建筑结构抗震加固与节能改造一体化技术研究

建筑结构抗震加固与节能改造一体化技术研究

袁友彬

袁友彬

中国建筑第八工程局有限公司天津分公司天津300452

摘要：随着我国社会经济的快速发展，建筑物如雨后春笋般的拔地而起，在建筑结构设计当中，人们已经积累了大量的经验，确保建筑结构整体设计能够满足使用者的要求，而随着人们的安全意识以及节能理念的进一步增强，对于建筑结构的安全性、可靠性以及建筑节能有了更高的要求，建筑工程当中也随之进行建筑结构的抗震加固和节能改造方面的研究。基于此，文章就建筑结构抗震加固以及节能改造一体化技术应用进行了研究。

关键词：建筑结构；抗震加固；节能改造

地震是自然界中一种较为常见的突发性和毁灭性的自然灾害，地震发生后会引起建筑物倒塌而严重威胁到居民的生命财产安全，并且由地震引发的水灾、火灾等次生灾害会给人们带来严重的经济损失，因此，现代建筑物结构设计中必须采取科学合理的抗震加固措施，避免地震发生后因建筑物倒塌、破坏而威胁到居民。加之节能环保理念的不断深入，人们对于建筑结构的要求已经开始逐渐超脱建筑结构本身的安全性和稳定性，愈加重视建筑节能方面。对此，进行建筑结构加固以及节能改造是当前建筑工程当中必须考虑的因素。

一、建筑物结构抗震加固与节能改造一体化的迫切性与必要性

（一）迫切性

近年来，世界各地地震频发，造成了大量的人员伤亡以及财产损失，并由此造成的社会影响更是无法用数字来衡量，地震给人们带来的危害是巨大的，可是建筑结构本身的安全性和稳定性也是值得人们深思的。在地震灾害面前，建筑物的安全性已不仅仅是建筑物本身的安全性，更是保障无数生命的安全岛，地震带来了大面积房屋的倒塌，但仍有少数房屋依然挺立在地震灾害当中，不仅没有因为强烈的地震而坍塌，甚至在使用性能上也没有受到丝毫的影响。

究其根源，主要是我国建筑结构在建造之初并没有经过科学、合理的抗震设计，亦或是设计不达标，使得这些建筑物抗震的强度完全不符合现行抗震鉴定的标准与规范。为了给人民群众创造一个安全、稳定、可靠的生产生活环境，保证社会经济运行的有利环境，对建筑结构抗震加固就显得格外的迫切。

（二）必要性

伴随社会经济的高速发展，一系列相关的政策法规相继出台，建筑物无条件的肩负起了防灾减灾和节能环保的双重历史使命，使得如何进行有效的建筑结构抗震加固与节能一体化改造成为了国家和人民所必须完成的一项任务。建筑结构抗震加固与节能改造一体化技术，是在新的历史条件下既有建筑防震烈度较差、能源损耗严重所带来的迫切要求。为了建筑抗震加固与节能一体化改造的顺利实现，我们需要将建筑的抗震加固与节能改造相结合，以基础为出发点，从整体做起的同时兼顾局部，将设计、施工、验收直至管理形成系统化、科学化的管理章程。

二、如何对建筑结构实施抗震加固

（一）层层设置构造柱与圈梁

根据长时间的建筑工程的实践，结合科学、系统的理论研究与探讨表明，在同等条件下，抗震能力的大小，与建筑结构墙体、圈梁以及构造柱的多少呈现正比例关系。所以，为了让建筑结构的稳固程度得到提升，增强抵御外来风险特别是强烈地震等破坏程度较大的自然灾害，在建筑物结构建造过程中，必须在承重横墙和内外纵墙的交界地段设置构造柱，且需特别注意各个构造柱柱沿之间一定要在垂直方向上保持对正贯通，防止错位现象的出现。圈梁在设置上要与建筑物砖墙相结合，并根据构造柱的具体设置与之形成一个整体性的柔性框架，从而有效的提高墙体结构抵御竖向地震风险的能力。另一方面，为了切实增强建筑物的抗震强度，在对圈梁与构造柱的布置上一定要选择较为合理的布局方式。

