中国农村住宅技术与环保现状,为何钢结构建筑在农村少见?
2024-08-31 13:04:26发布 浏览177次 信息编号:84657
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本文简单介绍了目前我国农村住宅在技术、环保方面的现状,以及国外住宅在这两方面的现状。
技术方面
国内的:
改革开放以来,中国农民的收入水平大幅提高,“赚钱盖大房子”的朴素梦想也陆续实现。后来,1997年,我国钢材产量突破1亿吨,1998年H型钢系列投入生产,相关规范标准出台,为钢结构创造了良好的环境。之后,各种钢结构建筑如雨后春笋般出现在中国的各个角落。不过,农村地区很少看到钢结构住宅,看来广大农民还是比较喜欢砖混结构的房子,装修或者建新房,这两种还是首选。那么钢结构住宅到底是什么呢?
既然现状如此,那我们就来谈一谈农村住房的现状。
1)方案选择不合理。
农村住房建设一般没有建筑师参与,往往是随意建设,各家照搬,盲目竞争,结果建筑不节能、不节地,不实用、不美观、不经济,也与人们新的生活方式不相适应。
2)结构设计不合理,没有正规的设计图纸,施工随意性很大。
目前农村住宅95%以上都是没有正规施工图的,建房时东抄西抄,凭经验动工,施工过程中随意拆除改造,建筑质量得不到保证,抗灾能力低下。比如地基设计不合理,一些农户只考虑节省成本、方便施工,没有任何地质资料,忽视软土、淤泥地基的危害,基础埋设过浅,不采取任何加固措施。再加上一些重要构件布置不合理,导致建筑物受损。很多住宅现浇板没有按照设计和施工规范施工,板的配筋、厚度严重不符合标准,很多有问题的房屋没有考虑房屋的跨度和进深,主筋一律采用Ø6@200双向钢筋网,连续板上部负弯矩钢筋按3根/m布置。放置不规范,没有按规范要求扎成网状,只是在浇筑时随意摆放。楼板厚度很不均匀,有的只浇筑到6厘米至7厘米厚,有的厚到13厘米至14厘米,对楼板自重影响很大。因此,拆模后不久或一段时间内,屋顶就会出现不同程度的裂缝,最终导致板脱落或沿墙体、上梁、屋顶周围、墙板交接处出现裂缝,造成屋顶多处漏水,影响使用功能,严重的会影响整个房屋的结构。
3)施工人员技术素质低,质量得不到保证。
农村房屋都是一栋一栋地修建,建设规模小,大型施工队不愿承接,施工队大多由个体泥瓦匠、木工等杂牌队组成,普遍没有受过正规培训和专业技术考核,缺乏基本的施工知识,技术落后,施工不规范:配制砂浆、混凝土时不知道配合比是多少,粗细骨料不会称量,凭经验拌和,对砌筑砂浆或浇筑混凝土的要求一无所知;砂浆等级和强度不确定,砌筑质量差,砂浆缝不标准,通缝严重,砂浆不够饱满;预埋拉结筋随意布置,长度、方向、间距不规范,造成墙体纵横缝。以上做法,降低了房屋结构的安全可靠性,使房屋质量得不到保证。
4)材料不合格或者偷工减料影响质量。
目前社会建材市场比较混乱,不合格、不规范、质量低下的产品冲击着整个建材市场,据有关部门统计,整个建筑市场材料抽检合格率不足40%。
5)农民质量意识淡薄,法制意识淡薄。
农村住宅工程出现严重质量问题和事故的原因是多方面的,但根本原因是人们对工程质量不重视,特别是农民缺乏建筑知识和法律法规的了解,摆脱不了“亲戚帮邻居帮邻居”的施工方式,也让不法施工队钻了空子,不按法律规定草草签订“合同”,这些施工队素质低下,大部分人根本不懂建筑工程,更何况施工过程中随时可能出现问题,对工程质量抱有侥幸心理,导致房屋倒塌的情况屡见不鲜。
国际性
外国农民喜欢什么样的房子?
