北方寒冷地区农村住宅保温结构一体化设计研究
孙彦庆
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孙彦庆,. 北方寒冷地区农村住宅保温结构一体化设计研究[J]. 中国设计,2021.6. DOI:10.12721/ccn.2021.157037.
摘要:
北方寒冷地区气候干燥且温度较低,许多农村住宅主要依靠建筑结构本身进行防寒保暖,但是由于住宅结构的保温隔热性比较差,冬季采暖方面的资源能源消耗量比较大。要想改善以上问题,则需要进行该地区农村住宅保温结构一体化设计,让保温结构与建筑结构充分结合,在提升农村住宅保温效果的同时也能够提升建筑结构建设质量,可以满足北方寒冷地区居民对住宅建筑的功能性要求,能够提升建筑工程整体的建设效益。
关键词: 北方寒冷地区农村住宅保温结构一体化设计
DOI:10.12721/ccn.2021.157037
基金资助:

北方农村住宅建设过程中主要使用的是砌体结构,这类结构在应用期间经常会出现空鼓、开裂的问题,而且保温性能比较差。保温结构一体化技术的应用可以优化北方农村住宅的结构性能,具有节能保温和强化结构承载力的作用,在北方寒冷地区农村住宅外墙保温设计应用中的优势较为明显,要结合北方地区的实际情况制定多种住宅保温结构一体化设计方案,让一体化保温结构得到合理应用。

1.北方寒冷地区农村住宅中存在的问题

1.1 结构性能差

北方地区农村住宅建设主要以砖混结构和砖木结构为主,其中砂土材料的用量比较多导致整体结构的抗震性相对较差,受到自然灾害的影响比较大,无法保证建筑结构的功能作用。

1.2保温性能差

寒冷地区冬季农村住宅内部温度比较低,部分墙体会出现长毛或者发霉的情况。一些建筑墙体施工中主要应用实心砖作为墙体施工材料,门窗都是单层的,所以在实际使用过程中的保温性能比较差。还有一些农民建设彩钢房,这类房屋不需要投入较多成本,但是墙体结构的蓄热性相对较低,在实际应用过程中容易受到多方面因素的影响而无法保证建筑结构性能,而且中间的苯板的阻燃性很差容易引发火灾问题。

1.3 新型建材匮乏

在进行新农村建设的过程中要求重视对自然环境的保护,禁止使用粘土砖,但是在目前没有一种能够完全取代粘土砖且经济性比较高的材料和技术,这就导致当前的要求标准无法得到充分落实,缺少新型建筑材料技和适合北方寒冷地区农村建筑结构形式,必须要加强对新型建材的研究与应用,并对配套的施工技术进行完善。

2.北方寒冷地区农村住宅保温结构一体化设计方案

2.1新型预制外保温板与砌筑墙体一体化方案

2.1.1构造做法

这种保温结构一体化设计主要是在农村住宅结构的建筑外墙中表面增加预制保温板,通过增设保温层的方式来提高住宅整体的保温效果。保温板板块尺寸大小根据施工、运输条件及墙体长度、层高确定,拉结筋间距根据计算确定,保温板各层厚度根据板块尺寸、保温要求及使用环境等条件确定。为避免上下、左右保温板之间出现通缝,在各板块衔接处采用企口型式,缝隙处采用嵌缝胶凝材料填实,墙体转角处参照此做法,在墙体顶边缘处,外侧砂浆层与保温材料及内侧砂浆层平齐;保温板内、外侧砂浆层,采用纤维增强水泥砂浆,厚度根据板块尺寸,使用环境等要求确定,若运输条件较好内侧砂浆层也可采用普通水泥砂浆,根据使用环境,也可在此砂浆层与保温层之间设置隔汽层;保温层可采用聚苯板、挤塑板、聚碳酸酯等保温材料;拉结筋采用纤维增强塑料,锚固于保温板块两侧砂浆层中,贯穿保温层,在保温板内侧一边留有一定锚固长度。

2.1.2施工工艺 

在工厂或施工现场预制保温板,首先预制保温板外侧面纤维增强水泥砂浆面层,同时预置纤维增强塑料拉结筋并进行锚固,待外侧面砂浆层结硬后,放置保温层,并将拉结筋穿过保温层,设置拉结筋锚固加强筋后浇筑内侧砂浆层。 

在砌筑外墙体前,首先将预制保温板安放就位,将纤维拉结筋预留段与基材(树脂)胶合、挤压成型,校准保温板后加设临时支撑。砌筑墙体时,将保温板拉结筋预留段砌入墙体水平灰缝之中,在保温板与砌筑墙体之间留有一定缝隙,在砌筑过程中,用砌筑砂浆随层灌实。在有构造柱的部位,保温板可代替一侧模板,将保温板拉结筋预留段伸出一定锚固长度,然后浇筑混凝土。保温板上下、左右接缝处,采用嵌缝胶凝材料粘结填实。

2.2预制秸秆复合板与混凝土板一体化方案

2.2.1 构造做法 

预制秸秆复合板与混凝土板一体化方案是采用预制板装配式方案,该预制板全部在工厂生产,其具体做法是外侧采用秸秆复合板,秸秆复合板内部预埋钢筋和连接件,然后浇筑混凝土。秸秆复合板和混凝土层的厚度根据房屋层数、保温要求和使用环境等条件确定,预埋钢筋和连接件的直径和强度根据实际抗震设防烈度和使用要求确定。板内设置暗柱、暗梁,不仅可以增加构件的强度,也能够提高结构的稳定性。构件尺寸以 300mm 为基本模数,以实现工厂标准化生产,板块大小根据实际施工条件确定。

2.2.2施工工艺 

这一结构施工方案在实际应用过程中对于各类板材都需要在生产厂家提前预制,在施工现场需要使用钢板和螺栓进行连接和固定。对于外露的钢板做好防锈、防火的措施,可以采用热铝镀锌层或涂刷红丹油性防锈漆等防锈蚀措施,涂刷防火涂料或外包石棉板、硅酸钙板等防火措施。

对于带暗柱或暗梁的预制墙板连接时,可采用套筒灌浆或现浇带的方式连接: 1)采用套筒灌浆连接时,先将套筒按连接钢筋的方向进行固定,钢筋从两端开口插入套筒内,然后进行压力灌浆,直至浆液充满套筒,停止灌浆,养护 1-2 天。套筒长度根据钢筋与砂浆的握裹能力确定,要求握裹承载力应大于钢筋的抗拉承载力,连接钢筋的位置应与套筒中心轴线重合,误差不应大于 2mm。2)采用现浇带连接方式时,先将带暗柱或暗梁的墙板安装就位,将钢筋采用搭接等方式连接,然后现浇混凝土带连接上下两片墙板。

结语:目前北方寒冷地区农村住宅存在结构性能和保温性能差以及新型建材匮乏等问题,进行保温结构一体化设计能够明显改善以上问题,本文主要研究了两种结构设计方案,预制外保温板与砌筑墙体一体化建设方案在北方农村住宅建设中能够取得良好效果,改善了以往结构中的不足,能够进一步延长农村住宅的使用寿命。预制秸秆复合板与混凝土板一体化设计方案的应用能够在保证住宅功能作用的同时起到节能环保效果,两种设计方法在操作上都比较简单,实现技术的合理应用能够良好的经济效益和社会效益。

参考文献:

[1]任洪国.严寒地区农村住宅外墙设计研究[J].建筑工程技术与设计,2016,(18):579.

[2]陈一全.北方寒冷地区建筑保温与结构一体化技术应用及发展策略研究[J].墙材革新与建筑节能,2019,242(01):37-51.

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