二級注冊建筑師建筑構(gòu)造：墻體講義

一、墻體的分類

墻體的分類大體有從墻體位置上、從材料上、從受力特點上幾種分法。

(一)墻體按所在位置分類

墻體按所處位置可以分為外墻和內(nèi)墻。外墻位于房屋的四周,故又稱為外圍護墻。內(nèi) 墻位于房屋內(nèi)部,主要起分隔內(nèi)部空間的作用。墻體按布置方向又可以分為縱墻和橫墻。 沿建筑物長軸方向布置的墻稱為縱墻,沿建筑物短軸方向布置的墻稱為橫墻,外橫墻俗稱 山墻。另外,根據(jù)墻體與門窗的位置關(guān)系,平面上窗洞口之間的墻體可以稱為窗間墻,立 面上窗洞口之間的墻體可以稱為窗下墻。

(二)墻體按材料分類

(1)磚墻。用作墻體的磚有秸土多孔磚、黏土實心磚、灰砂磚、焦渣磚等。

(2)加氣混凝土砌塊墻，加氣混凝土是一種輕質(zhì)材料,具有密度小、可切割、隔聲、 保溫性能好等特點。這種材料多用于非承重的隔墻及框架結(jié)構(gòu)的填充墻。

(3)石材墻。石材是一種天然材料,主要用于山區(qū)和產(chǎn)石地區(qū)。

(4)板材墻。板材以鋼筋混凝土板材、加氣混凝土板材為主。

(5)承重混凝土空心小砌塊墻,采用C20混凝土制作,用于6層及以下的住宅。

(三)墻體按受力特點分類

(1)承重墻。墻直接承受樓板及屋頂傳下來的荷載,由于承重墻所處的位置不同,又 分為承重內(nèi)墻和承重外墻。

(2)自承重墻。只承受墻體自身重量而不承受屋頂,樓板等豎向荷載,并把自重傳給 墻下基礎(chǔ)。

(3)圍護墻。與室外空氣直接接觸的墻體,它起著防風(fēng)、雪、雨的侵襲,并起著保 溫、隔熱、隔聲、防水等作用。

(4)隔墻。它起著分隔空間的作用,把自重傳給樓板層,隔墻應(yīng)滿足自重輕、隔聲、 防火等要求。

(四)墻體按構(gòu)造做法分類

(1)實體墻。由單一材料組成,如普通磚墻、實心砌塊墻、多孔磚、實心黏土磚、石 塊、混凝土和鋼筋混凝土等和復(fù)合材料(鋼筋混凝土與加氣混凝土分層復(fù)合、黏土磚與焦 渣分層復(fù)合等)砌筑的不留空隙的墻體。

(2)空體墻。空體墻也是由單一材料組成,可由單一材料砌成內(nèi)部空腔。

(3)復(fù)合墻。這種墻體多用于居住建筑,也可用于托兒所、幼兒園、醫(yī)療等小型公共建筑。這種墻體的主體結(jié)構(gòu)為數(shù)土磚或鋼筋混凝土,其內(nèi)側(cè)或外側(cè)復(fù)合輕質(zhì)保溫板材,常用的材料有充氣石膏板、水泥聚苯板黏土珍珠巖、紙面石膏聚苯復(fù)合板,紙面石膏巖棉復(fù)合板、紙面石膏玻璃復(fù)合板、無紙石膏聚苯復(fù)合板、紙面石膏聚苯板等。

二、墻體的節(jié)能設(shè)計

在使用中為滿足建筑對熱工環(huán)境舒適性的要求會帶來一定的能耗,從節(jié)能的角度出 發(fā),也為了降低建筑長期的運營費用,作為圍護結(jié)構(gòu)的外墻要具有良好的熱穩(wěn)定性,使室內(nèi)溫度環(huán)境在外界環(huán)境氣溫變化的情況下保持相對的穩(wěn)定,減少對空調(diào)和采暖設(shè)備的依賴。

