輕鋼結(jié)構(gòu)活動(dòng)房屋的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

輕鋼結(jié)構(gòu)活動(dòng)房屋的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

1輕鋼結(jié)構(gòu)活動(dòng)房屋輕鋼結(jié)構(gòu)活動(dòng)房是一種非永久性建筑產(chǎn)品，可以移動(dòng)、拆除、移動(dòng)和重復(fù)使用。其主體結(jié)構(gòu)材料采用冷彎薄壁型鋼,圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用彩鋼夾芯板或其他輕質(zhì)板材,是一種新型的輕鋼結(jié)構(gòu)建筑體系。輕鋼結(jié)構(gòu)活動(dòng)房屋所有的構(gòu)件采用標(biāo)準(zhǔn)化、裝配式的設(shè)計(jì),在工廠進(jìn)行批量化預(yù)制。在工地安裝時(shí),結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間采用螺栓連接,圍護(hù)板件通過(guò)鑲嵌的方式安裝在輕鋼結(jié)構(gòu)上。與傳統(tǒng)工地的磚混結(jié)構(gòu)臨時(shí)建筑相比,輕鋼結(jié)構(gòu)活動(dòng)房屋具有無(wú)可替代的優(yōu)勢(shì):磚混結(jié)構(gòu)大量使用黏土磚,因此會(huì)減少耕地,破壞生態(tài),拆解時(shí)則形成建筑垃圾;而輕鋼結(jié)構(gòu)活動(dòng)房屋可循環(huán)使用。輕鋼結(jié)構(gòu)活動(dòng)房屋改變了傳統(tǒng)意義上的建筑方式,大大改善了工地的居住環(huán)境,為人們提供一種快捷的臨時(shí)居住場(chǎng)所,是綠色環(huán)保的建筑產(chǎn)品。2和圍護(hù)結(jié)構(gòu)高效環(huán)保的建筑輕鋼結(jié)構(gòu)活動(dòng)房屋由標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)的輕型鋼結(jié)構(gòu)和圍護(hù)結(jié)構(gòu)快速組合而成,所用的構(gòu)件可多次周轉(zhuǎn)使用,很好地實(shí)現(xiàn)了快捷高效、綠色環(huán)保的建筑理念,滿足了循環(huán)經(jīng)濟(jì)、低碳經(jīng)濟(jì)的要求。2.1活動(dòng)房屋,高模數(shù)模數(shù)大,可實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)輕鋼結(jié)構(gòu)活動(dòng)房屋構(gòu)件的品種多、數(shù)量多,決定了其制作和安裝必須嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)化的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)。采用“模數(shù)協(xié)調(diào)”原則和方法是最必要的手段,通過(guò)按統(tǒng)一的長(zhǎng)、寬、高的模數(shù)進(jìn)行空間組合,所有構(gòu)件采用裝配式結(jié)構(gòu),并以螺栓連接,較易實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)?；顒?dòng)房屋可靈活地進(jìn)行拆解、移設(shè)和構(gòu)件儲(chǔ)存。拆裝損耗極小,可多次周轉(zhuǎn)。具有高互換性、高生產(chǎn)效率和高使用效率等優(yōu)點(diǎn)。