日本
日本每年新建低层住宅约20万栋,建筑面积约300万平方米,其中大部分为钢结构住宅,尤其是轻钢结构装配式住宅。轻钢结构装配式住宅在日本的普及,源于1995年神户地震。特别是1995年神户地震后,震中兵库县实施“凤凰计划”,要求建筑物能承受8.0级地震而不倒塌;日本政府提出“零死亡”计划。广泛采用轻钢结构、轻质材料等各种先进防震措施,所有旧建筑均采用不同形状的轻钢结构框架加固。
日本该类工业化住宅的大型生产厂家有7-8家,主要结构体系只有2-3种左右。
例如“积水”住宅,钢柱采用3.2mm厚C型钢拼成工字形(也可采用H型钢或钢管混凝土柱),梁采用5.5mm-8mm H型钢,一般钢架用钢量在60kg/㎡左右,梁、柱采用低合金钢加工,经化学处理后磷铁膜后电镀树脂涂层,需要防火时,喷防火涂料或用板包隔断。
2004年提出了新的钢结构住宅推荐模型:Steel,其大致含义如下:
a.柱间跨度14.4m,可实现200㎡无柱空间,可自由分割容纳1-3户。
b.设备与结构独立,所涉及的管线易于维护。
c.柱采用钢管混凝土,梁采用FR钢(防火钢),可简化防火处理。
d.地面采用PC板+现浇RC结构,采用倒梁、倒板构成双层楼板,以便所有设备、管道均能容纳在楼板下。
e.外墙采用ALC板、轻质PC板等干法施工方法。
f.隔墙采用隔音性能高的增强石膏板,采用干法施工。
日本政府与企业目前正在研究:(1)如何提高住宅的耐久性,什么样的耐久性合适。(2)适应家庭的变化,响应住房价值,研究“框架与户分离方案”,使主体结构部分非常坚固,耐久性可达100年以上,创造出无柱大空间。
英国
第二次世界大战后,英国为解决住房短缺问题,与欧洲其他国家一样,采用工业化方式大量建造房屋。20世纪60、70年代以后,房屋结构体系出现多样化趋势:木结构、钢结构、钢筋混凝土等。1998年《对建筑生产的思考》报告提出通过开发新型建筑产品、集约化组织、工业化生产,实现以下目标:降低成本10%;缩短时间10%;提高可预测性20%;缺陷率降低20%;事故率降低20%;劳动生产率提高10%;最终实现产值和利润增加10%。
澳大利亚
澳大利亚早在20世纪60年代就提出了“快速安装预制房屋”的概念,但由于市场尚未成熟,并未得到很好的发展。
至1987年,出现了高强度冷弯薄壁型钢结构,澳大利亚和新西兰的联合标准《AS/Cold- Steel 》于1996年发布实施。
这种钢材承载力强,重量只有同等承载力木材的1/3,表面镀锌处理,耐久性可达75年,无需大修。此外,他还开发了一种叫做“Quick Wall”(快墙)的系统,是在工厂制造时就完成的镂空板。其主要成分是石膏板、玻璃纤维和防水聚酯材料的混合物,重量为38kg/㎡。标准板尺寸为13m长*2.85m宽*12mm厚。也可以切割成任意长度和高度的组件。在镂空处浇筑混凝土,可以起到更好的防火、隔音、放热作用。可用于内墙和外墙。
而在北美、大洋洲等其他国家,住宅建筑也以木材为主,由于当地木材材料易得、价格低廉,上述国家的木结构住宅技术体系已十分成熟。
绿色环境等级
国内形势
从我国情况看,未来10年,全国农村新建住房将达到60亿平方米,其中位于采暖地区的住房将达到50亿平方米。
长期以来,我国农村乃至部分城镇日常生活所用的能源以生物质能源为主,为了谋生,人们主要靠柴火、农作物秸秆取暖做饭,在煤炭资源丰富的地区,人们取暖也以煤炭为主,秸秆本应还田改良土壤或用于畜牧养殖,却被当做柴火取暖,消耗了大量的能源,造成了资源的浪费,污染了环境。随着人们生活水平的提高和改善,特别是当居住区达到一定规模,农村住宅水平提高后,如何提高农村住宅的品质就成了农村住宅建设的重要组成部分。
虽然我国从上世纪80年代就开始了建筑节能工作,但是目前建筑节能形势依然不理想,特别是建筑能耗增加的速度远远超过建筑节能改善的水平,也就是说能源效率很低,当时的问题逐渐积累到今天,特别是一些老建筑,不仅建筑能耗明显不合理,而且其室内环境质量安全也存在问题。