炎熱地區(qū)夏季太陽輻射強烈,室外熱量通過外墻傳入室內(nèi),使室內(nèi)溫度升高,產(chǎn)生過 熱現(xiàn)象。外墻應(yīng)具有足夠的隔熱能力。在設(shè)計中可以通過選用熱阻大、重量大的外墻材 料,例如磚墻、土墻等,以減少外墻內(nèi)表面的溫度波動;也可以在外墻表面選用光滑、平 整、淺色的材料,以增加對太陽的反射能力。

因此,公共建筑和居住建筑設(shè)計均應(yīng)滿足公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和居住建筑節(jié)能設(shè)計 標(biāo)準(zhǔn)(包括采暖居住建筑、夏熱冬冷地區(qū)居住建筑、夏熱冬暖地區(qū)居住建筑)。

(一)公共建筑節(jié)能設(shè)計

按照公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)(GB 50189-2005)進行設(shè)計,公共建筑的氣候分區(qū)為嚴(yán)寒地區(qū)A區(qū),嚴(yán)寒拌區(qū)B區(qū),寒冷地區(qū),夏熱冬冷地區(qū),夏熱冬暖地區(qū)共5個區(qū)。 嚴(yán)寒、寒冷地區(qū)建筑的體形系數(shù)應(yīng)小于或等于0.4,當(dāng)不能滿足時,必須按該標(biāo)準(zhǔn)進 行權(quán)衡判斷。

外墻(包括非透明幕墻)傳熱系數(shù)限值W/(m2 · K):

嚴(yán)寒地區(qū)A區(qū)≤0.45(體形系數(shù)<0.3), ≤0.40(0.3<體形系數(shù)<0.40);

嚴(yán)寒地區(qū)B區(qū)<0.50(體形系數(shù)<0.5), ≤0.45(0.3<體形系數(shù)<0.40);

寒冷地區(qū)<0.60(體形系數(shù)<0.5), ≤0.50(0.3<體形系數(shù)<0.40);

夏熱冬冷地區(qū)<1. 0;

夏熱冬暖地區(qū)<1. 50

外窗的傳熱系數(shù)則根據(jù)窗墻面積比的不同而各不相同。

(二)采暖居住建筑節(jié)能設(shè)計

我國嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)為采暖地區(qū),目前執(zhí)行《民用建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》(采暖居住建 筑部分JGJ 26--95)和《既有采暖居住建筑節(jié)能改造技術(shù)規(guī)程》(JGJ 129-2000, J 682001)進行建筑節(jié)能設(shè)計。

1.建筑物朝向宜采用南北向或接近南北向,主要房間宜避開冬季主導(dǎo)風(fēng)向。

2.建筑物體形系數(shù)宜控制在0.30及0.30以下;若體形系數(shù)大于0. 30,則屋頂和外墻應(yīng)加強保溫。

3.既有采暖居住建筑,當(dāng)其建筑物能耗熱量指標(biāo)、圍護結(jié)構(gòu)的保溫和門窗氣密性等 不能滿足《民用建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》(采暖居住建筑部分JGJ 26-95)的要求時,應(yīng)進行 節(jié)能改造。旅館、招待所、托幼建筑、集體宿舍等屬公共采暖居住建筑,當(dāng)其圍護結(jié)構(gòu)的 保溫性能不能達(dá)到當(dāng)?shù)夭膳≌ㄖ鄳?yīng)的要求時,也應(yīng)予以改造。

4.對墻體進行內(nèi)、外保溫改造時,應(yīng)優(yōu)先選用外保溫技術(shù)。墻體改造前必須進行設(shè)計計算,主要內(nèi)容包括:外墻平均傳熱系數(shù)的計算;所用保溫材料的厚度計算;墻體改造的構(gòu)造措施及節(jié)點設(shè)計。

