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(chǎng)集成生產(chǎn)和現場(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 )那么強大，可以保持房屋風(fēng)雨矗立100年以上？
輕鋼別墅，又被稱(chēng)為輕鋼結構房屋，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)精確的計算加上輔件的支持與結合，起到合理的承載力，以取代傳統房屋。由于它的承重結構為輕鋼結構，造型又特別優(yōu)美，因此這種新型房屋被稱(chēng)為輕鋼別墅。
輕型鋼結構低層住宅的建造技術(shù)是在北美式樣木結構建造技術(shù)的基礎上演變而來(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構或輕鋼結構建造（甚至包括我們的近鄰日本和韓國）。并且北美輕鋼結構體系的市場(chǎng)發(fā)展正以超過(guò)30%的增長(cháng)率快速增長(cháng)，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以及澳大利亞也被大量采用。
總結北美輕鋼結構當前來(lái)快速發(fā)展的原因，可以總結為技術(shù)成熟可靠，結構體系靈活利于建設及商業(yè)開(kāi)發(fā)，建筑經(jīng)濟性高，技術(shù)先進(jìn)符合環(huán)保節能可持續發(fā)展的潮流幾個(gè)方面。
輕鋼結構的技術(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)展的結晶。建筑結構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。
輕鋼結構的抗震性能遠優(yōu)于傳統的混凝土和磚混住宅。同時(shí)，由于輕鋼結構的結構自重輕，單位面積重量?jì)H相當于同等面積磚混結構重量的1/4，所以其基礎處理簡(jiǎn)便，適用于大多數地質(zhì)情況。鋼結構住宅不再像木結構住宅那樣擔心白蟻的危害。
由于結構所用的鋼料均采用工廠(chǎng)化加工，所以
輕鋼結構別墅的結構精確度相當高，一棟別墅的結構體系由上萬(wàn)個(gè)構件組成，每個(gè)構件的平均誤差低于2毫米，確保了房屋的品質(zhì)，是傳統的建筑方式所無(wú)法達到的。
具有以下四種特點(diǎn)：
1、結構穩定。
2、造價(jià)低廉。
3、輕型鋼結構別墅屋內空間的跨度比混凝土建筑的跨度大。
4、工期短，比常規建筑要快的多。
為什么不銹？
輕鋼結構是一種年輕而極具生命力的鋼結構體系，已廣泛應用于一般工農業(yè)、商業(yè)、服務(wù)性建筑，如辦公樓、別墅、倉庫、體育場(chǎng)館、娛樂(lè )、旅游建筑和低、多層住宅建筑等領(lǐng)域。
輕鋼結構和重鋼結構的區別
判定結構為重鋼與輕鋼結構確實(shí)沒(méi)有一個(gè)統一的標準，很多有經(jīng)驗的設計師或項目經(jīng)理也常常不能完全說(shuō)明白，但我們可以以一些數據綜合考慮并加以判斷：
1、廠(chǎng)房行車(chē)起吊重量：大于等于25噸，可以認為為重鋼結構了。
2、每平米用鋼量：大于等于50KG/M2，可認為是重鋼結構。
3、主要構件鋼板厚度：大于等于10MM，輕鋼結構用的較少。
輕鋼結構的優(yōu)點(diǎn)
輕鋼結構是一種年輕而極具生命力的鋼結構體系，已廣泛應用于一般工農業(yè)、商業(yè)、服務(wù)性建筑，如辦公樓、別墅、倉庫、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、運輸不便地區、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、強度高、占用面積小。
2）構配件均為自動(dòng)化、連續化、高精度生產(chǎn)，產(chǎn)品規格系列化、定型化、配套化。各部分尺寸精確。
3）結構設計、詳圖設計、計算機模擬安裝、工廠(chǎng)制造、工地安裝等以較小時(shí)間差同步進(jìn)行。
4）基礎以上干式工法沒(méi)有濕作業(yè)，內裝飾等易于一次到位。型材經(jīng)過(guò)鍍鋅、涂層后外觀(guān)優(yōu)美且防腐，有利于減少?lài)o和裝修費用。
5）便于擴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92%）。在增層、改造、加固方面優(yōu)勢明顯。
6）新墻材應用范圍廣，大量使用采光帶，通風(fēng)條件好。
7）室內水暖電氣管線(xiàn)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，符合可持續發(fā)展戰略。
輕鋼結構的特性
發(fā)達國家在非居住建筑上的應用十分迅速，并正在向多層居住建筑拓展。非居住建筑以四層以下的門(mén)式輕鋼結構為主，跨徑一般大于20m，普遍用在大跨的輕工、電子、倉庫、加工等車(chē)間的建造，也有應用在日用的超市、臨時(shí)用房、飛機庫等。輕鋼結構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)增設耗能支撐等消能部件，居住輕鋼結構也可用于更高層。居住輕鋼結構多采用由熱軋H 型鋼組成的框架結構，結點(diǎn)采用高強螺栓連接（輔以焊接），樓板多采用壓型鋼板襯底代替模板的鋼筋砼結構，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(hù)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，因此屋面結構基本上采用的是由冷彎型鋼構件做成的三角型屋架體系，輕鋼構件在封完結構性板材及石膏板之后，形成了非常堅固的"板肋結構體系"，這種結構體系有著(zhù)更強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。
抗風(fēng)性：型鋼結構建筑重量輕、強度高、整體剛性好、變形能力強。建筑物自重僅是磚混結構的五分之一，可抵抗每秒70米的颶風(fēng)，使生命財產(chǎn)能得到有效的保護。
耐久性：輕鋼結構住宅結構全部采用冷彎薄壁鋼構件體系組成，鋼骨采用超級防腐高強冷軋鍍鋅板制造，有效避免鋼板在施工和使用過(guò)程中的銹蝕的影響，增加了輕鋼構件的使用壽命。結構壽命可達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”現象，達到了更好的保溫效果。100mm左右厚的R15保溫棉熱阻值可相當于1m厚的磚墻。
