低碳趋势下建筑施工技术改进及效果分析
Abstract： The energy conservation and environmental protection has become a widely concerned topic， under the trend of low carbon， how to effectively improve the construction technology is a problem worthy of people's research. The traditional vierendeel sandwich structure has preponderant status in the construction project， but due to its poor construction convenience and long construction period， it can't be widely popularized and applied. Aimed at the defects of construction technology of traditional vierendeel sandwich structure， this paper puts forward the solutions. It has immeasurable practical utility for the development of the construction project.
Key words： low carbon；vierendeel sandwich structure；benefit
中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2016）12-0101-03
0 引言
经济的快速发展，在改善人们生活的同时，也给环境带来了的前所未有的破坏，环境问题越来越严重，社会生产力的提高，加大了对能源资源的开采力度。为了能够可持续发展下去，人们寻找到一条行之有效的解决路径：低碳节能。城市建设的规模的扩大，建筑行业蓬勃发展。但是建筑行业能源消耗大，污染严重，将低碳理念引入建筑施工技术中，发展建筑节能，使其走低碳化的路线有重要的现实意义和深远意义。
由于传统的构造措施，比如种植屋面/蓄水屋面等构造措施都存在一个弊端，即会增加屋面荷重，使得其在大中跨度屋面应用当中受到很多限制。为解决该问题，开始在施工中采取现浇屋面空心板构造措施，后来发现该方法虽然解决了屋面构造荷重的问题，但在大中跨度的屋面当中该措施会使得板厚很大，并不是最佳选择。本文在总结前人经验的基础上，从屋顶结构措施方面，来实现屋顶保温隔热的目的，同时利用了空腹夹层结构良好的力学性能，并对其施工工艺进行改造，研制一种集建筑和结构功能于一体的施工技术，不仅有效提高了施工速度，缩短了施工周期，还能够大幅度地节约施工成本，同时不会对环境造成污染。
1 传统空腹夹层结构施工工艺存在的不足
传统空腹夹层结构施工工艺在过去的很长一段时间内被广泛的应用，具有很多突出优点，但是不可否认该施工工艺也存在很多不足之处，具体如下：①若与梁板式同时施工，该施工工艺需要的施工周期很长，客观上增加了施工成本。②局部方位施工局限，一些操作难以进行，该问题存在于很多传统施工工艺。因此，在改进施工工艺时，必须针对上述两点找到应对措施，即尽量减少施工时间和尽量简化操作手段。
2 传统的夹层结构施工工艺
通常在正式传统的空腹夹层结构施工之前，应先综合各方因素确定结构的尺寸，且在施工中对于其他元件之间的尺寸也要加以分析和整理，然后在进行施工。一般在空腹夹层结构施工中，具体的施工操作步骤如下所示：
首先，在施工的过程中对于带肋板的预制带肋板要采用细石混凝土作为主要的施工材料，利用混凝土强度等级和结构来判断结构强度，且在施工现场进行集中操作。由于混凝土施工离不开模板，而夹层结构本身存在的其他要求对于夹层结构混凝土模板的选择也极为关键，通常都是采用木模板为主，且在施工的时候要采用机械搅拌，严格控制搅拌质量和深度，并在振捣之后采用铁抹子进行压光、磨平，等到强度达到预计标准的90%以上的时候方可以拆模进行使用。
其次，支下肋模板的时候通常都是采用满堂脚手架为主，搭设的时候应当按照架体整体性、刚度、稳定性来进行综合分析，并用水准仪在钢管上定出一个合理的标准高线，底模则是采用木模板为主的。
再次，在施工的过程中钢筋控制极为关键，一般都是支好下肋侧以及剪力模板之后，按照相关的施工技术标准和剪力键钢筋来进行分析，并针对单面焊来进行焊接，焊缝长度一般都控制在15cm左右。
