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關鍵詞:防水材料;選用與采購;剛性防水
中圖分類號:TU50文獻標識碼:A
Construction waterproofing material selection with purchase
Cao Xiuling 1, Sun Xun1,Wang Fei1,Hao Guiqin2
(1.Shijiazhuang Economical Institute 2. Hebei Province Farming and Forestry Academy of Science)
Abstract: Construction waterproofing material selection is deciding the construction waterproofing project construction cost and the quality with the purchase in the very great degree, therefore correctly chooses, the purchase and the reasonable use construction waterproofing material, is reduces the waterproof project construction cost to improve the waterproof quality the key. This article mainly elaborated how reasonably selects with the purchase construction waterproofing material, achieved reduces the cost in under the guarantee construction waterproofing project quality premise the goal.
Key words: Waterproofing material; Selects with the purchase; Rigid waterproofing
一、防水工程對防水材料的功能要求
地下防水工程所采用的防水材料必須具備優(yōu)質的抗?jié)B能力和延伸率,具有良好的整體不滲水性。以抵抗地下水的不斷侵蝕及地下結構可能產生的變形。室內廁浴間防水工程因面積小、穿越管洞多、陰陽角多、衛(wèi)生設備多等因素及地面、樓面、墻面連接構造較復雜等特點要求所選用的防水材料應能適合基層形狀的變化并有利于管道設備的敷設,以不滲水性優(yōu)異,無接縫的整體涂膜最為理想。屋面防水工程所采用的防水材料其耐候性、耐溫度、耐外力的性能尤為重要。因為屋面防水層,尤其是不設保溫層的外露防水層長期經受著風吹、日曬、雨淋、雪凍等惡劣的自然環(huán)境侵襲和基層結構的變形影響。
二、建筑防水材料的選用方法
1.區(qū)分不同品種防水材料的優(yōu)缺點
防水材料由于品種和性能不同,因而各有其優(yōu)缺點.也各具有相應的適用范圍和要求,尤其是新型防水材料的推廣使用,更應掌握這方而的知識。在選用防水材料時首先應注意材料的性能和特點,建筑防水材料可分為柔性和剛性兩大類。柔性防水材料拉伸強度高、延伸率大、質量小、施工方便,但操作技術要求較嚴,耐穿刺性和耐老化性能不如剛性材料。同是柔性材料,卷材為工廠化生產.厚薄均勻,質量比較穩(wěn)定,施工工藝簡單,工效高,但器材搭接較多,接縫處易脫開,對復雜表面及不平整基層施工難度大。而防水涂料其性能和特點與其剛好相反。同是卷材,合成高分子卷材、高聚物改性瀝青卷材和瀝青卷材也各有不同的優(yōu)缺點;其次還應考慮建筑物功能與外界環(huán)境要求,在了解了各類防水材料的性能和特點后,還應根據建筑物結構類型、防水構造形式以及節(jié)點部位外界氣候情況(包括溫度、濕度、酸雨、紫外線等)、建筑物的結構形式(整澆或裝配式)與跨度、屋面坡度、地基變形程度和防水層暴露情況等決定相適應的材料.
2.注意傳統(tǒng)防水材料和新型防水材料的區(qū)別
傳統(tǒng)的石油瀝青紙?zhí)ビ蜌?、瀝青涂料等防水材料對溫度敏感、拉伸強度和延伸率低、耐老化性能差,特別是用于外露防水工程,高低溫特性都不好,容易引起老化、干裂、變形、折斷和腐爛等現(xiàn)象,這類防水材料目前雖然己規(guī)定了“三氈四油”的防水做法,以適當延長其耐久年限,但卻增加了防水層的厚度,同時也增加了工人的勞動強度,特別是對于屋面形狀復雜、凸出屋面部分較多的屋頂來說,施工就很困難,質量也難以保證,也增加了維修保養(yǎng)的難度。目前傳統(tǒng)的石油瀝青紙?zhí)ビ蜌衷谥行〕鞘兄杏米鞣浪畬拥谋壤院艽?,連同玻璃布胎油氈、玻璃纖維胎油氈在內約占我國防水材料的85%左右。
