围护结构的发展趋势浅析论文_陈凡

围护结构的发展趋势浅析论文_陈凡

陈凡

深圳市欧博工程设计顾问有限公司 广东深圳 518000

摘要:本论文以建筑工程的围护结构为研究切入点,对其发展趋势进行了详细的研究和分析。

关键词:建筑工程;围护结构;发展;

建筑工程的围护结构主要由墙体、屋顶、楼板、窗户、阳台等组成,是建筑工程施工中最为重要的组成部分。以墙体为代表的建筑工程围护结构,伴随着建筑工程的发展,在不同的历史时期,也出现了不同的墙体形式和技术。尤其是在当前,伴随着现代建筑的发展,建筑围护技术已经成为一门体系完整、技术成熟的科学。

一、建筑围护结构的发展历程

1、国外建筑围护结构发展历程

西方发达国家建筑工程发展历史较长,建筑围护结构在发展的过程中,主要经历了探索、发展、推广和提高四个阶段。

探索阶段:该阶段从十九世纪中叶一直持续到二十世纪中叶,在这一百年的历史中,建筑工程围护结构正处于探索阶段,并在探索的过程中,对其具体的材料、质量、品种等进行了不断的改进。

发展阶段:从二十世纪中叶到八十年代。在这三十年中,各种新的施工技术和施工材料被应用到建筑围护结构施工中,并结合建筑工程的实际情况,设计出多种形式的围护结构。同时,围护施工技术也得以不断提高,建筑工程围护施工质量得以提升。

推广阶段:上个世纪八十年代到世纪末。在这十余年间,伴随着现代建筑、科学技术的发展,建筑工程围护结构朝着多元化的方向发展,各种新技术、新工艺被应用到围护结构施工中。

提高阶段:从新世纪开始一直到目前为止,建筑围护结构节能化设计已经成为重点,通过有效的围护结构节能设计,最大限度降低能源消耗,并提高了室内环境的质量。

2、我国建筑维护结构发展历程

与国外的建筑围护技术相比,我国建筑工程围护技术起步相对比较晚,在改革开放之前,由于生产力比较低下,城市中的建筑工程一般为6层的房屋建筑,其围护结构就是单纯的墙体,并未对其进行设计;改革开放之后,开始从国外引进先进的围护技术,在1985的时候,北京长城饭店,作为我过第一栋玻璃幕墙建筑在中国诞生。同年,上海联系大厦在建筑的过程中,也使用了玻璃幕墙的围护结构,自此之后,以玻璃幕墙为代表的围护结构开始在我国建筑中应用。

到新世纪之后,伴随着现代建筑的进一步发展,建筑工程围护技术也得以进步,建筑幕墙围护已经从简答的玻璃幕墙,逐渐发展到了隐框、半隐框、全玻璃幕墙,以及各种金属板、石材和各种人造板材的围护幕墙中,并且幕墙围护结构也从最初的简单框架逐渐发展的单元式、点支式、双层通风式、遮阳板式、膜结构式等。

二、围护结构与建筑工程主体结构一体化

1、优势分析

伴随着现代建筑幕墙应用范围不断扩大,建筑幕墙的围护结构逐渐朝着大空间、大跨度的方向发展。并且在现代建筑中,建筑工程的围护结果与工程支撑主体不再是两个独立的层面,而逐渐合二为一,而是以一种空间斜角网格的方式将维护结构与称重结构合二为一,不仅解决围护结构的自重,还为内部空间的解放提供可能,如深圳华润大厦,就打破将常规的幕墙与巨柱的关系,柱子多而细,成为幕墙的一部分。

与传统的建筑工程围护结构相比,这种新型的一体化围护结构具有显著的优势,集中体现在三方面:

第一、 进一步改善了建筑物的受力状态,显著提高了建筑物的抗震性能。在现代建筑工程中,新型的一体化围护结构使得建筑主体结构与维护结构之间的联系更加紧密,将建筑物的梁体和墙体紧密地联系在一起,进而有效地改善了建筑物的受力情况,提升了整个建筑工程的抗震性能和承载力。

第二、 提高了建筑工程的防水能力。在传统的围护结构模式下,由于其与建筑主体相分离,以至于建筑物中常常出现渗漏的现象,降低了建筑工程的质量。而在新型的一体化围护结构中,墙体和梁柱的结合十分良好,进一步提高了其防水性能。

第三、 提高了建筑工程施工的效率。在传统建筑工程施工中,围护结构与主体结构相分离,这就在一定程度上增加了施工的难度,延长了工期。但是在新型的一体化围护结构中,两个部分施工实现了一体化,进而缩短了工期,提高了施工效率 。

2、施工中力学分析

在建筑围护结构与建筑工程主体结构一体化的施工过程中,鉴于围护结构更加多元化,施工工艺更加复杂化,对施工技术要求相对比较高。因此,在具体的施工中,必须要做好围护结构的力学分析,进而全面提高围护结构施工的质量。

(1)面板力学分析

在现代建筑中,面板是围护结构中的重要组成部分,其力学性能直接影响了建筑围护结构的施工质量。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆因此,在进行围护结构中的面板施工中,必须要做好其力学分析。在具体进行面板力学分析中,如果面板的材质为玻璃,其宽度为1.5m,高度为5.0m,在对其进行连接出的时候,可采用八点支承的形式对其进行连接。如此,在一定程度上保障了通透的效果,同时还将玻璃的厚度、自身重量等控制在了可以控制的范围之内。

