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首页 > 学术期刊 > 建筑类论文7000字

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向着好吃奔跑

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二、发展新型建材及制品是可持续发展战略的要求对于能源和耕地等资源人均占有量只有世界平均水平1/4的中国来说,国民经济和社会与资源、生态环境协调发展显得更为重要和迫切。目前我国粘土实心砖仍占墙体材料总产量的近80,能耗高、毁田、污染等问题十分严重,每个消耗22亿吨的粘土资源,制砖毁田约12万亩,耗能8200万吨标煤,同时排放大量的粉尘和二氧化碳。因此,发展机关报型建筑材料及制品关系到我国可持续发展战略的实施,同时也关系到建材工业的健康发展。随着国民经济的发展和人民生活水平的逐步提高,人们对居住和工作场扬要求也不断提高。许多国家的经验证实,它是经济发展和社会进步的必然趋势。建筑业的进步不令要求建筑物的质量、功能要完善,而且要求其美观且无害人体健康等。这就要求发展多功能和高效的新型建材及制品,只有这样才能适应社会进步的要求。使用新型建筑材料及制品,可以显著改善建筑物的功能,增加建筑物的使用面积,提高抗震能力,便于机械化施工和提高施工效率,而且同等情况下可以降低建筑造价。天津、成都等城市的实践证实,在同等条件下,采用新型建筑材料及制品可增加有效使用面积近10,减轻建筑自重40以上,有效提高抗震能力。按目前年竣工城镇住宅2.4亿平方米的10采用新材料计,每年可增加有效使用面积约2000万平方米,综合造价可降低约4-7。此外,发展新型建材对于环境保护和资源综合利用也有显著效果,以"八五"期间为例,仅发展新型墙体材料就累计节约生产能耗和建筑采暖能耗2200多万吨标煤,减少毁田约15万亩,利用工业废渣9500万吨,减少三氧化碳排放量2300万吨。作为与建筑业关联性最强,70的产品应用于建筑业的建材工业来说,发展新型建材及制品纳入到建筑设计、施工规程规范中,以推广应用新型那样工促进新型建材的发展。推广应用新型建材不仅社会效益可观,而且经济效益显著。如建筑上应用新型保温材料节能一项的费用,就远大于用新型建材顶替粘土实心砖所增加的费用。因此,发展新型建材及制品是社会进步和提高社会经济效益的重要一环。三、新型建材及制品发展展望按照建材工业"由大变强,靠新出强"跨世纪发展战略的要求,发展新型建材将着重在新字上做文章,促进产业结构的调整。新型建筑材料及制品产值"九五"期间以20-25左右的速度发展,到2000年产值接近1300亿元。其中乡以上独立核算企业产值800-900亿元,占建材工业总产值的20。工艺技术装备和产品质量达到国际70年代水平,骨干企业达到国际80年代初水平,先进企业达到国际同期先进水平。.1、部分新型建材产品2000年及2010年猜测(1)防水密封材料。预计到2000年,全国新型防水卷材产量达到8300万平方米,市场占有率达到20,全国城镇永久性建筑采用新型防水材料达到60。到2010年,全国新型防水卷材产量将达到2.5亿平方米,市场占有率达到50,城镇永久性建筑采用新型防水材料将达到80。(2)保温隔热材料。预计到2000年,全国保温材料需求量为,岩(矿)棉40万吨,玻璃棉5万吨,膨胀珍珠岩30万吨,硅酸铝纤维4万吨。预计到2010年,全国保温材料需求量为:岩(矿)棉60万吨,玻璃棉10万吨,膨胀珍珠岩40万吨,硅酸铝纤维8万吨。(3)矿棉吸声板。预计到2000年,全国矿棉吸声板需求量为2000-2500万平方米。预计到2010年全国矿棉吸声板需求量为4000-5000万平方米,产品品种、质量和数量不但可以满足国内市场需要,而且将有部分产品出口。(4)装饰石膏板。预计到2000年,全国装饰石膏板需求量为700万平方米。预计到2010年,全国装饰石膏板需求量为1400万平方米。石膏板2000年需求量约8000万平方米左右。(5)建筑涂料。预计到2000年,全国建筑涂料需求量为100万吨,中、高档建筑涂料将占较大比例。预计到2010年,全国建筑涂料需求量将达到160万吨。