新型建筑防水材料是相對傳統(tǒng)石油瀝青油氈及其輔助材料等傳統(tǒng)建筑防水材料而言的,其“新”字一般來說有兩層意思,一是材料“新”,二是施工方法“新”。改善傳統(tǒng)建筑防水材料的性能指標和提高其防水功能,使傳統(tǒng)防水材料成為防水“新”材料,是一條行之有效的途徑,例如對瀝青進行催化氧化處理,瀝青的低溫冷脆性能得到了根本的改變,使之成為優(yōu)質氧化瀝青,紙?zhí)r青油氈的性能得到了很大提高,在這基礎上用玻璃布胎和玻璃纖維胎來逐步代替紙?zhí)?,從而進一步克服了紙?zhí)姸鹊?、伸長率差、吸油率低等缺點,提高了瀝青油氈的品質。新型建筑防水材料主要有合成高分子防水卷材、高聚物改性瀝青防水卷材以及防水涂料、防水密封材料、堵漏材料、剛性防水材料等。
三、建筑防水材料的采購
1.制定建筑材料采購和使用責任制度
建立嚴格的采購評審制度,加強建筑材料采購的內部監(jiān)督管理,嚴禁個人暗箱操作。采購人應通過實地考察方式認真核實建筑材料生產(制造)單位或供貨單位(供貨單位必須是生產廠家或廠家直接授權的銷售機構)的質量保證能力與履約能力,并優(yōu)先選擇經國家認證機構認證的產品、國家相關行業(yè)協(xié)會和機構組織評優(yōu)活動中獲獎產品或推薦使用產品、國際知名品牌產品和中國名牌推進委員會認定的中國名牌產品、國家免檢產品、建設部科技成果推廣項目依托的產品、由保險公司承保產品責任險的產品等建筑材料。
2.加強進場驗收與質量檢驗
建筑材料進場時,施工單位和監(jiān)理單位必須依照相關施工質量驗收規(guī)范規(guī)定,認真查閱出廠合格證、質量合格證明等文件的原件。要對進場實物與證明文件逐一對應檢查,嚴格甄別其真?zhèn)魏陀行?,必要時可向原生產廠家追溯其產品的真實性。發(fā)現(xiàn)實物與其出廠合格證、質量合格證明文件不一致或存在疑義的,應立即停止采購。
材料供應單位要制作并提供樣品。施工單位和監(jiān)理單位應按照技術要求和相關技術標準對防水材料應進行封樣,在施工現(xiàn)場封存。供應商提供的產品運到施工現(xiàn)場后,要嚴格執(zhí)行報驗程序,對封樣與到場產品進行比對,與封樣不一致的不得使用。
作者單位:曹秀玲,孫遜,王飛,石家莊經濟學院;郝桂琴,河北省農林科學研究院
參考文獻:
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關鍵詞:綠色建筑材料;土木工程;節(jié)能環(huán)保
隨著國民經濟發(fā)展水平的不斷提升,人們對生活質量的要求越來越高。然而,建筑物作為人們工作、生活的重要場所,其綠色性能與節(jié)能性能是人們衡量建筑物質量的重要指標,在此現(xiàn)狀下,新型綠色材料的應用市場得到了全面拓展。相比于傳統(tǒng)建筑材料,新型綠色建筑材料在保溫性、節(jié)能性和低碳性方面優(yōu)勢明顯。土木工程施工中這類材料的使用,有利于充分發(fā)揮材料的應用效能,具有良好的低碳性和經濟性。此外,新型綠色建筑材料的使用順應了我國綠色施工理念的要求,能夠為居民提供良好的居住條件,從而為節(jié)能減排目標的實現(xiàn)提供了可靠的保障。
1概述
1.1綠色建筑材料的特點
從材料的環(huán)保性能層面進行分析,綠色建筑材料的應用特點如下:①這類材料的應用對能源資源的消耗比較低,能夠盡可能避免環(huán)境污染問題,通常情況下,綠色建筑材料的制作對技術和工藝的要求相對較高;②綠色建筑材料的應用對能源的消耗相對較少,當前大多數(shù)建筑材料在使用過程中產生的能耗相對較低,而且其強度高、防水性能良好,在施工過程中,這類材料的搬運費要遠遠比傳統(tǒng)材料低;③從材料的性能層面分析,相比于傳統(tǒng)建筑材料,綠色建筑材料表現(xiàn)優(yōu)異,比如輕質高強混凝土,這類材料的配置強度計算公式如式(1)。fcu,o=fcu,k+1.645σ(1)式中fcu,o-混凝土施工配置強度,MPa;fcu,k-混凝土強度標準值,MPa;σ-施工單位的混凝土強度標準差,MPa。和傳統(tǒng)混凝土相比,輕質混凝土的強度更高,而且表觀密度為1560kg/m3~1950kg/m3,相比于傳統(tǒng)混凝土減輕了20%~40%,強度可達到甚至是超過普通混凝土強度等級。
1.2土木工程中應用綠色建筑材料的重要性