隔音性：隔音效果是評估住宅的一個(gè)重要指標，輕鋼體系安裝的窗均采用中空玻璃，隔音效果好，隔音達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60分貝。
健康性：干作業(yè)施工，減少廢棄物對環(huán)境造成的污染，房屋鋼結構材料可100%回收，其他配套材料也可大部分回收，符合當前環(huán)保意識；所有材料為綠色建材，滿(mǎn)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能體系，具有呼吸功能，可調節室內空氣干濕度；屋頂具有通風(fēng)功能，可以使屋內部上空形成流動(dòng)的空氣間，保證屋頂內部的通風(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。
節能：全部采用高效節能墻體，保溫、隔熱、隔音效果好，可達到50%的節能標準。
輕鋼結構防護技術(shù)現狀
1.輕鋼結構建筑的防腐
輕鋼結構建筑的防腐可分為鋼構件的防腐和圍護系統的防腐兩大部分
(1)鋼構件的防腐
鋼構件的防腐處理大部分在工廠(chǎng)制作時(shí)完成北方地區或者比較干燥的環(huán)境,也可以增加底漆一道干膜厚度達到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。根據輕鋼結構建筑的用途、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)處理的鋼構件表面一般要達到國家標準Sa2.5級以上,最低不低于Sa2級,處理后的構件8小時(shí)內要開(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到80%以上,起到很好的陰極保護作用,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,起到了增強防腐蝕效果的作用,而面漆多采用醇酸調合漆、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。
就我們國內的現狀來(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,卻是大相競庭。同一種油漆不同的生產(chǎn)廠(chǎng)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,因為油漆的生產(chǎn)廠(chǎng)家以小、散、低的私營(yíng)企業(yè)占了相當大的比重,而一些不規范的鋼結構生產(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)圍護系統的防腐
圍護系統的防腐,主要是彩板部分,它的表面涂層的處理是在彩板的專(zhuān)業(yè)制造廠(chǎng)家完成的。作為輕鋼結構建筑的設計和生產(chǎn)廠(chǎng)家,主要是根據不同的建筑用途、不同的地理位置和氣候條件選用不同的品牌、型號和表面特性，常用的彩板品牌和生產(chǎn)廠(chǎng)家有上海寶鋼、澳洲BHP、臺灣燁輝、韓國樸相等等。
2、輕鋼結構建筑的防火
鋼結構的銹蝕是一個(gè)較為緩慢的過(guò)程,是一種由表及里的破壞,易于直接觀(guān)察,所以常常會(huì )受到重視,而火災是一種突發(fā)性的事件,防火是對這一突發(fā)事件的預防措施,如果不發(fā)生火災,也許昂貴的投資永遠都發(fā)揮不了作用。再就是因為鋼結構本身不會(huì )燃燒,所以從表面上看輕鋼結構建筑應有很好的防火性能。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構建筑的一大弱點(diǎn),鋼結構建筑如果遇到火災,一旦火情使周?chē)h(huán)境達到一定的溫度,鋼構件將在瞬間失去80%的機械強度,造成建筑物的倒塌。9.11恐怖事件中,美國的國貿大廈雙子座大樓瞬間倒塌,就是因為大火使鋼結構失去了強度而造成的。在國內也不乏由于火災而引起的鋼結構建筑垮塌的事例,如天津市體育館火災、上海文化廣場(chǎng)火災、北京友誼火災等等,所以就輕鋼結構的防護而言防火與防腐缺一不可,甚至防火比防腐更為重要。
輕鋼結構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構安裝完成后,現場(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(chǎng)預制時(shí)完成,防火涂料要在施工現場(chǎng)鋼結構安裝后再進(jìn)行涂刷。
當下防火涂料的生產(chǎn)廠(chǎng)家比較多，施工水平也是參次不齊,管理比較混亂，缺乏統一的檢驗標準和管理監督機制,消防部門(mén)的管理只是一種行政制度,沒(méi)有規范的技術(shù)檢驗手段和嚴格的質(zhì)量評定能力。造成國內的防火涂料產(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,與國外的同類(lèi)產(chǎn)品比較存在較大的差距。
未來(lái)建筑產(chǎn)業(yè)將屬于以輕鋼結構為主導的產(chǎn)業(yè)，輕鋼結構是典型的四節一環(huán)保的綠色建筑，輕鋼結構在建筑全、壽命周期長(cháng)等方面貫穿著(zhù)減量化、再利用、資源化，其中減量化優(yōu)先的循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展原則，是當前城鎮化建設對自然環(huán)境影響最小的一種建筑結構體系。
輕鋼結構住宅是以冷彎薄壁型鋼結構作為承重骨架，以輕型或者實(shí)體型墻體材料作為圍護結構所構成的居住類(lèi)建筑。在美國、日本、澳大利亞等發(fā)達國家，輕鋼結構建筑體系早已用于住宅建筑上百年，如在美國輕鋼結構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。
相對于傳統住宅結構體系，輕鋼結構住宅具有以下特點(diǎn)：
①施工速度快，建設周期短；
②材料輕質(zhì)高強，抗震性能好，安全性高；
③空間布置靈活，能滿(mǎn)足住戶(hù)的多功能要求；
④可實(shí)現住宅建設的工業(yè)化和產(chǎn)業(yè)化。
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