（二）充分利用组合墙结构体系，全方位强化

目前，我国的建筑物墙体结构多为钢筋混凝土亦或是砖墙的单一式结构体系，而组合墙结构体系则很少在建筑实际中进行应用，其抗震性能的缺陷与不足自然难以避免。钢筋混凝土—砖组合墙结构体系，是通过全方位的强化手段，将钢筋混凝土、柱、砌体构造成为一个密不可分的整体，从而对整个建筑结构形成强大的约束力。此种综合式的墙体结构形式，是一种以砌体砖块为墙体主要材料，以钢筋混凝土和约束梁为骨架镶入墙体中的墙体结构。与传统的构造柱砖混结构不同的是，在构造柱砖混建筑里，圈梁和构造柱的设置是不需要承载任何重量的，它们存在的意义就是有效的约束砌体。而在钢筋混凝土—砖组合墙结构中，圈梁和构造柱同时肩负着约束砌体和承载重力的责任，其存在的作用与意义自然不可小觑。值得一提的是，组合墙结构体系，除了房屋竖向承受和水平负载的能力得到了明显的增强外，既有建筑物的侧向变形能力也因圈梁和竖直方向钢筋的绝对约束而有所提升。

三、建筑结构节能改造主要方法

（一）墙体保温改造

建筑墙体的保温主要有三种做法：外墙内保温、外墙外保温和墙体夹芯保温。外墙外保温由于其热工效率更好、基本没有热桥效应、不占使用空间、对保护结构有利，相比内保温优势更大，应用更加广泛，并且非常适合已建建筑的节能改造。保温砂浆以保温浆料作为保温层，采用机械喷涂或手抹成型，面层再做抗裂砂浆保护层，以玻纤网格布增强。这种体系特点是施工简便，能适应于各种体型的建筑及农村地区建筑墙体保温施工。保温砂浆主要面对的技术难题是保温层的勃结、防裂以及防变形技术问题，因此最好采用以水泥、聚合物添加剂和多种无机材料复合而成的高强度抹面砂浆。

（二）窗户节能改造

一般砌体类建筑窗户的损失热量约占总损失热量的三分之一，因此砌体结构窗户部分的保温作用巨大。加强窗户的气密性，改善窗户的保温性能也是节能改造的关键内容。当然窗户的节能改造相对简单，可以主要从玻璃和框材两方面入手。玻璃方面最有效的方法便是采用双层窗或单层双玻璃窗。框材方面，虽然框材截面小，但他的节能作用仍然非常重要，应选择传热系数小的材料截断热桥。此外，窗框密闭条的设置可以提高窗户的气密性，对窗户的节能有重要影响。

（三）房屋隔热保温

在传统屋面的基础上，颠倒隔热层与防水层的铺排顺序，让保温隔热层始终保持在防水层的上方。对于屋面的节能改造，一般情况下对于聚苯板、岩棉板、玻璃棉板等质量相对较轻的绿色、环保隔热材料的使用频次较多，隔热效果也较显著。与此同时，将保温材料按照一定的次序铺排在屋顶的吊顶上，其铺设厚度以热工计算所得的科学数据为依据，不可肆意而为。

（四）改造供热系统

供暖系统的节能改造，主体是室外热交换站与管网锅炉房两个部分。为了系统改造后保证整个管网系统水力的运行，改造后的系统需经过科学、严谨的水力计算获取准确的室内系统总阻力值后方可投入使用。同时，在对室内采暖实施供热计量改造以后，重新计算室外管网系统的平衡性能并根据具体的水压图进行数据分析与研究也是其中的关键步骤。

总体而言，现阶段我国既有建筑结构在抗震效果、能源消耗等方面仍存在着诸多的缺陷与不足，对我国建筑物的安全性、节能性造成了较为严重的威胁。这一现象的缓解与解决不仅需要迅速拿出一个合理、可行的加固措施与节能方案，更需要对既有的建筑结构进行有效的抗震加固和节能一体化建设，以此增强现有建筑结构的抗震能力，降低建筑物在能源上的损耗，从而加快实现我国社会经济的稳定、持续发展，为我国实现由发展中国家逐步转变为发达国家，屹立于世界民族之林奠定坚实、可靠的基础。

参考文献：

[1]成桂芝.多项加固技术在既有建筑抗震加固改造工程中的应用[J].赤子（上中旬），2014，11

[2]王丽红.建筑结构抗震加固方法探析[J].门窗，2014，11

[3]苏小磊.新疆砌体结构建筑抗震加固与节能改造一体化研究[D].石河子大学，2013.