超高層住宅綜合建造技術(shù)研究

1、超高層住宅綜合建造技術(shù)研究課題名稱： 超高層住宅綜合建造技術(shù)研究 課題承擔(dān)單位（蓋章）： 中國建筑第七工程局有限公司 課題起止時間： 2010年01月至2012年12月 課題驗收時間： 2013年1月 目錄1 緒論11.1 選題背景11.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11.3 依托工程21.4 本研究的方法及主要內(nèi)容22 地基與基礎(chǔ)施工技術(shù)42.1基坑工程42.2地下室防水62.3大體積混凝土施工63 主體結(jié)構(gòu)施工83.1施工測量83.2模板工程103.3鋼筋工程124.4混凝土工程133.5鋼結(jié)構(gòu)工程183.6垂直運輸213.7腳手架工程253.8綠色環(huán)保施工技術(shù)263.9信息化施工324 機電設(shè)備施工

2、技術(shù)364.1管線二次深化設(shè)計364. 2給排水及消防系統(tǒng)374.3暖通空調(diào)工程384. 4建筑電氣394. 5建筑物防雷424. 6建筑智能化435 超高層住宅建造施工主要裝備455.1 垂直運輸裝備455.2鋼筋加工裝備555.3混凝土、砂漿施工裝備646 結(jié)論71741 緒論1.1 選題背景目前，我國資源消耗高、浪費大、環(huán)境污染等問題非常嚴(yán)重，隨著經(jīng)濟的快速增長和人口的不斷增加，淡水、土地、能源、礦產(chǎn)等資源不足的矛盾更加突出，環(huán)境壓力日益增大。土地資源的節(jié)約集約利用和循環(huán)、高效利用成為發(fā)展的必然 而現(xiàn)代辦公樓的建設(shè)由于用地緊張，所需面積又較大，現(xiàn)在多以高層和超高層建筑為主。但超高層住宅在

3、我國的發(fā)展時間還不長，建造高層住宅還存在著諸多問題，針對超高層住宅的特點如何建造出結(jié)構(gòu)安全，經(jīng)濟合理，耐用持久和建造技術(shù)先進的高層住宅樓已是迫在眉睫的問題。 超高層樓宇就像一條豎立起來的街道，存在著安全、內(nèi)部交通、環(huán)境、能源消耗等多種難以妥善解決的問題，越是向高處發(fā)展，安全性、耐久性及適用舒適等問題就愈多，對結(jié)構(gòu)、建筑、機電、暖通、電梯等專業(yè)的要求就越高。本課題正是針對上述問題展開研究。1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀超高層建筑，作為建筑大家庭中十分年輕的一員，發(fā)展到21世紀(jì)的今天也僅僅只有100多年的歷史。在這短短的一個多世紀(jì)里，超高層建筑在其結(jié)構(gòu)形式、垂直交通、功能布局以及建筑形態(tài)等等各個方面都發(fā)展

4、出了一套龐大而又豐富的科學(xué)與技術(shù)體系。鑒于這種建筑類型最早誕生于歐美國家，之后又在那兒得到其早期的發(fā)展，再往后才慢慢出現(xiàn)在發(fā)展中國家。進入21世紀(jì)，中國內(nèi)地的超高層住宅進入了蓬勃快速發(fā)展的時代，特別在上海、北京、廣州超高層建筑居多；但在我們這個注重節(jié)約資源和保護環(huán)境的時代里，對超高層住宅的建設(shè)在經(jīng)濟合理性,建造技術(shù)的先進性等方面都提出了更高的要求，我們只有不斷努力研究，發(fā)現(xiàn)新問題并及時解決，才能跟得上我國經(jīng)濟技術(shù)的飛速發(fā)展。1.3 依托工程本課題依托中建系統(tǒng)及課題研究合作單位已建和在建的超高層住宅工程，提煉超高層住宅工程的關(guān)鍵技術(shù)和核心技術(shù)，總結(jié)集成該類工程的成套施工技術(shù)。1.4 本研究的方法

5、及主要內(nèi)容1.4.1 研究方法（1）制定課題實施方案并明確責(zé)任分工。（2）資料收集：了解當(dāng)前相關(guān)領(lǐng)域研究狀況，查閱已有的相關(guān)研究成果及應(yīng)用情況。（3）調(diào)研與考察：調(diào)查國內(nèi)現(xiàn)有建成或在建的超高層住宅情況，查找出存在的問題。（4）分析、整理與量化調(diào)查資料：對查閱資料和考察結(jié)果進行量化分析、總結(jié)，整理得出共性的數(shù)據(jù)和理念。（5）成果整理：在現(xiàn)有施工技術(shù)水平基礎(chǔ)上，集成并創(chuàng)新超高層住宅綜合建造技術(shù)。1.4.2 主要內(nèi)容1、地基與基礎(chǔ)施工技術(shù)：包括基坑支護、基坑降水、基坑監(jiān)測、地下室防水及大體積混凝土施工技術(shù)。2、主體結(jié)構(gòu)施工技術(shù)：包括施工測量、模板、鋼筋、混凝土、鋼結(jié)構(gòu)、垂直運輸、腳手架、綠色施工、信

6、息化施工技術(shù)。3、機電設(shè)備安裝施工技術(shù)：包括管線二次深化設(shè)計、給排水及消防系統(tǒng)、暖通空調(diào)、建筑電氣、建筑防雷、建筑智能化施工技術(shù)。4、施工裝備技術(shù)：包括垂直運輸、鋼筋加工、混凝土、砂漿等施工設(shè)備應(yīng)用技術(shù)。2 地基與基礎(chǔ)施工技術(shù)超高層住宅多是一座城市規(guī)劃中的地標(biāo)項目，它的選址至少符合兩個特點：一是只有寸土寸金的城市中心區(qū)，才有必要建設(shè)高容積率的超高層住宅，實現(xiàn)利益最大化；二是擁有較稀缺的城市景觀或自然資源，如臨江或臨湖而立等。超高層住宅基礎(chǔ)工程施工常要面對基坑深、面積大、各區(qū)落差大、緊鄰重要建筑物、基底有承壓水等諸多問題，這對基坑支護、施工降水、基坑監(jiān)測、地下室防水、周邊壞境保護等方面提出了更高

7、的要求。2.1基坑工程2.1.1 基坑支護目前，適用于超高層住宅建筑基坑的主要支護方式、特點及適用范圍見表2-1-1，在具體施工過程中，需根據(jù)工程特點、地質(zhì)條件和周邊環(huán)境，本著安全可靠、技術(shù)可行的原則，選擇適合工程實際的基坑支護形式。表2-1-1 適用于超高層建筑的基坑支護技術(shù)支護方式特 點適用范圍地下連續(xù)墻（或地下連續(xù)墻+內(nèi)支撐）剛度大，整體性好，結(jié)構(gòu)安全及防滲性均較可靠，可以作為地下室側(cè)墻的組成部分適合于開挖深度大于10m、對變形控制要求較高的重要工程。對土壤的適應(yīng)范圍很廣，在軟弱的沖積層、中硬地層、密實的砂礫層以及巖石的地基中都可應(yīng)用樁錨支護（或樁+內(nèi)支撐、樁+錨桿）施工設(shè)備簡易，技術(shù)較