(6)塑料异型材和门窗。预计到2000年,全国塑料异型材需求量为20万吨,可组成1000万平方米塑料门窗。预计到2010年,全国塑料异型需求量为50-60万吨,可组成塑料门窗2500-3000万平方米。(7)塑料地板。预计到2000年,全国塑料地板需求量为8000万平方米。预计到2010年,全国塑料地板需求量将达到1.5-2亿平方米。届时,各种塑料地板(包括弹性卷材地板、半硬质塑料地板、柔性卷材地板)和各种功能地板)抗静电、防腐蚀、防火、保健)的品种、档次将有显著的提高,可基本满足不同层次的需求。(8)塑料管道。预计到2000年,全国塑料管道需求量为40万吨(其中33万吨为排水管、7万吨为给水管),塑料管材与管件不配套问题基本可解决。预计到2010年,全国塑料管道需求量将达到100万吨,其品种包括塑料给水管、电线导管、冷热水管、燃气管等。(9)壁纸、墙布。预计到2000年,全国壁纸、墙布的需求量为2.5-3亿平方米。胶印壁纸、全天然壁布、水墨印崦及其他功能的壁纸将进一步发展,可基本满足高级宾馆、饭店的需要。预计到2010年,全国壁纸壁布需求量将达到4亿平方米以上,并有部分出口。(10)化纤地毯。预计到2000年,全国化纤地毯需求量为1200万平方米,预计到2010年,全国化纤地毯需求量将达到5000-8000万平方米,品种基本可配套,可满足不同要求的建筑物对抗静电、阴燃、防毒、防沾污、耐磨等功能的要求。2、"十五"期间新型建材行业发展重点新型建材将成为中国第十个五个计划期间(2001-2005年重点发展行业。新型墙体材料占墙材总量的比例将由"九五"末期的28增长至35。重点是建设上档次、不水平、规模的主导产品生产线。空心砖重点发展利用废渣的掺加量、高空洞率、高保温性能、高强度的承重多孔砖、外墙饰面的清水墙砖;混凝土砌块重点发展双排孔或多排孔的保温承重砌块、外墙饰面砌块,重点发展机械化(挤压式)生产的轻质多孔条板、外墙复合保温或带饰面的装配式板材,并配合建设部门推广应用轻钢结构体系,发展各种装配式条板。积极推广UPVC塑料管及其它新型塑料管。全国新建住宅室内排水管80、穿线管90。外墙雨水管50采用塑料管,基本淘汰铸铁管,约需各种管材管件16万吨左右;室内上水管和供暖管分别有30和20采用柔性塑料管;城市供水管道50;村镇供水管道80采用塑料管,下水管道15使用塑料管,共需UPVC管道20万吨左右。新型防水材料重点发展SRS、APP、APO改性沥青油毡,工程应用量将达到防水材料市场的55以上,用量约7000万平方米,逐步淘汰纸胎油毡防水材料。高分子防水卷材工程应用量将达到20,用量约5000万平方米,防水涂料工程应用量达7,年用量约6万吨,特种机关报型防水材料应用量将占防水材料应用量的80以上。新型保温材料产量将达到70-80万吨(不包括膨胀珍珠岩)。重点是加强各咱保温材料在建筑上的应用,使新型保温隔热材料在建筑中应用量占当年应用量比例达到35。建筑装饰材料重点发展丙烯酸类乳胶、高档发内外墙涂料、复合仿木地板等一些适销对路产品,朝着功能化、高档化、无化害化方向发展,做到新奇、美观、实用、方便,使装饰装修材料产值达到2000亿元,其工程产值约4000亿元。四、对策与建议1、确定新型建材及制品发展的主导产品,加强结构调整的导向工作。新型墙体材料以节能、节地、利废和改善建筑功能为目的,大力发展各种轻质板材和砼砌块,开发承重复合墙体材料。防水材料重点发展改性沥青防水卷材、聚氨酯防水涂料和硅酮、聚氨酯密封材料;保温材料重点发展建筑用矿物棉、玻璃棉制品;装饰装修材料重点发展丙烯酸类乳胶内外墙涂料、复合仿木地板等一些适销对路的产品;门窗重点发展塑料门窗,并注重解决好款式新奇、功能各异的设计和高档五金件的开发配套;上下水管道重点发展UPVC塑料管材件,并解决好管材与管件的配套问题。无机非金属新材料重点发展建筑、石油化工、电子、汽车等支柱产业所需的各类玻璃钢和制品,以及农渔业等行业所需的玻璃钢渔船、风力发电叶片等产品,不断提高集约化程度和产业化水平。2、加大科研开发的力度,提高技术装备水平。结合不同地区、不同建筑类型,以新型墙体材料为重点,瞄准有市场前景的新产品、新技术,在引进、消化、吸收国外先进技术装备的基础上,研究开发适合我国国情的新工艺、新技术和新装备。