浅析轻钢住宅的特点及在我国的发展前景

王 磊

(上海通利建筑设计有限公司 上海 200000)

浅析轻钢住宅的特点及在我国的发展前景

王 磊

(上海通利建筑设计有限公司 上海 200000)

由于轻钢住宅的体系的优越性，一经诞生就迅速普及北美、澳洲等地。近年来，在我国也已经逐步推广使用。本文通过介绍轻钢住宅体系的优缺点，分析其在我国的发展瓶颈和解决方法。

轻钢住宅；木结构；抗震

一、轻钢住宅的起源

在北美地区，由于木质资源丰富，价格低廉，低层住宅采用木结构体系非常普遍。然而，木结构耐久性较差，易受虫害侵蚀，而且由于森林资源砍伐过度导致环境破坏。在这种背景下，类似于底层木结构住宅体系的底层轻钢住宅应运而生。轻钢构件是把从薄钢板或钢卷板上裁剪下来的结构品质薄钢板通过压弯来成型，更为普遍的做法是通过一系列的模具来滚轧钢材。因为何热轧钢材不同，不需要加热成形，所以加工迅速，价格低廉。由于轻钢住宅的体系的优越性，一经诞生就迅速普及北美、澳洲等地。

建设节能省地型住宅是中国未来的住宅建设方向，而发展钢结构住宅建筑则是解决高能耗建筑的一条行之有效的途径。绿色建材和节能设施，最大限度利用有效空间等，都是钢结构住宅建筑的优点。实行工厂化生产，推动住宅钢结构建筑的产业化，有着广阔的市场发展前景。本文通过介绍轻钢住宅体系的优缺点，分析其在我国的发展瓶颈和解决方法。

二、轻钢结构住宅体系

轻钢结构以轻钢龙骨作为结构竖向承重体系，以结构面板作为水平承载体系。楼面构件采用冷弯薄壁槽形、卷边槽形型钢，跨度较大时可采用冷弯薄壁型钢桁架，楼盖之间采用螺钉可靠连接。低层冷弯薄壁型钢房屋墙体结构的承重墙由立柱、顶导梁和底导梁、支撑、拉条和撑杆、墙体结构面板组成。屋面承重结构可采用桁架或斜梁，斜梁上端支撑于抱合截面的屋脊梁。屋面、楼面、内外墙采用防水、保温材料。

图1 轻钢住宅结构构成

(一)轻钢结构住宅的楼面板

轻钢结构的楼面结构板有多种形式，可以是结构用定向刨花板，也可以是铺设密肋压型钢板上浇薄层混凝土；也可在楼面梁顶加设对角拉条，且拉条与每根梁顶面都有螺钉连接固定，再铺设非结构面板。在构造上，必须保证整个楼盖系统具有足够的平面内刚度，以便安全可靠地传递水平荷载作用。其承载力可达到3.5kN/m2，比起混凝土结构体系自重轻，承载能力高。

(二)轻钢结构住宅的屋面板

轻钢结构的屋面板也可以选择OSB板、屋面挂瓦等。当然也需要根据具体情况设置保温层和防水层。

(三)轻钢结构住宅的墙面板

墙面板不但是轻钢结构的围护体系，也是轻钢结构的水平承载体系。JGJ227-2011《低层冷弯薄壁型钢房屋建筑技术规程》中给出了定向刨花板、纸面石膏板、波纹钢板及水泥纤维板的抗剪承载力。对于门窗开动位置，需设置过梁。实腹式过梁常采用箱形、工字形和L形等截面形式：箱形过梁可由两根冷弯卷边槽钢面对面拼合而成，工字形过梁可由两根冷弯卷边槽钢背靠背拼合而成，L形截面过梁由冷弯L型钢组成，可以单根，也可以两根拼合；当过梁下部设置短立柱时，短立柱可采用冷弯卷边槽钢，和门窗框用自钻螺钉连接。

(四)轻钢结构住宅的建筑保温节能技术

轻钢结构住宅的承重体系和面板材料不具有保温性能，需要在墙面和屋面中使用保温隔热材料。通常可以使用玻璃纤维、保温面等材料。为减少轻钢立柱的热桥效应，防止墙体出现内部冷凝和立柱黑影，可在外墙的轻钢立柱外侧连续铺设硬质板状保温材料，常见的如挤塑聚苯乙烯泡沫板等。为减少屋顶钢构件的热桥效应，可在顶层吊顶上方平铺纤维类屋顶保温材料，在寒冷地区，可增加铺设连续的硬质板保温材料。

(五)建筑防火技术

钢结构的防火是轻钢结构最重要安全问题之一。轻钢结构的基本构件可以采用防火涂料，也可采用防火板。为了防止火灾时火焰不至于迅速燃烧穿天窗而蔓延到建筑较高部分的墙面上，需设置自动喷水灭火系统。另外可以设置火灾报警装置，在发生火灾时报警，为人员的安全逃生提供有利条件。