8、成熟；剛度大，抗彎能力強，能有效地控制基坑壁的土體變形適用于開挖深度較深且對支護結(jié)構(gòu)的變形要求嚴(yán)格的基坑工程。對土壤的適應(yīng)范圍很廣，粘土、粉土、中砂、粗砂地基等都可應(yīng)用復(fù)合土釘墻支護穩(wěn)定可靠、施工簡便且工期短、效果較好、經(jīng)濟性好 適用于深度不超過12m的基坑工程。主要用于土質(zhì)較好地區(qū)，我國華北和華東北部一帶應(yīng)用較多，目前我國南方地區(qū)亦有應(yīng)用型鋼水泥土復(fù)合攪拌樁支護具有可靠的止水性，結(jié)構(gòu)占地和施工占地少，廢土外運量少，施工時無振動、無噪聲、無泥漿污染，工程造價低該技術(shù)目前可在開挖深度15m下的基坑圍護工程中應(yīng)用?？稍谡承酝?、粉土、砂礫土中使用，目前國內(nèi)主要在軟土地區(qū)應(yīng)用2.1.2基坑降水隨著基坑

9、深度的增加，需要降水的深度也隨之增加。為避免建筑因基坑外降水過多而造成周邊建筑的地基下沉，威脅周邊建筑的安全，超高層住宅建筑常采用基坑側(cè)壁帷幕加基坑底封底的截水措施，阻截基坑側(cè)壁及基坑底面的地下水流入基坑，同時采用降水措施抽取或引滲基坑開挖范圍內(nèi)現(xiàn)存的地下水。施工過程中，有時還需要利用坑外減壓井以解決承壓水對深基坑安全的威脅。水資源缺乏的地區(qū)，應(yīng)采取基坑施工降水回灌技術(shù)，利用自滲效果將上層滯水引滲至下層潛水層中，使大部分水資源重新回灌至地下。為加強水資源的利用，地下水回收再利用技術(shù)正在得到大力推廣，其作法是將全部或部分基坑降水集中存放，用于消防、降塵、車輛沖洗、廁所沖洗、結(jié)構(gòu)施工(主要為混凝土

10、養(yǎng)護)、裝修施工等。2.1.3基坑監(jiān)測基坑監(jiān)測是每一個超高層建筑基礎(chǔ)施工時必須做好的工作。國家標(biāo)準(zhǔn)建筑基坑工程監(jiān)測技術(shù)規(guī)范GB50497-2009規(guī)定：“開挖深度大于等于5m或開挖深度小于5m但現(xiàn)場地質(zhì)情況和周圍環(huán)境較復(fù)雜的基坑工程以及其他需要監(jiān)測的基坑工程應(yīng)實施基坑工程監(jiān)測”。同時，該規(guī)范對監(jiān)測項目、基坑監(jiān)測點布置、監(jiān)測方法及精度要求等方面也做出了具體規(guī)定。2.2地下室防水超高層住宅建筑地下室工程一般要求達(dá)到防水等級為一級的標(biāo)準(zhǔn)，即要滿足地下工程不滲水、結(jié)構(gòu)表面無濕漬的要求。眾多工程的實踐證明，超高層住宅建筑地下室防水設(shè)計時，除應(yīng)考慮以結(jié)構(gòu)自防水為主、附加防水為輔的組合外，還應(yīng)采取有利于地下

11、防水的主動措施，如：基坑回填土不用砂石而采用灰土夯實回填，利用石灰水化后和土壤中的二氧化硅和三氧化二鋁等物質(zhì)結(jié)合生成新的膠凝物硅酸鈣水化物（）、鋁酸鈣水化物（）和硅鋁酸鈣水化物（）等，使灰土后期具有較高的強度和水硬性，阻止地下水向地下室滲透；當(dāng)?shù)叵滤疄槌袎核畷r，宜采用錨樁或在基礎(chǔ)外設(shè)置減壓井等抗浮措施，以防止地下室上浮或地下室底板被地下水頂裂。2.3大體積混凝土施工大體積混凝乳施工時，整體澆注難度大，交叉作業(yè)嚴(yán)重，工期長，而且混凝土裂縫不能有效的進行控制，影響整個混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。通過繼承已有的后澆帶分倉法、跳倉法及分層分倉法澆注等技術(shù)的長處，針對其不足之處采取相應(yīng)對策予以克服，從而創(chuàng)造出一種

12、既適用普通大體積混凝土又適用于具有超長、超寬、超厚等特點的超常規(guī)大體積混凝土的新技術(shù)，重點從解決大體積混凝土溫度裂縫和收縮裂縫兩個方面著手，從而提高大體積混凝土的施工質(zhì)量和工期：a)解決收縮裂縫通過將后澆帶分倉法和跳倉法相結(jié)合解決收縮裂縫：用膨脹帶取代后澆帶實現(xiàn)無縫施工，膨脹混凝土和普通混凝土交替連續(xù)澆注，不留設(shè)施工縫，從而實現(xiàn)整體連續(xù)無縫施工。膨脹帶宜小于通常的后澆帶間距，應(yīng)不超過30m；為保證膨脹應(yīng)力足夠大，膨脹帶的寬度應(yīng)大于原后澆帶寬度，不應(yīng)小于2m，與跳倉法相比大大減少膨脹混凝土用量；膨脹帶內(nèi)的膨脹混凝土強度亦提高一級，但其膨脹率應(yīng)比后澆帶內(nèi)補償收縮混凝土提高50以上，以提高膨脹效果。

13、b)解決溫度裂縫根據(jù)溫度裂縫產(chǎn)生的原理，對于溫度裂縫，無非是一方面從原材料及配合比設(shè)計方面考慮盡量降低水化熱，以降低絕熱溫升；另一方面從施工方面采取蓄熱養(yǎng)護技術(shù)，盡量提高大體積混凝土表面溫度，以減小混凝土內(nèi)外溫差；同時在混凝土澆注后采取防裂抗裂措施。該技術(shù)與其他常用大體積混凝土技術(shù)相比應(yīng)具有以下顯著優(yōu)點：整個大體積混凝土一次性整體連續(xù)澆注；減少了施工工序之間的交叉，取消了各種施工縫的處理工作，從而簡化了施工程序，并使質(zhì)量易于控制；縮短工期；節(jié)約人力物力，減少膨脹混凝土用量，綜合費用最低。3 主體結(jié)構(gòu)施工目前，國內(nèi)超高層住宅的主體結(jié)構(gòu)多以現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)為主，并逐步向鋼結(jié)構(gòu)、鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)

14、發(fā)展，這里重點介紹與之相關(guān)的施工測量、模板工程、鋼筋連接、高性能混凝土及鋼結(jié)構(gòu)等施工技術(shù)。3.1施工測量在超高層住宅建筑施工中，測量基準(zhǔn)傳遞和軸線、垂直度控制是建筑施工質(zhì)量控制的重點之一，其測量速度、精度和可靠性直接影響著整體工程的施工進度和質(zhì)量。目前，建筑工程中施工測量工作一般是將平面和高程分開進行的。在高層建筑施工中，平面基準(zhǔn)傳遞的常用方法有：吊錘法、經(jīng)緯儀交會法、激光鉛直儀投點法和精密天頂基準(zhǔn)法等；高程基準(zhǔn)傳遞的主要方法有：幾何水準(zhǔn)測量、鋼尺垂直量距、三角高程測量、全站儀垂直測高等。這些方法在實際應(yīng)用中各有利弊，對環(huán)境條件也有特定要求，并且隨著建筑總高度的升高，誤差累積會加大，高精度垂直

