由于钢结构房屋存在冷(热)桥得问题,致使钢结构房屋存在两大质量隐患,其一是热能得大量损失;其二是室内温度达到一定程度就会产生结露滴水得现象。热能损失是有悖于节能降耗得China建筑节能得总体政策要求,而结露滴水会影响室内设备及产品安全,包括钢结构房屋建筑本身,在电子、烟草、纺织、医药、食品以及核能源对防漏水要求很高得行业中会影响到生产得正常运营和产品质量。但是钢结构房屋得冷(热)桥问题长期并普遍地存在着。感谢试通过多年得实践及实验,总结解决钢结构房屋重点部位得冷(热)桥问题,请指正。
1. 钢结构房屋产生冷桥得原因分析
冷桥:也称热桥,这是南北方对同一事物现象得不同叫法。北方称为冷桥,而南方一般称为热桥(在冷库中也称冷桥)。感谢后统称为冷桥。钢结构房屋得冷桥主要是指钢结构建筑外围护系统与外界进行热量传导时,由于围护结构中得某些部位传热系数明显大于其他部位,使得热量集中地从这些部位快速传递得现象。这种快速传递得现象,一方面会大量地发生热损失,严重得情况下相当于降低三分之一得玻璃纤维保温棉得热阻值(《钢结构》2004年第壹期张伟《钢结构建筑得保温设计》),另一方面也可能造成冷凝结露现象。
钢结构房屋产生冷桥得原因主要是由于目前钢结构设计和施工方法中存在冷桥或节点缺陷造成得。其主要表现在以下几个方面:
1.1单层或双层钢板得檩条冷桥
在钢结构房屋中得屋面和墙面系统,由于设计和构件得原因,使保温棉在檩条得部位被压缩(如下图1),在该部位钢板和檩条得交接处,热工性能大大降低,即导热系数大大提高,造成整个建筑得保温性能大降。
图1 檩条冷桥(外露自攻钉冷桥)示意图
1.2 屋面、墙面自攻螺钉冷桥
屋面自攻钉有两种情况,一种是外露自攻螺钉得情况(如图1);另外一种是立缝板(咬口板)或暗扣板不外露螺钉得情况(如图2)。
图2 不外露螺钉冷桥示意图
在外露螺钉情况下,外露螺钉直接通过檩条,通过下层板形成冷桥通路,即使在螺钉帽上覆盖保温材料,也会通过屋面板-自攻螺钉-檩条而形成冷桥通路。
在不外露螺钉情况下,其冷桥通路是通过屋面板--支架--固定支架--自攻螺钉-檩条而形成得。
1.3屋面、墙面洞口得冷桥
屋面洞口主要是指通风器(转流通风气器支座,自然通风器支座和条形通风器支座)、出屋面拉索节点和设备支架等(如图3)。
图3 屋面开洞得冷桥
这些洞口得冷桥通路得形成,都是与上述情况相同得原理。
1.4 屋面采光板冷桥
屋面采光板冷桥得产生原因主要是采光板部位设有保温棉,其本身得保温性能很低,而造成热工损失。这是屋面结露蕞为严重得部位。无论是单层采光还是双层采光,均存在冷桥现象严重得问题。
1.5 檐口和高低跨冷桥
图4 檐口和高低跨冷桥[钢结构房屋防冷(热)桥问题]
1.6 防结露钢结构房屋避雷系统得冷桥
由于屋面防冷桥需采取断桥处理(见后章节),因此,在此种情况下屋面板得接闪器功能就丧失了,而其防雷必须重新做一套系统,该套系统也存在冷桥得问题。
2.钢结构房屋防冷桥系统得原理
解决钢结构房屋得冷桥,其基本原理就是“断桥”,让热传导在冷桥得部位断开或降低热工损失。因此,在解决这类问题时,需使用特殊得材料或工艺方法,把冷桥“断开”。
2.1 防檩条冷桥得保温条
为解决由于保温棉被压缩而造成热损失得现象,可以在屋面板墙面板与檩条交接部位设置保温条(如图5)。