1.2.1綠色建筑材料是建筑工程的物質基礎與綠色建筑材料相關的指標有材料規(guī)格、品種、色彩以及質量等多個方面,各項性能指標都是材料種類的具體體現(xiàn),根據其參數(shù)指標的不同可將材料劃分為多種類型,建筑物的耐久性、適用性以及藝術性也會在很大程度上受到這些性能指標的影響。加大對綠色建筑材料的創(chuàng)新和發(fā)展力度,是實現(xiàn)城鄉(xiāng)建設,改善居住條件的關鍵[1]。1.2.2有利于控制建筑工程投資和造價為充分發(fā)揮綠色建筑材料的使用效果,在具體應用時必須重視自然環(huán)境和經濟發(fā)展規(guī)律,從全局角度出發(fā),以此來達到全面提升社會效益的目的。在整個建筑工程項目中,材料費用的投入占到了總投資的50%~60%,尤其是特殊工程材料,其費用消耗更高。合理使用綠色建筑材料不僅能夠大大降低工程項目造價,同時,還具有拓寬材料應用廣度的目的,有利于向更多人普及綠色建筑材料的應用優(yōu)勢。1.2.3可持續(xù)發(fā)展的要求經濟發(fā)展水平的快速提升為建筑行業(yè)的發(fā)展奠定了良好的基礎,越來越多的建筑工程項目紛紛投入到建設中。然而,如果使用傳統(tǒng)建筑材料開展大規(guī)模的土木工程項目建設工作,不僅會消耗大量的資源,同時,還會加劇環(huán)境污染程度,影響建筑物的使用性能。對此,就需要使用性能達標且滿足環(huán)保理念要求的材料實施工程項目建設工作,為建筑行業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展奠定良好的基礎[2]。
2我國綠色建材發(fā)展現(xiàn)狀分析
當前建材市場中常見的保溫隔熱材料主要有有機保溫材料、復合保溫材料、無機保溫材料,各類常見材料優(yōu)缺點見表1。近年來,各類新型納米微粒建筑材料開始研發(fā)生產與應用,此類材料具有良好的力學應用性能,還具備良好的導熱性、抗磨性、抗高溫性,此類材料當前主要是在各個區(qū)域環(huán)境治理、施工混凝性、護結構施工、門窗施工中應用,是今后建筑材料的重要發(fā)展方向[3]。
3綠色建筑材料在土木工程中的應用
3.1工程概況
本工程由4棟居民樓構成。其中,1~3#棟的建筑高度為76.65m,包括地下1層和地上24層,1層層高4.5m,2層層高5.6m,3層層高3.4m,4~24層層高3.0m;4#棟建筑高度84.90m,包括地下1層和地上28層,地上1層層高3.4m,4~28層層高3.0m。
3.2頂端設計中的運用
將綠色材料用在土木工程項目的頂端設計中,以綠色建筑突出的設計優(yōu)勢,再加上優(yōu)異的力學性能,能夠取得良好的應用效果。盡管綠色建筑材料有著明顯的優(yōu)勢,但是,為了能夠進一步強化材料的應用效果,在設計的時候仍然需要結合客觀施工規(guī)律和使用環(huán)境[4]。在具體開展該工程項目頂端設計工作的過程中,要求設計人員必須明確不同類型材料的各項性能指標,了解建筑項目對材料的主客觀要求,在此基礎之上,運用先進的科學技術確定需要選擇的建筑材料。比如,高層建筑的頂層設計,需要結合建筑物的結構以及城市的建設規(guī)劃進行設計,對建筑材料與周邊環(huán)境的協(xié)調性進行分析[5]。
3.3外部建設中的應用
隨著各類建筑材料的不斷出現(xiàn),應用于建筑外墻中的保溫材料類型也隨之增加,不僅大大提升了節(jié)能降耗效果,同時還充分發(fā)揮出了良好的環(huán)境效益和經濟效益。降溫涂料以其價格低廉、性能優(yōu)異且易于施工的優(yōu)勢在建筑工程中得到了全面推廣應用,大量工程實踐表明,降溫涂料的使用能夠在住宅建筑制冷能耗方面節(jié)約10%~30%,不僅能夠從整體上降低市區(qū)氣溫,同時還具有良好的節(jié)能效果。
3.4內部裝修中的應用
人們對建筑物的要求除了具備居住用途之外,對居住舒適度和美觀性也提出了明確的要求。然而,由于傳統(tǒng)建筑材料的環(huán)保性能相對較低,因此,在受到重量等多方面因素的影響下,不僅無法保障其質量,同時還嚴重威脅著居住人員的生命財產安全。綠色建筑材料的使用,不僅隔熱效果良好,同時還具有防噪作用,能夠為人們提供舒適的居住環(huán)境[6]。
4土木工程中綠色建筑材料的應用方式
4.1合理應用結構型綠色建筑材料
通過深入分析當前綠色建筑材料的實際應用情況可以看出,國內外通過大力推廣應用綠色建筑材料,在整體上提高了建筑物的建設效益。主要是因為綠色建筑材料的剛性和韌性非常強,將其應用于工程項目建設中,具有全面提升建筑結構牢固性和穩(wěn)定性的作用。綠色建筑材料的類型非常多,為了能夠最大限度保障材料的應用效果,就必須結合工程項目的實際情況選擇合適的材料,并且要嚴格按照使用規(guī)范做到科學應用,從而為建設高質量的土木工程提供可靠的保障。
4.2加強對再生建筑材料的應用