15、度控制的難度越來越大。GPS作為一種全新的測量手段，在工程控制測量中已得到普遍應(yīng)用，其技術(shù)的先進性、優(yōu)越性已為廣大測量工作者所認(rèn)同。GPS定位技術(shù)的優(yōu)點主要體現(xiàn)在精度高（其精度可達(dá)到毫米）、速度快、工作效率高、全天候、無需通視、點位不受限制，并可同時提供平面和高程的三維位置信息等。實踐表明，超高層建筑的基準(zhǔn)傳遞和測量中應(yīng)用GPS具有常規(guī)方法無法比擬的優(yōu)越性，它可實現(xiàn)三維基準(zhǔn)的直接傳遞，其控制基點的位置可設(shè)置在施工區(qū)外圍，并可避免因分階段進行基準(zhǔn)傳遞而引起的誤差積累。GPS技術(shù)的長處在于動態(tài)物體的定位,建筑物擺動周期和擺動規(guī)律用傳統(tǒng)方法是無法解決的,但采用GPS 技術(shù)卻很容易實現(xiàn)。采用全球衛(wèi)星定

16、位系統(tǒng)GPS 加計算機自動記錄、自動分析、自動控制技術(shù)來測定建筑物擺動周期和擺動規(guī)律, 從而得出真實修正值, 以保證大廈的垂直度, 不失為超高層建筑垂直度控制的新方法。中央電視臺新臺址主樓鋼結(jié)構(gòu)在懸臂安裝階段采用測量機器人進行空間三維坐標(biāo)測量，同時采用GPS進行基準(zhǔn)點位的校核，實現(xiàn)了懸臂結(jié)構(gòu)快速、高精度合攏。從技術(shù)的角度來看,應(yīng)用GPS加計算機系統(tǒng)監(jiān)控超高層建筑施工還存在有以下技術(shù)難題：尚需開發(fā)顧及建筑施工特點的專用軟件和監(jiān)控溫度、風(fēng)向、日照變化的儀器,加深對上述變化規(guī)律的認(rèn)識,以期對施工生產(chǎn)起到有效的指導(dǎo)作用。如何在計算機分析軟件處理過程中,過濾掉由于交叉施工而引起的偶然變位,比如混凝土傾倒

17、荷載作用、混凝土的振搗力、鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件吊裝等。如何采取有效措施加快數(shù)據(jù)采集、處理工作,以保證施工工作快速順利進行。如何采取措施防止由于城市密集建筑群以及電磁波等對接受信號的阻礙和影響。3.2模板工程模板是混凝土結(jié)構(gòu)工程施工的重要工具，在現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)工程中，模板（包括支架）工程一般占混凝土結(jié)構(gòu)工程造價的2030，占工程用工量的3040，占工期的50左右。有統(tǒng)計資料顯示，國內(nèi)建筑模板市場，木膠合板模板占有率超過50，組合鋼模板、竹膠合板模板、全鋼大模板應(yīng)用也較多。但隨著超高層建筑的發(fā)展，這些傳統(tǒng)類型的模板在使用過程中暴露出了諸多弊端，如：鋼模板重量大、吊裝困難且一次投入資金過多，木模板周轉(zhuǎn)次數(shù)少、

18、造成資源浪費、現(xiàn)場拼裝容易跑模、工程質(zhì)量不易保證等。鋁合金建筑模板是超高層建筑施工用模板的一個趨勢，它的應(yīng)用在美國、加拿大等國家已有10多年歷史，現(xiàn)在美國正廣泛使用。鋁合金建筑模板具有九大優(yōu)勢：重量輕，每平方米重量僅18.2Kg，屬現(xiàn)有最輕金屬模板；板面幅面大，拼縫少，精度高；施工方便，克服了全鋼大模板拆裝困難、施工完全依賴機械的狀況，可以由人工拼裝或者拼裝成片后整體由機械吊裝；使用壽命長，成本低，周轉(zhuǎn)次數(shù)高，正常使用可達(dá)300次以上，每平方米價格500多元，和全鋼大模板接近，均攤費用比全鋼大模板低1520%；承載能力高，可達(dá)每平方米60kN；應(yīng)用范圍廣，適合墻體模板、水平樓板、柱子、梁、爬模

19、及橋梁模板等模板的使用；施工質(zhì)量高，混凝土表面質(zhì)量平整光潔，達(dá)到飾面及清水混凝土的要求；施工效率高，比一般模板施工快23倍；回收價值高，每噸鋁合金廢料的回收價近萬元。目前國內(nèi)生產(chǎn)的鋁合金建筑模板，使其各項性能非常優(yōu)越，其生產(chǎn)工藝基本與國外一樣，能保證產(chǎn)品的質(zhì)量和精度；模數(shù)也一樣，可以和國外同類模板通用或混合使用。圖3.1-1 鋁合金模板1圖3.1-2 鋁合金模板2水平構(gòu)件中，壓型鋼板模板在樓板中也得到較多應(yīng)用。壓型鋼板模板是采用鍍鋅或經(jīng)防腐處理的薄鋼板，經(jīng)成型機冷軋成具有梯波形截面的槽型鋼板或開口式方盒狀鋼殼的一種工程模板材料。壓型鋼板模板具有加工容易，重量輕，安裝速度快，操作簡便和取消支、拆

20、模板的繁瑣工序等優(yōu)點。壓型鋼板模板，從其結(jié)構(gòu)功能分為組合板的壓型鋼板和非組合板的壓型鋼板。組合板的壓型鋼板：既是模板又用作現(xiàn)澆樓板底面受拉鋼筋。壓型鋼板，不但在施工階段承受施工荷載和現(xiàn)澆層鋼筋和混凝土的自重，而且在樓板使用階段還承受使用荷載，從而構(gòu)成樓板結(jié)構(gòu)受力的組成部分。該壓型鋼板，主要用在鋼結(jié)構(gòu)房屋的現(xiàn)澆鋼筋混凝土有梁式的密肋樓板工程。 非組合板的壓型鋼板：只作模板作用。即壓型鋼板在施工階段，只承受施工荷載和現(xiàn)澆層的鋼筋混凝土自重，而在樓板使用階段不承受使用荷載，只構(gòu)成樓板結(jié)構(gòu)非受力的組成部分。該模板一般用在鋼結(jié)構(gòu)或鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的有梁式或無梁式的現(xiàn)澆密肋樓板工程。圖3.1-3 壓型鋼板（

21、組合板）圖3.1-4壓型鋼板（非組合板）3.3鋼筋工程高層住宅的構(gòu)件內(nèi)力大，具備使用高強度鋼筋的條件。每個超高層住宅的鋼筋用量，少則幾千噸、多則幾萬噸。若全部采用設(shè)計強度較低的級或級鋼筋，鋼筋需用量大，需要消耗的人力、機械設(shè)備等資源也相應(yīng)增大。有資料顯示，新級鋼筋的價格略高于級鋼筋，但從歷年來的資料看，高出不超過6%，經(jīng)測算鋼筋資金的節(jié)約在11%以上，對一般工程約相當(dāng)土建造價的3%。同時，每節(jié)省1t鋼材，可以節(jié)省電能300Kw·h，節(jié)省標(biāo)煤0.70t，減少二氧化碳排放0.63，可見利用高效鋼筋可節(jié)省資源、節(jié)約資金，利于環(huán)保、利國利民，具有一定的經(jīng)濟效益和社會效益，推廣應(yīng)用高強鋼筋符合

