鋼結構技術(shù)論文
中國建筑金屬結構協(xié)會(huì )
建筑鋼結構分會(huì )主辦
中國建筑金屬結構協(xié)會(huì )
建筑鋼結構分會(huì )主辦
摘 要：本文通過(guò)對鋼結構房屋冷（熱）橋產(chǎn)生原因的分析，針對性的提出了鋼結構房屋防冷（熱）橋系統及重點(diǎn)部位的解決方案，希望對解決鋼結構房屋防冷（熱）橋這一難題提供有益的思考。
關(guān)鍵詞：建筑 鋼結構 防冷（熱）橋 解決方案
隨著(zhù)我國社會(huì )經(jīng)濟技術(shù)的不斷發(fā)展，客戶(hù)對于鋼結構房屋的質(zhì)量要求越來(lái)越高。其中對鋼結構房屋防冷（熱）橋的要求就是其中主要的內容之一。由于鋼結構房屋存在冷（熱）橋的問(wèn)題，致使鋼結構房屋存在兩大質(zhì)量隱患，其一是熱能的大量損失；其二是室內溫度達到一定程度就會(huì )產(chǎn)生結露滴水的現象。熱能損失是有悖于節能降耗的國家建筑節能的總體政策要求，而結露滴水會(huì )影響室內設備及產(chǎn)品安全，包括鋼結構房屋建筑本身，在電子、煙草、紡織、醫藥、食品以及核能源對防漏水要求很高的行業(yè)中會(huì )影響到生產(chǎn)的正常運營(yíng)和產(chǎn)品質(zhì)量。但是鋼結構房屋的冷（熱）橋問(wèn)題長(cháng)期并普遍地存在著(zhù)。本文試通過(guò)多年的實(shí)踐及實(shí)驗，總結解決鋼結構房屋重點(diǎn)部位的冷（熱）橋問(wèn)題，請指正。
1. 鋼結構房屋產(chǎn)生冷橋的原因分析
冷橋：也稱(chēng)熱橋，這是南北方對同一事物現象的不同叫法。北方稱(chēng)為冷橋，而南方一般稱(chēng)為熱橋（在冷庫中也稱(chēng)冷橋）。本文后統稱(chēng)為冷橋。鋼結構房屋的冷橋主要是指鋼結構建筑外圍護系統與外界進(jìn)行熱量傳導時(shí)，由于圍護結構中的某些部位傳熱系數明顯大于其他部位，使得熱量集中地從這些部位快速傳遞的現象。這種快速傳遞的現象，一方面會(huì )大量地發(fā)生熱損失，嚴重的情況下相當于降低三分之一的玻璃纖維保溫棉的熱阻值（《鋼結構》2004年第一期張偉《鋼結構建筑的保溫設計》），另一方面也可能造成冷凝結露現象。
鋼結構房屋產(chǎn)生冷橋的原因主要是由于目前鋼結構設計和施工方法中存在冷橋或節點(diǎn)缺陷造成的。其主要表現在以下幾個(gè)方面：
1.1單層或雙層鋼板的檁條冷橋
在鋼結構房屋中的屋面和墻面系統，由于設計和構件的原因，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，即導熱系數大大提高，造成整個(gè)建筑的保溫性能大降。
圖1 檁條冷橋（外露自攻釘冷橋）示意圖[鋼結構房屋防冷（熱）橋問(wèn)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的情況（如圖1）；另外一種是立縫板(咬口板)或暗扣板不外露螺釘的情況（如圖2）。
圖2 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(guò)檁條，通過(guò)下層板形成冷橋通路，即使在螺釘帽上覆蓋保溫材料，也會(huì )通過(guò)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(guò)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）、出屋面拉索節點(diǎn)和設備支架等（如圖3）。
圖3 屋面開(kāi)洞的冷橋[鋼結構房屋防冷（熱）橋問(wèn)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。這是屋面結露最為嚴重的部位。無(wú)論是單層采光還是雙層采光，均存在冷橋現象嚴重的問(wèn)題。
1.5 檐口和高低跨冷橋
圖4 檐口和高低跨冷橋[鋼結構房屋防冷（熱）橋問(wèn)題]
1.6 防結露鋼結構房屋避雷系統的冷橋
由于屋面防冷橋需采取斷橋處理（見(jiàn)后章節），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，該套系統也存在冷橋的問(wèn)題。
2.鋼結構房屋防冷橋系統的原理
解決鋼結構房屋的冷橋，其基本原理就是“斷橋”，讓熱傳導在冷橋的部位斷開(kāi)或降低熱工損失。因此，在解決這類(lèi)問(wèn)題時(shí)，需使用特殊的材料或工藝方法，把冷橋“斷開(kāi)”。