重点围绕尽可能少用天然资源,降低能耗并大量使用总收入弃物作原料;尽量采用不污染环境的生产技术;尽量做到产品不仅不损害人体健康,而应有利人体健康;加强多功能、社会效益好的产品开发。力争在下世纪30年代从总体上赶上中等发达国家同时代水平,在2015年部分有条件的产业率先实现现代化。近期应加强中高档外墙涂料的研制和开发,注重承重的复合墙体材料、保温材料在建筑上的应用研究,促进厨房卫生间产品的系列化、配套化开发,另外还应加强功能建材和绿色建材的研究和开发,优化产品结构。3、加强产品在工程技术应用的研究,加快新型建材及制品的应用步伐。建材主管部门和建筑业主管部门,要加强合作,尽快制定、落实新型建材纳入建筑应用于的规程和治理办法,切实解决新型建筑材料发展过程中科研、生产、建筑设计、施工等各个环节的具体问题;研究适合新型建材及制品应用的设计规程和施工工艺;编制、修订有关新型建材及制品的市府、生产、施工规范、规程及施工通用图集;颁布比较成熟的机关报型建材及制品设计、应用、推广产品目录,部分产品可考虑实行生产许可证等。力争在工作到一定程度时以几个部门联合下文的方式予以法定化。4、统筹规划、合理布局,形成一批新型建材及制品的生产基地和在型企业集团,按十五大提出的"抓大放小"和组建"大企业集团"的精神,结合各地的实际情况,选择一批有基础的城市和有实力的新型建材及制品生产企业集团和基地进行重点发展,使之形成生产规模大、配套能力台的大型新型建材及制品企业集团和生产基地。结合住宅产业化试点工作,抓好北京、上海、天津等一批城市发展新型建材及制品,使之形成各具特色,具有自己的主导产品和合理的产品结构、有一定规模和配套能力的新材料基地,对全国其他大中城市起到示范作用。 结 束 语 随着我国科学技术的飞速发展,可持续发展战略思想深入人心,建筑节能技术发展空间广阔,对新的节能材料的开发与应用势必成为今后研究的焦点,通过建筑节能新材料应用研究最终达到节省消耗,节约能源的目的。

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jackor57992

随着工程施工技术的不断发展,在住宅建设中,用现浇楼板形式替代预应力空心板楼面形式,解决了预应力空心楼板拼缝纵裂的质量通病,加强了结构的抗震性能。但在相当一部分现浇楼面结构中,在边跨板面出现顺板外缘裂缝,在房屋角部板面往往出现呈等腰三角形的45°斜裂缝等。现浇钢筋混凝土楼板裂缝,已成为住宅工程最严重的质量通病之一。引起建筑裂缝的因素是多方面的,笔者就现浇钢筋混凝土板裂缝产生的原因进行分析,并提出防治对策,供大家参考。一、 裂缝现状1、 裂缝种类①、温差裂缝:由于温度变化,混凝土热胀冷缩而形成的裂缝。此类裂缝都集中于屋面板和建筑物上部楼层的楼板上。②、收缩裂缝:混凝土在凝结、硬化过程中,由于材料自身收缩而形成的裂缝。③、结构裂缝:虽然现浇板承载力均能满足设计要求,但由于预制多孔板改为现浇板后,墙体刚度相对增大,楼板刚度相对减弱。因此在一些薄弱部位和截面突出处,往往产生一些结构裂缝。例如墙角应力集中处的45°斜裂缝,板端负弯矩较大处的板面拉裂缝等。④、构造裂缝:现浇楼板厚度一般为80~100mm,住宅设计中将PVC电线管均敷设在楼板内,使凡有PVC管处的混凝土保护层减薄,易出现构造裂缝。2、 裂缝形式①、斜裂缝:斜裂缝常出现于墙角,特别是建筑物端部最后一间,呈45°状。②、纵、横向裂缝:沿楼板纵、横向出现,一般于跨中、支座、PVC电线管暗埋处等部位,或直线或折线状。③、不规则裂缝:裂缝出现部位、形状无规则,成散状或龟裂状。④、贯穿或不贯穿裂缝:绝大多数裂缝出现在楼板表面,为不贯穿裂缝。极个别裂缝从板面一直裂到板底,呈贯穿状。3、 裂缝出现时间收缩裂缝属早期裂缝,一般出现在混凝土浇筑后的1个月中;构造裂缝属于中期裂缝,一般出现在6个月以后;温差裂缝和结构裂缝属于后期裂缝,一般1~2年后出现。二、 裂缝原因分析1、 设计方面①、楼板厚度:楼板厚度虽能满足承载力要求,但随着住宅开间和厅面积的增大及不少房产开发商取消了传统的在现浇楼板表面铺30mm细石混凝土地坪,致使楼板厚度不能满足构造要求。②、配筋计算:不少设计单位仍按照单向板计算方法来设计配置楼板钢筋,支座处仅设置分离式负弯矩钢筋。