標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、通用化的生產(chǎn)制作方式對(duì)降低成本、提高生產(chǎn)率(快拆快裝)十分重要,由于產(chǎn)品互換性強(qiáng)的特點(diǎn),使許多活動(dòng)房企業(yè)得以采取租賃的形式經(jīng)營(yíng)?；顒?dòng)房屋的租賃使供應(yīng)商能夠提供專(zhuān)業(yè)化、規(guī)模化的服務(wù),實(shí)現(xiàn)臨建產(chǎn)品制造、搭建、倉(cāng)儲(chǔ)環(huán)節(jié)的規(guī)模效應(yīng),提高物料的使用效率。2.2臨時(shí)和簡(jiǎn)單輕鋼結(jié)構(gòu)活動(dòng)房屋產(chǎn)品一般使用周期較短,具有臨時(shí)性和簡(jiǎn)易性的特點(diǎn)。2.3彩鋼夾芯板圍護(hù)結(jié)構(gòu)輕鋼結(jié)構(gòu)活動(dòng)房屋主體結(jié)構(gòu)采用冷彎薄壁型鋼,用鋼量為10～16kg/m2;其圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用彩鋼夾芯板,均為輕質(zhì)材料,房屋整體重量較輕。因而其房屋基礎(chǔ)的截面相應(yīng)可以做得很小,從而大大降低了房屋整體造價(jià)。此外,由于整體重量輕,輕鋼結(jié)構(gòu)活動(dòng)房屋被廣泛用于屋面加層改造中。2.4家庭規(guī)模小輕鋼結(jié)構(gòu)活動(dòng)房屋屬小型房屋,跨度一般在11m以下。2.5小體積、大按面鋼結(jié)構(gòu)房屋構(gòu)件的裝配輕鋼結(jié)構(gòu)活動(dòng)房屋運(yùn)輸十分便捷。一臺(tái)7.5m長(zhǎng)貨車(chē)可以裝運(yùn)180m2左右輕鋼結(jié)構(gòu)活動(dòng)房屋的全部構(gòu)件,一個(gè)40呎(配貨毛重為220kN)的集裝箱可以裝運(yùn)300m2以上的房屋構(gòu)件。2.6安裝速度很快輕鋼結(jié)構(gòu)活動(dòng)房屋結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,裝拆十分快捷。一般情況下,4個(gè)安裝工人在1天之內(nèi)即可完成一棟100m2房屋的組裝。2.7建筑高度、寬度輕鋼結(jié)構(gòu)活動(dòng)房屋以彩色鋼板制作屋面和外墻面,色彩十分豐富。房屋高度、寬度有多種規(guī)格可供選擇;長(zhǎng)度可根據(jù)用戶的意愿,在規(guī)定模數(shù)范圍內(nèi)任意增減,靈活組合。3小區(qū)臨時(shí)結(jié)構(gòu)設(shè)施建筑業(yè)在工程開(kāi)工前必先建造辦公場(chǎng)所和供工人食宿的房屋,這些房屋在工程完畢時(shí)又要被拆毀,不僅建造時(shí)工期長(zhǎng),影響工程開(kāi)工速度,而且拆除時(shí)還會(huì)形成大量的建筑垃圾,造成浪費(fèi)和環(huán)境問(wèn)題。隨著時(shí)代的進(jìn)步,對(duì)工地臨建的安全性、適用性和居住條件都有了更高的要求。因而,在建設(shè)過(guò)程中都采用了大量的活動(dòng)房屋和其他形式的集成房屋。此外,野外露天作業(yè)、救災(zāi)安置和高峰時(shí)的旅游點(diǎn)等場(chǎng)合也需要各種可滿足不同要求以活動(dòng)房屋搭建的臨時(shí)住所。輕鋼結(jié)構(gòu)活動(dòng)房屋現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用于以下方面:1)城市建設(shè)、房地產(chǎn)項(xiàng)目的臨時(shí)用房。主要包括工地辦公室臨建、工地工人臨時(shí)宿舍、售樓部等。2)交通、水利、石油、天然氣等項(xiàng)目的臨時(shí)用房。