在城市改造建設工作大力推進的前提下,土木工程項目建設數(shù)量和建設規(guī)模也在隨之擴大,具體建設工作的開展,為了能夠積極響應節(jié)能理念的號召,就需要用到大量的綠色建筑材料,而材料的應用還會伴隨建筑垃圾的出現(xiàn),對此,必須做好建筑垃圾分類管理工作,對于具備滿足二次使用條件的建筑垃圾,需要進行二次利用,以此來達到提升資源利用效率的目的[7]。
4.3加強對新型保溫隔熱材料的合理應用
新型保溫隔熱環(huán)保材料在土木工程項目建設中的應用,能夠盡可能降低溫度因素對整個施工過程產生的不利影響,具有良好的環(huán)保效益。同時,還具有很好的隔熱效果。而傳統(tǒng)的隔熱保溫材料因其使用效果不佳,所以無法滿足當前土木工程項目的建設需求。所以,應該加大對巖棉以及玻璃棉等新型保溫材料的應用力度,通過進一步提升材料的使用效率來盡可能減少熱能損失,為建設安全穩(wěn)定的建筑結構提供有力的支撐。
5綠色建筑材料運用中需注意的問題
5.1施工方面
首先,在正式開展工程項目建設工作之前,施工單位必須全面落實施工現(xiàn)場勘察工作,明確詳細的工程項目建設情況,以便能夠編制出更為精準的施工方案。同時,從施工人員的專業(yè)水平入手,使其能夠全面掌握各類綠色建筑材料以及相關材料的應用方法,以便能夠為材料性能作用的充分發(fā)揮奠定良好的基礎,如此不僅具有保護周邊生態(tài)環(huán)境的作用,同時還能夠大大節(jié)省成本。此外,施工單位應該在專業(yè)機構的監(jiān)督和管理下規(guī)范使用綠色建筑材料,嚴格管控材料質量。
5.2工程驗收方面
在工程項目驗收環(huán)節(jié),相關部門必須高度重視各工程的質量檢查工作,并且深入分析所有工程項目建設相關的指標,以免在細節(jié)處出現(xiàn)問題。同時,必須高度重視施工管理人員的考察工作,必須高度重視人員管理工作,以便能夠從整體上提高土木工程項目的建設質量。
6結語
總而言之,為了能夠在工程項目建設工期內提高工程項目的建設質量,就需要加大技術創(chuàng)新力度,科學合理應用新型保溫隔熱材料和再生建筑材料,通過進一步提高綠色材料在土木工程項目中的應用價值,為我國社會經濟的健康可持續(xù)發(fā)展奠定良好的基礎。
參考文獻:
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我國的建筑行業(yè)非常龐大,傳統(tǒng)的建筑材料應用占整體建筑材料的70%以上,可以說傳統(tǒng)的建筑材料仍然是主要的建筑材料。它與環(huán)保型建筑材料相比較,雖然其應用的范圍非常廣泛,但是所存在的缺點也非常明顯。主要有以下幾個方面:其一,傳統(tǒng)的建筑材料其組成主要是化工類的材料,這些材料都含有一定的毒性,對人們的身體會造成很大的傷害。其二,所有的傳統(tǒng)材料都含有甲醛等刺激性的氣體,這些氣體的危險性在孩子的身上體現(xiàn)得最為明顯。其三,傳統(tǒng)的建筑材料其成本很高,根本沒有辦法做到環(huán)保的相關屬性。
2運用環(huán)保型建筑節(jié)能材料的必要性
隨著人們對環(huán)保建筑節(jié)能材料的重視,使得節(jié)能材料逐漸地有了自身的應用市場。而從長遠的發(fā)展角度來看,在建筑領域運用環(huán)保型建筑節(jié)能材料是非常有必要的。其表現(xiàn)主要體現(xiàn)在以下幾個方面:其一,環(huán)保型建筑節(jié)能材料對清潔生產來說非常必要。現(xiàn)階段應用環(huán)保型建筑節(jié)能材料逐漸成為未來的發(fā)展趨勢。因此,我國的很多建筑材料產業(yè)都做了自身產業(yè)方面的升級,使自身所生產的材料能夠具備環(huán)保節(jié)能的相關特性。因此對環(huán)保型節(jié)能建筑材料的應用,我們要充分的理解清潔生產的作用。其二,環(huán)保型建筑節(jié)能材料符合我國節(jié)能減排的相關政策。目前我國制定了節(jié)能減排的相關政策,主要是號召全社會創(chuàng)建低碳的生活。隨著環(huán)保理念的不斷深入,環(huán)保型建筑節(jié)能材料的應用也越來越多。而在我國的政策上,節(jié)能減排可以說是一項基本的政策,正在逐漸促使多個行業(yè)轉變其發(fā)展模式,所以應用環(huán)保型建筑節(jié)能材料符合我國節(jié)能減排的相關政策要求。其三,環(huán)保型建筑節(jié)能材料對節(jié)約資源能耗非常有必要。我們應用環(huán)保型建筑節(jié)能材料就是為了確保建筑的環(huán)保特性和節(jié)能特性,可以說環(huán)保型建筑節(jié)能材料的應用過程就是一個能夠滿足節(jié)約能源和降低能耗的過程。所以,我們要對環(huán)保型建筑節(jié)能材料應用有一個清晰的了解,以確保節(jié)約和降低能耗目標的實現(xiàn)。