提高建筑外墻的保溫能力,主要是要提高墻體阻止熱量傳出的能力和防止在墻體表面 和內(nèi)部產(chǎn)生凝結(jié)水的能力兩大方面。寒冷地區(qū)冬季室內(nèi)溫度高于室外,熱量從高溫一側(cè)向 低溫一側(cè)傳遞。為了減少熱損失,可以從以下幾個方面采取措施。

(1)通過對材料的選擇,提高外墻保溫能力以減少熱損失。

第一,增加外墻厚度,使傳熱過程延緩,達(dá)到保溫目的。以北方地區(qū)磚墻為例,因保溫要求,一般可由一磚墻增加到一磚半墻。第二,選用孔隙率高、重量輕的材料做外墻, 如加氣混凝土等。這些材料導(dǎo)熱系數(shù)小,保溫效果好,但是強度不高,不能承受較大的荷 載,一般用于框架填充墻等。第三,采用多種材料的組合墻,形成保溫構(gòu)造系統(tǒng)解決保溫 和承重雙重問題。外貼保溫材料,以布置在國護結(jié)構(gòu)靠低溫的一側(cè)為好,而將外觀密度 大,其蓄熱系數(shù)也大的材料布置在靠高溫的一側(cè)為佳。外墻保溫系統(tǒng)根據(jù)保溫材料與承重 材料的位置關(guān)系,有外墻外保溫、外墻內(nèi)保溫和夾芯保溫幾種方式,目前應(yīng)用較多的保溫 材料為EPS(模塑聚苯乙烯泡沫塑料)板或顆粒,此外,巖棉、膨脹珍珠巖、加氣混凝土 等也是可供選擇的保溫材料。

(2)防止外墻中出現(xiàn)凝結(jié)水。

人們?yōu)榱吮苊獠膳ㄖ釗p失,冬季通常是門窗緊閉,但生活用水及人的呼吸使室內(nèi) 濕度增高,形成高溫高濕的室內(nèi)環(huán)境。溫度越高,空氣中含的水蒸氣越多。當(dāng)室內(nèi)熱空氣 傳至外墻時,墻體內(nèi)的溫度較低,蒸汽在墻內(nèi)形成凝結(jié)水,水的導(dǎo)熱系數(shù)較大,因此就使 外墻的保溫能力明顯降低。為了避免這種情況產(chǎn)生,應(yīng)在靠室內(nèi)高溫一側(cè),設(shè)置隔蒸汽 層,阻止水蒸氣進入墻體。隔蒸汽層常用卷材、防水涂料或薄膜等材料。

(3)防止外墻出現(xiàn)空氣滲透。

墻體材料一般都不夠密實,有很多微小的孔洞。墻體上設(shè)置的門窗等構(gòu)件,因安裝不 嚴(yán)密或材料收縮等,會產(chǎn)生一些貫通性縫隙。由于這些孔洞和縫隙的存在,冬季室外風(fēng)的 壓力使冷空氣從迎風(fēng)墻面滲透到室內(nèi),而室內(nèi)外有溫差,室內(nèi)熱空氣從內(nèi)墻滲透到室外, 所以風(fēng)壓及熱壓使外墻出現(xiàn)了空氣滲透。為了防止外墻出現(xiàn)空氣滲透,一般采取以下措施:選擇密實度高的墻體材料,墻體內(nèi)外加抹灰層,加強構(gòu)件間的縫隙處理等。

(4)采用具有復(fù)合空腔構(gòu)造的外墻形式,使墻體根據(jù)需要具有熱工調(diào)節(jié)性能。 近年來在公共建筑中各種多層組合外墻以及利用太陽能的被動式太陽房集熱墻等逐步有了運用,此外,還可以利用遮陽、百葉和引導(dǎo)空氣流通的各種開口設(shè)置來強化外墻體系的熱工調(diào)節(jié)能力。

(三)夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計

我國夏熱冬冷地區(qū)目前執(zhí)行《夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》(JGJ 1342001, J 116-2001)進行建筑節(jié)能設(shè)計。

