关键词：被动式建筑；无比钢结构；设计；构造要求
引言：被动房是指充分利用太阳能提供热量，不需要主动安装采暖设备，符合节能环保的建筑要求。无比钢结构则是使用高频焊接镀锌方钢框架，在节省材料的同时，又可以显著提高钢结构的承载力，且后期钢材可以达到完全回收。被动房装配式无比钢结构设计，就是将两种技术结合起来，将绿色环保理念融入到建筑工程中，在不影响建筑各方面使用需求的基础上，节省材料、减少浪费、避免污染，真正实现了“绿色施工”。
一、被动房装配式无比钢结构应用的可行性分析
装配式无比钢结构，是指在预制厂内根据施工设计方案，提前组装钢构件，然后将这些钢构件运输到施工现场直接完成组装。装配式无比钢机构的应用优势在于实现了多头施工，缩短了施工周期，对于降低建设成本有一定作用。无比钢结构的主要材料为轻型薄壁的方形钢管以及V型连接件，通过高频焊接的方式组建成具有较高荷载强度和抗弯折能力的钢结构。无比钢结构不仅在性能上要优于普通钢结构，而且组装和拆卸灵活，这也为无比钢结构的装配式施工提供了极大的便利，减轻了从预制厂到施工现场的运输压力。在一些跨度较大或荷载力较强的建筑中，装配式无比钢结构整体受力均匀，每隔焊接节点都可以高效的实现应力传递，将应力分散到钢管上，从而避免了因应力过于集中而出现钢结构受损、开裂甚至是垮塌的问题。因此，从使用性能上来看，装配式无比钢结构在被动房中的应用具有较高可行性。
在完成同样支撑任务的前提下，无比钢结构所用钢材仅为普通钢结构的70%左右，由此节省了可观的成本。尤其是对于现阶段一些大跨度、高层数的建筑来说，由于总体用材较多，无比钢结构的使用无形中帮助建筑单位节省了大量的资金。另外，采用装配式无比钢结构施工，预制厂可以根据施工规划方案提前做好无比钢构件，现场只需要依次完成装配即可，不会出现材料浪费或材料不足的问题，不仅避免了污染和浪费，而且这些钢材可以拆卸、重复使用，这也与当前建筑行业提倡的绿色理念有较高契合度。因此，从使用效果上来看，装配式无比钢结构在被动房中也有较高的可行性。
二、被动房装配式无比钢结构的设计施工
1、结构划分与装配
为了确保预制厂的装配式无比钢结构符合施工要求，需要在制作之前对无比钢结构的整体进行划分，一方面可以方便预制厂进行科学的分工，加快无比钢构件的制作进度，满足现场施工需要；另一方面又可以统一制备要求，避免后期出现无比钢构件不符合使用需求，或无法精确安装的问题。根据参考标准的不同，结构划分也分为多种方式，例如根据无比钢结构在建筑中使用部位的不同，可以按照梁结构、柱结构等进行结构划分；还可以根据不同部位所用无比刚结构材料的差异进行划分，例如建筑主承重结构由于压力较大，需要使用冷轧热镀锌薄壁型钢，而其他普通的支撑结构则使用冷弯薄壁轻型钢等。
预制厂根据建筑单位提供的结构划分方案，明确各个方案中的无比钢结构设计参数，然后开展进行预制和装配。装配时以小件为主，方便运输。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆如果一次性组装大件，可能在运输过程中因为颠簸或受力不均，导致无比钢结构部分连接部位出现变形问题，影响实际的使用效果。运输前可以在车底放置一定厚度的塑料垫，起到缓冲作用。预制无比钢结构运输到被动房施工现场后，将无比钢结构按照次序摆放在施工现场，然后利用吊装工具完成装配。
2 、节点设计
在无比钢结构设计和装配中，节点的稳定性直接决定了局部无比钢结构的承载力。如果节点不牢固，很有可能在受到压力后出现钢管错位，上部建筑因失去支撑力在出现垮塌现象。因此，在无比钢结构设计中，节点也成为设计人员需要重点关注的部分。由于预制厂只负责完成无比钢结构的简单组装，因此在节点设计上大多采用自攻螺钉的连接形式，在现场装配式，施工人员需要对无比钢结构各个节点上的自攻螺丝进行重新检查，保证螺丝的松紧度适宜。如果螺丝拧的过紧，可能会产生较大的挤压力，而无比钢结构采用轻型薄壁材料，可能会在螺丝拧紧部位出现向内弯曲变形；反之，如果螺丝拧的过松，无比钢结构受力后容易发生位移或变形，影响建筑结构安全。现阶段，随着装配式无比钢结构设计应用的不断成熟，建筑行业内关于节点设计要求也做出了明确说明，包括自攻螺丝的延性、强度等。在具体开展节点设计时，需要严格遵循相关的技术规范，以确保节点的可用性和设计的科学性。
三、装配式无比钢结构在被动房设计中的应用
被动房的能源来源主要以太阳能为主，除了对太阳能的直接利用外，还要求通过收集太阳能余热，实现热量二次利用，最大限度的满足节能需求。因此，在被动房设计中，需要重点做好建筑墙体的保温工作。装配式无比钢结构在建筑保温方面有明显的应用优势。例如，无比钢结构采用中空的薄壁钢管，这些钢管按照一定的次序排列，形成了一定面积的片状空气层。由于空气本身的导热性较差，这就有效降低了被动房内部热量的散失。
墙体和屋面是建筑物与外界接触的主要围护结构，也是保温隔热的最重要一环，目前常采用的保温措施是铺设由玻璃丝棉和防潮贴面构成的保温棉，保温棉宜采用双层错开搭接的布设方式，以防止经过冬夏的温度变化后带来的贴面层收缩会造成搭接处出现隔热的薄弱点，形成“冷桥”。此外，如果采用自攻螺钉，在连接处由于保温棉受压变薄，就很可能产生冷桥。针对这种情况，可以尝试在自攻螺钉连接处采用导热系数较小的部件，或者在连接处添加硬质板隔热块来减小热能的损失。
建筑物外部的各种孔口也是容易产生冷桥的薄弱点，被动式建筑的窗户宜采用三层夹胶中空钢化玻璃，而门窗洞口的处理则常将次结构处的保温棉布设，窗框、门框中的发泡剂填充和连接洞口的聚氨酯泡沫板构造相结合。建筑与地坪的接线是一个很容易被忽视的散热点，需要在地坪与建筑物连接处填充密封胶后再在其上填塞一定厚度的保温棉来达到保温隔热的效果。除了妥善处理冷桥，充分利用太阳能和室内电器、人体逸散的热量也是实现被动房的重要一环。
结语：在整个建筑行业倡导“绿色施工”理念的背景下，被动房装配式无比钢结构设计得到了广泛的应用。从实际应用效果来看，这种设计具有减少材料浪费、不产生污染以及结构稳定性好等优点，具有较高的适用性。建筑单位一方面要做好无比钢结构的划分工作，为预制厂制定无比钢结构的设计和装配提供参考，另一方面又要做好现场装配工作，控制好无比钢结构装配的技术要点，切实提高被动房的使用效果。
参考文献：
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论文作者:高博
论文发表刊物:《科技中国》2018年4期
论文发表时间:2018/8/10
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