(2)立柱力学分析

在建筑幕围护结构中,立柱是其最为主要的受力构件,不仅要具有一定的变形能力,以适应建筑幕墙主体结构的位移现象。同时还必须要具备足够的承载力,以保障建筑围护结构能够承受一定的荷载、地震和温度下所产生的力量。

因此,在设计的过程中,为了确保立柱设计满足施工要求,可充分利用双跨连续梁计算模型,以减少立柱的挠度。但是在使用双跨连续梁计算模型的时候,必须要在双跨梁中加入第三个支点,进而导致立柱最大剪力和弯矩不断增加,同时导致支点的反力也出现了增加的现象。

(3)连接构件力学分析

在建筑围护结构工程施工中,面板和立柱之间,立柱和主体结构之间,均是通过连接构件进行连接,并利用连接构件进行荷载传递。因此,必须要加强连接构件的力学性能分析。

在进行连接的构件设计中,由于两者之间是通过转接件的方式进行连接,转接件悬臂段承受着来自于幕墙自身的荷载,以及水平荷载。在设计的过程中,必须要将转接件长度设置在最佳的范围内。如果其长度越短,转接件根据所承受的弯矩也会随之降低,其转接间和埋件的安全性能也就随之上升[2]。

三、建筑围护结构未来发展趋势:围护结构节能技术

当前,人类社会在发展的过程中,面临的最大挑战就是人口数量的不断增加,与日益减少的能源之间的矛盾。建筑行业作为一个高耗能的行业,在严峻的形式下,必须要加强节能设计,以实现建筑行业的可持续发展。在具体对建筑工程进行节能设计的过程中,建筑围护结构节能设计尤为重要,直接影响了整个建筑的技能设计效果。

1、外墙节能技术

建筑外墙作为围护结构中的重要组成部分,主要负责对建筑工程进行保温。具体来说,在对其进行节能设计过程中,主要从外墙内、外墙外两方面加以入手。

外墙内保温设计:主要是利用保温材料,例如:聚苯板、增强石膏类、聚合物砂浆类板材、内抹胶粉聚苯颗粒等,对建筑物进行保温。但是该技术在应用的过程中,会在一定程度上占用室内的空间,一旦出现损坏,将对二次装修产生影响。

外墙外保温设计:主要是将保温材料应用到建筑外墙的外侧,该技术由于不会影响室内的的面积、装修等,已经得到了广泛的应用。

2、门窗节能技术

门窗作为建筑围护结构中的重要组成部分,同样也是建筑结构中热传导、热交换最为活跃的地方。通常情况下,门窗热量散失量为墙体的5倍。因此,只有做好门窗节能设计,才能减少冬天屋内的热量损失,降低夏季空调的耗能。在具体对其进行设计的过程中,必须要遵循“抗风压、水密性、气密性、隔声性、空气渗透、保温和隔热、采光性能”的原则,加强其保温设计。同时,传统的门窗多为单层玻璃结构,不但保温效果不好,使得室内温差变化加大,进而造成更大的能源消耗。在对门窗进行节能设计时,可采用断热铝合金门窗,并采用节能性更好的中空玻璃。如此,不仅达到了保温的效果,也实现了节能环保的要求。

3、屋面节能技术

建筑围护结构屋面节能设计中,虽然对整个建筑工程的造价影响不大,但节能效益却十分明显。具体来说,在对建筑围护结构屋面进行节能设计过程中,应从以下三个方面入手:

第一、置式屋面。传统屋面设计中,均是将防水层置于保温层上面。而在节能设计中,则可以将保温层置于防水层之上。如此一来,进一步提高了建筑物的保温性能。同时,该施工技术也相对比较简单。

第二、蓄水屋面。通过该节能设计方式,可使得建筑物的内部在夏季保持凉爽的温度,进而达到节能的效果。但是在使用该节能技术的时候,对建筑的防水、防渗性能要求相对比较高。否则,就有可能导致建筑物出现渗透的现象。

第三、屋面绿化。通过这一有效的技能技术,也减少夏季的太阳辐射,改善室内的温度,进而减少了夏天的空调使用时间。同时,该节能技术的应用,也在一定程度上改善了城市空气的质量[3]。

结束语

综上所述,在建筑工程施工中,围护结构作为整个工程作为重要的组成部分,伴随着建筑工程的发展,也实现了较大的发展。基于此,在具体的建筑工程施工中,必须要结合建筑工程项目实际情况,加强其围护结构设计、施工,进而全面提升整个建筑工程的质量。

参考文献:

[1]汤化友.建筑围护结构节能设计及其在工程中的应用分析[J]. 建筑工程技术与设计,2017(1).

[2]赵敬义,卢启财,向宇.建筑幕墙构件的力学性能分析[J].四川建筑,2018,38(04):153-155+158.

[3]潘涛,刘浩.浅析住宅建筑外围护结构节能[J]. 江西建材,2015(4):40-41.

论文作者:陈凡

论文发表刊物:《建筑模拟》2019年第7期

论文发表时间:2019/5/6

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