由于计算简图与实际受力情况不符,单向高强钢筋或粗钢筋使混凝土楼面抗拉力不均,局部较弱,无筋处易产生裂缝。部分设计单位对现浇楼板构造筋配置不重视:墙角无放射筋、薄弱环节无加强筋、负弯矩处钢筋配置不够。③、混凝土强度等级:预制多孔板改为现浇楼板后,大部分住宅工程都采用预拌混凝土浇捣,但有些设计单位选用的楼板混凝土强度等级过高,使水泥用量增加、水化热加大,从而加速产生混凝土温差裂缝和收缩裂缝。④、板内布线:现浇楼板内暗敷PVC电线管,有的甚至两根电线管交错叠放,管道上口混凝土保护层超薄,混凝土抗拉强度减弱。2、 施工方面①、盲目赶工期:为抓进度、赶工期,楼板混凝土浇捣完,尚未到达规定强度,即已上人操作,并堆放施工荷载,使楼面混凝土受到损伤。②、养护马虎:混凝土浇捣完后未进行表面覆盖和浇水养护或养护时间不足,导致混凝土表面失水过快,由收缩产生拉应力,造成表面裂缝。③、支模拆模:模板支撑立杆与楼面接触部位没有设楔子,使混凝土在浇捣过程及成型后局部变形,导致裂缝产生。底模拆模时间过早,混凝土受到内伤。④、钢筋未设撑脚:楼面支座处负弯矩配筋未设置撑脚,施工人员踩在负弯矩钢筋上,使钢筋下沉,混凝土保护层厚度增加,楼板有效截面高度h0减少。⑤、振捣不当:平板式振动器过度振捣楼板混凝土,造成粗骨料下沉,板面出现砂浆层,混凝土强度降低,也易出现干缩裂缝。3、 材料方面①、混凝土坍落度过大:为了保证预拌混凝土的可泵性,部分楼板混凝土坍落度设计过大,导致混凝土流动性增加。②、混凝土配合比不当:为满足工期要求,加快施工进度,施工单位常将柱、墙、梁板混凝土改为同一强度等级,并一次性浇捣,从而造成楼板混凝土配合比不当及提高了楼板混凝土强度等级。③、外加剂、掺合料掺量过多:预拌混凝土中粉煤灰、矿粉等掺量过多,使混凝土早期强度偏低,抗拉强度达不到要求。④、原材料质量波动:混凝土搅拌站在混凝土生产前,未对原材料进行严格检验复试。个别水泥、外加剂、掺合料质量波动,粗、细骨料含泥量超标,甚至使用细砂、特细砂,严重影响混凝土质量。⑤、混凝土供应间歇时间长:由于受道路交通制约等方面原因,不能保证混凝土连续浇捣,加之现浇楼板施工冷缝的增多,给裂缝以可乘之机。4、 裂缝产生的主要因素经过对各种影响因素的对比分析,引起现浇钢筋混凝土楼板裂缝的主要影响因素如下:①、混凝土温度变形和收缩变形引起的裂缝:钢筋混凝土梁、柱、墙、板等构件共处于同一个大气环境中,当环境温度和湿度变化时,这些混凝土构件相应都会产生温度变形和收缩变形。由于体形上的差异,板的体积与表面积的比值较小,混凝土的收缩变形较大。具体地说,在水平方向上楼板的收缩变形一般均超前于(或大于)梁、柱、墙,使板内出现拉应力,梁内出现压应力。另外一个方面是外纵墙与山墙在外界气温的影响下,经热涨和冷缩的反复作用,它们的温差合力对房间沿外墙角部楼板将产生较大的主拉应力。以上两个作用力的叠加,在对板形成最不利状态的时候,当板内拉应力超过了混凝土的抗拉强度,并且楼板变形大于配筋后混凝土的极限拉伸的时候,楼板内就会产生裂缝。裂缝的位置取决于两个因素,一是约束,二是抗拉。对楼板来说约束最大的位置在四个转角处,因为转角处梁或墙的刚度最大,它对楼板形成的约束也最大,同时沿外墙转角处因受外界气温影响,楼板属收缩变形最大的部位;一般来说板内配筋都按平行于板的两条相邻而设置,也就是说转角处夹角平分线外的抗拉能力最薄弱。故大多数板上裂缝都出现在沿外墙转角处,而且呈45°斜向放射状。②、混凝土是一种抗拉能力很低的脆性材料:当前工程施工中现浇钢筋混凝土楼板的混凝土普遍采用泵送混凝土,其水泥用量、水灰比、坍落度等都比较大,石子粒径又较小,为了抵抗楼板内受不均匀温差和收缩的影响而出现局部应力集中,若外墙转角处楼板只按老规矩配筋,已经不能适应这种变化了的条件实况,很容易产生裂缝。如果对混凝土养护不当,也会产生干缩裂缝。③、楼板内埋设电线套管,特别是近些年来普遍推广使用PVC管代替金属管以后,使板内有效截面受到不同程度的削弱(以板厚100mm为例,若埋设直径20mmPVC电线套管,而该管垂直于板跨方向铺设时,则该处混凝土受拉截面减少1/5),又因该管与混凝土的线胀系数不一致,粘结效果差,这是沿电线管埋设方向就可能因为应力集中而出现裂缝。