主要包括野外作業(yè)的臨建設(shè)施及辦公室、工人臨時(shí)宿舍等。3)旅游用房。包括旅游景點(diǎn)野營(yíng)房、休閑設(shè)施及相應(yīng)服務(wù)功能用房,特別適合季節(jié)性的旅游服務(wù)設(shè)施。4)過(guò)渡安置房。主要用于:a.拆遷過(guò)渡房和配套服務(wù)設(shè)施;b.用于災(zāi)區(qū)臨時(shí)安置房和配套服務(wù)設(shè)施。5)臨時(shí)商業(yè)設(shè)施。包括小型商鋪、售報(bào)亭等。6)醫(yī)療服務(wù)臨時(shí)用房和配套服務(wù)設(shè)施。包括臨時(shí)病房、掛號(hào)、門(mén)診、倉(cāng)庫(kù)等設(shè)施。7)市政公用領(lǐng)域。包括治安崗?fù)?、交通崗?fù)?、公交調(diào)度亭、郵政報(bào)刊亭、工廠小區(qū)門(mén)口崗?fù)?門(mén)衛(wèi)室)和配電房等。8)軍事領(lǐng)域。主要用于:a.軍事演習(xí)臨時(shí)指揮所;b.戰(zhàn)地醫(yī)院;c.閱兵村等。9)展覽會(huì)、現(xiàn)場(chǎng)會(huì)、運(yùn)動(dòng)會(huì)等臨時(shí)用房。主要用于:a.會(huì)務(wù)設(shè)施;b.臨時(shí)商業(yè)服務(wù)設(shè)施等。4活動(dòng)房屋建筑特點(diǎn)輕鋼結(jié)構(gòu)活動(dòng)房屋長(zhǎng)度和寬度(跨度)均以K為模數(shù),長(zhǎng)度方向取模數(shù)K的整倍數(shù),一般小于32K;活動(dòng)房屋的寬度取模數(shù)K的整倍數(shù)或0.5,常用系列為1.5K、2K、2.5K、3K、4K、5K。由于我國(guó)的活動(dòng)房屋生產(chǎn)個(gè)性化現(xiàn)象十分明顯,模數(shù)K值在不同的企業(yè)也略有不同,大部分企業(yè)定義1K=1820mm,有些企業(yè)根據(jù)設(shè)計(jì)需要將模數(shù)K定為1830,2000mm?；顒?dòng)房屋高度方向以P為模數(shù),1P=950mm,這是由復(fù)合板的寬幅決定的。活動(dòng)房屋樓層數(shù)限定3層以下,產(chǎn)品的高度系列為3P(單層)、6P(雙層)、9P(3層)?？紤]使用安全的因素,許多地方有減少使用3層產(chǎn)品的趨向。輕鋼結(jié)構(gòu)活動(dòng)房屋的房型一般為雙坡屋頂,房屋坡度為1∶5。立柱采用2C或3C冷彎薄壁型鋼組合斷面。雙坡屋頂?shù)娜切挝菁堋敲骅旒芰壕捎美鋸澅”谛弯撝谱鳌；顒?dòng)房屋立柱間由圓鋼和花籃螺絲組成的柱間支撐來(lái)連接和調(diào)節(jié)。屋面、外墻面、門(mén)板多采用彩鋼夾芯板,芯材采用EPS、PU夾芯板、玻璃棉或巖棉等多種材料。門(mén)框采用冷彎薄壁門(mén)框型材,窗采用鋁合金門(mén)窗、塑鋼窗或壓型鋼窗等(圖1)。5產(chǎn)業(yè)配套能力正加快增強(qiáng)改革開(kāi)放以來(lái),以輕鋼結(jié)構(gòu)活動(dòng)房屋為代表的集成房屋產(chǎn)品得到了很大發(fā)展,我國(guó)活動(dòng)房屋企業(yè)適應(yīng)市場(chǎng)的能力正逐步增強(qiáng)。近10年來(lái),生產(chǎn)活動(dòng)房的企業(yè)逐年增多,廣泛分布于我國(guó)各個(gè)地區(qū)。隨著活動(dòng)房屋行業(yè)的整體發(fā)展,已具備較強(qiáng)的產(chǎn)業(yè)配套能力,初步形成一個(gè)獨(dú)立的行業(yè)。房屋與房地產(chǎn)市場(chǎng)相關(guān)度較高,而房地產(chǎn)市場(chǎng)可能因宏觀調(diào)控、市場(chǎng)需求等因素而呈周期性波動(dòng),房地產(chǎn)的景氣度直接影響到活動(dòng)房屋的需求。