管窺建筑的節(jié)能抗震技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

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一、節(jié)能抗震建筑技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

我國(guó)現(xiàn)存的幾百年的木結(jié)構(gòu)建筑如佛塔、寺廟等在歷經(jīng)多次強(qiáng)烈地震后雖輕微受損但沒有倒塌。在神戶大地震和洛杉磯大地震中，木結(jié)構(gòu)罕有倒塌。所以在地震之后，日本在民用住宅中推廣采用木結(jié)構(gòu)體系。而在我國(guó)目前的民用建筑中，現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)有待重新挖掘。除了傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)具有節(jié)能抗震特點(diǎn)外，現(xiàn)代逐漸發(fā)展起來的混凝土結(jié)構(gòu)通過開發(fā)和研制，在節(jié)能環(huán)保和抗能性能兼具方面有了新的突破，發(fā)展了利于大規(guī)模推廣應(yīng)用的新技術(shù)。日前引起國(guó)家相關(guān)部門重視的新技術(shù)“配筋砌塊砌體墻體體系”由哈爾濱工業(yè)大學(xué)研發(fā)。該項(xiàng)技術(shù)解決了建筑工程領(lǐng)域困擾多年的難題，使得節(jié)能環(huán)保與抗震性能并存，整體技術(shù)達(dá)到了國(guó)際領(lǐng)先水平。目前，黑龍江省大力推廣應(yīng)用此新技術(shù)，已建成的新結(jié)構(gòu)體系房屋達(dá)到了200萬平方米的建筑面積以上，在全國(guó)應(yīng)用此項(xiàng)技術(shù)新建建筑中，該省占80%的份額。另一節(jié)能抗震建筑新體系樓是由北京市建筑設(shè)計(jì)院和北京市現(xiàn)代建筑材料公司共同開發(fā)的加氣混凝土多層住宅樓。該體系節(jié)能設(shè)計(jì)全面細(xì)致，窗戶采用單框雙玻保溫鋼窗，窗外墻、地面和屋面采用蒸壓粉煤灰加氣混凝土砌塊和條板，30厘米厚的墻體就達(dá)到了74厘米厚普通墻體的保溫效果。“熱橋”部位保溫處理適應(yīng)，圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫性能良好。建筑物耗熱量指標(biāo)（20K/m2）能滿足《采暖居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》第二階段的要求，建筑造價(jià)僅比一般多層磚混結(jié)構(gòu)住宅高4-5%，節(jié)能投資少，效果顯著。該建筑采用橫墻承重體系，外縱墻采用加氣混凝土砌塊，根據(jù)構(gòu)造要求在墻中設(shè)置構(gòu)造柱，部分為異性；為了提高縱向抗震能力，在內(nèi)縱墻中設(shè)置了水平分布鋼筋。經(jīng)試驗(yàn)證明，采用該體系建成的6層住宅能夠滿足八度抗震設(shè)防要求。該體系的開發(fā)為我國(guó)在高烈度抗震設(shè)防地區(qū)修建多層節(jié)能住宅開創(chuàng)了道路。根據(jù)相關(guān)政策法規(guī)，為了推行建筑節(jié)能不能再使用粘土磚。所以在目前農(nóng)村房屋建設(shè)中，多采用框架結(jié)構(gòu)。由混凝土砌塊柱或普通混凝土柱承重，圍護(hù)墻為非承重柔性墻體，能同時(shí)滿足節(jié)能和抗震要求。采用混凝土砌塊柱承重的結(jié)構(gòu)體系與柔性墻體相結(jié)合，對(duì)新農(nóng)村建設(shè)節(jié)能抗震建筑具有重要意義。

二、節(jié)能抗震建筑材料的發(fā)展趨勢(shì)

當(dāng)前不論城市還是農(nóng)村，房屋建筑中使用新型墻體材料不僅能滿足建筑節(jié)能要求，更有利于提高建筑房屋的抗震性能。建筑節(jié)能主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：圍護(hù)結(jié)構(gòu)、空調(diào)采暖、照明設(shè)備。根據(jù)區(qū)域環(huán)境要求，全國(guó)由南到北節(jié)能指標(biāo)有所不同。圍護(hù)結(jié)構(gòu)通常指外（內(nèi)）墻、屋面、地面（樓層面）、外窗（門）等保溫。合理選擇和應(yīng)用新型建材產(chǎn)品是圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能的重要環(huán)節(jié)。所謂新墻材其實(shí)是相對(duì)于實(shí)心黏土磚而言的，從粘土磚被逐漸取締開始，從上個(gè)世紀(jì)90年代以來，國(guó)內(nèi)新墻材有了很大發(fā)展，其各環(huán)節(jié)技術(shù)日趨完善，品種多樣化、多功能化。以農(nóng)村房屋建設(shè)為例，目前出現(xiàn)了各種新型材料墻體。例如：

