鋼結(jié)構(gòu)房屋防冷(熱)橋問題解決方案

        作者:宿明彬 岳國璽 唐 順 梁洪波    
        時間:2013-08-22 15:27:08 [收藏]
        本文通過對鋼結(jié)構(gòu)房屋冷(熱)橋產(chǎn)生原因的分析,針對性的提出了鋼結(jié)構(gòu)房屋防冷(熱)橋系統(tǒng)及重點部位的解決方案,希望對解決鋼結(jié)構(gòu)房屋防冷(熱)橋這一難題提供有益的思考。
            關(guān)鍵詞:鋼結(jié)構(gòu)房屋防冷熱橋問題

            要:本文通過對鋼結(jié)構(gòu)房屋冷(熱)橋產(chǎn)生原因的分析,針對性的提出了鋼結(jié)構(gòu)房屋防冷(熱)橋系統(tǒng)及重點部位的解決方案,希望對解決鋼結(jié)構(gòu)房屋防冷(熱)橋這一難題提供有益的思考。

          關(guān)鍵詞:建筑 鋼結(jié)構(gòu) 防冷(熱)橋 解決方案

          隨著我國社會經(jīng)濟技術(shù)的不斷發(fā)展,客戶對于鋼結(jié)構(gòu)房屋的質(zhì)量要求越來越高。其中對鋼結(jié)構(gòu)房屋防冷(熱)橋的要求就是其中主要的內(nèi)容之一。由于鋼結(jié)構(gòu)房屋存在冷(熱)橋的問題,致使鋼結(jié)構(gòu)房屋存在兩大質(zhì)量隱患,其一是熱能的大量損失;其二是室內(nèi)溫度達到一定程度就會產(chǎn)生結(jié)露滴水的現(xiàn)象。熱能損失是有悖于節(jié)能降耗的國家建筑節(jié)能的總體政策要求,而結(jié)露滴水會影響室內(nèi)設(shè)備及產(chǎn)品安全,包括鋼結(jié)構(gòu)房屋建筑本身,在電子、煙草、紡織、醫(yī)藥、食品以及核能源對防漏水要求很高的行業(yè)中會影響到生產(chǎn)的正常運營和產(chǎn)品質(zhì)量。但是鋼結(jié)構(gòu)房屋的冷(熱)橋問題長期并普遍地存在著。本文試通過多年的實踐及實驗,總結(jié)解決鋼結(jié)構(gòu)房屋重點部位的冷(熱)橋問題,請指正。

          1.    鋼結(jié)構(gòu)房屋產(chǎn)生冷橋的原因分析

          冷橋:也稱熱橋,這是南北方對同一事物現(xiàn)象的不同叫法。北方稱為冷橋,而南方一般稱為熱橋(在冷庫中也稱冷橋)。本文后統(tǒng)稱為冷橋。鋼結(jié)構(gòu)房屋的冷橋主要是指鋼結(jié)構(gòu)建筑外圍護系統(tǒng)與外界進行熱量傳導(dǎo)時,由于圍護結(jié)構(gòu)中的某些部位傳熱系數(shù)明顯大于其他部位,使得熱量集中地從這些部位快速傳遞的現(xiàn)象。這種快速傳遞的現(xiàn)象,一方面會大量地發(fā)生熱損失,嚴重的情況下相當(dāng)于降低三分之一的玻璃纖維保溫棉的熱阻值(《鋼結(jié)構(gòu)》2004年第一期張偉《鋼結(jié)構(gòu)建筑的保溫設(shè)計》),另一方面也可能造成冷凝結(jié)露現(xiàn)象。

          鋼結(jié)構(gòu)房屋產(chǎn)生冷橋的原因主要是由于目前鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工方法中存在冷橋或節(jié)點缺陷造成的。其主要表現(xiàn)在以下幾個方面:

          1.1單層或雙層鋼板的檁條冷橋 

          在鋼結(jié)構(gòu)房屋中的屋面和墻面系統(tǒng),由于設(shè)計和構(gòu)件的原因,使保溫棉在檁條的部位被壓縮(如下圖1),在該部位鋼板和檁條的交接處,熱工性能大大降低,即導(dǎo)熱系數(shù)大大提高,造成整個建筑的保溫性能大降。

