毛勇勝

（太原市城市排水管理中心，山西 太原 030006）

0 引言

鋼結(jié)構(gòu)建筑因其輕質(zhì)、高強(qiáng)、耐腐蝕等優(yōu)點，近年來得到了越來越廣泛的應(yīng)用。而圍護(hù)結(jié)構(gòu)作為鋼結(jié)構(gòu)建筑中至關(guān)重要的組成部分，其材料和構(gòu)造技術(shù)的選擇直接影響到建筑的安全性、節(jié)能性和美觀性。王月棟等[1]對鋼結(jié)構(gòu)建筑輕質(zhì)環(huán)保圍護(hù)體系產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)與產(chǎn)品應(yīng)用研究，分析了圍護(hù)結(jié)構(gòu)的材料和構(gòu)造技術(shù)。陳學(xué)忠[2]對寒地裝配式建筑外圍護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行了關(guān)鍵技術(shù)比較研究，并以圍護(hù)結(jié)構(gòu)的功能需求出發(fā)，介紹常見的材料和構(gòu)造技術(shù)為基礎(chǔ)，分析了其特點和適用范圍。裴予[3]對中小型裝配式建筑體系進(jìn)行了比較研究，本文以此探討了當(dāng)前圍護(hù)結(jié)構(gòu)領(lǐng)域存在的問題和未來的發(fā)展方向。希望通過本文的介紹和分析，為圍護(hù)結(jié)構(gòu)的材料和構(gòu)造技術(shù)的研究提供一定的參考和借鑒。

1 圍護(hù)結(jié)構(gòu)材料的選擇

鋼結(jié)構(gòu)建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)材料主要包括玻璃、金屬板材、巖棉、聚苯乙烯泡沫板等。不同的材料具有不同的優(yōu)缺點，需要根據(jù)具體的使用需求進(jìn)行選擇。

1.1 玻璃

玻璃是一種常見的圍護(hù)結(jié)構(gòu)材料，具有高透明度和優(yōu)良隔熱性能等特點，可以有效提高建筑的采光和熱效應(yīng)。然而，相對于其他圍護(hù)結(jié)構(gòu)材料，玻璃在防水、保溫等性能方面表現(xiàn)相對較差，需要與其他材料進(jìn)行配合使用。

玻璃的高透明度是其在建筑中廣泛使用的重要因素之一。透明的玻璃材料可以讓自然光線進(jìn)入室內(nèi)，使整個空間更加舒適明亮。此外，玻璃的隔熱性能也很優(yōu)良，可以減少建筑內(nèi)部的溫度波動，達(dá)到節(jié)能減排的效果。

然而，相對于其他圍護(hù)結(jié)構(gòu)材料，玻璃的防水性能較弱，容易出現(xiàn)漏水問題。為了解決這一問題，建筑師通常會將玻璃與其他材料結(jié)合使用來增強(qiáng)防水性能。例如，在雨水系統(tǒng)周圍加裝密封條，或在玻璃表面加裝氟碳樹脂等防水涂層。

此外，玻璃的保溫性能較差，容易導(dǎo)致建筑內(nèi)部的溫度波動。為了解決這個問題，通常會在玻璃外面加裝保溫材料，如聚苯板等，以提高圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫性能。

1.2 金屬板材

金屬板材是一種廣泛應(yīng)用于鋼結(jié)構(gòu)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的材料，具有防火、防盜、保溫等優(yōu)點。由于其表面平整、美觀，而且施工簡單，因此被廣泛應(yīng)用于大型商業(yè)建筑、辦公樓等場所。

金屬板材在圍護(hù)結(jié)構(gòu)中的優(yōu)點主要有：（1）金屬板材具有很好的防火性能，可以降低建筑火災(zāi)的風(fēng)險；（2）金屬板材的表面光滑平整，外觀美觀，適合用于高檔建筑外墻裝飾；（3）金屬板材還具有較好的保溫性能和防盜性能，可以提高建筑的安全性和舒適度。