3環(huán)保型建筑節(jié)能材料的發(fā)展
現(xiàn)階段環(huán)保型建筑節(jié)能材料的發(fā)展主要是朝著低成本的方向發(fā)展,因為目前困擾環(huán)保型建筑節(jié)能材料應用的一個突出問題就是新材料的研發(fā)費用非常高,這也就導致了材料的制造成本始終處于較高的狀態(tài),只有一些小型的環(huán)保節(jié)能材料在小范圍內進行應用。所以,想要真正的做到大規(guī)模的使用環(huán)保型建筑材料,就要降低研發(fā)的成本和制造環(huán)保型建筑節(jié)能材料的成本。
4環(huán)保型建筑節(jié)能材料的應用
4.1新型節(jié)能墻體材料
新型的墻體材料主要分為三大類:分別是磚、塊、板。在這三類墻體材料中,輕質墻體材料的導熱系數(shù)很小,保溫的性能也非常好,能夠大幅度的降低建筑物自身的自重,減少材料以及能源的消耗。目前我國的大部分建筑中,大量的墻體都還是運用的傳統(tǒng)鋼筋混凝土、水泥砂漿等表現(xiàn)形式,但是由于水泥和鋼筋都具有快速傳導的特性,如果將水泥和鋼筋大面積的用到建筑物上,就會對建筑的節(jié)能造成很大的影響,也會造成大量的建筑能耗。墻體是護結構的主體,所用材料的保溫性能能夠直接影響到建筑物的耗熱量,目前我國基本上都是以黏土磚作為墻體的基本材料,但是黏土磚這一墻體材料并不能夠滿足設計的相關標準,所以要進一步推廣復合墻體等新型的節(jié)能材料。
4.2新型節(jié)能屋面及門窗
關鍵詞:鄉(xiāng)土材料 傳統(tǒng)民居建筑 生態(tài)
中圖分類號:TU241.5
文獻標識碼:A
文章編號:1003-0069(2015)09-0080-02
一 引言
民居是相對于諸如城池、宮殿、壇廟等建筑的統(tǒng)稱,它真實地記錄了廣大人民的生存狀態(tài),也承載著深厚的文化內涵,是人民群眾智慧的結晶。民居建筑的技藝雖沒有官式建筑復雜與精湛,但傳統(tǒng)民居建筑因地制宜地采用了本土材料,而逐漸形成富有鄉(xiāng)土的風格與特色;民居建筑形制上不似官式建筑模式固化,其形象較為生動活潑,帶有明顯的地域性。因此,傳統(tǒng)民居建筑同樣是中國優(yōu)秀建筑文化中的重要部分。
二 鄉(xiāng)土材料
材料是建筑的物質基礎,選用不同的材料,建筑呈現(xiàn)出的結構、風格各異。傳統(tǒng)民居建筑以其經濟性、生態(tài)性、安全性為最顯著的特征,其中使用較多的是本土材料,如木材、石材、生土、草、砂等天然材料,以及磚、瓦、灰等人工材料。
1天然材料
1)木材
中國傳統(tǒng)建筑不論地域和建筑類型的差別,其多為木構架結構,木材無疑是傳統(tǒng)建筑中主要的營造材料,民居建筑亦如此。
木材具有優(yōu)良的抗壓、抗曲性能,在民居建筑中首要作為構架,諸如梁、柱、坊、椽、檁等建筑骨架。木構架的結構牢固,兼有防御地震的優(yōu)點。我國傳統(tǒng)建筑的木構架主要有抬梁式、穿斗式、干欄式、井干式。抬梁式是指臺基上立柱,柱上加梁,梁上立短柱,短柱上再放梁,如此層層疊放,因此又稱為疊梁式,檁條架在梁的兩端,這是中國木建筑常用的構架形式。穿斗式中的立柱直接連接地面和檁條,立柱之間以穿枋連接,這種做法用料較少,施工技術難度較低。干欄式是一種底層架空上部為穿斗式的構架。井干式是將木材兩端開凹榫,將其銜接成矩形的框,層層堆疊,形成墻體。地域不同民居建筑使用木構架的形式也不同。
木材易于加工,亦是民居建筑中主要的裝飾材料,包括門、窗、隔斷等,是美化民居空間的主要材料,如規(guī)整細密的窗欞,通透的隔扇,刻有吉祥紋樣的木雕等。
現(xiàn)代許多學者評價中國傳統(tǒng)建筑的缺點是大量木材的使用導致了森林減少、生態(tài)失衡。這種評價略顯片面:木材是可再生資源,一般樹木的生長周期也不過幾十年,傳統(tǒng)民居建筑體量較小,結構、工藝較簡單,且民居建筑的更替與木材的生長周期并非差距巨大,因此從木材更替與用量的角度看傳統(tǒng)民居建筑中木材的使用是生態(tài)的、合理的,在村落的調研中一二百年的木構架民居仍有正常使用的。正所謂“蜀山兀,阿房出”大規(guī)模的宮殿建設才是森林減少的主謀,再加上歷朝慣有焚燒前朝宮殿的癖好,使這種情況更加嚴重。
2)生土材料
“土木”一直以來是我國建筑營造的代名詞,如“興土木”、“土木工程”等詞,由此可見生土如木材一樣是我國傳統(tǒng)建筑中非常重要的材料。生土是指沒有燒制過的土壤,作為傳統(tǒng)的營建材料,生土具有很多優(yōu)勢:就地取材,便于獲取,降低了開采及運輸費用;可以循環(huán)利用,較少的廢棄物不會對環(huán)境產生過多的影響;良好的熱工性能,能起到調節(jié)室內溫度的功能,使室內冬暖夏涼,體感舒適且節(jié)約能源;具有良好的隔聲降噪性能。由于它易于獲取、便于操作而且可以循環(huán)使用,因此廣泛使用于傳統(tǒng)民居建筑中。
