輕鋼別墅是以輕鋼龍骨為主體材料，以其它保溫、裝飾材料，經(jīng)工廠集成生產(chǎn)和現(xiàn)場(chǎng)裝配而成的房屋建筑體系。那么這個(gè)“輕鋼”到底是何方神圣，它的承重力、防腐蝕性為什么會(huì)那么強(qiáng)大，可以保持房屋風(fēng)雨矗立100年以上？
輕鋼別墅，又被稱為輕鋼結(jié)構(gòu)房屋，其主要材料是由熱鍍鋅鋼帶經(jīng)冷軋技術(shù)合成的輕鋼龍骨，經(jīng)過(guò)精確的計(jì)算加上輔件的支持與結(jié)合，起到合理的承載力，以取代傳統(tǒng)房屋。由于它的承重結(jié)構(gòu)為輕鋼結(jié)構(gòu)，造型又特別優(yōu)美，因此這種新型房屋被稱為輕鋼別墅。
輕型鋼結(jié)構(gòu)低層住宅的建造技術(shù)是在北美式樣木結(jié)構(gòu)建造技術(shù)的基礎(chǔ)上演變而來(lái)的，經(jīng)過(guò)百年以上的發(fā)展，已形成了物理性能優(yōu)異、空間和形體靈活、易于建造、形式多樣的成熟建造體系。在世界上被譽(yù)為人居環(huán)境最好的北美大陸，有95%以上的低層民用建筑，包括住宅、商場(chǎng)、學(xué)校、辦公樓等均使用木結(jié)構(gòu)或輕鋼結(jié)構(gòu)建造（甚至包括我們的近鄰日本和韓國(guó)）。并且北美輕鋼結(jié)構(gòu)體系的市場(chǎng)發(fā)展正以超過(guò)30%的增長(zhǎng)率快速增長(zhǎng)，逐步為市場(chǎng)所廣泛接受。同時(shí)在我們的近鄰日本和韓國(guó)以及澳大利亞也被大量采用。
總結(jié)北美輕鋼結(jié)構(gòu)當(dāng)前來(lái)快速發(fā)展的原因，可以總結(jié)為技術(shù)成熟可靠，結(jié)構(gòu)體系靈活利于建設(shè)及商業(yè)開(kāi)發(fā)，建筑經(jīng)濟(jì)性高，技術(shù)先進(jìn)符合環(huán)保節(jié)能可持續(xù)發(fā)展的潮流幾個(gè)方面。
輕鋼結(jié)構(gòu)的技術(shù)及產(chǎn)品配置非常成熟，產(chǎn)業(yè)化程度高，是北美近百年建筑技術(shù)和建材工業(yè)發(fā)展的結(jié)晶。建筑結(jié)構(gòu)使用的鍍鋅鋼板抗腐蝕性能優(yōu)異經(jīng)久耐用，其在正常使用的情況下的使用年限為275年。
輕鋼結(jié)構(gòu)的抗震性能遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)的混凝土和磚混住宅。同時(shí)，由于輕鋼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)自重輕，單位面積重量?jī)H相當(dāng)于同等面積磚混結(jié)構(gòu)重量的1/4，所以其基礎(chǔ)處理簡(jiǎn)便，適用于大多數(shù)地質(zhì)情況。鋼結(jié)構(gòu)住宅不再像木結(jié)構(gòu)住宅那樣擔(dān)心白蟻的危害。
由于結(jié)構(gòu)所用的鋼料均采用工廠化加工，所以
輕鋼結(jié)構(gòu)別墅的結(jié)構(gòu)精確度相當(dāng)高，一棟別墅的結(jié)構(gòu)體系由上萬(wàn)個(gè)構(gòu)件組成，每個(gè)構(gòu)件的平均誤差低于2毫米，確保了房屋的品質(zhì)，是傳統(tǒng)的建筑方式所無(wú)法達(dá)到的。
具有以下四種特點(diǎn)：
1、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。