5.12國(guó)內(nèi)外活動(dòng)房屋的發(fā)展?fàn)顩r動(dòng)房屋的全面興起,僅僅在一個(gè)半月的時(shí)間內(nèi),就在四川災(zāi)區(qū)迅速搭建了62萬(wàn)套,約1200萬(wàn)m2的臨時(shí)住所(圖2),這對(duì)奪取抗震救災(zāi)的全面勝利發(fā)揮了重要作用。由于此次抗震救災(zāi)安置房的特殊性,各地鋼結(jié)構(gòu)公司憑借其技術(shù)、設(shè)備、人員的優(yōu)勢(shì)大量介入,使活動(dòng)房屋受到前所未有的宣傳普及,影響面、使用面日益擴(kuò)大,更多的鋼結(jié)構(gòu)企業(yè)和建材生產(chǎn)企業(yè)已經(jīng)開(kāi)始生產(chǎn)輕鋼結(jié)構(gòu)活動(dòng)房屋產(chǎn)品,各地仿建者如雨后春筍般地出現(xiàn),整個(gè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈。在歐美國(guó)家,客戶往往對(duì)活動(dòng)房屋的使用功能設(shè)計(jì)要求很高,房屋要具有其他建筑應(yīng)有的防水、防風(fēng)、防沙及保溫隔聲、防火、防雷等性能。由于活動(dòng)房屋的運(yùn)輸半徑有限,所以必須有足夠的分支機(jī)構(gòu)才能確保其租賃業(yè)務(wù)全面快速運(yùn)轉(zhuǎn)。法國(guó)ALGE-CO公司在歐洲9個(gè)國(guó)家有89個(gè)分支機(jī)構(gòu),7家生產(chǎn)基地,超過(guò)1600名員工。龐大的資金規(guī)模、技術(shù)力量、銷(xiāo)售網(wǎng)絡(luò)、運(yùn)輸系統(tǒng)是確保正常運(yùn)作與競(jìng)爭(zhēng)的有力武器。國(guó)內(nèi)外活動(dòng)房屋的發(fā)展?fàn)顩r表明,活動(dòng)房屋的市場(chǎng)容量、市場(chǎng)成熟度與當(dāng)?shù)氐恼w經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平成正比。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,活動(dòng)房屋的應(yīng)用將由經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的沿海地區(qū),逐步向內(nèi)地輻射,由中心城市逐步向二、三線城市輻射,發(fā)展?jié)摿薮?。從發(fā)達(dá)國(guó)家的實(shí)踐來(lái)看,活動(dòng)房屋主要應(yīng)用于市政、商業(yè)、旅游等領(lǐng)域,而我國(guó)活動(dòng)房屋多數(shù)用于工地臨建,在上述領(lǐng)域還未有大規(guī)模的應(yīng)用。6活動(dòng)場(chǎng)所行業(yè)的問(wèn)題和對(duì)策6.1生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)一步轉(zhuǎn)型活動(dòng)房屋行業(yè)并沒(méi)有很高的技術(shù)門(mén)檻。目前國(guó)內(nèi)參與企業(yè)有上千家,其中包括大量設(shè)施簡(jiǎn)陋、設(shè)備簡(jiǎn)單、施工粗糙的“作坊式”工廠,其生產(chǎn)企業(yè)的技術(shù)裝備水平較低。許多企業(yè)缺乏自主創(chuàng)新意識(shí),還停留在盲目擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模、生產(chǎn)低檔產(chǎn)品的階段。