西北的窯洞民居幾乎完全用土建造,算得上是“土生土長”的建筑,除此之外民居中生土的使用多是作為營建房屋圍護結構的材料,即砌筑生土墻,亦有多數(shù)的平頂民居采用泥土鋪設屋頂。生土墻的砌筑方主要有夯土墻和土坯墻兩種:
夯土墻是將泥土夯打、捶壓結實,砌筑出墻體。夯土的施工過程一般有取土、配料、支模、夯筑、拆模、修整,具體過程多是用可拆卸的模板豎向圍合成待建墻體的空間,然后把混合好的生土材料倒入模板中,利用人工一層層的夯實直到填滿模板,然后拆下模板繼續(xù)搭建、夯筑,如此反復。傳統(tǒng)的夯筑工具主要有模板和夯錘,模板有版式和椽式,夯筑出墻體的表面肌理不同(圖1),夯錘由錘頭和錘柄組成,錘頭多是木頭或石頭材質。夯打出的墻體牢固、耐侵蝕,在傳統(tǒng)民居中多是作為承重墻。夯土墻中使用的土材料往往并非生土一種材料,多是土壤和其他材料的混合材料,較常使用的諸如砂、碎石塊、石灰、草、竹、木等材料。夯土墻中使用的土壤因地域的不同的而呈現(xiàn)不同的顏色,常見的有黃色,紅色,黑色,褐色等,即使是同一種顏色也會有深淺的不同,同時夯土墻體由于其層層夯筑的工藝,會產生橫向的延展肌理和色彩的變化,有著天然的美感。
陜南民居夯土墻的營建常在墻的轉角處加入木棍、竹條起到猶如鋼筋一般的效果,以應對地震等災害。山東平陰傳統(tǒng)民居的夯土墻中混入了碎石、砂礫和一些磚頭瓦片,能有效增加夯土墻的承重力,夯土墻面隨著雨水的沖刷會露出砂石、瓦片,斑駁的肌理呈現(xiàn)出時空變幻的藝術感。福建土樓民居使用的是生土、細沙、石灰的混合材料,用糯米和紅糖調和,其中再加入竹筋,這樣的混合土可夯筑出高達五六層的墻體,且異常堅固。
土坯是沒有燒制的土塊,又叫土磚,西北地區(qū)多稱作胡基(讀音)。一般的土坯制作方法是把生土(北方許多民居中會在生土中加入麥秸以提高其韌性)放入矩形的模具中夯制成型,拆模后自然晾干即可使用。模具有單模和多模之分,單模模具一次只能做一塊坯,多模模具一次可做多塊坯。土坯砌筑墻體較夯土施工靈活、方便,可以像磚一樣塑造出各種形體,同時土坯也可以用于修建火炕、火灶等。土坯墻體的砌筑常用泥土作為膠合劑(圖2)。土坯砌筑出的墻體不耐雨水的沖刷,因此常在其表面施以草泥抹面或貼面磚來保護。
由于生土材料自身屬性的限制,生土墻的營建多是在石材或磚的基礎之上砌筑成上部土質下部磚、石的墻體,以防止墻體基礎遭受雨水的侵蝕,提高房屋的安全性(圖3)。
3)石材
石材堅硬、耐磨、防水,是理想的建筑材料,在民居建筑中主要用以砌筑墻體。不過石材開采難度較高,運輸成本大,除山區(qū)和盛產石材的地區(qū)多為全石墻,其他地區(qū)一般只用于建筑的基礎部分,以支撐整個建筑,同時防止潮氣的腐蝕。同樣一般民居中石材的使用較為粗糙,經濟狀況較好的民居會使用經過打磨的石料,并且會加以雕刻裝飾。
賢子峪地處山東平陰,是一座典型的小山村。石路、石墻、石板凳,石廟、石橋、石門樓,進入這個村子就像進入了石頭的世界,所有的房屋都是由石頭砌筑的,它們沿著山谷的石路錯落分布,整齊高大的像一座座城堡,同時粗制的石墻又呈現(xiàn)出的一種古樸的韻味。這些厚實的石塊伴隨著村子已走過了400多年的歷史(圖4)。還有些山區(qū)的民居,墻體外部為石材砌筑,石材經加工使其一面平整,這平整面朝外,砌筑出的墻體外部整齊美觀,墻內側則用土坯砌墻與其銜接,這樣可以使室內墻面平整,同時墻體厚度可達50cm,起到保溫隔熱的作用(圖5)。
4)草
草材料直接取于自然,是最簡單質樸的建筑材料,傳統(tǒng)民居建筑中應用得更加廣泛普遍。草材料在民居建筑中主要作為屋頂?shù)母采w物,也用作生土墻中的添加物。山東膠東沿海村落的民居,以原生厚石砌墻,屋頂高高隆起,外觀古樸厚拙,在藍天的影印下宛如童話世界的中的房屋,這就是極具膠東特色的“海草房”,隆起的屋頂是用當?shù)亟.a的海草晾曬后結合麥秸苫蓋而成,屋脊海草的厚度可達一米,因此有很好的保溫隔熱作用,保證室內冬暖夏涼,蘊含著樸素的生態(tài)建筑思想。膠州地區(qū)的丘陵地帶還有一種“山草房”,屋頂是用一種叫“山草”的野草苫建而成,其厚度約15~30cm,這雖不如海草房厚重,卻仍有同樣的保溫隔熱作用(圖6)。這種山草桿細長且韌性高,分布廣泛,收割晾曬后即可使用,同時還可以用它編制成席,鋪在椽木上以承托厚重的山草頂,這種草席還會鋪在火炕上,也還可以加工成掃帚,是一種經濟多用的材料。
2人工材料
1)磚、瓦
