SW建筑体系

SW建筑体系SW建筑体系是由北京华美科博科技发展有限公司与清华大学建筑设计研究院有限公司共同研究、开发的一种新型建筑体系，并共同申报了国家发明专利。该体系真正实现了保温与结构一体化，保温与建筑物同寿命，节能、抗震、防火，是城镇一体化建设理想的建筑体系，特别适合寒冷和严寒地区保温节能75%的发展要求。SW建筑体系由北京华美科博科技发展有限公司负责宣传推广，并承担实施。研发背景2013年11月7日，全国政协召开双周协商座谈会，建言“建筑产业化”。座谈会对推进建筑产业化在节能节水、降低污染、提高效率等方面的重要性形成了共识，全国政协主席俞正声同时提出，要按照转变经济增长方式、调整优化产业结构的要求，制订和完善推进建筑产业化的相关政策法规，积极抓好落实。这也是我国建筑产业化发展10余年来第一次真正落实到政策层面上的推动举措。这次会议的召开，向建筑业发出了明确的信号——建筑产业化的推行迫在眉睫、势在必行。目前，我国已经处在经济快速发展，资源环境严重制约的矛盾尖锐期。以大量消耗资源能源实现经济增长的传统模式难以为继。资源不足，环境容量有限，是我国的基本国情，节约资源，减少碳排放，保护环境，建设美丽家园是我国的基本国策。发展方式不转变，经济发展将不可持续。房地产是大量消耗能源资源的产业，是节能减排的重要领域。2010年，全国政协人口资源环境委员会专门做过调查，我国民用建筑在建材生产制造和使用过程中，能耗已占全社会总能耗的49.5%，住宅产业化水平低，施工仍以手工现场操作为主，建设方式粗放，资源能耗高，住宅生产和使用造成的环境污染严重。例如：我国住宅建设用钢量平均每平方米55公斤，比发达国家高出10-15%，每立方混凝土比发达国家多消耗80公斤水泥。2013年，国务院颁发1号文件《绿色建筑行动方案》，明确提出“加快绿色建筑相关技术研发推广，大力发展绿色建材，推动建筑工业化”，并将大力推动建筑工业化列为国家十大重要任务之一。“绿色”是人们对建筑产品的最终要求，而以“标准化设计、工厂化生产、装配化施工、一体化装修和信息化管理”为主要特征的建筑产业化则是实现“绿色建筑”的核心渠道。总体上看，目前我国建筑业仍然是一个劳动密集型、粗放式经营的行业，还在依靠大量的人力来完成施工，不仅建筑质量、进度、成本无法得到有效控制，更带来了资源、能源的大量消耗和环境污染。随着我国人力成本的增长，人口红利逐渐消失，建筑业劳动密集型的优势不再，劳动力成本的倒逼、环境和资源的倒逼，都将迫使建筑企业走上产业化发展道路。“SW建筑体系”（sprayedconcretesandwichwall英文喷射混凝土夹芯墙之缩写）是把永久的保温材料植入墙体中，构成新型的钢网夹芯混凝土剪力墙结构体系。“SW建筑体系”是在专用设备上先预制好钢丝网架水泥聚苯乙烯夹芯板（简称钢网夹芯板），将板安装在现场浇筑好的地梁基础上，并在安装夹模柱和夹模梁后，再在钢网夹芯板上喷涂混凝土层，然后进行夹模梁、夹模柱的现场浇筑，使浇筑的混凝土同喷涂混凝土层密实地固结在一起，形成边框式轻质夹芯混凝土承重墙体。本发明将建筑结构、节能保温融为一体，保温与建筑同寿命，并且有很好的抗连续倒塌能力，是建筑工业化、住宅产业化理想的结构形式之一，具有广阔的应用前景。五大创新◆抗震性能好。建筑保温与结构一体化，建筑保温与结构同寿命SW建筑体系是由喷涂混凝土夹芯墙与暗柱、暗梁和边缘构件现浇相连，形成带边框的夹芯墙，边框对夹芯墙的刚性约束，提高结构的整体性和承载力；边框形成的“构造框架”增加结构抗倒塌能力；墙体抗震试验表明，其极限位移角达到1/120，满足剪力墙结构在大震作用下弹塑性变形要求。SW建筑体系，构造创新、结构受力合理，抗震性能好，该体系的房屋适用高度100m以上，比国内外同类结构有很大突破，技术性能达到国外同行业先进水平，为我国结构体系填补了一项空白，实现了建筑保温与结构一体化，建筑保温与结构同寿命。