2、造價(jià)低廉。
3、輕型鋼結(jié)構(gòu)別墅屋內(nèi)空間的跨度比混凝土建筑的跨度大。
4、工期短，比常規(guī)建筑要快的多。
為什么不銹？
輕鋼結(jié)構(gòu)是一種年輕而極具生命力的鋼結(jié)構(gòu)體系，已廣泛應(yīng)用于一般工農(nóng)業(yè)、商業(yè)、服務(wù)性建筑，如辦公樓、別墅、倉(cāng)庫(kù)、體育場(chǎng)館、娛樂(lè)、旅游建筑和低、多層住宅建筑等領(lǐng)域。
輕鋼結(jié)構(gòu)和重鋼結(jié)構(gòu)的區(qū)別
判定結(jié)構(gòu)為重鋼與輕鋼結(jié)構(gòu)確實(shí)沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，很多有經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)師或項(xiàng)目經(jīng)理也常常不能完全說(shuō)明白，但我們可以以一些數(shù)據(jù)綜合考慮并加以判斷：
1、廠房行車起吊重量：大于等于25噸，可以認(rèn)為為重鋼結(jié)構(gòu)了。
2、每平米用鋼量：大于等于50KG/M2，可認(rèn)為是重鋼結(jié)構(gòu)。
3、主要構(gòu)件鋼板厚度：大于等于10MM，輕鋼結(jié)構(gòu)用的較少。
輕鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)
輕鋼結(jié)構(gòu)是一種年輕而極具生命力的鋼結(jié)構(gòu)體系，已廣泛應(yīng)用于一般工農(nóng)業(yè)、商業(yè)、服務(wù)性建筑，如辦公樓、別墅、倉(cāng)庫(kù)、體育場(chǎng)館、娛樂(lè)、旅游建筑和低、多層住宅建筑等領(lǐng)域，還可用于舊房增層、改造、加固和建材缺乏地區(qū)、運(yùn)輸不便地區(qū)、工期緊、活動(dòng)式可拆遷建筑等，倍受業(yè)主青睞，主要有以下特點(diǎn)：
1）采用高效輕型薄壁型材，自重輕、強(qiáng)度高、占用面積小。
2）構(gòu)配件均為自動(dòng)化、連續(xù)化、高精度生產(chǎn)，產(chǎn)品規(guī)格系列化、定型化、配套化。各部分尺寸精確。
3）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、詳圖設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)模擬安裝、工廠制造、工地安裝等以較小時(shí)間差同步進(jìn)行。
4）基礎(chǔ)以上干式工法沒(méi)有濕作業(yè)，內(nèi)裝飾等易于一次到位。型材經(jīng)過(guò)鍍鋅、涂層后外觀優(yōu)美且防腐，有利于減少圍護(hù)和裝修費(fèi)用。
5）便于擴(kuò)大柱距和提供更大分隔空間，可降低層高和增加建筑面積（住宅實(shí)用面積可達(dá)92%）。在增層、改造、加固方面優(yōu)勢(shì)明顯。
6）新墻材應(yīng)用范圍廣，大量使用采光帶，通風(fēng)條件好。
7）室內(nèi)水暖電氣管線全部隱蔽在墻體中和樓層間，布置靈活，修改方便。
8）房子可以搬遷、材料可全部回收利用，不會(huì)造成垃圾，符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。
輕鋼結(jié)構(gòu)的特性
