绿色装配式钢结构建筑体系研究与应用

张岭

摘    要：绿色装配式钢结构建筑体系不但对传统钢结构的建筑体系的有了质的飞跃，同时在不同墙体的交叉应用新型围护系统和科技化建筑体系中得到了发展，有力地推進了建筑行业的快速发展。全绿色装配式钢结构模式化装配体系是新型建筑体系，它的发展设计概念是运用建筑元器件以结构构件或建筑功能单元为基本元件组合而成，具有构件装配化、围护一体化、生产工厂化等特点，因此在建筑行业中得到了广泛应用。文章主要针对绿色装配式钢结构建筑体系在建筑行业中的应用问题加以分析。

关键词：绿色环保;装配式;钢结构;建筑体系

1  前言

装配式建筑的发展对于资源能源的节约、施工污染的减少以及劳动生产效率和建筑质量水平的提高非常有利，同时也加快化解产能过剩，促进信息化、工业化与建筑业的深度融合。2017年国家颁布的标准—《装配式钢结构建筑技术标准》对装配式钢结构建筑的发展提供技术支持保障，为未来建筑行业的发展拓宽了一条新的绿色建筑之道。

2  绿色装配式钢结构建筑体系环保特点

（1）节能：钢结构部件及制品均轻质高强，建造过程大幅减少运输、吊装能源消耗。（2）节地：钢结构“轻质高强”的特点，易于实现高层建筑，可提高单位面积土地的使用效率。（3）节水：钢结构建筑以现场装配化施工为主，建造过程中可大幅减少用水及污水排放，节水率80%以上。（4）节材：钢结构高层建筑自重约为9001800kg/m2～1000kg/m2，传统混凝土约为15001800kg/m2～1800kg/m2，其自重减轻约40%。（5）主材回收与再循环利用：建筑拆除时，钢结构建筑主体结构材料回收率在90%以上，较传统建筑垃圾排放量减少约60%。并且钢材回收与再生利用可为国家作战略资源储备;同时减少建筑垃圾填埋对土地资源占用和垃圾中有害物质对地表及地下水源污染等（建筑垃圾约占全社会垃圾总量的40%）[1]。

3  构建绿色装配式钢结构建筑体系的价值

3.1  装配式钢结构具备节约资源、减少能耗的价值

装配式建筑和传统使用的浇筑式建筑相比较具有节约资源和降低能耗的优点，尤其是对建筑垃圾的排放量，装配式钢结构建筑和传统的浇筑式建筑相比较减少垃圾排放量大约百分之八十，在建筑施工过程中具有明显的节水、节电、节材等优势，因此我们一般对装配式建筑有着绿色建筑的称号。装配式钢结构建筑在城市中的发展具有节能减排、提高环境质量、推进建筑行业绿色发展、建立全新生态文明的城市。

3.2  提升建筑质量

我国早在20世纪50年代国务院就出台了《关于加强和发展建筑工业的决定》，可以说最早开启了我国建筑工业化的道路。发展装配式钢结构建筑不仅消化过剩的钢铁，拓宽了建筑产业，在专业设备的生产制造、构件的预制加工、设备的运输及组装等方面也都得到了发展，装配式建筑是一项综合系统工程，包括产品的研发、设计、生产、施工、装修等一系列阶段工程，大力发展装配式有利于加快我国建筑工业化快速发展。装配式建筑的构件采用机械自动化、信息化管理的流水线生产，构件的质量得到保证，建筑的品质得以提升。

4  绿色装配式钢结构建筑体系分析

装配式钢结构建筑体系实质上就是以钢材作为主导承重构件，联合应用轻质混凝土墙体的节能化围护体系，依照相关规范对建筑体配构件的标准化设计、实现产品生产的工厂化、施工的装配化、结构美观化、舒适性与实用性等特征共存的建筑体系。结合建筑结构体系的差异性，可将装配式钢结构建筑分为如下四种类型：①框架结构体系;②框架-剪力墙结构体系;③框架-支撑体系;④轻钢龙骨体系。轻钢龙骨体系在构建期间，一般会选用间距400～600mm、壁厚0.5～3.5mm的镀锌冷弯薄壁型钢龙骨作为受力骨架[2]，与此同时联合应用轻质且具备保温节能属性的一体化的围护墙板和工业化楼板的新型钢结构体系，其多被应用在低层房屋建筑施工期间，是新时期下新型装配式钢结构住宅产业化的研究和发展趋向。2016年9月14日，国务院总理李克强在国务院常务会议上提出潜力发展钢结构、混凝土等装配式建筑的建议，其将会带动节能环保新产业发展、提升建筑安全层面、助力于过剩产能化解过程等功效。与此同时，国内地方省、市也相继颁发了积极推进装配式钢结构建筑发展的有关政策法规。