④、由于施工措施安排不当,楼板近支座处负责弯矩钢筋常常被操作人员踩踏下沉,又没得到及时纠正,使其不能有效发挥抵抗负弯矩的作用;更有甚者,个别施工单位为了迎合发展商不合理的工期要求,片面地追求施工进度,楼板混凝土还没有足够的强度,就迫不及待地上人操作和堆重载,使其产生过大的变形,导致裂缝产生等等。三、 裂缝控制措施1、 设计方面①、按双向板配筋:为使楼板计算简图与实际受力情况一致,现浇楼板应按双向连续板计算配筋。为减少开裂,宜采用双面配筋,增加表面配筋量。楼板最小配筋率 ,且应采用细直径螺纹钢筋。②、增加楼板厚度:考虑到楼板双面配筋,并且楼板内暗敷电线管线较多,再加上楼面上30mm细石混凝土地坪常被取消等因素,现浇楼板厚度应为120mm。③、控制混凝土强度:多层、小高层住宅楼板预拌混凝土强度应≤C30,高层应≤C35。④、加强构造配筋:为克服墙角45°斜裂缝,应在墙角配置放射筋(特别在建筑物端部),长度大于1/3跨(不少于1.5~2.0m)。上部支座处负弯矩钢筋宜每隔1根设置1根通长筋,以抵抗板中裂缝及端头裂缝。除受力筋满足要求以外,分布筋间距应适当加密,间距150~200mm。使楼板受力均匀,增强混凝土抵抗温度、干缩变形能力。当选用冷轧扭钢筋时,最小配筋率应满足规范要求。⑤、管线敷设:预埋电线管位置应设置在楼板上下两皮钢筋当中,严禁两根管线交错叠放,可采用接线盒方式。当楼板厚度较薄时,应在管线外侧增加钢丝网。2、 施工方面①、合理确定时间:按科学规律安排施工工期与进度计划。楼板混凝土浇捣完成后,其强度未达到1.2N/mm2,施工人员不得在楼面操作及堆载材料。②、严格养护:楼板混凝土浇捣完毕后,根据当时室外气温,确定养护方案。冬、夏季节,应采取混凝土表面加盖草包、塑料薄膜等养护措施。混凝土在浇筑完成后12h内,必须进行浇水养护。对采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥拌制的混凝土,浇水养护不得少于7d;对掺用缓凝剂或有抗渗要求的混凝土,浇水养护不得少于14d。③、控制拆模时间:模板的周转配置,应考虑到规定的拆模时间,跨度大于2m,小于8m的现浇楼板,其拆模混凝土强度必须达到标准值的75%,当跨度大于8m的现浇楼板,其拆模混凝土强度必须达到标准值的100%,防止过早拆模引起的混凝土损伤。同时,模板支撑立杆下部与楼面接触部位应设楔子顶紧,防止混凝土在浇捣过程中变形。④、控制负弯矩钢筋位置:在楼板负弯矩钢筋处设置撑脚和马凳,楼面钢筋上设置跳板,严禁在混凝土浇捣过程中踩踏钢筋,确保负弯矩钢筋的正确定位。3、 材料方面①、合格确定混凝土的配合比和坍落度:在混凝土配合比设计时,应全盘考虑,多用骨料、少用粉料,以减少裂缝产生。坍落度应适当控制,不宜过大,多层和小高层小于140mm,高层宜小于180mm,尽可能较少混凝土的流动性。应选用高等级低水化热的矿渣水泥,减少水泥用量和水化热。②、严格控制混凝土掺合料掺量:混凝土掺合量的掺量比例应合理,以保证混凝土早期强度,提高混凝土的抗拉性能。控制混凝土水灰比,最大用水量应<180㎏/m3。③、严格原材料检验试验:在拌制混凝土之前,必须按规定对水泥、粗细骨料、外加剂等进行检验复试,不合格的材料不得使用。④、保证混凝土连续浇捣:在配备混凝土运输车辆时,应充分考虑交通路况的影响,确保混凝土浇捣的连续性,减少施工冷缝。当混凝土浇捣中停歇时间过长时,应采取接浆处理等应急措施。4、 裂缝防治对策①、要与设计商榷,在采用商品混凝土泵送施工的条件下,处于墙转角处房间内的现浇钢筋混凝土楼板,建议适当增加配筋以提高楼面混凝土的抗拉能力,如适当增加板厚;提高板的配筋率;采用“细筋密筋”配置等方法。由于受到不同条件的限制,以上方法可选择采用。②、提高部分外墙的保温隔热标准。特别是对外墙转角的内墙面,可采用加贴保温隔热材料的办法,使温差对楼板变形带来的影响减少到最低限度。③、楼板内PVC电线套管只允许平行于楼板受力方向(或双向板的短边方向)埋设,埋在楼板内的PVC电线套管上下部应加铺宽度不小于40mm的钢丝网片作为补强措施。④、有条件的不妨采用“放”的特殊构造措施。例如可将端跨设计成简支板的形式,即楼板与梁之间设置施工缝隔离。⑤、严格施工管理,浇捣楼板混凝土时铺设操作平台,防止施工操作人员直接踩踏上层负弯矩钢筋。同时加强浇捣楼板混凝土整个过程中的钢筋维护,随时将位置不正确的钢筋进行复位,确保其位置准确。⑥、设计楼板底模及支架时,应充分允许考虑能够满足承受各种可能的施工荷载的需要。混凝土浇捣后必须留有足够的养护时间。除非采用针对性的技术措施,否则只有当混凝土强度大于12MPa时,才可允许其上进行各项施工作业活动。⑦、加强混凝土的养护监督。混凝土应在浇筑以后12h内进行覆盖和浇水,当气温在20℃左右时每天应浇4次;气温在25℃以上时应浇6次;气温低于5℃时,应停止浇水改用塑料薄膜或草袋覆盖养护,以防治温度收缩裂缝产生。养护时间最短不少于7天。