發(fā)達(dá)國(guó)家在非居住建筑上的應(yīng)用十分迅速，并正在向多層居住建筑拓展。非居住建筑以四層以下的門式輕鋼結(jié)構(gòu)為主，跨徑一般大于20m，普遍用在大跨的輕工、電子、倉(cāng)庫(kù)、加工等車間的建造，也有應(yīng)用在日用的超市、臨時(shí)用房、飛機(jī)庫(kù)等。輕鋼結(jié)構(gòu)居住建筑一般用于多層（4～6 層）與高度 24m 以下（7～9 層）的高層。通過(guò)增設(shè)耗能支撐等消能部件，居住輕鋼結(jié)構(gòu)也可用于更高層。居住輕鋼結(jié)構(gòu)多采用由熱軋H 型鋼組成的框架結(jié)構(gòu)，結(jié)點(diǎn)采用高強(qiáng)螺栓連接（輔以焊接），樓板多采用壓型鋼板襯底代替模板的鋼筋砼結(jié)構(gòu)，屋面板與外墻多采用集保溫、防水于一體的彩色涂層鋼板，分戶墻多采用防水輕質(zhì)墻板。
抗震性：低層別墅的屋面大都為坡屋面，因此屋面結(jié)構(gòu)基本上采用的是由冷彎型鋼構(gòu)件做成的三角型屋架體系，輕鋼構(gòu)件在封完結(jié)構(gòu)性板材及石膏板之后，形成了非常堅(jiān)固的"板肋結(jié)構(gòu)體系"，這種結(jié)構(gòu)體系有著更強(qiáng)的抗震及抵抗水平荷載的能力，適用于抗震烈度為8度以上的地區(qū)。
抗風(fēng)性：型鋼結(jié)構(gòu)建筑重量輕、強(qiáng)度高、整體剛性好、變形能力強(qiáng)。建筑物自重僅是磚混結(jié)構(gòu)的五分之一，可抵抗每秒70米的颶風(fēng)，使生命財(cái)產(chǎn)能得到有效的保護(hù)。
耐久性：輕鋼結(jié)構(gòu)住宅結(jié)構(gòu)全部采用冷彎薄壁鋼構(gòu)件體系組成，鋼骨采用超級(jí)防腐高強(qiáng)冷軋鍍鋅板制造，有效避免鋼板在施工和使用過(guò)程中的銹蝕的影響，增加了輕鋼構(gòu)件的使用壽命。結(jié)構(gòu)壽命可達(dá)100年。
保溫性：采用的保溫隔熱材料以玻纖棉為主，具有良好的保溫隔熱效果。用以外墻的保溫板，有效的避免墻體的“冷橋”現(xiàn)象，達(dá)到了更好的保溫效果。100mm左右厚的R15保溫棉熱阻值可相當(dāng)于1m厚的磚墻。
隔音性：隔音效果是評(píng)估住宅的一個(gè)重要指標(biāo)，輕鋼體系安裝的窗均采用中空玻璃，隔音效果好，隔音達(dá)40分貝以上；由輕鋼龍骨、保溫材料石膏板組成的墻體，其隔音效果可高達(dá)60分貝。
健康性：干作業(yè)施工，減少?gòu)U棄物對(duì)環(huán)境造成的污染，房屋鋼結(jié)構(gòu)材料可100%回收，其他配套材料也可大部分回收，符合當(dāng)前環(huán)保意識(shí)；所有材料為綠色建材，滿足生態(tài)環(huán)境要求，有利于健康。
舒適性：輕鋼墻體采用高效節(jié)能體系，具有呼吸功能，可調(diào)節(jié)室內(nèi)空氣干濕度；屋頂具有通風(fēng)功能，可以使屋內(nèi)部上空形成流動(dòng)的空氣間，保證屋頂內(nèi)部的通風(fēng)及散熱需求。
快捷：全部干作業(yè)施工，不受環(huán)境季節(jié)影響。一棟300平方米左右的建筑，只需5個(gè)工人30個(gè)工作日可以完成從地基到裝修的全過(guò)程。
環(huán)保：材料可100%回收，真正做到綠色無(wú)污染。
節(jié)能：全部采用高效節(jié)能墻體，保溫、隔熱、隔音效果好，可達(dá)到50%的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)。
輕鋼結(jié)構(gòu)防護(hù)技術(shù)現(xiàn)狀
