、支撐體沉降等原因產(chǎn)生裂縫,承重砌塊墻體每兩皮敷設(shè)水平鋼筋網(wǎng)片一層,以加強橫向連接。
飾面砌塊主要由結(jié)構(gòu)圈梁承抬。為加強牢度而設(shè)置了水平拉接構(gòu)件與承重墻體拉接,拉接件豎向間距400mm,水平間距400mm。
經(jīng)與相關(guān)專業(yè)設(shè)計人員協(xié)調(diào),將電氣管線堅向敷設(shè)于承重砌塊芯孔中,墻體孔洞、埋件等全都預(yù)留、預(yù)埋。解決了砌塊墻體不允許鑿打的問題,也為管線使用過程中圍護、更新提供了方便。
混凝土砌塊除受溫度影響體積脹縮變化較大以外,受濕度影響也會使其材料性能產(chǎn)生和不良變化。因此室內(nèi)衛(wèi)生間、廚房等較潮濕處也相應(yīng)進行防水隔濕處理——首先是將相應(yīng)墻體內(nèi)側(cè)做防水隔濕處理;其次是廚衛(wèi)進行整體設(shè)計,管束集中定位。堅向管束設(shè)管道井隱蔽處理,水平方向?qū)⑿l(wèi)生間結(jié)構(gòu)底板下沉400mm,將潔具排水彎頭和水平構(gòu)件置于本層,這樣的設(shè)計處理既減少了隱患,又便于維修,避免戶間干擾。
沈陽陽光花園住宅樓的設(shè)計過程,使我們對配筋混凝土小型空心砌塊應(yīng)用于住宅建筑領(lǐng)域有了較全面深入的了解,明確認識到混凝土砌塊作為一種新型墻體材料有著很大的應(yīng)用推廣價值,開發(fā)潛力十分巨大。針對我國目前土地、煤炭等不可再生資源貧乏,遠遠不能滿足社會發(fā)展需要,同時資源利用率低、消費嚴重的現(xiàn)實情況,開發(fā)混凝土小型空心砌塊材料更可以說是當務(wù)之急、勢在必行。
在設(shè)計過程中,我們對混凝土小型空心砌塊這一新型建筑材料的相關(guān)信息進行了搜集整理,提供大家參考。
國際上對混凝土小型空心砌塊的研究和應(yīng)用已經(jīng)有近百年歷史.特別是近幾十年大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)和建設(shè)逐漸成為主流,更使得這一材料的優(yōu)勢得以充分展現(xiàn),被國際建筑市場所廣泛認同。僅以各國混凝土小型空心砌塊的產(chǎn)量相對于其墻體材料總產(chǎn)量所占的比例來看:美國約占34%、非律賓約占50%、泰國更高達55%、而我國則僅占0.5%左右,可見我國市場遠未得到開發(fā)。
混凝土砌塊建筑在開發(fā)試驗初期大量存在著‘縶’、‘裂’、‘滲’、‘漏’等質(zhì)量問題,且一旦問題出現(xiàn)則很難解決,這種情況造成的負面影響短時間內(nèi)無法徹底消除。雖然現(xiàn)在隨著研發(fā)人員的經(jīng)驗積累以及施工技術(shù)的不斷提高,上述質(zhì)量問題已經(jīng)可以得到很好解決,但是大規(guī)模推廣仍較難得到市場認同。根據(jù)專家多年的實踐經(jīng)驗,結(jié)合實際工程,解決墻體開裂問題的關(guān)鍵在于1)正確分析砌體結(jié)構(gòu)的受力情況和變形原因,采取有效的構(gòu)造措施改善砌體的受力條件,并根據(jù)不同情況合理布置控制。2)以配筋方式實現(xiàn)柔性連接,加強砌體結(jié)構(gòu)的整體性和延展性。
混凝土小型空心砌塊與傳統(tǒng)粘土磚的比較優(yōu)勢:1)節(jié)約土地資源,對國家的長期發(fā)展具有戰(zhàn)略意義。2)節(jié)省能源,平均能源消耗量僅為粘土磚的46%;3)自重輕,有效減少墻體自重20%~40%。相應(yīng)的可以減少基礎(chǔ)設(shè)計寬度,減少配筋量,同時抗地震能力增強。4)縮短建設(shè)周期40%,提高勞動效率。5)降低建設(shè)成本,節(jié)約資金,根據(jù)實際工程決算,每平方米降低成本約10%。6)環(huán)保貢獻突出:一方面降低能耗、降低施工垃圾量減少環(huán)境污染,另一方面有效利用工業(yè)廢物降低工業(yè)排放量。7)裝飾面層可工廠化生產(chǎn),可變性強,造型新穎。
綜上所述,廣泛采用混凝土小型空心砌塊所產(chǎn)生的社會綜合經(jīng)濟效益是十分明顯的,隨著研發(fā)工作逐步深入,實踐經(jīng)驗不斷積累,技術(shù)難點將逐步克服,這一新型建筑材料的市場優(yōu)勢將更加明顯。相信不遠的將來,肯定會在建筑領(lǐng)域獲得大規(guī)模的推廣應(yīng)用,為國家建設(shè)做出巨大貢獻。
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