隨著社會(huì)的進(jìn)步,活動(dòng)房屋行業(yè)這種粗放式的增長(zhǎng)方式必須得到改變?；顒?dòng)房屋生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)著力提高裝備素質(zhì)和工藝水平,通過(guò)開(kāi)發(fā)沖、壓模具提高生產(chǎn)效率,通過(guò)噴涂流水線實(shí)現(xiàn)涂裝的自動(dòng)化,通過(guò)采用水性漆等新材料提高產(chǎn)品的涂裝質(zhì)量。要開(kāi)發(fā)與應(yīng)用機(jī)器人、機(jī)械手技術(shù)、高頻焊接技術(shù),實(shí)現(xiàn)焊接自動(dòng)化。預(yù)計(jì)到“十二五”后期,那些技術(shù)水平低、產(chǎn)品無(wú)特色的企業(yè)逐步被淘汰出該行業(yè),活動(dòng)房屋企業(yè)經(jīng)過(guò)優(yōu)勝劣汰,將會(huì)在競(jìng)爭(zhēng)中重新組合,形成經(jīng)濟(jì)規(guī)模,行業(yè)整體水平將會(huì)有較大的提高。“像造汽車(chē)一樣造房子”將是活動(dòng)房屋生產(chǎn)制造的必然趨勢(shì)。6.2國(guó)內(nèi)外活動(dòng)房屋發(fā)展現(xiàn)狀長(zhǎng)期以來(lái),國(guó)內(nèi)活動(dòng)房屋這一新興產(chǎn)業(yè)由于沒(méi)有統(tǒng)一的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn),行業(yè)主管單位也不明確,幾千家活動(dòng)房企業(yè)各自為戰(zhàn),產(chǎn)品質(zhì)量良莠不齊。行業(yè)主管單位的不明確和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的缺失,不利于對(duì)生產(chǎn)企業(yè)的管理和產(chǎn)品質(zhì)量的監(jiān)督檢查,最終可能導(dǎo)致這一新興產(chǎn)業(yè)的市場(chǎng)混亂。隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈,出現(xiàn)相互壓價(jià)、偷工減料、忽視產(chǎn)品設(shè)計(jì)等隱患日益突出。由于產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的滯后和缺項(xiàng),質(zhì)量管理的欠缺,在其使用中出現(xiàn)了一些問(wèn)題,如:鋼構(gòu)件加工安裝質(zhì)量不高、鋼構(gòu)件銹蝕、屋面漏水、防火性能差等。個(gè)別工程曾發(fā)生倒塌事故,如2009年9月成都龍?zhí)豆さ匕l(fā)生的3層活動(dòng)房因產(chǎn)品不合格遇強(qiáng)風(fēng)倒塌;2010年9月北京某開(kāi)發(fā)區(qū)工地發(fā)生了一場(chǎng)群毆事件,一棟活動(dòng)房2層外走道由于圍觀者過(guò)多,走道板突然坍塌墜落,導(dǎo)致多人死傷。當(dāng)前對(duì)活動(dòng)房行業(yè)的管理上也存在一定問(wèn)題。為應(yīng)對(duì)陸續(xù)出現(xiàn)的安全事故、火災(zāi)事故,各地出臺(tái)了形形色色的文件,這些規(guī)定中不乏生搬硬套固定建筑要求的條款,也不乏行政命令的色彩和地方保護(hù)主義的色彩。近兩年,由于冬季火災(zāi)頻發(fā),有些地區(qū)強(qiáng)行推出了墻板材料采用巖棉板的要求。在此過(guò)程中,其弊端就開(kāi)始逐步顯現(xiàn):1)作為芯材的巖棉板的密度必須在100～120kg/m3之間,密度相對(duì)較大。