1.輕鋼結(jié)構(gòu)建筑的防腐
輕鋼結(jié)構(gòu)建筑的防腐可分為鋼構(gòu)件的防腐和圍護(hù)系統(tǒng)的防腐兩大部分
(1)鋼構(gòu)件的防腐
鋼構(gòu)件的防腐處理大部分在工廠制作時(shí)完成北方地區(qū)或者比較干燥的環(huán)境,也可以增加底漆一道干膜厚度達(dá)到70-80微米,取消中間漆。
防腐處理可分為硅烷化、磷化除銹→鍍鋅或涂底漆→中層漆→面漆幾個(gè)工序來(lái)完成。根據(jù)輕鋼結(jié)構(gòu)建筑的用途、地理位置、氣候條件的不同,來(lái)確定防腐方案和各個(gè)工序的基本要求。
拋丸(或噴砂)處理的鋼構(gòu)件表面一般要達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)Sa2.5級(jí)以上,最低不低于Sa2級(jí),處理后的構(gòu)件8小時(shí)內(nèi)要開(kāi)始涂刷底漆,底漆一般采用紅丹醇酸防銹底漆、無(wú)機(jī)富鋅底漆和環(huán)氧富鋅底漆,防腐能力較好的是富鋅底漆,干漆膜中鋅粉含量可達(dá)到80%以上,起到很好的陰極保護(hù)作用,防止電化銹蝕。中間漆多采用鱗片狀的中層漆,漆膜顏料呈層狀排列,可以提高涂層的屏蔽作用,加大了水汽、二氧化碳滲透阻力,起到了增強(qiáng)防腐蝕效果的作用,而面漆多采用醇酸調(diào)合漆、脂肪族聚氨脂漆,或防腐蝕性能更好的環(huán)氧面漆和氟碳漆。
就我們國(guó)內(nèi)的現(xiàn)狀來(lái)看防腐工藝的要求和材料的選用,大同小異,而防腐涂料本身的質(zhì)量,卻是大相競(jìng)庭。同一種油漆不同的生產(chǎn)廠家不同的品牌,甚至同一種品牌的質(zhì)量和價(jià)格相差很大,因?yàn)橛推岬纳a(chǎn)廠家以小、散、低的私營(yíng)企業(yè)占了相當(dāng)大的比重,而一些不規(guī)范的鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)企業(yè),為了降低成本,不惜犧牲質(zhì)量而選用低檔次的防腐涂料,造成了工程質(zhì)量的低劣。
(2)圍護(hù)系統(tǒng)的防腐
圍護(hù)系統(tǒng)的防腐,主要是彩板部分,它的表面涂層的處理是在彩板的專業(yè)制造廠家完成的。作為輕鋼結(jié)構(gòu)建筑的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)廠家,主要是根據(jù)不同的建筑用途、不同的地理位置和氣候條件選用不同的品牌、型號(hào)和表面特性，常用的彩板品牌和生產(chǎn)廠家有上海寶鋼、澳洲BHP、臺(tái)灣燁輝、韓國(guó)樸相等等。
2、輕鋼結(jié)構(gòu)建筑的防火
鋼結(jié)構(gòu)的銹蝕是一個(gè)較為緩慢的過(guò)程,是一種由表及里的破壞,易于直接觀察,所以常常會(huì)受到重視,而火災(zāi)是一種突發(fā)性的事件,防火是對(duì)這一突發(fā)事件的預(yù)防措施,如果不發(fā)生火災(zāi),也許昂貴的投資永遠(yuǎn)都發(fā)揮不了作用。再就是因?yàn)殇摻Y(jié)構(gòu)本身不會(huì)燃燒,所以從表面上看輕鋼結(jié)構(gòu)建筑應(yīng)有很好的防火性能。因此,人們往往會(huì)懷有僥幸心理,而忽視了防火的重要性。事實(shí)上防火能力差恰恰是輕鋼結(jié)構(gòu)建筑的一大弱點(diǎn),鋼結(jié)構(gòu)建筑如果遇到火災(zāi),一旦火情使周圍環(huán)境達(dá)到一定的溫度,鋼構(gòu)件將在瞬間失去80%的機(jī)械強(qiáng)度,造成建筑物的倒塌。