22、建設(shè)節(jié)約型社會的需要。近年來，粗直徑鋼筋機械連接接頭得到了廣泛的應(yīng)用。目前常用的鋼筋機械連接方式主要有鋼筋冷擠壓套筒連接和等強度剝肋滾壓直螺紋連接。等強度剝肋滾壓直螺紋連接接頭具有施工方便、質(zhì)量穩(wěn)定可靠、使用部位基本不受限制，連接強度高且不降低鋼筋的延性等特點，可在超高層住宅中廣泛采用。而在鋼筋冷擠壓套筒連接中，由于鋼筋接頭被冷加工，降低了鋼筋的延性，不提倡在超高層建筑中大量使用。圖3.3-1 鋼筋剝肋圖3.3-2 直螺紋連接效果 4.4混凝土工程1）大體積混凝土大體積混凝土的裂縫控制幾乎是每個超高層住宅地下室底板施工時需要面臨的問題。面積大、厚度厚、一次需連續(xù)澆筑的方量大、混凝土標(biāo)號高等條件

23、，成為考驗混凝土供應(yīng)和施工組織能力的關(guān)鍵。近年來，隨著高性能混凝土的應(yīng)用和施工組織能力的提高，地下室底板連續(xù)澆筑混凝土方量的記錄也在不斷地被刷新，例如：金茂大廈基礎(chǔ)大底板混凝土量是16500立方米；環(huán)球金融中心基礎(chǔ)大底板混凝土量是28900立方米；中央電視臺大樓基礎(chǔ)大底板混凝土量是32000立方米；上海中心大廈主樓60000立方超大面積、超深厚度、超大方量與C50高標(biāo)號混凝土基礎(chǔ)底板成功澆筑，更是創(chuàng)出了民用建筑一次性連續(xù)澆筑方量最大基礎(chǔ)底板世界新紀(jì)錄。一般來說，當(dāng)混凝土內(nèi)外溫度的差值大于25時，其所產(chǎn)生的溫度應(yīng)力有可能大于混凝土本身的抗拉強度，造成混凝土的開裂。在工程實踐中我們發(fā)現(xiàn)，有時混凝土

24、中心和表面溫差雖已超過25但依然沒有出現(xiàn)開裂現(xiàn)象，這是由于混凝土內(nèi)部的溫度梯度相對合理，提高了混凝土的抗裂性能。上海中心工程底板混凝土施工時，通過先進的衛(wèi)星定位（GPS）監(jiān)控系統(tǒng)，即時掌控運輸途中的450輛攪拌車的實況，使供料節(jié)奏科學(xué)有序，實現(xiàn)了最快時一小時澆筑1100余立方混凝土，最大限度地縮短了底板和墻板的施工間隔，從而提高了地下室墻板的抗裂能力。大體積混凝土施工時，常采取以下預(yù)防混凝土開裂的措施：在設(shè)計許可的情況下，采用混凝土60天強度作為設(shè)計強度，以減少水泥用量，降低水化熱；通過摻和一定量礦物粉料減少水泥用量，強度等級在C25C60的范圍內(nèi)的混凝土，水泥用量最好控制在200380kgm

25、3以內(nèi)；采用低熱或中熱水泥，摻加粉煤灰、磨細(xì)礦渣粉等摻合料；摻入減水劑、緩凝劑（緩凝時間最長可達(dá)20小時以上）、膨脹劑等外加劑及抗裂纖維；在炎熱季節(jié)施工時，采取降低原材料溫度、減少混凝土運輸時吸收外界熱量等降溫措施；采取保溫保濕養(yǎng)護，養(yǎng)護時間不少于14天； 在不影響水泥活性的情況下，盡量使用粗磨水泥。由于粗磨水泥有較大的徐變，由未水化水泥顆粒穩(wěn)定凝膠，起到了阻裂劑的作用，當(dāng)環(huán)境干燥時，混凝土收縮裂縫隨水泥細(xì)度的增加而增加。大體積混凝土基礎(chǔ)，除應(yīng)滿足承載力和構(gòu)造要求外，還應(yīng)增配承受水泥水化熱引起的溫度應(yīng)力及控制裂縫開展的鋼筋。以構(gòu)造鋼筋來控制裂縫，截面的配筋率宜在0.30.5之間。采用直徑814

26、mm的鋼筋和100150mm間距，按300500mm分層布置比較合理。2）高性能混凝土高性能混凝土具有高強、高耐久性、自密實等獨特的優(yōu)越性能，能夠滿足超高層住宅在設(shè)計和施工方面的特殊要求，因此得到了大量應(yīng)用。高強高性能混凝土(HPC)是指強度等級在C60級以上的高性能混凝土。高強高性能混凝土或超高強高性能混凝土用于超高層建筑底層柱和梁，在鋼筋用量相同的情況下，可以顯著地縮小結(jié)構(gòu)斷面，增大使用面積和空間。由于梁柱截面縮小，不但在建筑上改變了肥梁胖柱的不美觀的問題，而且可增加使用面積。以深圳賢成大廈為例，該建筑原設(shè)計用C40級混凝土，改用C60級混凝土后，其底層面積可增大1060，經(jīng)濟效益十分顯著

27、。美國是采用高于混凝土設(shè)計強度的水泥來配置高強混凝土，而我國則是采用低于混凝土設(shè)計強度的水泥來配置高強混凝土。國內(nèi)高強混凝土施工中需解決下列技術(shù)問題：低水灰比，大坍落度。高強混凝土一般要求低水灰比，這種低水灰比的混凝土早在20世紀(jì)60年代末，我國就有過研究與應(yīng)用，但由于混凝土在低水灰比的情況下，坍落度很小，其成型和搗實都很困難，很難在現(xiàn)澆混凝土施工中應(yīng)用。坍落度損失問題。現(xiàn)代城市的施工工地往往與攪拌站相距很遠(yuǎn)，要把混凝土從攪拌站運到工地需用較長的時間?；炷猎谶\輸?shù)倪^程中，其坍落度隨時間的增加而減小，這對高強混凝土來說無疑又增加了難度?；炷量杀眯詥栴}。泵送混凝土幾乎是超高層建筑施工的唯一方法

28、，高強和泵送幾乎是不可分割的?；炷帘盟褪┕つ芊耥樌M行，除與泵的技術(shù)性能、配管情況有關(guān)外，還與泵送混凝土的原材料及配合比密切相關(guān)。超高層混凝土泵送是一個系統(tǒng)工程，要有嚴(yán)密的施工組織體系，從混凝土泵的選型、混凝土配合比及混凝土拌制、運輸、泵送的過程中，一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)偏差，都可能造成泵送失敗，這不僅影響進度，而且影響工程質(zhì)量。解決以上一系列技術(shù)難題的關(guān)鍵是研制具有推廣價值的新型外加劑?？蚣艚Y(jié)構(gòu)的超高層住宅中，常采用帶有鋼骨架的勁性混凝土柱或鋼管混凝土柱，梁柱相交的節(jié)點部位鋼筋較密集，采用常規(guī)混凝土不易振搗密實，這就需要采用不需要振搗僅依靠自重即能充滿模板、包裹鋼筋并能夠保持不離析和均勻性,達(dá)到充分

29、密實和獲得最佳性能的自密實混凝土。自密實混凝土技術(shù)主要包括自密實混凝土流動性、填充性、保塑性控制技術(shù)；自密實混凝土配合比設(shè)計；自密實混凝土早期收縮控制技術(shù)。自密實混凝土適用于澆筑量大，澆筑深度、高度大的工程結(jié)構(gòu)；配筋密實、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、薄壁、鋼管混凝土等施工空間受限制的工程結(jié)構(gòu)；工程進度緊、環(huán)境噪聲受限制或普通混凝土不能實現(xiàn)的工程結(jié)構(gòu)。高性能混凝土施工過程中，需要注意以下幾個環(huán)節(jié)：對原材料的選擇：配置C60級高強混凝土，不需要用特殊的材料，但必須對本地區(qū)所能得到的所有原材料進行優(yōu)選，它們除了要有比較好的性能指標(biāo)外，還必須質(zhì)量穩(wěn)定，在施工期內(nèi)主要性能不能有太大的變化。工時的質(zhì)量控制和管理：一般來說，