1、薄壁輕鋼方鋼管做承重，兩側(cè)采用用稻草板或EPS板抹灰；

2、柔性墻體：利用保溫材料EPS板，兩側(cè)抹水泥砂漿，砂漿中布鋼筋、鋼絲網(wǎng)（或耐堿網(wǎng)布）與建筑主體結(jié)構(gòu)連接的輕型保溫復(fù)合墻體。

柔性墻體抗震性能好，地震時(shí)EPS板可消耗地震能量，有利建筑主體結(jié)構(gòu)抵抗地震作用。我國(guó)南方多數(shù)地區(qū)有抗震設(shè)防要求，采用混凝土框架結(jié)構(gòu)或砌塊柱的框架結(jié)構(gòu)體系結(jié)合柔性墻體填充，能達(dá)到節(jié)能抗震的目的。在福建省，目前廣泛使用的新墻材有蒸壓加氣砌塊、煤矸石多孔磚、石粉磚、河道淤泥燒結(jié)磚和陶粒保溫砌塊等。傳統(tǒng)實(shí)心黏土磚砌筑的墻體相對(duì)剛度較大，作用其上的作用力也因此較大，所以缺乏抗震性。而這些新墻材具有高彈性、輕質(zhì)等優(yōu)點(diǎn)，砌筑起來更有利于建筑抗震。使用新墻材，從單價(jià)上看可能比傳統(tǒng)實(shí)心黏土磚貴，但因?yàn)樾聣Σ馁|(zhì)輕，能大大減少樓體自重，經(jīng)計(jì)算能科學(xué)合理地減少鋼筋、水泥等用量，因此能降低建筑房屋總造價(jià)，使建筑物總造價(jià)節(jié)約10%左右。如果房屋建筑的抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)提高一級(jí)，建造成本將增加5%-10%，與沒有提高抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)的傳統(tǒng)材料房屋建筑成本持平。也就是說，在不增加造價(jià)的基礎(chǔ)上，使用新墻材更能提高建筑承受地震作用的能力。此外，樓體自重的減輕又能進(jìn)一步提高建筑的抗震性能。外門窗在建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)中絕熱性能最差，是影響建筑節(jié)能的主要因素之一。就我國(guó)目前典型的圍護(hù)部件而言，外門窗的能耗約占建筑圍護(hù)部件總能耗的40～50﹪。因此增強(qiáng)外門窗的保溫隔熱性能，減少門窗能耗，是改善室內(nèi)熱環(huán)境質(zhì)量和提高建筑節(jié)能水平的重要環(huán)節(jié)。外門應(yīng)選擇保溫門；外窗應(yīng)選擇彩色吸熱玻璃、中空玻璃陽光控制鍍膜玻璃（熱反射）、真空玻璃、低輻射鍍膜玻璃（Low-E玻璃）等，制作外窗的型材應(yīng)優(yōu)先選擇如斷熱型材、鋁木復(fù)合、木鋁復(fù)合、鋁塑復(fù)合等材料。

三、結(jié)語

汶川大地震后，節(jié)能材料和抗震技術(shù)的結(jié)合才真正的被關(guān)注。因此在推廣綠色節(jié)能建筑的基礎(chǔ)上，應(yīng)同時(shí)具備建筑防震抗震的設(shè)計(jì)理念。我們需要進(jìn)行新型抗震節(jié)能建筑結(jié)構(gòu)體系理論與應(yīng)用研究，探索更多的節(jié)能抗震結(jié)構(gòu)體系，使節(jié)能抗震建筑具有抗震防風(fēng)、環(huán)保隔音、高效節(jié)能、節(jié)水節(jié)電、防火耐腐、施工便捷等性能特點(diǎn)。并且通過工程試點(diǎn)不斷改進(jìn)完善設(shè)計(jì)和施工技術(shù)，針對(duì)相應(yīng)的節(jié)能抗震建筑編制技術(shù)規(guī)程，大力推廣應(yīng)用。

作者：李進(jìn)單位：武漢工業(yè)學(xué)院土木工程學(xué)院