长期以来,农村特别是寒冷地区能源供应不足,农家住宅外墙、屋面、门窗仍采用常规方式,房屋围护结构保温性能差,外墙、屋面传热系数分别大于建筑节能设计标准的50%以上,造成采暖能源的严重浪费。夏季采光面积过大,通风不良,有的住宅采暖甚至存在安全隐患,这就要求我们从实际出发,改变不合理的平面布局,在继承当地农民优良传统的同时,要有所创新,因地制宜,就地取材,创造出农村住宅的新面貌。
农村居住建筑节能落后,建筑能耗达到同等气候条件发达国家的5倍以上,舒适度差,具体表现在以下几个方面:
(1)缺乏节能意识:受中国传统思维的影响,大多数农民认为我国是一个地大物博的国家,我国的能源取之不尽,用之不竭,没有意识到我国乃至世界的能源问题如此严重,很少有人关注农村建筑节能。
(2)节能技术缺乏:农户很少懂得从多方面采取节能措施,如平房体型系数比城市多层建筑大,在同等保温条件下,能耗高于城市多层建筑;建筑围护结构太薄,外墙为240mm厚砖墙,屋顶几乎没有保温措施,门窗多为单层大玻璃门、大玻璃窗,不利于节能;不少农户为了节省开支,选用质量非常低劣、价格低廉的门窗材料,这使农村住宅建筑的保温性能更加不容乐观。
(3)建筑施工技术相对落后,能源利用率低:其中,经济落后是农村住宅节能改造措施推广的最大制约因素,因此研究探索一种前期投资少、投资回收期短、符合节能要求、能够提高居住舒适度的住宅节能改造措施十分重要。
(4)目前农村主要以薪柴、秸秆作为生活燃料:这类燃料的利用率很低,热效率一般只有10%左右,即使采用节能炉灶,利用率也不足30%,炉灶产生的大量余热随着烟尘、热辐射等形式散布到环境中,造成巨大的热损失和资源浪费,加剧了环境污染。
通过以上论述,我们可以发现农村住宅节能改造形势十分严峻,首先要普及我国历史悠久、源远流长的节能意识,科学肯定勤俭节约的民间风俗,建设一批示范项目,引导农村居民改善居住环境,切实把节能改造与民生问题结合起来,推动新农村建设。
令人欣慰的是,一些相对成熟的节能环保技术已经开始被政府在农村住宅中试点,相信未来会逐渐普及,例如2010年9月,北京市“平谷区农村住宅太阳能与建筑一体化”项目“太阳能采暖/热水系统项目”已通过验收,该项目利用太阳能系统为居民提供采暖和生活热水。
国外节能现状及进展
经历了1973年世界石油危机后,西方发达国家十分重视建筑节能问题,一方面通过建筑法规保证节能政策的有效实施,另一方面从经济角度对其进行引导、鼓励或限制。为了节约能源、保护环境,发达国家正在大力推广“零能耗住宅”新技术。据有关资料介绍,“零能耗住宅”技术需要对以下几个因素进行最优组合:根据不同的气候特点进行设计:太阳能供暖制冷系统和自然采光;采用最先进的节能建筑设计和材料:节能的家用电器和照明设备以及太阳能热水器和发电系统。高效利用太阳能是“零能耗住宅”技术的关键。通过外墙(如太阳热吸收)不借助任何机械装置,直接利用太阳能对房屋进行自然供暖、制冷和照明,从而减少了房屋制冷或供暖所需的能耗。不同气候地区,日照强度和持续时间的不同,决定了建筑设计上的具体差异,如屋顶是否需要反射材料以防止房屋过热,墙体是否需要采用保温性强的材料,墙体填充材料应具备怎样的蓄热和散热能力,什么样的墙体填充物应位于房屋的什么部位等。
“零能耗房屋”具有室内温度变化小、无惧停电、节能减排等优点。该技术将房屋视为一个整体,众多部件协同工作,力求达到最佳的整体设计,采用最先进的建筑。实现房屋所需能源或电力100%自产的目标,是采用已投放市场的材料和节能设备。所谓100%自产电力,是以年为单位计算的。“零能耗房屋”还与电网相连,生产的电力不足时,可从外部补充,有余电时,可输入电网,电力公司也必须为此支付等值的电费。