然而，金屬板材在使用過程中有諸多問題，其中最為顯著的是噪聲問題。當(dāng)風(fēng)力較大時，金屬板材會發(fā)出嘈雜的聲音，可能會影響建筑內(nèi)部的舒適度，甚至影響周邊環(huán)境和人類健康。為了解決這一問題，建筑師可以在設(shè)計和施工過程中選用密度較高的保溫材料和隔音層，或在外墻表面加裝吸音板等進(jìn)行降噪處理，

1.3 巖棉

巖棉是一種綜合保溫、防火和隔音的絕緣材料，具有良好的隔熱、隔音效果和較強(qiáng)的防火性能。巖棉的密實性和韌性較強(qiáng)，可以有效提高建筑的整體性能。

巖棉作為一種良好的圍護(hù)結(jié)構(gòu)材料，在建筑保溫和隔音方面具有很多優(yōu)點。（1）巖棉具有優(yōu)異的保溫性能，可以減少建筑內(nèi)部能量的損失，從而達(dá)到節(jié)能減排的效果。（2）巖棉的隔音效果也很好，可以有效地減少外部噪音對建筑內(nèi)部的影響。（3）巖棉還具有很好的防火性能，可以大大降低建筑火災(zāi)的風(fēng)險。

然而，巖棉材料比較脆弱，在施工時需要注意保護(hù)。由于巖棉本身的特性，當(dāng)施工過程中因過度擠壓或者割裂，就會影響其性能，導(dǎo)致保溫效果下降。因此，在施工時需要采取相應(yīng)的措施，如選擇專業(yè)的施工隊伍或使用特定的工具設(shè)備等，以確保巖棉材料的完整性和性能。

1.4 聚苯乙烯泡沫板

聚苯乙烯泡沫板是一種常用于鋼結(jié)構(gòu)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的輕質(zhì)材料，其具有低熱導(dǎo)率和吸水率小的優(yōu)點，因此具有很好的保溫效果。然而，聚苯乙烯泡沫板也存在易燃和易老化等問題，所以在使用時需要注意該材料的防火性能和壽命。不同的圍護(hù)結(jié)構(gòu)材料都具有其獨特的特點和應(yīng)用范圍，因此在選擇時需要根據(jù)實際需求進(jìn)行綜合考慮。對于實際應(yīng)用中的圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計，可以采用多種材料組合的方式來達(dá)到更好的性能表現(xiàn)。

2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)造技術(shù)的研究

2.1 冷彎薄壁鋼構(gòu)造技術(shù)

冷彎薄壁鋼構(gòu)造技術(shù)是一種相對新穎的高效、綠色的結(jié)構(gòu)體系，具有輕質(zhì)、高強(qiáng)度、低成本等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)廠房、商業(yè)建筑、住宅建筑、橋梁等領(lǐng)域。其基本原理是通過將冷軋薄板鋼進(jìn)行冷彎成型，形成各種不同截面形狀的薄壁鋼構(gòu)件，再通過焊接組裝而成。這種結(jié)構(gòu)體系能夠滿足多樣化的建筑需求，同時還可以實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)，促進(jìn)建筑行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級。冷彎薄壁鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢在于輕質(zhì)高強(qiáng)度。與傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)相比，冷彎薄壁鋼構(gòu)件更加輕薄，因此對于建筑基礎(chǔ)和地基的要求較低，可以大幅降低建筑成本。而且，由于采用了高強(qiáng)度的薄板鋼材，冷彎薄壁鋼構(gòu)件的抗拉、抗彎等性能十分出色，使得整個結(jié)構(gòu)體系更加穩(wěn)定可靠。冷彎薄壁鋼結(jié)構(gòu)的施工周期較短。因為冷彎薄壁鋼構(gòu)件可以在工廠完成預(yù)制加工，現(xiàn)場組裝時只需簡單的焊接即可，大幅縮短了施工時間。這種快速施工方式不僅能夠降低人工成本，還可以減少對周圍環(huán)境和居民生活的影響，提高建筑安全性。冷彎薄壁鋼結(jié)構(gòu)體系還具有一定的環(huán)保優(yōu)勢。由于采用冷軋薄板鋼材制作，相比傳統(tǒng)混凝土建筑，冷彎薄壁鋼結(jié)構(gòu)材料使用量更少，減少了資源的浪費。同時，整個結(jié)構(gòu)體系也可以進(jìn)行拆卸、回收利用，實現(xiàn)了可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。需要注意的是，冷彎薄壁鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)該在設(shè)計過程中注重考慮結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、防火性能等問題，并且要嚴(yán)格按照施工規(guī)范進(jìn)行施工，確保結(jié)構(gòu)體系的安全可靠。

