3.1.3 轻钢轻板住宅的产业技术优势
(1)符合住宅产业化和可持续发展的要求:轻钢轻板住宅适宜工厂大批量生产,工业化、商品化程度高。有利于构件标准化,有利于降低成本,有利于实现住宅建筑技术集成化、产业化。它能将先进的成品集合在一起,实现综合成套应用,将设计、生产、施工安装一体化,提高住宅的产业化水平。另外,钢结构比传统结构的拆除更容易实施,钢材回收利用率高、拆除成本低、污染较小,现场湿作业少,符合可持续发展的要求(表3-1)。
表3-1 几种常用材料的回收利用率
(2)支撑体与围护体分离,能够合理布置功能区间,部件小型化带来适应能力的扩大:轻钢轻板住宅结构一般采用框架或框筒结构,为住户提供大而可分隔的空间。适应了住宅市场多品种、多样化的居住需求。轻钢轻板住宅比传统住宅能更好地满足建筑上大开间、灵活分隔的要求,并可通过减少柱的截面面积和使用轻质墙板提高使用面积率。传统住宅由于所用材料的性质,限制了空间布置的自由,而轻钢轻板住宅可以利用钢材强度高的特点,采用大开间柱网布置,使建筑平面分隔灵活,同时也可利用钢结构连接简单的特点,在垂直平面内比传统结构能更好地应用错层、跃层结构。另外,轻钢轻板住宅变大型部件为梁、柱、板结构,部件的单位由大改小,部件的加工、运输、吊装均可轻便灵活,标准化单位也由空间定位定型,改变为以部件为单位的定位定型。由于部件的种类变多,部件尺度减小,而组装的空间大小的任意性、可塑造性增强,为建筑师提供了设计的回旋余地,给用户提供了根据不同用途改变结构的可能,同时了避免居民二次装修时自行改变墙体布置而增加的隐患。
(3)自重轻,承载强度高,抗震性能优越:钢结构住宅体系自重轻,约为混凝土结构的一半,六层轻钢住宅的重量仅相当于四层砖混结构的重量,可以大大减少基础造价。
相同的荷载,钢结构截面最小;相同的截面,钢结构承载力最大。将钢结构体系用于住宅建筑可以充分发挥钢结构延性好、塑性变形能力强、具有优良抗震性能等优点,从而提高住宅的安全可靠性。钢结构重量轻,因此所受地震作用小;而且钢材具有高延性,有较好的耗能能力。此外,许多震后的调查结果也说明了钢结构的良好抗震性,如:1999年9月21日在我国台湾发生里氏7.6级强烈地震,但是在这次大地震中钢结构建筑的破坏率却很小,只占0.6%,而钢筋混凝土和砖结构的破坏率极大,占75%以上。1999年8月7日在土耳其西北部贾埃利省省会伊兹米特市,发生里氏 7.4级大地震,有90%以上的钢筋混凝土结构破坏,仅有个别的轻钢框架填充墙住宅有损伤。1995年初日本兵库县南部发生的地震中,钢结构建筑倒塌的数目很小,仅占钢结构的9.1%。这些资料均表明钢结构与其他结构相比具有非常好的抗震性(表3-2)。
表3-2 建筑结构破坏率
(4)管道布局有序化程度提高,可容纳各种整体式部件设备:住宅设备水平是住宅科技含量的重要标志,现代住宅管道设施是功能配置的重要环节。随着住宅内部的水、暖、电、煤气设施大量增加,管道纵横通布住宅各个空间。轻钢轻板住宅为布管提供短捷便利的条件,其预制装配化的生产工艺注定要容纳各种预制定型化部件。轻钢轻板住宅除结构本身的承重系统部件外,设备和部品可以与建筑结构体系配套,提供工业化生产的、整体性的功能单元[4]。
(5)装修集成化:装修和装饰材料部品化同样对工业化的轻钢轻板住宅有重要的意义。装修工序多和以手工操作为主是住宅建设效率提高的难点。轻钢轻板住宅可以将围护与装修合一,在工厂中一次性完成,或者在工厂里完成主要装修工作,现场负责装配,大大提高了装修的质量和效率。
(6)设计生产一体化,住宅成品质量有保证,设计制造周期短。
由于轻钢轻板住宅具有工厂预制、现场安装的特点,可以将前期设计和工业生产手段相结合,通过网络计算机和数控机床结合,使设计人员完成设计后,即由工厂的生产线完成产品制作,具有较高的效率和精确度,大大减少了项目建设周期。而且,住宅通过工业化生产手段和管理程序来进行,避免了传统住宅中的质量通病(图3-3、3-4、3-5、3-6)。因此,作为商品的轻钢轻板住宅,由于其构成部件符合体系指定的要求,有着较高的可靠性。
另外,轻钢轻板住宅通过焊接或螺栓进行整体组装,可以全天候作业[5]。施工现场作业量小,减少了施工临时用地,与传统建筑材料相比,对周围环境污染小,提高了施工的机械化水平。而且,由于钢结构本身可承担结构荷载和施工荷载,施工时可以节省支模、拆模的材料,降低了成本,加快施了工速度。所以,可以认为,由于钢结构的大半部品生产过程工厂化、部件化,现场工程中的作业量被相对压缩到最少,减少了受自然条件的影响,大大缩短工期,对降低成本、加快资金运转带来的开发效益十分明显。
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