30、在試驗室配置符合要求的高強混凝土相對比較容易，但是要在整個施工過程中混凝土都要穩(wěn)定在要求的質(zhì)量水平功能上就比較困難。一些在普通情況下不太敏感的因素，在低水灰比的情況下會變得相當(dāng)敏感，而對高強混凝土，設(shè)計時所留的強度富余度又不可能太大，可供調(diào)節(jié)的余量較小，這就要求在整個施工過程中必須注意各種條件、因素的變化，并且要根據(jù)這些變化隨時調(diào)整配合比和各種工藝參數(shù)。超細(xì)活性摻合料的應(yīng)用：對于強度等級為C80或更高的混凝土需要采取摻入超細(xì)活性摻合料的技術(shù)措施。混凝土在水化時不可避免地會在其內(nèi)部形成一些細(xì)微的毛細(xì)孔，要使其強度進一步提高，就必須采取措施把這些孔隙填滿以增加混凝土的密實性。最常用的方法是用極細(xì)（

31、微米級）的活性顆粒摻入混凝土，使它們在水漿中的細(xì)微孔隙中水化，減少和填充混凝土中的毛細(xì)孔，達(dá)到增密和增強的作用。但是這些極細(xì)的顆粒需水量很大，就需要大量高效減水劑加以塑化，否則難以施工。再者，超細(xì)活性顆粒在混凝土攪拌時，到處飛揚，很難加入混凝土中，故必須對超細(xì)活性顆粒進行增密處理后才能使用。充分的養(yǎng)護：同普通混凝土相比高性能混凝土的養(yǎng)護顯得更為重要、更為嚴(yán)格?；炷翜囟忍?，水容易結(jié)冰，影響膠凝材料的充分水化，造成混凝土強度達(dá)不到設(shè)計強度；混凝土溫度太高，水分蒸發(fā)快，也影響膠凝材料的充分水化。根據(jù)高性能混凝土施工經(jīng)驗，帶模供水養(yǎng)護是一種行之有效的高性能混凝土養(yǎng)護方法。其原理是：模板內(nèi)襯的多孔材

32、料可吸收大量的水分，同時具有憎水性，極易釋放出水分，供給混凝土養(yǎng)護。因此，混凝土初凝后向內(nèi)襯的多孔材料供應(yīng)水分，達(dá)到養(yǎng)護模板內(nèi)混凝土的目的。3.5鋼結(jié)構(gòu)工程鋼結(jié)構(gòu)本身所具有的自重輕、建設(shè)周期短、適應(yīng)性強、外形豐富、維護方便等優(yōu)點，使鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)得到了蓬勃的發(fā)展，同時也給施工企業(yè)帶來了前所未有的機遇和挑戰(zhàn)。發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)需要解決以下施工技術(shù)：1）高強度鋼材應(yīng)用：超高層鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑構(gòu)件多且重量大，吊裝工作量大，而采用高強度鋼材，可減少鋼材用量及加工量，節(jié)約資源，降低成本。目前國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼有Q295、Q345、Q390、Q420、Q460五個牌號，高層建筑結(jié)構(gòu)用鋼有Q235GJ、Q3

33、45GJ、Q235GJZ、Q345GJZ四個牌號。而目前鋼廠供貨及工程設(shè)計使用較多的是Q345強度等級鋼材，很少使用Q390及以上更高強度等級鋼材，導(dǎo)致工程用鋼量大，由此帶來了資源浪費，增大成本等問題，因此在超高層鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑中使用高強度鋼材有很大的發(fā)展空間。2）自動焊技術(shù)：焊接技術(shù)，作為構(gòu)建鋼結(jié)構(gòu)的一種主要的連接方法，在建筑鋼結(jié)構(gòu)中發(fā)揮了重要的作用。據(jù)統(tǒng)計，約50以上的鋼材在投入使用前需要經(jīng)過焊接加工處理。因此，焊接水平的提高是實現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)快速發(fā)展的關(guān)鍵所在。由于超高層鋼結(jié)構(gòu)建筑鋼板厚、節(jié)點多、焊縫多、焊接難度大，采用常規(guī)的焊接技術(shù)無法保證焊接質(zhì)量和工期要求，應(yīng)大力發(fā)展適合施工現(xiàn)場作業(yè)環(huán)

34、境的焊接機器人技術(shù)。焊接機器人技術(shù)是一種借助于機械和電氣等方法使焊接過程實現(xiàn)自動化、程序化的焊接施工方法。這種自動焊技術(shù)對于操作人員的焊接技術(shù)水平要求較低，焊接過程中受人為因素的影響小，并且具有焊縫成形美觀、焊接過程穩(wěn)定、焊接效率高等優(yōu)勢。在厚壁、長焊縫、多位置焊接的超高層住宅工程中，自動焊有很大的應(yīng)用空間。焊接機器人由行走機構(gòu)、擺動機構(gòu)、高度調(diào)整機構(gòu)、導(dǎo)軌、控制箱、遙控器等部件組成，可以實現(xiàn)“直線”焊接及“弓”“之”“點之”形等擺動方式焊接；焊接速度、擺動幅度及其左、右停留時間可根據(jù)工況要求實時調(diào)控；采用遙控盒操作方式，便于現(xiàn)場參數(shù)設(shè)定、實時操作。可實現(xiàn)大厚板、長焊縫、多種焊位鋼結(jié)構(gòu)現(xiàn)場安裝

35、的自動焊接。采用焊接機器人技術(shù)能夠使構(gòu)件實現(xiàn)工廠化、自動化、標(biāo)準(zhǔn)化加工，有效地保證焊接質(zhì)量。該技術(shù)能夠推動超高層鋼結(jié)構(gòu)住宅的健康穩(wěn)步發(fā)展。3）鋼結(jié)構(gòu)防火：鋼結(jié)構(gòu)通常在450650溫度中就會失去承載能力、發(fā)生很大的形變，導(dǎo)致鋼柱、鋼梁彎曲，結(jié)果因過大的形變而不能繼續(xù)使用，一般不加保護的鋼結(jié)構(gòu)的耐火極限為15分鐘左右。超高層建筑一旦發(fā)生火災(zāi)事故，火災(zāi)不是在短時間內(nèi)就能撲滅的，這就要求我們在建筑施工時，加大對建筑材料的防火保護，以增強其耐火極限，并在建筑內(nèi)部制訂必要的應(yīng)急方案，以減少人員傷亡和財產(chǎn)損失。目前常用的幾種超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)防火技術(shù)：（1）外包層。就是在鋼結(jié)構(gòu)外表添加外包層，可以現(xiàn)澆成型，也

36、可以采用噴涂法?，F(xiàn)澆成型的實體混凝土外包層通常用鋼絲網(wǎng)或鋼筋來加強，以限制收縮裂縫，并保證外殼的強度。噴涂法可以在施工現(xiàn)場對鋼結(jié)構(gòu)表面涂抹砂漿以形成保護層，砂漿可以是石灰水泥或是石膏砂漿，也可以摻入珍珠巖或石棉。同時外包層也可以用珍珠巖、石棉、石膏或石棉水泥、輕質(zhì)混凝土做成預(yù)制板，采用膠粘劑、釘子、螺栓固定在鋼結(jié)構(gòu)上。(2)充水(水套)?？招男弯摻Y(jié)構(gòu)內(nèi)充水是抵御火災(zāi)最有效的防護措施，這種方法能使鋼結(jié)構(gòu)在火災(zāi)中保持較低的溫度、水在鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)循環(huán)、吸收材料本身受熱的熱量。受熱的水經(jīng)冷卻后可以進行再循環(huán)、或由管道引入涼水來取代受熱的水。 (3)屏蔽。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)置在耐火材料組成的墻體或頂棚內(nèi)，或?qū)?gòu)件包藏