同时,在房屋制冷制热方面,窗户的朝向和位置、不同保温性能的窗玻璃的选择、窗玻璃的组装层数、窗框材料、房屋外墙和屋顶材料的浅色和深色的使用、室内的自然光通风设计、房屋位置和朝向以及花园设计也起着重要作用。利用附近建筑物和室内墙壁、天花板和地板的反射、较高的窗户位置,甚至使用彩色窗框,都可以增强空间的质量。室内的自然采光效果减少了照明用电量。
“零能耗房屋”的太阳能发电系统通常是通过在屋顶安装形似有色玻璃的光伏薄膜材料来达到太阳能发电的目的,利用光伏薄膜材料发电无污染,有利于环境,同时光伏薄膜材料可以起到与普通沥青瓦相同的保护作用,而且耐用、灵活、轻便、安装成本低廉。但由于光伏薄膜材料吸热能力强,应用时要注意与建筑物隔离,避免开启,以免使房屋“发热”。
目前,世界各国都面临着资源可持续利用的问题,建筑节能被许多国家摆在了举足轻重的位置,德国提出了75-82%的建筑节能标准,美国、英国、加拿大、澳大利亚、日本等国家也相当重视建筑节能。一些发达国家还出现了有机建筑、自给自足建筑、零能耗建筑等。德国“3升建筑”——德国路德维希港的“3升建筑”是一座建于20世纪70年代的建筑。该住宅建筑经过外墙保温、外窗遮阳保温改造后,冬季取暖油消耗量(德国冬季取暖多采用燃油)由原来的每年每平方米20升降低到3升,仅为改造前原消耗量的100%。这个项目使建筑能耗降低了15%,相当于每平方米每年节约标准煤3.7千克,所以被称为“3升建筑”。这种成功的旧房改造,成为许多国家既有房屋改造的典范。“零能耗住宅”,英国诺丁汉大学就有一个“零能耗住宅”,这种住宅主要采用屋顶纸纤维保温、低辐射玻璃、外墙保温、太阳能房的设计。“零能耗住宅”告诉人们,现代技术完全可以通过合理的设计,使我们的建筑达到理想的节能标准和可持续的资源利用。在许多发达国家,外墙保温、外窗遮阳、耐热玻璃、太阳能等良好的节能技术,已广泛应用于各类建筑。此外,环保、可回收、再生或回收的麦秸板、新旧纸板、骨料、矿渣和混凝土材料,在建筑中的应用也越来越多。政府对低碳住宅给予补贴,推动低碳住宅建设,增加墨西哥购买低碳住宅的抵押贷款额度,这些都为我国新建建筑、既有建筑改造提供了丰富的借鉴经验。
国家政策及促进措施
我很想说这个,我做调研的时候以为会有很多资料,结果发现根本不是这样!关于国内的政策,最基础的就是国务院颁布的《农村宅基地管理条例》,里面详细规定了农村宅基地申请、审批、使用的程序、规则和条件。其实根据我国农村住房现状,目前国家正在大力推广钢结构住宅,近几年已经有一批钢结构住宅示范基地建成,但是这些基地的调子很“高端”,在农村条件下的应用还有很大差距。因为农村居民往往不在乎今天的技术,更在乎如何花更少的钱办大事:我家的房子要宽敞明亮,台阶高,窗户大,最好比邻居家高;至于风格,欧式或者伊斯兰式都可以。古罗马的三柱式也很漂亮。能用什么就用什么。要房间多,空间大,让亲戚在家住。最好有个仓库什么的,可以储存粮食或者种子之类的;如果有高科技产品能帮我们省钱,比如太阳能屋顶,那我们当然欢迎,但最好操作起来不要太麻烦,也不能经常坏,要结实耐用;……所以,了解农民的真正需求,是解决农村住房问题的根本条件之一。
符合国家政策,针对农户,要大力宣传新型钢结构住宅的优势,全力推进新型农村住宅体系建设,实现工业化生产、商品化供应、市场化建设,价格控制在农户可以接受的范围内,采用辅助太阳能、保温墙体等节能措施,不仅在建房时省钱,将来使用时也能省钱,这是吸引他们的关键。可惜的是,目前国内对农房的支持力度有限,在政策方面,我们发现唯一能找到的就是对贫困居民的财政补贴,而其他方面如技术支持、维护指导、优质原材料直供等都还没有起步。
在国外,如美国、日本、澳大利亚等国家,钢结构产业化已经比较成熟,农民在建造钢结构房屋时,厂家已经把半成品交付给农民,农民只需自己组装,避免了很多麻烦和问题。
案例、特点和优势