◆喷涂混凝土工艺先进，简单快捷，大量节约模板、原材料和人工SW建筑体系中研发的喷涂混凝土配合比和湿喷工艺实用可靠，在50×50钢丝网格上喷涂，易挂网、不流坠、回弹率小于5%，粉尘度低，表观质量和强度等级符合国家验收要求；现浇梁柱混凝土和夹芯板喷涂混凝土结合牢固，在抗震试验中，变形协调一致、共同工作。夹芯剪力墙成功应用喷涂混凝土，为我国建筑工程结构应用、抗震加固等提供有益经验。◆墙体温度变形构造国内首创SW建筑体系保温剪力墙的外叶墙设变形缝，降低温度应力影响，外叶墙退出剪力墙共同受力，减少夹芯结构腹丝数量，提高保温层热工性能。保温剪力墙耐火极限在2.5h以上，墙体保温和结构同寿命，实现了国家“十二五”要求的保温与结构一体防火安全目标。保温剪力墙温度变形构造系国内首创，科学合理、减少应力、避免裂缝，适用建筑高度可达100m以上；热工性能优良，适用面广，为我国严寒地区保温节能75%发展要求提供应用保证。预制的整间钢网夹芯板，在施工现场，通过专用梁、柱夹模固定在基础圈梁上（框柱距≤4.2m），先喷涂钢网夹芯板两侧面层混凝土，后浇夹模梁柱混凝土，形成四周带边框的混凝土钢网夹芯轻墙，是新结构的竖向承重系统；在梁顶现浇或整体式预制楼板（屋顶），构成新结构的水平承力系统。新结构构成预制的整间钢网夹芯板，在施工现场，通过专用梁、柱夹模固定在基础圈梁上（框柱距≤4.2m），先喷涂钢网夹芯板两侧面层混凝土，后浇夹模梁柱混凝土，形成四周带边框的混凝土钢网夹芯轻墙，是新结构的竖向承重系统；在梁顶现浇或整体式预制楼板（屋顶），构成新结构的水平承力系统。技术特点钢网夹芯轻墙墙体平均传热系数0.25~0.562w/m2·k，墙体密度p≥200kg/m2时，构造科学合理，保温效果显著，满足严寒和寒冷地区居住建筑节能75%的发展要求。为了达到建筑保温节能要求，传统建筑墙体厚，且需要增加复合外保温层；而选用SW建筑保温与结构一体化系统，可在合理的墙厚范围内做到以单一墙体材料满足建筑保温节能要求。◆隔音、隔热户型在设计布局上，注重不同空间的相对独立性，形成“动静分离”、“居寝分离”、“干湿分离”的良好户型格局，确保独立和隐私性。采用SW钢网夹芯板用于内墙，减少能源消耗提供了有力保障，并有利于分户采暖计量。◆抗风、抗震SW建筑体系抗12级台风，抗震能力好，可满足8度抗震设防要求。混凝土喷涂钢网夹芯轻墙和现浇混凝土边框梁柱形成的剪力墙，属多道设防抗连续倒塌结构。◆防火阻燃SW建筑体系采用钢网夹芯板两侧面层喷涂50mm细石混凝土，耐火极限2.5h以上，达到A级防火要求，在高温下也不产生有毒气体。◆施工便捷SW钢网夹芯板采用机械化作业，均在工厂完成，精度高、质量好。夹模工具式模板块小、重量轻，不需要机械吊装。墙体大量减少现场绑扎钢筋，加快施工速度，降低建造成本。◆经济适用SW建筑体系造价低，因为降低了墙体自重，节约浇筑模板60%以上，同等保温条件下，每平米成本比普通剪力墙降低约10-15%。施工工期短，施工方便快捷，比普通剪力墙施工缩短约三分之一工期，与砖混结构相比，比砖混结构建筑增加了使用年限，增加8-10%的使用面积，每年能源消耗降低约30%。◆绿色节能低碳环保SW建筑体系其住宅性能、经济效益和保护生态环境等方面符合绿色建筑的要求；由于自重减轻，基础施工取土少，对土地这一宝贵资源破坏较小，采用SW钢网夹芯板部品，根据不同地区的节能要求，调整聚苯板厚度，可达到节能75%的要求，SW建筑体系将成为节能环保的典范。经实践证明SW建筑在制造和居住使用过程中均无毒、无害、无放射性，是真正意义上的低碳绿色环保建筑。SW建筑体系应用范围广，不仅适合民用建筑（别墅、低层、多层及高层住宅），也适用公共节能建筑夹模装置特点：◆具有工具化、模数化、系列化特点◆重量轻、装拆简便◆可以人工搬运、免于塔吊◆建筑施工不用一根木材，节约资源◆可实现梁、墙、板、柱同时浇筑，提高工期施工速度的同时更能满足施工习惯◆周转使用次数达数百次，使用寿命长◆摊销成本低、残值高、省工、省料、省时、可再生利用，属于绿色环保建筑模板喷涂混凝土要点：1、混凝土喷射机的操作人员必须经过专门培训合格后，方可上岗独立操作。