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          檁條冷橋(外露自攻釘冷橋)示意圖[鋼結(jié)構(gòu)房屋防冷(熱)橋問題]

          1.2 屋面、墻面自攻螺釘冷橋

          屋面自攻釘有兩種情況,一種是外露自攻螺釘?shù)那闆r(如圖1);另外一種是立縫板(咬口板)或暗扣板不外露螺釘?shù)那闆r(如圖2)。

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          不外露螺釘冷橋示意圖

          在外露螺釘情況下,外露螺釘直接通過檁條,通過下層板形成冷橋通路,即使在螺釘帽上覆蓋保溫材料,也會通過屋面板-自攻螺釘-檁條而形成冷橋通路。

          在不外露螺釘情況下,其冷橋通路是通過屋面板--支架--固定支架--自攻螺釘-檁條而形成的。

          1.3屋面、墻面洞口的冷橋

          屋面洞口主要是指通風(fēng)器(轉(zhuǎn)流通風(fēng)氣器支座,自然通風(fēng)器支座和條形通風(fēng)器支座)、出屋面拉索節(jié)點和設(shè)備支架等(如圖3)。

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          屋面開洞的冷橋[鋼結(jié)構(gòu)房屋防冷(熱)橋問題]

          這些洞口的冷橋通路的形成,都是與上述情況相同的原理。

          1.4 屋面采光板冷橋

          屋面采光板冷橋的產(chǎn)生原因主要是采光板部位設(shè)有保溫棉,其本身的保溫性能很低,而造成熱工損失。這是屋面結(jié)露最為嚴重的部位。無論是單層采光還是雙層采光,均存在冷橋現(xiàn)象嚴重的問題。

          1.5 檐口和高低跨冷橋

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          檐口和高低跨冷橋[鋼結(jié)構(gòu)房屋防冷(熱)橋問題]

          1.6 防結(jié)露鋼結(jié)構(gòu)房屋避雷系統(tǒng)的冷橋

          由于屋面防冷橋需采取斷橋處理(見后章節(jié)),因此,在此種情況下屋面板的接閃器功能就喪失了,而其防雷必須重新做一套系統(tǒng),該套系統(tǒng)也存在冷橋的問題。

          2.鋼結(jié)構(gòu)房屋防冷橋系統(tǒng)的原理

          解決鋼結(jié)構(gòu)房屋的冷橋,其基本原理就是“斷橋”,讓熱傳導(dǎo)在冷橋的部位斷開或降低熱工損失。因此,在解決這類問題時,需使用特殊的材料或工藝方法,把冷橋“斷開”。

          2.1 防檁條冷橋的保溫條

          為解決由于保溫棉被壓縮而造成熱損失的現(xiàn)象,可以在屋面板墻面板與檁條交接部位設(shè)置保溫條(如圖5)。

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          檁條保溫[鋼結(jié)構(gòu)房屋防冷(熱)橋問題]

          由于保溫條的設(shè)置,可以使被壓縮的保溫棉部位的熱工性能提高,即導(dǎo)熱系數(shù)降低。該保溫條主要具備三個特點:第一,要有足夠的熱工性能,導(dǎo)熱系數(shù)不能高于0.039W/(m.K);第二,要具備足夠的強度,否則,無論屋面板還是墻面板都會因其強度不夠而無法實現(xiàn)與檁條的有效連接;第三,要有長效性能,即能與建筑設(shè)計壽命相一致。

          2.2 屋面板與墻面板防冷橋自攻螺釘

          為解決鋼結(jié)構(gòu)房屋面板與墻面板的自攻螺釘問題,需使用鋼結(jié)構(gòu)防冷橋斷橋自攻螺釘。該自攻螺釘由兩部分組成,底部為普通的鍍鋅自攻螺釘,上部為由高強度隔熱材料造作的斷橋螺釘頭(如圖6)。

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          鋼結(jié)構(gòu)斷橋自攻釘[鋼結(jié)構(gòu)房屋防冷(熱)橋問題]

