三板一柱轻钢结构抗震节能型乡镇住宅(以下简称抗震节能住宅)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开发的一个环保型项目。该房屋体系采用钢结构外挂混凝土外墙挂板的建房方法,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,已获得实用新型专利,并在北京、山西、山东等地建造了多种类型的乡村住宅,可满足不同地区对建筑节能的要求。
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,形成三板一柱轻钢结构建筑主体。该轻钢结构用钢量为40-60kg/m2。外墙挂板及混凝土挂柱的容重为:2200-2300kg/m3,隔墙板的容重为:800-900kg/m3,屋面板的容重为:300-400kg/m3。三板一柱具有良好的力学性能,它们均为轻质高强建筑材料。
该建筑结构体系特点
(1) 抗震好:
①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。
②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。
(2)材料重量轻:
这种结构用钢量少、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。我们建造抗震节能住宅的理念是使得住宅不仅是安全住宅,更是安心住宅。
(3) 施工快捷:
由于采用工厂预制现场组装的方式建房,大大低于建造一般的住宅所需时间。
(4) 大量使用建筑垃圾等固体废弃物:
三板一柱产品可利用30%-70%建筑垃圾等固体废弃物,利废率大。
(5) 性价比高:
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,并具有良好的保温隔热性能。
(6) 其他特点:
隔热—采用高效隔热材料科学装配,可以满足我国不同地区对保温隔 热的要求。
防水—外壁基板采用传统砼,具有和彩色砼瓦一样的防水效果。
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。
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。
隔音—采用多层材料复合,阻挡噪声,隔音良好。
耐久—外壁采用传统的砼,抗老化。
二、建筑板材:
1、外墙挂板
外墙挂板以水泥为胶凝材料,以建筑垃圾、粉煤灰、工业废渣等为掺合料,构成机体材料,采用冷拔钢丝作为增强材,并加入适量抗裂纤维及外加剂,采用挤压工艺制造。该外挂板的外形尺寸满足建筑模数的要求。外挂板产品如图所示:
2、复合屋面保温板
以玻璃纤维水泥及建筑垃圾等固体废弃物为面层,中间加入聚苯等绝热材料,采用快速辊压成型。8cm厚聚苯板制成的屋面保温板的传热系数<0.5W/m2K。屋面保温板产品如下所示:
3、隔墙板
以水泥及建筑垃圾等固体废弃物为基材,以玻璃纤维网为增强材,并加入适量抗裂纤维,采用成组立模工艺生产。使用该隔墙板并经合理组装可达到隔声>45dB的要求。隔墙板产品如下所示:
4、混凝土挂柱
混凝土挂柱以水泥为胶凝材料,以建筑垃圾、粉煤灰、工业废渣等为掺合料,构成机体材料,采用冷拔钢丝作为增强材,并加入适量抗裂纤维及外加剂,采用浇注成型工艺制造。混凝土挂柱产品如下所示:
三、已建成住宅展示:
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。