2、喷射机供料应连续均匀，混凝土输送允许停顿，停顿时间不宜超过1小时。3、混凝土输料管道的固定，不得直接支承在钢筋、模板及预埋件上，水平管宜每隔一定距离用支架、台垫、吊具等固定。4、喷涂混凝土顺序应自下而上，不得漏喷，墙面混凝土初凝后，应进行找平、压实。5、作业结束时，喷射机和输料管中的积料必须完全喷出后方可停机停风，并将喷射机受料口加盖防护。施工新法1、在工厂，按建筑设计由专用成型机制成的整间（约3×3.6m）SW钢网夹芯板，整间板分无门窗板和有门窗板两类，轻板配有梁、柱连接钢筋和洞口加强钢筋。钢网夹芯板为Φ3/Φ4mm镀锌钢丝、50mm×50mm网格，夹芯材选用聚苯乙烯阻燃泡沫塑料板。2、在施工现场，施工基础梁时，预埋连接钢网夹芯板钢筋，预埋加强柱纵向钢筋。整间轻板按设计对位安装在基础梁预埋连接筋之间，找正、支撑好、捆牢。3、施工准备：架设单排脚手架和作业平台及应有的环保措施；现场喷涂设备运转可靠，试配喷涂混凝土，混凝土配合比、稠度、粘附力、密实度应满足质量需要。4、配置整间钢网夹芯板两端框柱受力钢筋，连接整间钢网夹芯板和框柱连接钢筋；配置钢网夹芯板顶部圈梁或连梁受力钢筋，连接整间板和梁间连接筋。在钢网夹芯板两侧设置混凝土喷涂厚度标和脚手架穿墙孔。5、安装框柱、圈梁和连梁浇筑夹模，将钢网夹芯板周边夹紧找平，门窗洞口靠尺框找正后固定牢靠，梁、柱设支撑应方便喷涂作业。6、钢网夹芯板两侧先喷界面剂，提高钢网夹芯板表面阻燃和粘结力；然后按一定顺序有条不紊自下而上地进行喷涂混凝土，钢网夹芯板和夹模柱、夹模梁接缝边缘喷涂混凝土必需压实，喷涂混凝土大面需找平，喷射反弹物料及时清理回收；预留喷涂混凝土抗压强度试块。7、喷涂2-4小时后，混凝土面层可喷清水养护，养护不少于7天。8、钢网夹芯板面层混凝土喷涂2天后，面层混凝土强度达到7.5Mpa后，方可进行浇筑框柱、圈梁、连梁和楼板混凝土，内外墙顶的圈梁、连梁应预埋好和上层钢网夹芯板连接钢筋。9、首层圈梁、连梁和楼板混凝土浇筑后，拆除首层夹模，进行二层施工。10、钢网夹芯板住宅部品，在工地既可以进行现场喷涂混凝土施工，也可以现场浇筑混凝土施工，也可以在工厂进行预制化规模生产。根据不同的建筑工程要求，可以进行不同的施工模式。受力性能试验轴心受压试验通过4个喷涂混凝土夹心墙试件的轴心受压试验，得到下述结论：1）轴心受压喷涂混凝土夹心墙的破坏形态为弯折破坏；2）双层聚苯板喷涂混凝土夹心墙的轴心受压承载力、轴向刚度显著大于单层聚苯板喷涂混凝土夹心墙，插丝间距对喷涂混凝土夹心墙的轴心受压承载力、轴向刚度的影响可以忽略不计；3)可采用《混凝土结构设计规范》GB50010-2010钢筋混凝土柱轴心受压承载力公式计算喷涂混凝土夹心墙的轴心受压承载力。抗震性能试验通过12个喷涂混凝土夹心剪力墙试件的抗震性能试验，得到以下结论。1）夹心剪力墙由聚苯板隔开的2层或3层混凝土能共同承担竖向力、抵抗水平力，在往复水平力作用下变形一致；2）在恒定竖向力和往复水平力作用下，夹心墙与端柱之间没有出现竖向裂缝，端柱的水平裂缝发展至墙体，两者共同工作；3）弯曲破坏的夹心墙试件，即使没有端柱，其弹塑性变形能力满足抗震要求，而剪切破坏或弯剪破坏的夹心墙，其弹塑性变形能力不满足抗震要求；4）弯曲破坏的夹心墙试件，墙底边缘竖向钢筋受拉屈服时，底截面竖向钢筋的应变分布符合平截面假定；5）采用现行规范公式计算夹心墙试件在轴压力作用下的斜截面受剪承载力和正截面受弯承载力，计算结果与试验结果符合较好，且试验结果大于计算结果。耐火极限试验经国家固定灭火系统和耐火构件质量监督检验中心检验，夹模喷涂混凝土夹芯剪力墙承载能力、完整性和隔热性均大于2.00h。