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、建筑节能在整个节能工作中占有极其重要的地位。我们知道建筑能耗在社会整个能源消耗中占到30%以上,建筑节能工作的好坏直接影响到整个节能工作特别是现有的许多大型公共建筑,数量特别巨大,能耗特别严重。目前,中国每年竣工的各类建筑的建筑面积约为20亿平方米,其中公共建筑约为4亿平方米。年初,建设部、国家发展改革委员会、财政部、监察部、审计署联合发布《关于加强大型公共建筑工程建设管理的若干意见》,要求新建大型公共建筑必须严格执行《公共建筑节能设计标准》和有关的建筑节能强制性标准,建设单位要按照相应的建筑节能标准委托工程项目的规划设计,项目建成后应经建筑能效专项测评,凡达不到工程建设节能强制性标准的,有关部门不得办理竣工验收备案手续。当今,绝大多数公共建筑有一个共性,就是采暖能耗、空调能耗特别高。在公共建筑全年能耗中,大约60%消耗于采暖和空调,而其中的20~50%由外围护结构传热所消耗。在围护结构方面,由于此类建筑大多数都要求具有良好的自然采光,因而,玻璃门窗设计得尺寸很大,窗墙比很高,或干脆设计成玻璃幕墙结构。玻璃与其优良的透光性能和特殊的质感在建筑上的运用是其它材料无法替代的。长久以来,由于玻璃材料本身的特性造成了玻璃自身的保温隔热性能差,不能满足现代建筑所要求的节能和舒适的要求。特别是那些大面积采用玻璃幕墙的大型公共建筑,过去,由于使用了不节能的普通钢化玻璃或普通中空玻璃制作幕墙,该部分建筑的能耗特别高,而且冬冷夏热很不舒适。随着玻璃深加工技术的发展,各种各样的节能玻璃象雨后春笋一样蓬勃发展。真空玻璃的出现超越了以往所有的节能玻璃品种,标志着真空玻璃节能时代即将到来。二、真空玻璃的基本结构真空玻璃是一种保温、隔声性能非常突出的高新技术产品真空玻璃是由两块平板玻璃,中间由微小支撑物将其隔开,玻璃四周用玻璃钎焊料封边,通过抽气口抽真空,然后封接抽气口保持真空层的一种结构。为了长久保持真空度,延长真空玻璃寿命,新立基公司生产的真空玻璃在真空腔内还放置了吸气剂。微小支撑物是外径0.5mm,厚度0.15 mm的金属环,由于体积微小,对人的视觉和玻璃的光学性能几乎没有影响。真空玻璃的保温原理和结构与保温瓶极为相似,建筑上使用真空玻璃就好象把建筑罩在一个巨大的保温瓶中,保温节能效果可想而知。三、真空玻璃的保温性能Low-E中空玻璃是目前市场上运用较为普遍、节能效果也很好的玻璃品种中空玻璃利用了空气导热系数低的特点。从传热学上讲空气虽然导热系数较小,但毕竟是要进行热传导,其它气体包括惰性气体也一样。中空玻璃由于存在着较大的空气传导热量,使得使用Low-E玻璃降低辐射热的最终保温隔热效果大为降低。只有真空状态才能消除热传导,使玻璃的综合传热性能优势充分发挥出来。常规真空玻璃产品系列中的真空玻璃保温。最好的Low-E中空玻璃和充氩气的Low-E中空玻璃的保温。通过对比真空玻璃和中空玻璃不难得出下述结论:1、真空玻璃热导随着所用原片的有效发射率的降低而迅速降低,中空玻璃热导降低的并不明显。2、如果Low-E玻璃发射率做得很低,比如0.05以下,辐射热导到了几乎可以忽略的地步,此时再降低Low-E玻璃发射率对中空玻璃来讲意义已经不大,但真空玻璃传热系数可以做到0.5W/m2.k,而充空气的中空玻璃传热系数只能做到1.60W/m2.k,充氩气的中空玻璃传热系数只能做到1.23 W/m2.k.3、就传热系数K值而言,真空玻璃K值只有充空气中空玻璃的三分之一,充氩气中空玻璃的二分之一,在不考虑太阳光辐射的情况下,比如,夜晚,真空玻璃比充空气的中空玻璃节能近70%,比充氩气的中空玻璃节能50%.4、在辐射热导可以忽略的情况下,真空玻璃热导的主要来源是支撑物热导0.5W/m2.k,随着科学技术的进步,有望进一步降低该数值,比如在玻璃强度提高的情况下,减小支撑物直径或增大支撑物的间距都有望大幅度减小热导;充空气(或氩气)的中空玻璃热导的主要来源是气体对流传热和气体导热,为2.1(或1.5) W/m2.k,该数值不可能再有下降。