5  绿色装配式钢结构建筑体系应用

5.1  楼板体系的应用

①钢筋桁架组合楼板：装配式钢筋桁架组合模板是把钢筋桁架楼承板与现浇混凝土或预制混凝土板结合而形成的组合楼板，钢筋桁架组合楼板施工不需要设置模板且现场施工安装便捷容易，具有施工工期短，刚度强度好，整体抗震性能好等特点。②压型钢板组合楼板：通过在支撑压型钢板上面浇筑混凝土材料结合而成的楼板称作压型钢板组合楼板，常依据压型钢板与混凝土是否一起共同工作把压型钢板组合楼板分为非组合和组合楼板，其具有轻巧便捷、方便搬运和安装、便于管线安装等特点。③预制混凝土叠合楼板：钢筋混凝土叠合楼板主要是通过在配有预应力钢筋的的混凝土底板的侧边预设置钢筋并在混凝土板的侧边和上部现浇一层复合的混凝土，使预制板的预留钢筋与现浇板的钢筋连接并浇筑形成一整体楼板，其具有整体稳定性能好、板面不易裂缝、抗震性能好的特点。

5.2  装配式钢结构体系联合PC构件应用

钢结构体系在建筑体中的应用，也并非是完美无瑕的，故此我进一步提升钢结构的应用效果，在建筑工程施工阶段可选用在施工中可以使用PC（预制混凝土）[3]。PC的应用能够显著提升产品生产质量，提高生产效率，且具有一定环保性，故此在世界各国中均有广泛应用空间。其在楼梯、楼板等构件施工中的应用，是对钢结构的有效完善。

5.3  围护墙体、构造体系的结合应用

墙体是建筑物的重要组成部分。围护墙体是框架结构施工的最后部分，近年来发展非常快，很多功能都得到了提高，如性能更多，耐久性更强等。但是墙体各有不同，各自又都有各自的优缺点，因此要想解决全部问题就要避免墙体的单一化。为了适应发展的需求，维护墙体要将各种墙体材料混合在一起应用，并和构造法借鉴融合在一起。保温装饰一体板应用在新建筑的外墙保温中，还可以起到装饰作用，它的应用面比较广，可以用来改造旧建筑的装饰，也可以作为各种建筑的外墙保温。不管是南方还是北方，建筑维护墙体都可以应用保温装饰一体板，它可以起到节能，保温，隔热等作用。

5.4  将绿色装配式钢结构建筑体系不断完善与创新

装配式钢结构作为现代建筑行业发展的一种新兴建筑形式，其要想实现可持续发展的目标，还需以传统钢结构形式为基点，吸收其精华，弥补其在应用期间存在的缺陷，需对外围结构体实施创新措施，以构建新兴建筑体系。而上述目标的实现绝非是一蹴而就的，首先是要革新传统设计理念，整改过去重结构、轻施工以及缺乏内部装修的理念，采用内外结构和内部装修相结合的设计理念。重点是提升建筑功能性，在对建筑主体施工过程中需紧扣框架式结构进行，确保柱网尺寸的一致性，在对户型部署以及功能规划过程中，需结合抗侧力构件进行。

6  结语

在节能减排、发展绿色产业的国家战略下，装配式钢结构建筑会有更大发展。但必须注意的是在相对于传统建筑存在比较优势基础外，还应着力提高钢结构建筑质量和舒适性，从而为钢结构建筑打造一个“性能好、品质高且节能环保”的形象，且满足市场需求。

参考文献：

[1] 张爱林.工业化装配式高层钢结构体系创新、标准规范编制及产业化关键问题[J].工业建筑，2014（8）：1～6+38.

[2] 赵仕兴，周练，杨华明.大力发展钢结构建筑，促进装配式建筑发展——以凉山州钢结构农房为例[J].建筑技艺，2017（3）：72～75.