用作輕鋼結(jié)構(gòu)活動(dòng)房屋的外墻板,最底層的板材所受到的壓力較大,使用一段時(shí)間以后,下層芯材被向上擠壓,企口發(fā)生變形,影響板材的周轉(zhuǎn)使用。2)巖棉的吸水率約5%,使用一段時(shí)間后,巖棉吸水膨脹,復(fù)合板起鼓變形,特別是與地面接觸的墻板,極易受雨水和地面水分浸蝕而損壞。3)在工廠制作及工地上二次加工時(shí),安裝工人受巖棉粉塵影響有皮膚瘙癢的癥狀。在使用時(shí),用戶反映巖棉屑被風(fēng)吹掉在床鋪上,出現(xiàn)皮膚瘙癢,影響休息和健康。4)巖棉彩鋼復(fù)合板的活動(dòng)房屋拆裝損耗很大,降低了可周轉(zhuǎn)次數(shù)。5)市場(chǎng)上巖棉板質(zhì)量良莠不齊,許多廠家采用低質(zhì)礦渣棉板,嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量。因此,如何合理而有效地規(guī)范活動(dòng)房屋市場(chǎng),保證行業(yè)健康發(fā)展,是一個(gè)十分突出問(wèn)題。目前,活動(dòng)房屋的防火、隔熱、保溫、隔聲等問(wèn)題受到重視,新材料、新技術(shù)、新工藝的應(yīng)用初見(jiàn)端倪。《地震災(zāi)區(qū)過(guò)渡安置房建設(shè)技術(shù)導(dǎo)則》(試行)已成為活動(dòng)房屋產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的初級(jí)模板。日前,由成都市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)院牽頭,包括多家科研和工程管理機(jī)構(gòu)以及雅致集成房屋股份有限公司等活動(dòng)房生產(chǎn)龍頭企業(yè)成立了標(biāo)準(zhǔn)修訂編制小組。編制組深入企業(yè)和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研我國(guó)活動(dòng)房產(chǎn)品的生產(chǎn)、安裝、使用情況,探討目前國(guó)內(nèi)活動(dòng)房設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)工藝的需求和發(fā)展趨勢(shì),詳細(xì)地分析、研究國(guó)內(nèi)外活動(dòng)房屋的相關(guān)資料,并向有關(guān)的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、使用、管理單位廣泛地征求意見(jiàn)。在此基礎(chǔ)上編制的《拆裝式輕鋼結(jié)構(gòu)活動(dòng)房》標(biāo)準(zhǔn)稿已經(jīng)完成。6.3從建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中工程用輕鋼結(jié)構(gòu)活動(dòng)房屋屬臨時(shí)建筑,具有不同于一般建筑物的特點(diǎn),對(duì)產(chǎn)品的驗(yàn)收方式也應(yīng)有所不同,盲目套用現(xiàn)有的固定建筑的規(guī)范將會(huì)造成社會(huì)資源的浪費(fèi)。具有房屋功能的輕鋼結(jié)構(gòu)活動(dòng)房屋產(chǎn)品的安全要求,必須以保證安全、經(jīng)濟(jì)實(shí)用為前提,從其臨時(shí)性和簡(jiǎn)易性出發(fā),以促進(jìn)技術(shù)進(jìn)步、提高產(chǎn)品質(zhì)量為目的,做到科學(xué)論證、實(shí)事求是,避免出現(xiàn)“一放就亂,一管就死”的混亂現(xiàn)象。活動(dòng)房屋有多種要求,既有抗風(fēng)壓、氣密性、水密性、保溫、隔聲等一般性要求,又有防火、防盜等強(qiáng)制性要求。