9.11恐怖事件中,美國(guó)的國(guó)貿(mào)大廈雙子座大樓瞬間倒塌,就是因?yàn)榇蠡鹗逛摻Y(jié)構(gòu)失去了強(qiáng)度而造成的。在國(guó)內(nèi)也不乏由于火災(zāi)而引起的鋼結(jié)構(gòu)建筑垮塌的事例,如天津市體育館火災(zāi)、上海文化廣場(chǎng)火災(zāi)、北京友誼火災(zāi)等等,所以就輕鋼結(jié)構(gòu)的防護(hù)而言防火與防腐缺一不可,甚至防火比防腐更為重要。
輕鋼結(jié)構(gòu)建筑防火處理的工序與基本要求與防腐處理大同小異只不過(guò)其最后一道工序,防火涂料的施工必須在鋼結(jié)構(gòu)安裝完成后,現(xiàn)場(chǎng)涂刷。
防火處理分為除銹(拋丸/噴砂)→涂底漆→中間漆→涂防火涂料幾個(gè)施工步驟,中間漆有的地方可以省略。除銹和涂防銹底漆的步驟一般在工廠預(yù)制時(shí)完成,防火涂料要在施工現(xiàn)場(chǎng)鋼結(jié)構(gòu)安裝后再進(jìn)行涂刷。
當(dāng)下防火涂料的生產(chǎn)廠家比較多，施工水平也是參次不齊,管理比較混亂，缺乏統(tǒng)一的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)和管理監(jiān)督機(jī)制,消防部門的管理只是一種行政制度,沒(méi)有規(guī)范的技術(shù)檢驗(yàn)手段和嚴(yán)格的質(zhì)量評(píng)定能力。造成國(guó)內(nèi)的防火涂料產(chǎn)品普遍存在防火性能低、容易脫落,裝飾性差,耐久性差等幾大問(wèn)題,與國(guó)外的同類產(chǎn)品比較存在較大的差距。
未來(lái)建筑產(chǎn)業(yè)將屬于以輕鋼結(jié)構(gòu)為主導(dǎo)的產(chǎn)業(yè)，輕鋼結(jié)構(gòu)是典型的四節(jié)一環(huán)保的綠色建筑，輕鋼結(jié)構(gòu)在建筑全、壽命周期長(zhǎng)等方面貫穿著減量化、再利用、資源化，其中減量化優(yōu)先的循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展原則，是當(dāng)前城鎮(zhèn)化建設(shè)對(duì)自然環(huán)境影響最小的一種建筑結(jié)構(gòu)體系。
輕鋼結(jié)構(gòu)住宅是以冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)作為承重骨架，以輕型或者實(shí)體型墻體材料作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)所構(gòu)成的居住類建筑。在美國(guó)、日本、澳大利亞等發(fā)達(dá)國(guó)家，輕鋼結(jié)構(gòu)建筑體系早已用于住宅建筑上百年，如在美國(guó)輕鋼結(jié)構(gòu)住宅已占普通住宅的85%左右，且技術(shù)已經(jīng)發(fā)展比較成熟。
相對(duì)于傳統(tǒng)住宅結(jié)構(gòu)體系，輕鋼結(jié)構(gòu)住宅具有以下特點(diǎn)：
①施工速度快，建設(shè)周期短；
②材料輕質(zhì)高強(qiáng)，抗震性能好，安全性高；
③空間布置靈活，能滿足住戶的多功能要求；
④可實(shí)現(xiàn)住宅建設(shè)的工業(yè)化和產(chǎn)業(yè)化。
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