2.2 玻璃幕墻構(gòu)造技術(shù)

玻璃幕墻是現(xiàn)代建筑中廣泛采用的一種外墻裝飾材料，具有透明、輕盈、美觀等特點，不僅能夠提高建筑物的采光性能和通風(fēng)性能，還能夠增強(qiáng)建筑的視覺效果和美感。玻璃幕墻構(gòu)造技術(shù)是指將多個玻璃單元組合成一個整體，然后通過各種固定方式與建筑主體相連接的一種技術(shù)。

在玻璃幕墻的構(gòu)造中，玻璃單元是最基本的組成部分。玻璃單元主要由玻璃、密封膠條、鋁合金型材等材料組成，經(jīng)過加工制作后可以按照設(shè)計要求進(jìn)行拼裝。常見的玻璃單元有鋼化玻璃、夾層玻璃、Low-E 玻璃等類型，根據(jù)需要也可以進(jìn)行隔音、防火等處理。

對于玻璃幕墻的支架結(jié)構(gòu)，目前主要采用的是鋁合金型材制作而成的框架結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)具有重量輕、強(qiáng)度高、耐腐蝕等優(yōu)點。同時，為了增強(qiáng)玻璃幕墻的整體穩(wěn)定性和安全性，還需要設(shè)置支撐及固定系統(tǒng)，并通過鋼化、夾層等加工方式提高玻璃的強(qiáng)度和抗風(fēng)壓能力。

在玻璃幕墻的施工中，需要進(jìn)行細(xì)致的設(shè)計和計算，以確保其耐久性、安全性和美觀性。同時，還需要注意選用優(yōu)質(zhì)的材料，嚴(yán)格按照規(guī)范要求進(jìn)行施工操作，避免出現(xiàn)漏水、滲水、開裂等問題，確保玻璃幕墻的長期使用效果和使用壽命。

2.3 巖棉墻板構(gòu)造技術(shù)

巖棉墻板是一種新型建筑隔音、保溫材料，具有良好的保溫性能、防火性能和隔音性能等特點。巖棉墻板構(gòu)造技術(shù)是指將巖棉板與其他構(gòu)件組合起來形成整體墻體結(jié)構(gòu)的一種技術(shù)。下面將對巖棉墻板的構(gòu)造技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)介紹。第一，巖棉板。巖棉板是由天然玄武巖和基質(zhì)材料經(jīng)高溫熔融后再通過噴吹工藝制成的一種板材，具有良好的耐火、隔音、保溫等性能。巖棉板的厚度通常在50～200mm 之間，根據(jù)需要也可以進(jìn)行定制加工。巖棉板的表面常常采用彩鋼板、鋁鎂錳板等材料進(jìn)行包裝，以提高其防水性能和美觀程度。第二，骨架結(jié)構(gòu)。巖棉墻板的骨架結(jié)構(gòu)通常采用H 型鋼、C 型鋼或木質(zhì)材料等構(gòu)成，這些構(gòu)件可以根據(jù)需要進(jìn)行橫向和縱向的布置，形成墻體的框架系統(tǒng)。墻體框架的布置需要按照設(shè)計要求進(jìn)行，并考慮到墻體的承重能力和穩(wěn)定性。第三，固定方式。巖棉墻板的固定方式主要有干掛和粘貼兩種。干掛是將巖棉板通過支架系統(tǒng)固定在骨架結(jié)構(gòu)上，固定方式靈活、操作簡單、施工效率高；粘貼則是將巖棉板直接涂抹膠水粘貼在墻面上，固定效果更加牢固，但施工難度較大，需要保證膠水的均勻涂布和充分干燥。第四，施工細(xì)節(jié)。在巖棉墻板的施工過程中，需要注意以下幾個方面的細(xì)節(jié)。首先，需要嚴(yán)格按照設(shè)計要求和規(guī)范要求進(jìn)行施工，確保墻體的質(zhì)量和穩(wěn)定性。其次，需要選用優(yōu)質(zhì)的材料，特別是膠水和包裝材料等要符合環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，避免對人體健康造成負(fù)面影響。最后，在安裝巖棉板時需要注意防潮、防火等問題，以確保整個墻體的使用壽命和安全性。