而我國(guó)目前從建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范、防火規(guī)范到建筑材料規(guī)范,無(wú)不是以固定建筑為對(duì)象,較少考慮活動(dòng)房屋的臨時(shí)性和簡(jiǎn)易性,更缺乏對(duì)輕鋼結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的試驗(yàn)研究數(shù)據(jù)。同樣,我國(guó)目前采用的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件,也多以門(mén)式剛架和高層鋼結(jié)構(gòu)作為原型,較少顧及輕型結(jié)構(gòu)的使用條件。如夾芯板蒙皮效應(yīng)的作用,在大型鋼結(jié)構(gòu)之中發(fā)揮不了多大效用,而在輕型結(jié)構(gòu)中卻舉足輕重,但目前還沒(méi)有對(duì)這方面定量分析的公式。按文獻(xiàn)中提出的鋼框架填充鑲嵌板抗側(cè)力試驗(yàn)的方法原理進(jìn)行彩鋼夾芯板測(cè)量抗側(cè)力試驗(yàn),將彩鋼夾芯板的抗側(cè)力轉(zhuǎn)化為等效的柱間支撐的作用力,從而建立起更符合輕鋼結(jié)構(gòu)活動(dòng)房屋的力學(xué)模型(圖3)。6.4安置房防火試驗(yàn)及結(jié)果分析由于活動(dòng)房屋主要由輕型板材和輕鋼結(jié)構(gòu)組成,其防火性能相對(duì)較差;而活動(dòng)房屋多用作臨時(shí)建筑,對(duì)防火的要求較一般建筑低。如果不采取防火措施,則房屋的安全得不到保證;如果采用固定建筑的防火要求則房屋材料不適合周轉(zhuǎn),且成本過(guò)高。目前,用于彩鋼夾芯板的芯材材料包括聚苯乙烯、聚氨酯、巖棉、玻璃棉等。從物理性能上講,EPS最適合用于彩鋼夾芯板。首先EPS與彩鋼有很好的粘接性,其粘接強(qiáng)度約是巖棉與彩鋼粘接強(qiáng)度的2倍,玻璃棉與彩鋼的3倍,EPS與彩鋼復(fù)合后整體形成很好的強(qiáng)度和剛度;其次,EPS塑性好于其他材料,防水性好,經(jīng)久耐用,而且十分經(jīng)濟(jì),用作輕鋼結(jié)構(gòu)活動(dòng)房屋的圍護(hù)材料性?xún)r(jià)比相當(dāng)高。但是,EPS彩鋼板存在的消防問(wèn)題也十分突出。EPS復(fù)合板起火時(shí),在室內(nèi)高溫下,EPS材料發(fā)生熔融,形成空腔,進(jìn)而燃燒,導(dǎo)致彩鋼夾芯板失去承載力。由于火焰在彩鋼板內(nèi)部燃燒,消防員只能把水打到外部板材上進(jìn)行降溫,不能直接撲滅夾芯部位的火焰。另外,即使面積不大的EPS板房發(fā)生火災(zāi),也會(huì)產(chǎn)生大量的黑色濃煙,造成很大的社會(huì)影響。在汶川特大地震爆發(fā)后,雅致公司與公安部四川消防研究所共同完成了災(zāi)區(qū)安置房防火狀況調(diào)研工作,并模擬安置房布局,對(duì)活動(dòng)房進(jìn)行實(shí)體燃燒試驗(yàn)(圖4)。從試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),輕鋼結(jié)構(gòu)活動(dòng)房屋起火燃燒后,PU材料如果隔著石膏板吊頂會(huì)發(fā)生碳化,從而阻止進(jìn)一步燃燒的發(fā)生。其次,活動(dòng)房屋火災(zāi)的蔓延與室內(nèi)物體的數(shù)量及其燃燒性能密切相關(guān)。試驗(yàn)表明,在汶川地區(qū),采用活動(dòng)房的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)在正常火荷載下,完全滿足阻燃要求,當(dāng)室內(nèi)少量物品燒光后火自行熄滅。