          鋼結(jié)構(gòu)斷橋自攻螺釘?shù)脑恚ㄈ鐖D6)。由于使用了斷橋螺釘頭和保溫條使得屋面板—自攻螺釘—檁條的冷橋斷路。

          2.3 特殊部位的冷橋

          特殊部位的冷橋如屋面洞口、墻面洞口、墻面拉索節(jié)點發(fā)生冷橋的解決方案,其原理都是進行合理的斷橋。目前,建筑市場還沒有專門制造及開發(fā)這類產(chǎn)品。因此,需要由設(shè)計院或鋼結(jié)構(gòu)專業(yè)施工公司自行設(shè)計或制造這類配件,以通過合理的施工工藝達到長效斷橋的效果。此類解決方案詳見第三部分內(nèi)容。

          3. 鋼結(jié)構(gòu)房屋冷橋解決方案

          3.1 屋面檁條冷橋解決方案

          屋面檁條冷橋解決方案就是使用檁條保溫條和鋼結(jié)構(gòu)斷橋自攻螺釘。應(yīng)用方法就是在鋪設(shè)保溫棉之后,在固定自攻釘或安裝支架的部位,用斷橋自攻螺釘先行安裝防冷橋保溫條和鍍鋅鋼板(與檁條等厚度),將屋面板或支架固定在鍍鋅鋼板上。自攻釘或支架的間距就是平時固定屋面板或支架的間距,具體方法(見圖7)。

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          屋面檁條防冷橋[鋼結(jié)構(gòu)房屋防冷(熱)橋問題]

           3.2 墻面檁條冷橋解決方案

          墻面檁條冷橋解決方案與屋面檁條冷橋解決方案是基本相同的,其不同的地方僅在于墻面檁條保溫條要沿檁條全部設(shè)置(屋面檁條保溫條只是在有自攻螺釘?shù)牟糠衷O(shè)置,大約250-300mm)。這主要是墻面必需與保溫條全部連接,否則在風(fēng)荷載的作用下,墻面板會搧動)。具體方法(如下圖8)。

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          墻面檁條防冷橋[鋼結(jié)構(gòu)房屋防冷(熱)橋問題]

          3.3 屋面通風(fēng)器支座防冷橋解決方案

          屋面通風(fēng)器支座防結(jié)露也是非常重要的問題。但在實際工程中往往被忽略。該問題的解決方案就是在通風(fēng)器支座壁上增加保溫層的同時,把能形成冷橋的通路斷開即可,具體方案(如圖9)。

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          通風(fēng)器支座防冷橋[鋼結(jié)構(gòu)房屋防冷(熱)橋問題]

           

           

          3.4 出屋面墻面鋼構(gòu)件的防冷橋解決方案

          出屋面拉索或出屋面設(shè)備支架的防冷橋問題的解決,在實際工程中是比較困難的。因為即要考慮防冷橋,同時還要防漏水。經(jīng)多年研究和實踐,用德泰蓋片的處理方法能夠長效解決這些情況防冷橋問題,具體方法(如圖10)。

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           10  出屋面鋼構(gòu)件的防冷橋

           

          3.5 屋面采光板防冷橋解決方案

          解決采光板冷橋問題需提升采光板的隔熱保溫性能,除此之外,采光板安裝節(jié)點的防冷橋也同樣進行處理(方案同屋面檁條防冷橋)具體方法(如圖11)。

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          11  采光板防冷橋[鋼結(jié)構(gòu)房屋防冷(熱)橋問題]

          3.6 檐口和高低跨防冷橋解決方案

          檐口和高低跨等類似的部位可以通過施工方法解決斷橋問題。具體方案(如圖12)。

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          12  檐口和高低跨防冷橋[鋼結(jié)構(gòu)房屋防冷(熱)橋問題]

          總之,防冷橋問題是鋼結(jié)構(gòu)房屋比較困難的一個課題,但只要掌握了其形成冷橋通路的原理,正確使用“斷”橋的方法,就可以很好地解決這一問題。

           

           (成都泰格鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架廠,成都 610204

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