最后，一次浇筑底板、下肋以及建立键混凝土。
3 改进后的施工工艺
通常为更好地满足变形的需要，结构的高度应随着结构跨度的增大而提高，这是因为随着结构高度的增加结构能够承受更大的弯矩，诚然在中、大跨度的屋顶结构中采用空腹结构具有很多优势，不仅降低了料的使用量，也提高了结构的承载效率，但是其也面临着更多的风险和挑战，必须进一步的改进和完善该施工方法。
3.1 改进的可行性
改进空腹结构后，其结构由上弦肋板层和下弦肋板层通过装配钢管剪力键连接而成。受竖向荷载作用，空腹结构主要表现为板的受力特点，主要是两向弯曲变形；上、下层板肋是以轴力为主的压弯、拉弯构件；钢管剪力键承受双向的剪力和小量的双向弯矩，并且弯矩的反弯点在剪力键高度的中间。因此在钢管剪力键的中部设置开孔螺母连接其上下两部分，符合结构的受力状况。 3.2 改进后的施工工艺流程
改进后的施工工艺流程如图1。
3.3 施工材料与设备
①施工材料；②电动机械及其他工具；③保温隔热及防水材料；④钢筋根据设计要求确定规格和等级；⑤混凝土根据设计要求确定其强度等级；⑥装配式钢管剪力键。
3.4 施工要点
改进传统的施工工艺后，其施工要点也发生了变化，具体要求如下：
①施工前必要要素的准备。必要要素包括人员/机械/物料等，正式施工前必须做好各项必要要素的准备，具体：一是人员安排。保证每一位在岗人员都具备上岗资格和能力，并交付其相应工作，使其各司其职；二是机械检查。正式施工前必须对相关机械设备进行检查，确保其处于正常工作状态；三是物料。以设计图纸为依据，结合工程各项实际情况合理选择物料。
②测量放线。测量标高时必须严格依照设计图纸要求操作，同时还应该依照相关规范要求测定出模板的平面位置。
③下弦层肋板底支模。该环节与传统混凝土结构支模的要求一致。
④下弦层板肋钢筋绑扎。确保模板的标高和平面尺寸符合规范标准。
⑤定位并安放钢管剪力键下部。确保钢管剪力键与下弦层板肋面标高之间的关系符合相关规范要求。
⑥下弦层肋板混凝土浇筑。确保钢管剪力键的位置正确。
⑦安装上弦层预制板。首先依据设计图纸以人工的方式将预制板安装就位，然后绑扎钢筋笼，并进行混凝土浇筑和养护。当混凝土强度达到设计要求后，将下弦层模板拆除，最后铺设上弦层表面防水层即可。
3.5 工艺改进后的优点
改进后的施工工艺具有很多突出优点，具体如下：
①施工速度快。由于空腹夹层结构采用了钢管装配剪力键，省略了很多施工步骤，有助于加快施工速度。
②节能、防渗效果明显。改进后的施工工艺以结构的空腹形式为途径构建防水、防渗多道防线，具有良好的节能、防渗效果。
③屋面的隔热性能好。改进后的空腹夹层结构既将屋面的总热阻提高了，也加速了排出空气间层内的空气对流，具有良好的屋面的隔热性能。
④防水层维护费用少。传统施工工艺维修防水层时必须将架空层全部或者部分拆除，不仅耗时耗力，也增加了维护成本。但改进后的施工工艺有效解决了这一问题，未来应用前景良好。
4 工程实例
诸暨市西荡花苑工程于2007年7月开工，2008年4月竣工，工程屋顶采用空腹保温隔热结构，如图2和图3所示。在施工过程中采用了钢管装配剪力键施工工艺，不仅节约了施工成本，缩短了施工周期，还不对环境造成损害。
4.1 经济效益
以一个9m跨度的屋盖结构为例，对比分析空腹结构和普通实心楼板的材料用量及总热阻。采用普通梁板屋盖结构，板厚取跨度的1/35，为260mm。采用空腹结构，结构上表面到下表面的高度为500mm，上弦层的预制板厚为40mm，上、下肋截面为250×150mm，上弦板后浇层厚度为50mm，下弦层板厚50mm，钢管剪力键采用Φ140×6。
表1为空腹结构各层的热阻计算情况。根据表1可以计算出此空腹夹层结构的总热阻为0.270m2?K/W，屋面混凝土折算厚度210mm。若采用普通实心楼板，楼板厚度取为260mm，其导热系数为1.74W/m?K，则其传热阻为0.149m2?K/W。若仅仅比较作为结构层的实心楼板与空腹夹层板的热阻及折算混凝土板厚，可见，混凝土用量减小约20%，总热阻提高约80%。空腹结构的优势显而易见。
4.2 社会效益
提高屋顶的保温隔热性能和防水、防渗能力是本工法的主要目的。在材料用量不增加甚至减少的基础上，增加了保温隔热性能，符合建筑节能和可持续的技术发展方向。
5 结束语
随着社会的发展，人们对能源消耗越来越严重，传统的建筑施工技术已经不能适应现时代的发展潮流，对建筑施工技术向着节能、智能化的新技术、新方法的趋势进行改进，从而达到降低能源消耗，实现环境保护的目的，促进我国建筑行业可持续发展。