磚和瓦都是由生土燒制而成的人工材料,堅固、耐腐蝕。磚主要作為墻體的砌筑材料,同樣也是重要的裝飾材料,刻有吉祥紋樣的磚雕廣泛應用于民居建筑中,主要分布在影壁、墀頭、屋脊、山墻等處。即使沒有雕刻,砌磚的不同方式也會產生不同的裝飾效果,清水磚墻以本身不勻稱的色塊和紋理來達到樸素的裝飾效果;磚的橫砌和丁砌的組合方式不同,砌筑出不同紋理的墻體;花磚墻的砌筑方式更能做出不同的裝飾效果,應用于女兒墻或是私家園林中,即可分割空間,又可以觀賞,同時還可以透景,是民居中常用的手法。磚由于經過燒制,其技術難度相應增加,成本較生土材料高,一般傳統(tǒng)民居建筑中使用純磚墻的相對較少,而多是采用空斗墻做法或是和其他材料結合使用。空斗墻是指墻體內外兩面使用磚砌中間留空的磚墻形式,它具節(jié)省材料、自重輕和隔熱、隔聲等優(yōu)點。在一些民居建筑中還會在空斗墻中填入碎石、生土、爐渣等材料以提高其熱功能性。傳統(tǒng)民居中使用較多是磚墻和土坯結合的方式,一般是土坯墻體為主要結構,墻體外面包裹一層磚,有“金包銀”的俗稱,這種砌筑方式能更好地防止雨水對土墻的沖刷,還起到美化房屋的效果。
瓦一般處于屋頂最上面,是取代草頂、泥頂?shù)匿佋O物。瓦一般分為板瓦、筒瓦、瓦當?shù)嗡?,地域性的不同,會有不同的鋪瓦方式,如仰和板瓦、筒板瓦、仰瓦、冷談瓦等。北方地區(qū)冬季寒冷,夏季炎熱,需在椽木上鋪設草席或望板后涂抹厚厚的草泥或灰泥,再將瓦鋪砌其上,以起到保溫隔熱的作用。南方地區(qū)氣候溫暖濕潤,屋頂不需要厚實的保溫隔熱材料,僅需防水的功能,民居多是采用板椽,直接在椽上干擺陰陽板瓦,這種鋪設方式既是冷攤瓦。同時瓦也和花磚墻一樣可以砌筑出不同的圖案,用于女兒墻、山墻、屋脊等,亦有多樣的藝術表現(xiàn)力。
2)白灰
白灰也是一種人工材料,由石灰石焙燒而成。白灰多是用黏合劑,用其抹墻、砌磚、粉刷,經濟、實用、美觀。云南納西族的“三坊一照壁”民居中,照壁是其重要的設置,壁面即以白灰抹面,施用少量的山水花鳥裝飾,使整個照壁格外的質樸素雅。白灰的另一重要功能就是與土、沙等材料混合用于民居建設,這類混合材料耐壓力強、防水性能好,是民居建筑中非常重要的材料,如前面提到的土樓民居承重墻中使用的混合土。
關鍵詞:民用建筑;層次分析法;優(yōu)化改進
隨著各種新型結構和材料的引進和運用,結合我國現(xiàn)狀研究高層住宅的抗震性能已成為一種趨勢,這也是國民經濟健康發(fā)展和國計民生的重要保證。研究高層和超高層房屋的抗震性和經濟性涉及因素多,必須對方案從整體上進行綜合評價,建立正確的決策模型,從而得到客觀合理的優(yōu)劣排序,并在此基礎上對各建筑結構方案進行優(yōu)化改進。
1傳統(tǒng)民用建筑結構方案初選
1.1多層磚混結構房屋
特點:磚混結構中的“磚”,是指一種統(tǒng)一尺寸的建筑材料,也包括其他尺寸的異型黏土磚、空心磚等。 “混”是指由鋼筋、水泥、沙石、水按一定比例配制的鋼筋混凝土配料,包括樓板、過梁、樓梯、陽臺。這些配件與磚做的承重墻相結合,所以稱為磚混結構。磚混結構住宅一般以多層 (24米以下,住宅10層以下)住宅為主,其抗震性能比起以下三者相對弱一些。
1.2框架結構房屋
特點:由鋼筋混凝土澆灌成的承重梁柱組成骨架,再用空心磚或預制的加氣混凝土、陶粒等輕質板材作隔墻分戶裝配而成。墻主要是起圍護和隔離的作用,由于墻體不承重,所以可由各種輕質材料制成。
1.3剪力墻結構房屋
特點:剪力墻是用鋼筋混凝土墻板來承擔各類荷載引起的內力,并能有效控制結構的水平力,這種用剪力墻來承受豎向和水平力的結構稱為剪力墻結構。剪力墻結構在高層(10層及10層以上的居住建筑或高度超過24米的建筑)房屋中被大量運用。
1.4鋼結構房屋
特點:鋼結構是以鋼材為主要結構材料。鋼材的特點是強度高、重量輕,同時由于鋼材料的勻質性和強韌性,可有較大變形,能很好地承受動力荷載,具有很好的抗震能力。一般的超高層建筑(100米以上)或者跨度較大的建筑通常應用鋼結構。不過,由于鋼結構建筑的造價相對較高,目前應用不是非常普遍。
2.4各方案的總排序
表4-10各方案總排序
因素
方案 C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 Wi 排序結果
0.321 0.160 0.107 0.160 0.107 0.080 0.065
A1 0.355 0.261 0.429 0.048 0.077 0.107 0.063 0.230 3
A2 0.284 0.087 0.214 0.238 0.385 0.160 0.313 0.240 2
A3 0.203 0.130 0.214 0.286 0.308 0.092 0.187 0.207 4
A4 0.158 0.522 0.413 0.428 0.230 0.641 0.437 0.351 1
3.建筑結構優(yōu)化
3.1傳統(tǒng)建筑結構的優(yōu)劣態(tài)勢和改進空間分析
3.1.1磚混結構