37、在兩片墻之間的空隙里，只要增加少許耐火材料或不增加即能達(dá)到防火的目的。這是一種最為經(jīng)濟的防火方法。 (4)膨脹材料。采用鋼結(jié)構(gòu)防火涂料保護構(gòu)件，這種方法具有防火隔熱性能好、施工不受鋼結(jié)構(gòu)幾何形體限制等優(yōu)點，一般不需要添加輔助設(shè)施，且涂層質(zhì)量輕，還有一定的美觀裝飾作用，屬于現(xiàn)代的先進防火技術(shù)措施。鋼結(jié)構(gòu)綜合施工技術(shù)方面，中央電視臺新臺址CCTV主樓鋼結(jié)構(gòu)，采用的大型臨時棧橋、大型吊塔在純鋼結(jié)構(gòu)中爬升的施工技術(shù)、施工預(yù)調(diào)值處理與反變形控制技術(shù)、高強超長超厚板焊接與電加熱技術(shù)、超大懸臂鋼結(jié)構(gòu)超高空安裝技術(shù)、GPS全球定位技術(shù)等，很好的解決了施工作業(yè)面受限、施工中位移和應(yīng)力精度難控制、焊接質(zhì)量、施工中

38、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性等問題，這將是對我國復(fù)雜高層重型鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)的有力補充，對國內(nèi)建筑鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)的持續(xù)發(fā)展，具有積極的創(chuàng)新意義。3.6垂直運輸隨著高層、超高層建筑、高聳工程以及超深地下工程的飛速發(fā)展，對垂直運輸設(shè)施的要求也相應(yīng)提高，垂直運輸技術(shù)已成為建筑施工中的重要的技術(shù)領(lǐng)域之一。超高層建筑施工，每天都有大量的建筑材料、半成品、成品和施工人員要進行垂直運輸。超高層建筑施工中，垂直運輸作業(yè)具有運輸量大、機械費用大和對工期影響大等特點。因此，垂直運輸設(shè)備的正確選擇和使用非常重要。施工電梯是超高層建筑施工中不可缺少的關(guān)鍵的施工設(shè)備之一。施工外用施工電梯的機型選擇，應(yīng)根據(jù)建筑體型、單層建筑面積、運輸總量、工期

39、要求以及施工電梯的造價等確定。超高層住宅一般由多個單元組成。為了保證人員、材料上下運輸能有序進行，同時兼顧施工電梯的使用效率和消防要求，每個單元應(yīng)至少配備一臺雙籠施工電梯。超高層住宅常采用高速施工電梯，其提升速度一般在每分鐘63100米。目前超高層建筑多選用內(nèi)爬式或附著式塔式起重機。由于受塔身自重和卷揚機卷筒容繩量的限制，附著式塔式起重機的最大起升高度很少超過250m，因此，超過250m的超高層建筑多采用內(nèi)爬式塔式起重機。對于混凝土結(jié)構(gòu)超高層建筑，由于鋼筋和模板的重量相對較輕，一般可選用平臂式塔吊；對于超高層鋼結(jié)構(gòu)建筑，由于單件構(gòu)件重量大，一般選用有高性能的動臂式塔吊。對于層數(shù)較高的超高層住宅

40、垂直運輸，采用自帶柴油發(fā)動機的塔吊，可有效解決由于塔吊的電纜長度過長、自重太大，直接拉設(shè)電纜不方便的問題。由于具有輸送效率高等優(yōu)點，混凝土泵送施工技術(shù)在高層建筑施工中被廣泛采用。超高層住宅施工一般選用一泵到頂?shù)幕炷凛斔捅?，這樣節(jié)省時間，工作效率高。如：廣州珠江新城西塔、上海環(huán)球金融中心、阿聯(lián)酋迪拜塔等400米以上超高層建筑都采用了一泵到頂?shù)姆绞竭M行澆筑施工。隨著泵送高度的增加，混凝土的輸送壓力也不斷提高。對于高度大于400m的超高層建筑，常常會因混凝土泵送壓力過高，泵管接頭產(chǎn)生泄漏而導(dǎo)致混凝土離析、堵管等諸多問題，一直是混凝土施工的一大難題。液體水在剪力作用下會不斷地發(fā)生變形，在管內(nèi)的流動是

41、分層的，每一層的流速不一樣，且在管截面圓心處流速最大。而泵送混凝土施工中，混凝土在壓力差作用下的流動是“塞流”，每層的流速基本一樣，而不是象水那樣分層滑動。因此，混凝土泵的選型要考慮體現(xiàn)其泵送能力的出口壓力與整機功率兩個關(guān)健參數(shù)。出口壓力是泵送高度（長度）的保證，而整機功率是輸送量的保證，因此對一定功率的混凝土泵，出口壓力大（泵送高或長），排量??；反之，則排量大。混凝土泵送所需壓力P包含三部分：混凝土在管道內(nèi)流動的沿程壓力損失P1、混凝土經(jīng)過彎管及錐管的局部壓力損失P2以及混凝土在垂直高度方向因重力產(chǎn)生的壓力P3。對于超高層住宅的混凝土泵送而言，基礎(chǔ)施工階段，所需的壓力儲備不高，宜采用管徑為1

42、50mm的混凝土泵，以提高混凝土輸送效率，傾斜向下配管時，應(yīng)在斜管上端設(shè)置排氣閥；主體施工階段，可能出現(xiàn)的影響因素多，要求的可靠性更高，應(yīng)有更多的壓力儲備，一般需要提高3050%，并采用耐高壓的泵管和連接件。垂直向上配管時，應(yīng)使地面水平管的長度不小于垂直管長度的1/4，且在一定位置設(shè)置截止閥。為避免混凝土離析，使混凝土“流核”在管內(nèi)流動時不分散，混凝土的骨料級配應(yīng)盡量靠近最佳級配曲線，且坍落度宜為180-200mm。在泵送混凝土的運輸和施工過程中，混凝土坍落度的經(jīng)時損失是經(jīng)常遇到的問題。影響混凝土坍落度損失的因素很多，如水泥水化熱及其礦物組成、外加劑及其摻加方式、環(huán)境條件、混凝土攪拌及運輸方式

43、、施工配合比、水泥用量和摻和料用量等。目前普遍采用的是摻加混凝土緩凝劑或減水劑以降低水泥水化速度來控制混凝土坍落度經(jīng)時損失，除此之外，外加劑后摻法、外加劑分批摻入法及新型外加劑的開發(fā)應(yīng)用等也經(jīng)?？梢?。河南洛陽付高鵬等曾就香山牌 P. 032. 5R 水泥做過試驗，在溫度為 25 ，相對濕度為 65 % ，混凝土采用機械攪拌，高效減水劑 FDN 的摻量為 0. 5 %，復(fù)合使用FDN和緩凝劑糖蜜時泵送混凝土坍落度和抗壓強度損失情況如下：一般情況下，商品混凝土攪拌站離澆筑現(xiàn)場均在5公里以上，攪拌運輸車途中運行時間在1030分鐘，甚至更長。當(dāng)緩凝劑糖蜜的摻量為最佳（ 0. 2 %）時，第3060分鐘