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象，可以在屋面板墻面板與檁條交接部位設置保溫條（如圖5）。
圖5 檁條保溫[鋼結構房屋防冷（熱）橋問(wèn)題]
由于保溫條的設置，可以使被壓縮的保溫棉部位的熱工性能提高，即導熱系數降低。該保溫條主要具備三個(gè)特點(diǎn)：第一，要有足夠的熱工性能，導熱系數不能高于0.039W/(m.K)；第二，要具備足夠的強度，否則，無(wú)論屋面板還是墻面板都會(huì )因其強度不夠而無(wú)法實(shí)現與檁條的有效連接；第三，要有長(cháng)效性能，即能與建筑設計壽命相一致。
2.2 屋面板與墻面板防冷橋自攻螺釘
為解決鋼結構房屋面板與墻面板的自攻螺釘問(wèn)題，需使用鋼結構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）。
圖6 鋼結構斷橋自攻釘[鋼結構房屋防冷（熱）橋問(wèn)題]
鋼結構斷橋自攻螺釘的原理（如圖6）。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、墻面拉索節點(diǎn)發(fā)生冷橋的解決方案，其原理都是進(jìn)行合理的斷橋。目前，建筑市場(chǎng)還沒(méi)有專(zhuān)門(mén)制造及開(kāi)發(fā)這類(lèi)產(chǎn)品。因此，需要由設計院或鋼結構專(zhuān)業(yè)施工公司自行設計或制造這類(lèi)配件，以通過(guò)合理的施工工藝達到長(cháng)效斷橋的效果。此類(lèi)解決方案詳見(jiàn)第三部分內容。
3. 鋼結構房屋冷橋解決方案
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構斷橋自攻螺釘。應用方法就是在鋪設保溫棉之后，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(shí)固定屋面板或支架的間距，具體方法（見(jiàn)圖7）。
圖7 屋面檁條防冷橋[鋼結構房屋防冷（熱）橋問(wèn)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置（屋面檁條保溫條只是在有自攻螺釘的部分設置，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(huì )搧動(dòng)）。具體方法（如下圖8）。
圖8 墻面檁條防冷橋[鋼結構房屋防冷（熱）橋問(wèn)題]
3.3 屋面通風(fēng)器支座防冷橋解決方案
屋面通風(fēng)器支座防結露也是非常重要的問(wèn)題。但在實(shí)際工程中往往被忽略。該問(wèn)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(shí)，把能形成冷橋的通路斷開(kāi)即可，具體方案（如圖9）。
圖9 通風(fēng)器支座防冷橋[鋼結構房屋防冷（熱）橋問(wèn)題]
3.4 出屋面墻面鋼構件的防冷橋解決方案
出屋面拉索或出屋面設備支架的防冷橋問(wèn)題的解決，在實(shí)際工程中是比較困難的。因為即要考慮防冷橋，同時(shí)還要防漏水。經(jīng)多年研究和實(shí)踐，用德泰蓋片的處理方法能夠長(cháng)效解決這些情況防冷橋問(wèn)題，具體方法（如圖10）。
圖10 出屋面鋼構件的防冷橋
3.5 屋面采光板防冷橋解決方案
解決采光板冷橋問(wèn)題需提升采光板的隔熱保溫性能，除此之外，采光板安裝節點(diǎn)的防冷橋也同樣進(jìn)行處理（方案同屋面檁條防冷橋）具體方法（如圖11）。
圖11 采光板防冷橋[鋼結構房屋防冷（熱）橋問(wèn)題]
3.6 檐口和高低跨防冷橋解決方案
檐口和高低跨等類(lèi)似的部位可以通過(guò)施工方法解決斷橋問(wèn)題。具體方案（如圖12）。
圖12 檐口和高低跨防冷橋[鋼結構房屋防冷（熱）橋問(wèn)題]
總之，防冷橋問(wèn)題是鋼結構房屋比較困難的一個(gè)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(wèn)題。
（成都泰格鋼結構網(wǎng)架廠(chǎng)，成都 610204）
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