優(yōu)劣態(tài)勢:由于磚混結構的材料成本低,建造簡單,故其造價相對較低,施工較容易。但由于磚混結構是由鋼筋混凝土配料與由粘土磚、空心磚等做的承重墻結合,故其抗震能力和耐用性相對較差,結構自重偏大,空間布置也不靈活。
改進空間:由于磚混結構是傳統(tǒng)的房屋結構,發(fā)展較其他結構快,技術已經達到幾乎完全成熟,故磚混結構改進空間很小。
綜上,磚混結構各方面相對其他傳統(tǒng)建筑結構較弱,且?guī)缀鯖]有改進空間。
3.1.2框架結構
優(yōu)劣態(tài)勢:根據層次分析法,框架結構建安成本低于剪力墻結構和鋼結構,且耐用性好,但框架結構最大的缺點就是施工過程繁瑣復雜,抗震能力相對鋼結構和剪力墻結構較弱。
改進空間:由于現(xiàn)階段各種減震結構的設計和應用很多,將其應用于框架結構中可以有效增強框架結構的抗震能力,故框架結構的改進空間相對磚混結構較大。
綜上,框架結構抗震能力較弱的缺點可以通過應用合適的減震設計來改進。
3.1.3剪力墻結構
優(yōu)劣態(tài)勢:根據層次分析法,剪力墻結構的結構自重偏重,大大影響其建設高度;且由于剪力墻結構布置不靈活,致使其適應性弱于框架結構和鋼結構。
改進空間:針對剪力墻結構布置不靈活的缺點,框架―剪力墻結構可以彌補。它是框架結構和剪力墻結構兩種體系的結合,吸取了各自的長處,既能為建筑平面布置提供較大的使用空間,又具有良好的抗力性能。這種結構的住房有很好的抗震性。而使用自重較輕的材料構成剪力墻可以彌補剪力墻結構自重較大的缺點。
3.1.4鋼結構
優(yōu)劣態(tài)勢:與傳統(tǒng)的住宅相比,由于鋼結構導熱快,比熱小,隨著溫度的升高,鋼材的機械力學性能迅速下降,未加防火保護的鋼結構,遭遇火災只需10幾分鐘時間,自身溫度就可達540℃以上,故鋼結構有不耐高溫且易腐蝕的缺點。
改進空間:針對鋼結構易腐蝕和不耐高溫的缺點,可以通過鋼結構構件防火來彌補,以減輕鋼結構在火災中的破壞,避免鋼結構在火災中局部倒塌造成滅火及人員疏散的 困難;盡可能延長鋼結構到達臨界溫度的過程,以爭取時間滅火救人;避免鋼結構在火災中整體倒塌造成人員傷亡;減少火災后鋼結構的修復費用,縮短災后結構功能恢復周期,減少間接經濟損失。
綜上,通過提高鋼結構的防火防腐性能可以改善鋼結構,其改進空間較大。
3.2優(yōu)化傳統(tǒng)民用建筑結構
3.2.1框架結構房屋
優(yōu)化方案:根據框架結構優(yōu)劣方案和改進空間的分析,可以通過應用合適的減震設計來改進。由于框架結構房屋主要是由框架承重,利用限制屈曲支撐(BRB)這種新型耗能減震構件代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鋼支撐可以降低框架結構房屋在地震中的結構位移,大大消耗地震能量,減輕結構中的扭轉變形。
3.2.2框架-剪力墻結構房屋
優(yōu)化方案:為了增強剪力墻結構的空間布置靈活程度,可以將剪力墻結構和框架結構結合起來形成框剪結構。而框剪結構中的框架-核心筒結構,不僅由于建筑采用框架結構得以獲得寬敞的使用空間,而且十分有利于結構受力。為了彌補傳統(tǒng)剪力墻自重較重的缺點,我們可以擺脫傳統(tǒng)材料的束縛,使用鋼板剪力墻。鋼板剪力墻是20世紀70年展起來的新型抗側力結構,其主要是提供結構的側向剛度、抗剪強度和抗震延性。鋼板剪力墻由周邊框架和內嵌鋼板組成,具有自重輕、安裝方便等特點,這剛好彌補了傳統(tǒng)剪力墻自重大的缺點。
3.2.3鋼結構房屋
優(yōu)化方案:為了克服鋼結構建筑不耐火的缺點,可以使用防火板材和防火涂料來對鋼結構實施防火保護。目前市場上防火涂料品種繁多,效果也不盡相同。超薄型鋼結構防火涂料是使用較廣泛的新型材料,該類防火涂料在受火時緩慢膨脹發(fā)泡形成致密堅硬的防火隔熱層。針對鋼結構易被腐蝕的缺點,常用噴鋅或噴鋁,加重腐蝕涂料構成長效防腐結構,或者用配套重防腐涂料涂裝防護。
4結論
磚混結構的建造技術已經相當成熟,改進空間較?。豢蚣芙Y構針對施工過程繁瑣復雜,抗震能力相對較弱的缺點,采用在建筑抗震能力較弱部位布置BRB支撐的方法來進行改進,具有一定的改進空間;剪力墻結構布置不靈活的缺點通過與其它結構結合改進成為框架-核心筒結構進行改進,剪力墻自重大的缺點使用鋼板剪力墻減輕自重;鋼結構易腐蝕并且不耐高溫,通過使用超薄型鋼結構防火涂料及噴鋁涂層加防腐涂料封閉的方法來改善。
參考文獻
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傳統(tǒng)雕塑藝術 傳統(tǒng)文化 傳統(tǒng)商業(yè)文化 傳統(tǒng)文學 傳統(tǒng)戲曲論文 傳統(tǒng)美學論文 傳統(tǒng)工藝論文 傳統(tǒng)儒家思想 傳統(tǒng)哲學論文 傳統(tǒng)手工藝術 紀律教育問題 新時代教育價值觀