(六)建筑隔声技术

轻钢住宅墙体之间可以用玻璃纤维棉进行填赛，能够阻止气体对于声音的传播。而对于结构的传播，可以采用两道墙面隔绝声音传播。

三、轻钢结构住宅的优点

(一)可以循环利用

轻钢房屋使用槽形构件耐久性好，使用若干年好，仍然可以回收使用。轻钢结构住宅充分利用钢材的优越特性，符合当今建筑材料选用的主流。薄壁轻钢结构建筑因使用的是钢材，不会随时间的流失而老化，另外废旧的钢材100%可以被回收利用；同时，薄壁轻钢结构建筑也可以使用再利用的钢材。

(二)不破坏森林资源

轻钢住宅体系与木结构有着相同的构造形式，完全可以替代木结构，因此可以保护解决宝贵的森林资源。

(三)清洁环保

轻钢结构住宅是以型钢骨架取代传统木造房屋的木骨架的建筑工法，使用的材料100%是钢材，各部材之间用螺钉和钉子连接，不使用任何焊接及粘合剂。所以完 全不用担心由于建筑过程中使用药剂等给人体造成的危害。此外建设工地也不会有大量灰尘及噪音等对周围环境造成的污染。

(四)施工快捷

轻钢结构住宅的型材在工厂作大规模生产，骨架在工厂组装，现场拼装。只需要少量安装工人，即可在正常的设计时间内完成一座房子的骨架的搭建。

(五)安全性能好

轻钢结构住宅自重轻，其结构的重量只有传统的砖混结构建筑的重量的1/5，这样大大的降低了地震时受到的载荷，具有很高的安全性。

(六)防火、防虫

钢材是不燃材料，并经过深层镀锌保护，能防腐和防白蚁侵害，并能自动修复涂层的破损。

(七)抗震强

由于轻钢结构建筑自重轻，金属材料属性以及必须的剪力墙结构形式决定了轻钢结构系统天生的抗震性能。由于地震的活动为左右和上下活动，所以用紧固件连在一起的轻钢结构组成了一个安全稳定的盒子，不会因为地震的摇晃而出现墙体倒塌或楼板掉下危及人身安全。地震烈度为9级时，可满足不倒塌的要求。

(八)隔热保温系统，性能特优异

轻钢住宅采用的围护体系具有很高的保温隔热性能，保证住宅内部冬暖夏凉。

无法做到的。

四、轻钢住宅在我国的发展瓶颈

然而，轻钢住宅在我国的推广应用也遇到了一些列的瓶颈，在国内发展一度困难重重。

1.近几年由于国家政策影响，低层住宅(别墅)用地控制非常严格，人口问题对多层、高层住宅的需求以及成本等原因，超轻钢住宅的推广应用受到很大制约。

2.轻钢住宅造价相对较高，围护材料成本很高。严重依赖产业配套。

3.轻钢住宅围护结构较为轻薄，比起国内传统的混凝土结构和砖混结构，不太容易为大众所接受。

4.施工安装需要特殊的工具和安装工艺，对于施工技术要求较高。

五、发展思路

为持续推广轻钢住宅，这就需要转变市场观念、转变思路，可以推动以下方面：

1.技术先行，完善节点处理，让这一体系成为一个完美的精品。在技术研发上花大力气，设计、技术人员与现场施工人员共同探讨每一个细部、每一个节点，反复试验，使之成熟并完善，并把节点技术通过申请专利进行保护。

2.优化结构。他们通过外墙结构板的选择、专用螺钉的确定、最合适(最经济)的跨度、轻钢与超轻钢桁架相互衔接等，逐步优化工序节点和施工工艺，使超轻钢建筑体系成为成熟的、具有良好市场竞争力的一种建筑模式。

3.开拓创新。在一般人的印象中，轻钢住宅只能做3层及以下的低层住宅，但是，国外同行已能用轻钢结构建造6层甚至9层的多层住宅及商业建筑，大大拓展了轻钢住宅的应用范围。只要在各个环节上多下功夫，把轻钢住宅体系的优势凸显出来，并能做到6～9层，那么市场的潜力是毋庸置疑的。

4.成本控制在成本控制上可说是非常精打细算。技术人员从体系现实出发，与工程实际相结合，不断与施工人员沟通、协调，汲取工地现场经验和教训，从主体结构用钢量、结构板材的替换使用、节点的处理等方面，不断进行优化、总结，小到一颗镙丝，都经过周密计算，不允许有一丝浪费。现在，轻钢住宅的建筑结构成本与传统建筑体系成本已非常接近，市场竞争力自然而然就高了。

目前轻钢住宅体系推广还存在一定困难，现在重要的是要切实转变观念，技术、管理、营销以及施工人员要及时转变观念，加强责任心和使命感，要具有永不放弃的信念。另一方面，要努力改变受众的观念，国内短时期内还不能完全接受本体系，这需要去推动。只要每一个做这项事业的人多一点责任心，多一点坚定的信念，轻钢住宅体系一定能走出一条光明灿烂的道路。

[1]JGJ227-2011 《低层冷弯薄壁型钢房屋建筑技术规范》，中国建筑工业出版社，2011

[2]丁成章，轻钢骨架住宅，机械工业出版社，2007