而在另一棟房屋內(nèi),由于屋內(nèi)放置了大量物品,在這些材料充分燃燒的情況下,房屋墻體和屋面的圍護(hù)材料也完全燒光。這說(shuō)明輕鋼結(jié)構(gòu)活動(dòng)房屋在滿足阻燃的情況下,火荷載起決定作用。為提高產(chǎn)品的防火性能,在全國(guó)各地也跟蹤調(diào)研分析了多家公司活動(dòng)房屋的火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)。分析發(fā)現(xiàn),影響活動(dòng)房屋火災(zāi)的首要因素是火災(zāi)時(shí)屋面火焰的迅速蔓延,圖5案例就是明證。該火災(zāi)起火點(diǎn)在2樓一側(cè),當(dāng)最后火勢(shì)撲滅時(shí),屋面板上的PU材料已經(jīng)全燒光了,而2層的木夾板大部分還能保持承載力。在燃燒過(guò)程中,火焰的傳播途徑為兩個(gè)方面:一是裸露的保溫材料,如屋面等處;二是在室內(nèi)高溫下,EPS材料發(fā)生熔融,形成空腔,空氣進(jìn)入其中促進(jìn)燃燒,在其后的燃燒過(guò)程中,由于空腔內(nèi)燃燒的煙囪效應(yīng),更助長(zhǎng)了火勢(shì)的發(fā)展。最終彩鋼板脫離,EPS完全暴露在外,直至燃燒結(jié)束。因此,活動(dòng)房屋防火應(yīng)主要解決防止起火和起火后防止火勢(shì)迅速蔓延的問(wèn)題,應(yīng)從構(gòu)造措施和管理措施兩方面加以解決,以切斷表面火焰?zhèn)鲗?dǎo)性為主。如果將EPS等阻燃材料與玻璃棉或巖棉、礦渣棉等不燃材料制成組合芯材的彩鋼復(fù)合板,則可以結(jié)合這兩種材料的優(yōu)點(diǎn),即可防水又可通過(guò)不燃材料構(gòu)造層解決活動(dòng)房屋防火問(wèn)題。為此,雅致公司與公安部四川消防研究所進(jìn)一步合作,研究防火型的彩鋼夾芯板。其基本思路是:采用構(gòu)造防火的方式制作復(fù)合型芯材的彩鋼夾芯板,通過(guò)不燃材料阻斷火災(zāi)時(shí)夾芯板內(nèi)空腔的擴(kuò)張,從而保持夾芯板的承載力。并就此通過(guò)一系列試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。對(duì)在彩鋼夾芯板的芯材中加入橫向隔斷和縱向隔斷制成的試件進(jìn)行52組SBI燃燒試驗(yàn)。對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果顯示,以龍王牌EPS顆粒制成的夾芯板級(jí)別由未加隔斷的E級(jí)提高到B級(jí),而以另一個(gè)品牌EPS顆粒制成的夾芯板級(jí)別也由E級(jí)提高到C級(jí)(圖6)。作為對(duì)比試驗(yàn),加入豎向隔斷的結(jié)構(gòu),其SBI級(jí)別還是E級(jí)(圖7)。試驗(yàn)結(jié)果表明,在彩鋼夾芯板內(nèi)部結(jié)構(gòu)中,加入橫向隔斷后,彩鋼夾芯板的燃燒性能可以大大提高。證明了采用橫隔斷方式的結(jié)構(gòu)可有效地解決EPS復(fù)合板的防火問(wèn)題。利用這一成果,可制作圖8所示的復(fù)合材料型的彩鋼夾芯板。當(dāng)夾芯板橫向放置時(shí),底層的EPS解決墻體最下方的墻板雨水侵襲問(wèn)題和彩鋼夾芯板企口處夾芯材料的沉降問(wèn)題,中部的EPS條則可提高芯材與彩鋼板之間的粘接力進(jìn)而增強(qiáng)夾芯板的整體剛度,中間A級(jí)不燃材料則可起到分倉(cāng)隔斷火焰的作用。相對(duì)單純巖棉、玻璃棉復(fù)合板,它兼具重量輕、整體剛度高、防水性佳、耐久性好、成本較低等優(yōu)點(diǎn)。既保持了EPS復(fù)合板防水、輕質(zhì)的特性,又具備了