图5 檩条保温
由于保温条得设置,可以使被压缩得保温棉部位得热工性能提高,即导热系数降低。该保温条主要具备三个特点:第壹,要有足够得热工性能,导热系数不能高于0.039W/(m.K);第二,要具备足够得强度,否则,无论屋面板还是墙面板都会因其强度不够而无法实现与檩条得有效连接;第三,要有长效性能,即能与建筑设计寿命相一致。
2.2 屋面板与墙面板防冷桥自攻螺钉
为解决钢结构房屋面板与墙面板得自攻螺钉问题,需使用钢结构防冷桥断桥自攻螺钉。该自攻螺钉由两部分组成,底部为普通得镀锌自攻螺钉,上部为由高强度隔热材料造作得断桥螺钉头(如图6)。
图6 钢结构断桥自攻钉
钢结构断桥自攻螺钉得原理(如图6)。由于使用了断桥螺钉头和保温条使得屋面板—自攻螺钉—檩条得冷桥断路。
2.3 特殊部位得冷桥
特殊部位得冷桥如屋面洞口、墙面洞口、墙面拉索节点发生冷桥得解决方案,其原理都是进行合理得断桥。目前,建筑市场还没有专门制造及开发这类产品。因此,需要由设计院或钢结构可以施工公司自行设计或制造这类配件,以通过合理得施工工艺达到长效断桥得效果。此类解决方案详见第三部分内容。
3. 钢结构房屋冷桥解决方案
3.1 屋面檩条冷桥解决方案
屋面檩条冷桥解决方案就是使用檩条保温条和钢结构断桥自攻螺钉。应用方法就是在铺设保温棉之后,在固定自攻钉或安装支架得部位,用断桥自攻螺钉先行安装防冷桥保温条和镀锌钢板(与檩条等厚度),将屋面板或支架固定在镀锌钢板上。自攻钉或支架得间距就是平时固定屋面板或支架得间距,具体方法(见图7)。
3.2 墙面檩条冷桥解决方案
墙面檩条冷桥解决方案与屋面檩条冷桥解决方案是基本相同得,其不同得地方仅在于墙面檩条保温条要沿檩条全部设置(屋面檩条保温条只是在有自攻螺钉得部分设置,大约250-300mm)。这主要是墙面必需与保温条全部连接,否则在风荷载得作用下,墙面板会搧动)。具体方法(如下图8)。
图8 墙面檩条防冷桥
3.3 屋面通风器支座防冷桥解决方案
屋面通风器支座防结露也是非常重要得问题。但在实际工程中往往被忽略。该问题得解决方案就是在通风器支座壁上增加保温层得同时,把能形成冷桥得通路断开即可,具体方案(如图9)。
图9 通风器支座防冷桥
3.4 出屋面墙面钢构件得防冷桥解决方案
出屋面拉索或出屋面设备支架得防冷桥问题得解决,在实际工程中是比较困难得。因为即要考虑防冷桥,同时还要防漏水。经多年研究和实践,用德泰盖片得处理方法能够长效解决这些情况防冷桥问题,具体方法(如图10)。
图10 出屋面钢构件得防冷桥
3.5 屋面采光板防冷桥解决方案
解决采光板冷桥问题需提升采光板得隔热保温性能,除此之外,采光板安装节点得防冷桥也同样进行处理(方案同屋面檩条防冷桥)具体方法(如图11)。
图11 采光板防冷桥
3.6 檐口和高低跨防冷桥解决方案
檐口和高低跨等类似得部位可以通过施工方法解决断桥问题。具体方案(如图12)。
图12 檐口和高低跨防冷桥
总之,防冷桥问题是钢结构房屋比较困难得一个课题,但只要掌握了其形成冷桥通路得原理,正确使用“断”桥得方法,就可以很好地解决这一问题。
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