2.4 聚苯乙烯泡沫板構(gòu)造技術(shù)

聚苯乙烯泡沫板是一種常見的建筑保溫材料，具有優(yōu)異的隔熱性能和防水性能，廣泛應(yīng)用于房屋外墻、屋頂、地下室等部位的保溫施工中。聚苯乙烯泡沫板構(gòu)造技術(shù)是指將泡沫板與其他構(gòu)件組合起來形成整體保溫結(jié)構(gòu)的一種技術(shù)。聚苯乙烯泡沫板是由聚苯乙烯顆粒經(jīng)過發(fā)泡加工制成的一種板材，具有輕質(zhì)、隔熱、防水、防潮等性能。根據(jù)不同的使用場景，聚苯乙烯泡沫板可以分為擠塑板、模壓板、噴涂板等多種類型。聚苯乙烯泡沫板的骨架結(jié)構(gòu)通常采用鋼筋混凝土、木材或鋼架等材料組成，這些構(gòu)件可以根據(jù)需要進(jìn)行橫向和縱向的布置，形成保溫墻體的框架系統(tǒng)。墻體框架的布置需要按照設(shè)計要求進(jìn)行，并考慮到墻體的承重能力和穩(wěn)定性。聚苯乙烯泡沫板的固定方式主要有粘貼和機(jī)械固定兩種。粘貼是將泡沫板直接涂抹膠水粘貼在墻面上，固定效果比較牢固；機(jī)械固定則是通過預(yù)埋釘子、膨脹螺栓等方式將泡沫板固定于骨架結(jié)構(gòu)上，固定方式更加可靠，但施工難度也相應(yīng)較大。在聚苯乙烯泡沫板的施工過程中，需要注意以下幾個方面的細(xì)節(jié)。首先，需要嚴(yán)格按照設(shè)計要求和規(guī)范要求進(jìn)行施工，確保墻體的質(zhì)量和穩(wěn)定性。其次，需要選用優(yōu)質(zhì)的材料，特別是膠水、固定件和包裝材料等要符合環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，避免對人體健康造成負(fù)面影響。最后，在安裝聚苯乙烯泡沫板時需要注意防潮、防火等問題，以確保整個墻體的使用壽命和安全性。

3 未來發(fā)展趨勢

3.1 新型圍護(hù)結(jié)構(gòu)材料的出現(xiàn)