44、的混凝土坍落度經(jīng)時損失為 15mm, 平均坍落度經(jīng)時損失為0.5/min,據(jù)此可大致推算出混凝土每泵送百米高度的坍落度經(jīng)時損失：以某品牌HBT80C-18-132S混凝土拖泵為例，其部分技術(shù)參數(shù)如下表：表4-2 HBT80C-18-132S混凝土拖泵技術(shù)參數(shù)表混凝土理論輸送壓力（MPa）高壓18低壓9.2混凝土輸送理論排量（m3/h)高壓小排量48低壓大排量80主動力（kw）額定功率132主油泵額定工作壓力（MPa）32額定工作流量（L/min）480理論最大輸送距離（m）輸送管徑150mm水平1200垂直320125mm水平1100垂直300按理論計算，混凝土每泵送百米高度所需的泵管最少長度

45、為125m, 采用150mm泵管，需填充混凝土體積為125×3.14×0.075×0.075=2.21M3。則混凝土泵送到達(dá)百米高度所需時間為2.21/48×60=2.76min,所產(chǎn)生的混凝土坍落度經(jīng)時損失值為2.76×0.5=1.38mm。實際施工時，由于大部分混凝土在泵管內(nèi)停留時間要遠(yuǎn)比理論計算的時間長，所造成的坍落度經(jīng)時損失也會遠(yuǎn)大于理論計算值。3.7腳手架工程外腳手架在超高層住宅建筑施工中占有相當(dāng)重要的位置，它使用量大，對施工人員的安全、工程質(zhì)量、施工進度、工程成本以及鄰近建筑物和場地影響都很大，與多層住宅建筑施工用的外腳手架比較有許

46、多不同之處，對其選型、設(shè)計計算、構(gòu)造和安全技術(shù)有著嚴(yán)格的要求。目前國內(nèi)超高層住宅的外墻腳手架主要采用整體提升式腳手架或型鋼懸挑腳手架。整體提升腳手架的用料省，安、拆僅各一次，爬升快捷方便，經(jīng)濟效益顯著，相對安全，在超高層建筑中具有較高的推廣價值。與整體提升腳手架相比較，型鋼懸挑腳手架因用鋼量大、安全性不高、懸挑次數(shù)多等原因，不提倡在超高層住宅建筑中廣泛采用。超高層住宅由于建筑高度高、工程量大，為確保工期，需要進行上下立體交叉作業(yè)，以保證各專業(yè)施工同時有序進行。施工高峰期一般需設(shè)置23道外墻腳手架，從上到下依次為：第一層施工主體結(jié)構(gòu)，如綁扎鋼筋，澆注混凝土、吊裝鋼構(gòu)件等；第二層施工圍護結(jié)構(gòu)（二次

47、結(jié)構(gòu)），如內(nèi)外墻體的砌筑、抹灰等；第三道施工外墻裝修，如粉刷外墻涂料、粘貼室外面磚、外窗安裝等。圖4.2.6 外墻腳手架近年來，高層建筑腳手架的應(yīng)用不斷得到創(chuàng)新。下沉式作業(yè)平臺在金茂酒店中庭穹頂裝飾施工中的應(yīng)用，克服了高懸挑鋼腳手架整體穩(wěn)定性差、占據(jù)其他施工段空間、施工工期長等缺點，在相似工程中具有廣泛推廣價值。3.8綠色環(huán)保施工技術(shù)有資料顯示，目前我國建筑總能耗占全國能耗總量的26.7%，隨著城市化發(fā)展速度加快和人們對生活舒適度追求的提高，這一比例將會繼續(xù)上升。預(yù)計到2020年，我國建筑能耗將達(dá)到10.89億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，是2000年的3倍，空調(diào)高峰負(fù)荷將相當(dāng)于10個三峽電站滿負(fù)荷電力。建設(shè)領(lǐng)域

48、的節(jié)能減排工作是國家節(jié)能減排戰(zhàn)略的重要組成部分，對于實現(xiàn)國家節(jié)能降耗、環(huán)保和污染減排的規(guī)劃目標(biāo)具有重要作用。建筑業(yè)實施節(jié)能減排，一方面是要盡可能地降低建筑物能耗，包括優(yōu)化結(jié)構(gòu)體系、應(yīng)用保溫材料等；另一方面是要積極采用太陽能、風(fēng)能等新型能源，替代煤炭、石油等化石能源。3.8.1外墻保溫隨著城市建設(shè)規(guī)模的迅速發(fā)展和住宅商品化的深入，人們對節(jié)約能源和保護環(huán)境要求不斷提高，建筑節(jié)能和建筑環(huán)保日益得到人們的重視，出現(xiàn)了不少新技術(shù)、新工藝、新材料，建筑外墻的保溫便是其中之一。外墻保溫分外保溫和內(nèi)保溫兩種方式，兩種保溫方式均有其不易解決的技術(shù)難題：采用內(nèi)保溫方式，則梁柱節(jié)點處容易成為熱橋；采用外保溫方式，由

49、于保溫層為后貼，水汽滲入結(jié)合層結(jié)冰后容易把保溫層脹裂，影響耐久性。目前，國內(nèi)多采用外墻外保溫方式。由于超高層住宅高度較高，一年四季的溫差變化較大，所承受的風(fēng)荷載也較大，在選擇外墻保溫材料時，應(yīng)該選用具有耐溫差、抗凍融、難燃的保溫材料。目前我國建筑外墻保溫所用的材料主要有聚苯乙烯、聚氨酯、發(fā)泡橡膠等有機材料和巖棉、玻璃棉等有機材料。這些材料中，有機材料耐熱差、易燃燒，而且在燃燒時釋放大量熱量、產(chǎn)生大量有毒煙氣，不僅會加速大火蔓延、而且容易造成被困人員及救援人員傷亡；有機材料則存在粉塵和細(xì)小纖維，既污染空氣又易滋生細(xì)菌，早已成為危害人們健康的隱患。事實上，多起火災(zāi)的發(fā)生均與外墻保溫材料有關(guān)，一些承

50、建著火建筑的建筑商在蒙受巨大損失后，已開始在合同中將風(fēng)險進行轉(zhuǎn)移，要求保溫材料生產(chǎn)廠家提供10年25年不等的保質(zhì)期,一些生產(chǎn)易燃保溫材料的廠家已經(jīng)感受到了材料升級的緊迫性。目前，酚醛泡沫建材作為封閉與控制火勢的建筑外墻優(yōu)秀保溫材料，已在國外廣泛投入使用。法國馬賽、里昂等城市建造的許多大型公寓，已將酚醛泡沫板安裝在外墻上，再涂上保護層以阻止大火燃燒蔓延。日本政府更是出臺法規(guī)，將酚醛泡沫作為公共建筑的標(biāo)準(zhǔn)耐燃物，換言之，耐燃燒性能低于酚醛泡沫的，不允許在公共建筑上使用。而在我國，雖然采用酚醛泡沫生產(chǎn)的保溫空調(diào)風(fēng)管系統(tǒng)已經(jīng)在“水立方”、北京地鐵等高檔公共建筑施工中得到運用，但因為尚未出臺采用酚醛泡沫