从发展的观点来看,在保温性能上真空玻璃将超越中空玻璃(或充氩气的中空玻璃)更多。5、由于真空玻璃的厚度通常只有中空玻璃厚度的一半,因此,真空玻璃的表观导热系数更显著地小于中空玻璃的表观导热系数。真空玻璃可以使用三块玻璃制成双真空层的真空玻璃,热阻增加一倍,热导降低一倍,而厚度在单真空层真空玻璃厚度的基础上只增加4mm,比中空玻璃还是薄。可以说在保温性能上,现阶段真空玻璃已经大大超越了中空玻璃,将来会超越得更多。四、真空玻璃的光学性能和隔热常规真空玻璃由两片玻璃组成,真空间隔层对太阳光谱是通透的,间隔层支撑物很小新立基公司所用支撑物为环形金属片,外径只有0.5mm,高度约0.15mm,即使按圆柱形考虑,每平方米约1600个支撑物对辐射的遮挡面积只有:1600×π×0.252=0.000314(m2),约占玻璃总面积的万分之三,故支撑物对辐射的遮挡作用可以忽略。我们知道,建筑上的传热除了要考虑温差因素引起的传热外,还要考虑太阳辐射因素。太阳辐射透过玻璃的能量与玻璃光学特性有直接关系。最重要的就是要考虑得热系数SHGC(太阳能总透射比)。严寒地区冬季寒冷,夏季凉爽,应多考虑冬季阳光的射入,以减少取暖热耗,选用得热系数大的真空玻璃对节能更为有利;夏热冬暖地区,夏季阳光强烈,气候炎热,冬季温暖,应多考虑遮阳,减少阳光的射入以节约制冷能耗,选用得热系数小的真空玻璃更为合理。五、真空玻璃工程实例1.天恒大厦工程天恒大厦2005年6月落成,位于北京东直门立交桥东南角,地上22层,地下4层,建筑高度89米,总建筑面积57000平方米,是一座具有5A智能系统的高级写字楼。 天恒大厦北侧有一面横隐框竖明框玻璃幕墙,西北角是一面横明框竖隐框,向内与垂直面倾斜15°的三角形玻璃幕墙。幕墙设计和施工单位是江苏省建伟幕墙装饰工程有限公司,两面幕墙所用玻璃全部是新立基公司提供的真空玻璃。玻璃最大尺寸为1985×1161mm(矩形),其西北角幕墙由于是三角形立面,所用玻璃很大部分是异形(梯形和三角形)。两面玻璃幕墙总面积约7000平方米,共用去真空玻璃3365块,合4848平方米。另外,大厦各种窗户所用玻璃也全部是新立基公司提供的真空玻璃。窗面积约2500平方米,用真空玻璃共用去1636块,合1540平方米。天恒大厦玻璃的传热系数(K值)和空气计权隔声量经国家建筑工程质量监督中心检测,A结构真空玻璃K值=1.0w/m2.k,B结构真空玻璃K值=1.2 w/m2.k.B结构真空玻璃空气计权隔声量Rw=36dB.天恒大厦幕墙玻璃采用FB双面复合中空的做法,除了能够使K值在NL真空玻璃的基础上进一步提高外,主要考虑了幕墙抗风压和人身安全方面的要求。与室内外空气接触的玻璃采用两块6 mm钢化玻璃,有效地承受了正负风荷载,室内钢化玻璃还有效防止了人的身体对玻璃的冲击可能引起的伤害并保护了玻璃的真空部分。2.清华大学超低能耗示范楼工程清华大学超低能耗示范楼落成于2005年3月,是北京市科委重点科研和“奥运科技专项”项目。该项目还是国家“十五”科技攻关项目“绿色建筑关键技术研究”的技术集成平台,用于展示和实验各种低能耗、生态化、人性化的建筑形式及先进的技术产品。超低能耗示范楼座落于清华大学校园东区,总建筑面积 2930m2,地下一层,地上四层。新立基公司的真空玻璃产品用于南立面幕墙玻璃和西面、北面的门窗玻璃。该工程幕墙部分共使用真空玻璃72块,合计74m2,最大玻璃尺寸为1982×1200mm;门窗部分共使用真空玻璃92块,合计50m2,最大玻璃尺寸为1356×964mm.幕墙设计施工单位是深圳市方大装饰工程有限公司,门窗制造和安装单位是日本YKKAP公司。玻璃结构见图3幕墙玻璃K值=1.0 w/m2.k,门窗玻璃由于在中空层玻璃上用一块低辐射镀膜玻璃代替了普通钢化玻璃,使得K值=0.9 w/m2.k.幕墙玻璃考虑到面积较大和承受正负风荷载的影响,内外两面均为钢化玻璃。