板-柱-轻钢结构抗震节能房屋

 

    板-柱-轻钢结构(也称三板一柱)抗震节能房屋是中国建筑材料科学研究总院水泥科学与新型建筑材料研究所自主研发的新型房屋技术。该房屋以轻钢结构为框架,将工厂预制板(混凝土外墙挂板、隔墙板和屋面板)和混凝土柱有机结合于一体而形成全新的房屋建筑体系,同时集成了水泥新材所自行研发的多项高新技术。此外,该项目可大量利用建筑垃圾、粉煤灰、矿渣、炉渣、煤矸石等固体废弃物,是一项符合节能减排要求的环保型项目,已获得多项国家专利。利用该房屋体系建造技术已在在北京、河北、山东、山西、安徽、四川、海南等地的村镇住宅建设中,应用面积达20万平米,可满足不同地区对建筑节能65-80%的要求,取得了很好的社会及经济效益。同时编制了《村镇用轻型钢结构建筑混凝土板柱建筑构造》15CJ68-1国家图集,使该技术的推广有法可依。

一、新型建筑结构体系:

    在钢筋混凝土地梁的基础上,使用H型钢及矩形钢管组合成钢结构骨架,在钢立柱旁辅以混凝土挂柱,将混凝土外墙挂板、隔墙板、屋面板及保温材料分别安装于钢结构骨架上,形成板—柱—轻钢结构建筑主体。其结构特点主要为使用年限长:由于混凝土挂板是活装配的,混凝土挂板形成了允许变形状态。热胀冷缩、湿涨干缩、碳化收缩在墙面上形成不了破坏应力,使这种无应力混凝土墙体体系使用年限可满足永久型建筑设计要求。      

1.放线 2.挖基础坑
3.地梁施工 4.构造柱的施工
5.钢结构施工 6.安装保温屋面板
7.立混凝土柱 8.安装混凝土外墙挂板
9.叠合楼板的安装 10.外墙内夹层防水、保温材料
11.外墙内夹层防水、保温材料-2 12.安装外墙内壁板
13.安装内隔墙 14.室内装饰

水泥新材院展示楼

二、建筑部品:

 

 

外墙挂板

混凝土挂柱

 

 

复合屋面保温

内壁板

 

三、板-柱-轻钢结构体系房屋特点:

 1、抗震好:抗震节能住宅采用轻钢结构,由于钢材本身具有韧性,在地震时整体结构不易倒塌。抗震节能住宅所用板材与结构有机结合,整体抗震性能良好,经过实体足尺测试后整体抗震不低于9.5度设防要求。

 2、节能效果良好:采用高效保温隔热材料科学装配,可以满足我国不同地区对建筑节能的要求。通过选择不同种类的保温材料及保温层厚度,可以达到建筑节能65%-80%之要求。

 3、性价比高:板-柱-轻钢产品可利用30%-70%建筑垃圾等固体废弃物,利废率大,由于大量使用建筑垃圾等固体废弃物,造价较低,接近于传统的砖瓦建筑。

 4、其他特点:

①材料重量轻:这种结构用钢量少40-60kg/m2、材料重量轻,遇到灾难时即使板材掉落也不会造成致命的伤害,便于救援和自救;

②施工快捷:由于采用工厂预制现场组装的方式建房,建造一栋200m2的单层住宅仅需10-15天,大大低于建造一般的住宅所需时间;

③防水:外挂板间采用仿瓦式搭接,具有和砼瓦一样的防水效果;

④防露:外壁通气层设计,隔热材阻断热桥,物理方法自动排除壁屋内多余湿气;

⑤耐火:具有高耐火不燃烧的外壁和外断热性,每一层都对火有阻挡;

⑥隔音:采用多层材料复合,阻挡噪声,隔音良好;

⑦耐久:外壁采用传统的砼,抗老化。

 

足尺模型抗震性能试验

四、已建成住宅展示:

    板—柱—轻钢结构建筑体系适合各地区建筑抗震及保温隔热要求。利用该体系可建造三层以下单体或连体村镇住宅建筑,其建筑示范照片如下所示。

河北固安 白洋淀旅游景区改造工程
山东青岛即墨 海南省东方市移民工程
安徽宁国 山西
山西已建成村镇住宅 山西已建成村镇住宅
山东已建成村镇住宅 节能住宅与农村传统砖瓦房的对比(山东)
 在四川都江堰建成的抗震节能房屋  在四川都江堰建成的抗震节能房屋
在四川都江堰建成的抗震节能房屋 北京顺义连排民居
  
  
北京昌平办公用房 廊坊办公楼
 北京昌平已建成民居 北京已建成村镇住宅
    
海南东方市移民工程 北京市平谷区桃花园景区工程
 
河北固安 河北固安
 
    
水泥新材院展示楼
  

温家宝总理在2009年中国国际节能减排与新能源博览会上

参观板-柱-轻钢结构体系示范房屋模型

 五、技术集成

   --轻钢结构抗震节能房屋可以与目前市场上多种节能新技术进行技术集成,以满足不同客户对新型房屋更高层次的要求。

.  1.屋面太阳能作为一级热源,配合双源热泵(空气源热泵,水源热泵)实现冬季采暖+热水、夏季制冷+热水之功能;

     
平板太阳能集热器 双源热泵
   
分层缓冲水箱 全自动智能控制系统

 

 

冬季采暖+热水运行原理

 

夏季制冷+热水运行原理:

   2.相变地板与地暖配合保证了室内温度平衡与体感舒适性;

       

   
铺装地暖层 铺装相变地板层
   
3.光伏玻璃窗户可满足室内照明用电需求; 4.薄壁混凝土预制楼梯仅为传统楼梯壁厚的1/3

                  
   
5.叠合式轻质楼层板解决了楼层间的隔热、

6.新风系统现实送入室内的空气净化及流量控制

隔声和整体强度要求;

          
   
    7.负离子硅藻泥内装涂料保证室内空气清 8.保温自流平地面实现地面装饰与阻隔经 
新、美观; 地面的热量损失。

   
 
  

 

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