51、作為建筑外墻保溫材料的規(guī)范，目前酚醛泡沫在我國民用建筑外墻施工中還鮮有運用。酚醛泡沫具有以下性能：1）優(yōu)異的防火性能：聚氨酯和聚苯等有機保溫材料，燃燒后，會產(chǎn)生濃煙和劇毒，容易造成人員死亡，同時也增加滅火難度。而酚醛泡沫遇火不燃，燃燒性能最高達(dá)A級，最高使用溫度為180（允許瞬時250），100 mm厚的酚醛泡沫抗火焰能力可達(dá)1小時以上而不被穿透。在火焰的直接作用下具有結(jié)碳、無滴落物、無卷曲、無熔化現(xiàn)象，火焰燃燒后表面形成一層“石墨泡沫”層，有效保護層內(nèi)的泡沫結(jié)構(gòu)。2）優(yōu)良的絕熱性能：導(dǎo)熱系數(shù)低（0.025W/m×K，為聚苯的2倍多，與聚氨酯相近），為保溫、隔熱的優(yōu)良材料；3）抗腐蝕

52、抗老化：幾乎能夠耐所有無機酸、有機酸、有機溶劑的侵蝕。長期暴露于陽光下，無明顯老化現(xiàn)象，因而具有較好的耐老化性；4）密度小、重量輕：酚醛泡沫材料的密度為80 kg /m³以下，可達(dá)到50 kg /m³左右?？蓽p輕建筑物的自重，降低建筑物的載荷，減少結(jié)構(gòu)造價，且施工簡便、快捷，可提高工效；5）吸聲性能：酚醛泡沫具有優(yōu)良的吸聲性能，開孔型的泡沫結(jié)構(gòu)更有利于吸聲；6）環(huán)保：巖棉、玻璃棉對環(huán)境和人有傷害，聚氨酯、聚苯乙烯燃燒受熱時會分解出氰化氫、一氧化碳等劇毒氣體。而酚醛泡沫采用無氟發(fā)泡技術(shù)，無纖維，符合國家、國際的環(huán)保要求。作為一種平安、綠色的新型建筑材料，酚醛泡沫的優(yōu)點已經(jīng)得到

53、越來越多業(yè)內(nèi)人士的認(rèn)可，但還需盡快提高酚醛泡沫的技術(shù)含量和實現(xiàn)低成本生產(chǎn)。我國目前生產(chǎn)的酚醛材料還存在脆性較大、強度較差等技術(shù)缺陷。此外，與目前在建筑外墻施工中被廣泛使用的聚苯乙烯材料相比，酚醛泡沫的價格要高出50%以上。因此，在通過技術(shù)攻關(guān)和規(guī)模化生產(chǎn)降低成本的前提下，對酚醛泡沫這一新興建材產(chǎn)業(yè)，需要國家給予稅費減免等政策扶持。3.8.2建筑光伏一體化以“光電幕墻”為代表的建筑光伏一體化技術(shù)以其優(yōu)異的性能，從“耗能”建筑向“產(chǎn)能”建筑指出了發(fā)展方向，同時有效地起到城市電力調(diào)峰和減少溫室氣體排放的作用，必將得到大面積的推廣和應(yīng)用。根據(jù)國家能源局的目標(biāo)，到2015年,國內(nèi)光伏裝機要達(dá)500萬千瓦

54、；到2020年,光伏裝機達(dá)2000萬千瓦。相關(guān)部門也相繼出臺文件對太陽能光電建筑應(yīng)用進行補貼支持，如：2009年，財政部、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部關(guān)于加快推進太陽能光電建筑應(yīng)用的實施意見（財建2009128號）、太陽能光電建筑應(yīng)用財政補助資金管理暫行辦法（財建2009129號）、關(guān)于印發(fā)太陽能光電建筑應(yīng)用示范項目申報指南的通知（財辦建200934號）等。目前，我國已經(jīng)掌握了非晶硅薄膜透光組件的核心技術(shù)，自主研發(fā)生產(chǎn)的第一片非晶硅薄膜透光組件已成功下線，這將使光伏建筑一體化大范圍應(yīng)用于超高層住宅建筑成為可能。作為目前最先進的薄膜太陽能組件，非晶硅薄膜透光組件具有以下幾點優(yōu)勢：一是產(chǎn)品的透射光為自然光，可

55、大量用于建筑用透光玻璃和幕墻，滿足光伏建筑一體化的建筑需求；二是透光率可根據(jù)客戶的要求進行制作，透光率可從5% 到 40%進行選擇；三是便于安裝，產(chǎn)品可以設(shè)計不同的接線安裝方式，確保產(chǎn)品在建筑上能夠方便、快速、靈活的安裝；四是產(chǎn)品繼承了非晶硅薄膜組件的特性，在高溫和弱光效應(yīng)下也具有較高的光電轉(zhuǎn)換率，提高了產(chǎn)品的利用率；五是在使用過程中無污染，成本低、能量回收期短。太陽能光伏發(fā)電與建筑一體化有以下主要優(yōu)點：有效利用建筑外圍表面(屋頂和墻面)，省去支撐結(jié)構(gòu)，節(jié)省土地資源；可原地發(fā)電、原地使用，節(jié)約送電網(wǎng)投資和減少損耗；BIPV（即Building Integrated PV是光伏建筑一體化）系統(tǒng)舒

56、緩夏季高峰電力需求，解決電網(wǎng)峰谷供需矛盾；建立多元化的有彈性的能源系統(tǒng)；國家政策補貼和電價優(yōu)惠可以給用戶帶來實惠；避免墻面溫度和屋頂溫度過高，改善室內(nèi)環(huán)境，降低空調(diào)負(fù)荷；光伏建筑一體化還會提高建筑工程的工業(yè)化程度，使建筑工程變成一種高度機械化、自動化的高效率制作產(chǎn)業(yè)。在建筑光伏一體化設(shè)計中，對于建筑不同部位選用不同光伏電池的原則如下：多晶薄膜、非晶硅薄膜電池在建筑一體化設(shè)計中比較有優(yōu)勢，宜采用與建筑屋面、墻面、玻璃幕墻相結(jié)合的多晶薄膜、非晶硅薄膜電池；應(yīng)按照地區(qū)，將太陽能電池板與屋面，東、南、西向墻面相結(jié)合；根據(jù)建筑要求確定合適的玻璃性能（如采光）及結(jié)構(gòu)（如夾層、中空、異型）。根據(jù)抗風(fēng)等要求確

57、定玻璃的強度要求（鋼化、厚度）；太陽能光伏幕墻系統(tǒng)除了具備太陽能電池陣列、功率調(diào)節(jié)器等設(shè)備外，作為建筑的一部分，還應(yīng)具備以下功能的構(gòu)造：作為建筑的外圍護結(jié)構(gòu)，應(yīng)采取一定的措施，達(dá)到基本的隔熱保溫的要求。具體來說，光伏幕墻的傳熱系數(shù)、遮陽系數(shù)及內(nèi)表面溫度等參數(shù)應(yīng)達(dá)到相關(guān)要求；電氣絕緣性能；防水防潮；作為建筑構(gòu)件，將受到風(fēng)荷載、雪荷載等外力的作用，應(yīng)具備一定的強度，保證建筑的外圍護結(jié)構(gòu)不受到破壞，同時應(yīng)具備一定的剛度，以保證不至于變形。作為玻璃幕墻或采光頂時，還應(yīng)滿足建筑采光的需求，應(yīng)具有一定的透明度。有關(guān)資料顯示，地球大氣層以上太陽輻射功率為1.3kw/m2，到達(dá)地面的約50%，目前可商業(yè)化的光伏組件效率為14-15%。以每戶平均有兩個臥室朝陽（平均開間3m）為例，按層高3m計算，每戶可安裝18m2的光伏電板，平均每天發(fā)電6小時，每戶每天可以轉(zhuǎn)換的電能為：1.3kw/m2×50%×14%×18m2×6h=10.374度電，這個發(fā)電量完全可以滿足居民的生活用電。目前，世界先進的薄膜太陽能電池生產(chǎn)成本大約1美元/