门窗面积较小,除室内考虑人身可能的冲击使用5mm钢化玻璃外,朝向室外的玻璃未使用钢化玻璃。由于该幕墙为隐框幕墙,玻璃面积大,玻璃的自重和风压等荷载较大。六、节能效果试验和分析1、真空玻璃节能试验2003年冬季,在建筑科学院的协助下,进行了真空玻璃冬季节能效果试验。结果表明真空玻璃与中空玻璃相比有非常明显的节能效果。该试验所用真空玻璃为新立基公司的产品,当时常规真空玻璃的K值为1.4w/m2.k,复合真空玻璃的K值为1.2w/m2.k试验是在北京市马家堡选用的两个同样户型、面积、朝向,同一层相邻的两户新建单元房501、502室中进行。该户型的南向房间建筑面积15.12m2,北向房间为10.8m2.外墙为240mm,砖墙加60mm厚聚苯夹心石膏板保温。实验过程是502户的南北钢窗保持原样,仅把501户南北钢窗拆下,换成塑钢窗。这就形成501塑钢窗与502单玻钢窗(南向),双玻窗(北向)的对比试验。试验期间塑钢窗按需更换,分别为中空玻璃(N4+A9+N4),常规真空玻璃(N3+V+L4 )、复合真空玻璃(N3+V+L4+A9+N3)。试验的测量元件采用热流计和铜—康铜热电偶测温元件。测量元件布置在窗玻璃、窗框、阳台门肚板和房间的各内外墙上,通过BXSCC-1型便携式数据采集和处理系统,每小时检测一次。试验从2002年12月11日开始采集,至2003年元月9日为止,共取得22昼夜实测数据。试验期间,南向阳台门窗户全部打开,使试验窗直接面临室外气候。房间房门关闭,室内供暖没有控制。试验遇到北京多年未遇寒冷天气,连续几天下雪阴天,曾测量到日平均气温-7.9℃。日最低气温达-9.3℃的严寒天气。针对上述气候状况,采用南向有阳光,北向无阳光和阴天三种工况来统计试验结果。试验大部分时间室外的平均气温低于节能规范,即北京地区采暖期间室外日平均气温为-1.6℃。2、天恒大厦节能效果分析以天恒大厦为例,假设该大厦分别采用白玻、普通中空玻璃、热反射玻璃、热反射中空玻璃、Low-E中空玻璃、标准真空玻璃组合双中空六种情况,进行耗能比较。并对真空玻璃节能经济效益作估算。以国内某玻璃企业生产的白玻、普通中空玻璃、热反射玻璃、热反射中空玻璃、Low-E中空玻璃和新立基公司为天恒大厦生产的真空玻璃参数为根据进行计算。公务员之家结论(1)从全年节能来分析,复合真空玻璃比其它玻璃节能,最低的达28%,最高可达72%.(2)北京属于寒冷地区,冬季复合真空充分发挥了节能优势。但夏天节能却不如热反射中空玻璃,其原因是真空玻璃的遮蔽系数较高,但降低其遮蔽系数又会影响室内采光和冬季太阳辐射进热。遮蔽系数应取合适值。从全年节能来看复合真空比热反射中空节能36%.(3)与其它各种玻璃比较,采用复合真空,可节能、省电、节省电费开支,最低62万元/年,最高424万元/年,经济效益十分明显。同时由于节能,可节省发电燃煤,减少环境污染,保护地球,造福人类。(4)由于节省能源费用,对于单片玻璃,使用真空玻璃当年即可收回投资,即使对于Low-E中空2年内也可基本收回多付出的投资成本。七、结束语天恒和清华工程分别落成于2005年9月和2005年3月,为两个工程提供的真空玻璃的生产时间是在2004年下半年。事实上,新立基公司真空玻璃的生产技术在这两年里又有了新的发展,产品质量也有了很大的提高。第一,Low-E玻璃作为生产真空玻璃的原片,质量有了很大提高。南方玻璃集团和皇明太阳能有限公司的离线硬膜Low-E玻璃的辐射率都做到了0.11以下,这为大幅度降低真空玻璃的传热系数,提高真空玻璃的保温性能作出了重要贡献。以上两个工程NL真空玻璃部分的传热系数为1.3w/m2.k左右,而目前NL真空玻璃的传热系数已经可以做到0.85w/m2.k,LL真空玻璃的传热系数已经可以做到0.70w/m2.k.第二,研制成功了具有国内专利的夹层真空玻璃,使得真空玻璃又多了一个安全玻璃品种。第三,真空腔内置入了吸气剂,使得真空玻璃寿命得到延长。第四,开发出新一代真空玻璃快速热阻测定仪,使得真空玻璃性能得到更好的检验,质量得到了更有效的保证。我们相信,真空玻璃事业在我国还只是刚刚起步,未来一定有巨大的成长空间。

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