在現(xiàn)代建筑中，圍護(hù)結(jié)構(gòu)材料的選用對于建筑物的能耗、安全和環(huán)保等方面都有著重要的影響。近年來，隨著新型材料技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用，越來越多的新型圍護(hù)結(jié)構(gòu)材料開始逐漸出現(xiàn)在建筑領(lǐng)域中。以下將介紹幾種新型圍護(hù)結(jié)構(gòu)材料的特點和應(yīng)用。生態(tài)磚是一種采用天然材料制作而成的墻體磚，主要由土壤、水泥、沙子、碎石等原材料組成。生態(tài)磚具有良好的保溫性能、吸音性能、防火性能和環(huán)保性能，且其制作工藝簡單，材料價格較低，所以目前已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。鋼筋混凝土薄板外墻是一種輕質(zhì)節(jié)能型材料，它可以通過大量預(yù)制加工的方式進(jìn)行施工，從而有效地提高工程效率和品質(zhì)。該材料的優(yōu)點包括強(qiáng)度高、防水性好、防火性能強(qiáng)、易于維護(hù)等。全玻璃幕墻是一種采用大面積玻璃制成的墻體材料，具有透明、光亮、美觀等特點，可以提高建筑物的采光性能和視覺效果。該材料已經(jīng)廣泛應(yīng)用于辦公樓、商場、酒店等高檔建筑物中。碳纖維增強(qiáng)塑料是一種具有較高強(qiáng)度和耐腐蝕性的新型材料，主要由碳纖維和樹脂基體組成。該材料具有優(yōu)異的防腐蝕性能、抗風(fēng)壓性能和耐久性，適用于海濱、沿江及其他嚴(yán)酷環(huán)境下的圍護(hù)結(jié)構(gòu)。

3.2 智能化圍護(hù)結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)

智能化技術(shù)的發(fā)展將為圍護(hù)結(jié)構(gòu)帶來更加智能的選擇。應(yīng)用智能玻璃、可調(diào)節(jié)透光率的材料等可以實現(xiàn)自適應(yīng)性，達(dá)到節(jié)能效果。同時，監(jiān)測和管理技術(shù)也可以通過傳感器和數(shù)據(jù)分析等實現(xiàn)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的預(yù)警和預(yù)防，提高安全性和可靠性。未來隨著智能化技術(shù)的不斷推進(jìn)，圍護(hù)結(jié)構(gòu)將會更加智能化，為建筑行業(yè)帶來更多可能性。智能玻璃是一種特殊玻璃，可以根據(jù)電流或溫度變化改變透明度。其應(yīng)用能讓建筑立面具有自適應(yīng)性，隨著環(huán)境的變化自動調(diào)節(jié)透光率，并減少室內(nèi)溫度波動和能耗。可調(diào)節(jié)透光率的材料也可以應(yīng)用于圍護(hù)結(jié)構(gòu)中，通過控制電流、光線等，調(diào)節(jié)透光率，實現(xiàn)室內(nèi)采光和熱量控制的平衡。智能化技術(shù)還可應(yīng)用于圍護(hù)結(jié)構(gòu)的監(jiān)測和管理中，例如，利用傳感器和數(shù)據(jù)分析技術(shù)檢測圍護(hù)結(jié)構(gòu)的變形、裂縫等情況，并進(jìn)行實時預(yù)警和預(yù)防。無人機(jī)和機(jī)器人也可用于圍護(hù)結(jié)構(gòu)的維護(hù)和保養(yǎng)，進(jìn)行巡檢和清潔。未來隨著智能化技術(shù)的不斷發(fā)展，將會為建筑行業(yè)帶來更多可能性，圍護(hù)結(jié)構(gòu)也將越來越智能化。

4 結(jié)論

隨著科技的不斷進(jìn)步，鋼結(jié)構(gòu)建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)材料和構(gòu)造技術(shù)也在不斷發(fā)展。越來越多的新型材料和智能化技術(shù)被應(yīng)用于鋼結(jié)構(gòu)建筑的外圍結(jié)構(gòu)中，使其更加安全、節(jié)能、環(huán)保和美觀。同時，可調(diào)節(jié)透光率的智能玻璃、自清潔玻璃等高科技材料也逐漸得到應(yīng)用，為鋼結(jié)構(gòu)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)帶來更多可能。另外，隨著數(shù)字化技術(shù)和智能化技術(shù)的發(fā)展，傳感器監(jiān)測、數(shù)據(jù)分析、機(jī)器人巡檢等技術(shù)也被廣泛應(yīng)用于建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的維護(hù)和管理中，提高了建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的可靠性和安全性。綜上所述，鋼結(jié)構(gòu)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的材料和構(gòu)造技術(shù)的不斷創(chuàng)新和發(fā)展將會為建筑業(yè)帶來更多的可能性和機(jī)遇。