其实中国农民对于建造高品质房屋的意识越来越强,尤其是在经历了一些特殊的大事件之后,这种意识更加强烈,随着农民意识到房屋质量的重要性,钢结构房屋也迅速的进入到农民的生活中。最为人熟知的项目就是汶川地震后的灾后重建,在壹基金的组织下,轻钢公司的技术人员、拥有轻钢房屋的农民、西安泽众慈善会的技术人员坐在一起,农民们就房屋在各个阶段出现的问题与轻钢公司进行了探讨,钢结构公司的技术人员在现场进行了交流,改进了房屋建造技术,以便更好的推广。这是一个很好的机会。其实未雨绸缪的意义就在于减少甚至避免自然灾害对我们的危害,我们应该吸取过去的教训,在农村大力推广钢结构房屋的应用。
钢结构住宅是一个非常广泛的概念,在农村使用应该如何选择和设计呢?赛博思认为,新农村钢结构住宅可以分为以下几种:
1.轻钢框架-砌体填充体系
2.钢框架-轻质预制墙体
3、轻钢框架体系(又称薄板钢框架体系)
4.分层装配式轻钢体系
5.砌体结构—钢内框架体系
6.轻钢板结构(仅限单层)
7. 上述系统的混合系统
我们推荐2.钢框架-轻质预制墙体和4.分层预制轻钢体系,我们分别来说说吧。
钢框架-轻质装配式墙体
钢框架—轻型装配式墙体体系的原理是房屋采用钢框架,镀锌钢框架填充墙架并挂钢丝网,缝隙用聚苯板填充,喷涂抹平坚固防护混合材料后组成墙体,楼板为轻型现有浇筑楼板,竖向承重由钢框架承担,水平侧向抗力由钢框架—墙体体系共同承担。
该系统特点如下:
(1)抗震性能好。钢结构延性好,地震时消耗能量少,地震后易于修复。体系自重轻、频率低,地震影响小。
(2)防火:钢柱表面覆盖坚固的材料,可以提供1.5小时的防火保护。
(3)节能。喷铸外墙内填充的保温泡沫厚度可调节,节能效果好;固体保温材料覆盖在钢构件上,避免产生冷桥。
(4)坚固感强,钉力大,冲击墙体无空洞感,钉力可达100kg。
(5)节省材料——循环经济。钢材可以回收利用,材料中混合了回收的聚苯乙烯颗粒,符合循环经济和可持续发展的原则。
代表性项目: Town Model House。
分层组装轻钢系统
分层的轻钢系统是网络当前正在开发的新的农村钢结构系统之一,其中70%的设计概念是在建筑工业化的背景下启发的。
SBS-MCF(多框架)系统是一种标准化的建筑系统,可以在工厂生产。
梁和柱组件基本上是裸露的棒组件。
在初步的设计阶段,首先确定了光束,支撑和其他组件的横截面形状,每个模块中的光束都是单个通道钢的形式,在模块之间形成双通道钢的形式,并在轨道上保留了柱子和柱子的位置。建筑物和均匀刚度的原理。
钢柱密集分布,横梁柱铰链,圆柱底部密切相连,垂直载荷主要由钢柱承担,水平载荷主要由水平支撑固定。
在结构设计中,抵抗横向力,尤其是地震效应的能力是主要的研究内容,张力支撑的数量和布局是研究的重点。
集会的钢制系统在农村房屋中非常有利,因为中国的农村住房的质量确实令人担忧。满足不同空间要求的景象。
上述两个案例具有不同的重点,涉及产品开发和特定的技术要求,但如果农村住房想要符合工业化标准,首先,它的计划选择和详细设计必须仔细考虑,一旦它们在工厂中批量生产,就可以将巨大的风险和均匀的材料造成了材料,并且可以使材料变得越来越多。可以避免由于人员质量较差而导致的弯曲砖墙,并且可以避免使用工厂安装和组装的工厂,因此可以避免使用一些组件,从而避免使用漏洞,从而避免了漏洞,从而避免了漏洞,避免了弯曲的砖墙。节省劳动力成本。
以上是中国现有房屋中的巨大漏洞,实际上,钢制房屋的优势更加弥补,在环境保护,防水,隔热,较低的材料成本,降低基础的成本,较低的成本,因此,钢制房屋的优势更为突出。 HOU不需要详细说明著名的物品。
简而言之,只要上述因素结合在一起:钢结构住宅建筑 +节能设备,我国农村建筑物的市场前景将非常富裕!
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