1.建筑群的規(guī)劃布置、建筑物的平面布置應(yīng)有利于自然通風(fēng)。

2.建筑物的朝向宜采用南北向或接近南北向。

3.條式建筑物體形系數(shù)不應(yīng)超過0.35,點式建筑物體形系數(shù)不應(yīng)超過0.40。

(四)夏熱冬暖地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計

我國夏熱冬暖地區(qū)目前執(zhí)行《夏熱冬暖地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》(JG] 75-2003, J 275-2003)進行建筑節(jié)能設(shè)計。夏熱冬暖地區(qū)劃分為南北兩個區(qū),北區(qū)的建筑節(jié)能設(shè)計應(yīng)主要考慮夏季空調(diào),兼顧冬季采暖。南區(qū)內(nèi)建筑節(jié)能設(shè)計應(yīng)考慮夏季空調(diào),可不考慮冬 季采暖。居住建筑通過節(jié)能建筑設(shè)計后,在保證相同的室內(nèi)熱環(huán)境的前提下,與未采取節(jié) 能措施前相比,全年空調(diào)和采暖總能耗應(yīng)減少50%。

1.一般規(guī)定

(1)居住區(qū)的總體規(guī)劃和居住建筑的平面、剖面設(shè)計應(yīng)有利于自然通風(fēng)。

(2)建筑物的朝向宜采用南北向或接近南北向。

(3)北區(qū)內(nèi),單元式、通廊式住宅的體形系數(shù)不宜超過0.35,塔式住宅的體形系數(shù)不 宜超過0.40。

2.構(gòu)造措施

外墻宜采用淺色飾面(如淺色粉刷、涂層和面磚等) ,東、西外墻采用花格構(gòu)件或爬藤 植物遮陽。

部構(gòu)造

(一)防潮層

1.設(shè)置位置

當(dāng)室內(nèi)地面墊層為混凝土等密實材料時,防潮層應(yīng)設(shè)在墊層范圍內(nèi),低于室內(nèi)地坪 60mm處,同時還三、墻身細(xì)應(yīng)至少高于室外地面150mm,防止雨水濺濕墻面。當(dāng)室內(nèi)地面墊層為 透水材料時(如爐渣、碎石等) ,水平防潮層的位置應(yīng)平齊或高于室內(nèi)地面60mm處。當(dāng) 內(nèi)墻兩側(cè)地面出現(xiàn)高差時,應(yīng)設(shè)垂直防潮層。

如果墻腳采用不透水的材料(如條石或混凝土等) ,或設(shè)有鋼筋混凝土地圈梁時,可以 不設(shè)防潮層。

2.防潮層的做法

(1)防水砂漿防潮層,采用1 : 2水泥砂漿加3%----5%防水劑,厚度為20mm----25mm 或用防水砂漿砌三皮磚作防潮層。此種做法構(gòu)造簡單,但砂漿開裂或不飽滿時影響防潮 效果。

(2)細(xì)石混凝土防潮層,采用60mm厚的細(xì)石混凝土帶,內(nèi)配三根 6鋼筋,其防潮 性能好。

(3)油氈防潮層,先抹20mm厚水泥砂漿找平層,上鋪一氈二油。此種做法防水效果 好,油氈沿長度鋪設(shè),搭接長度≥100mm。但有油氈隔離,削弱了磚墻的整體性,不宜 在剛度要求高或地震區(qū)采用。

(二)勒腳

外墻的墻腳部分叫勒腳。勒腳的作用是防止地面水、屋檐滴下的雨水的侵蝕,從而保 持墻面和室內(nèi)干燥,提高建筑物的耐久性;同時,還有美化建筑外觀的作用,勒腳的高度 一般為室內(nèi)地坪與室外地坪之高差,也可以根據(jù)立面的需要而提高勒腳的高度尺寸。勒腳 做法如下:

(1)勒腳表面抹灰可采用8mm----15mm厚1 : 3水泥砂漿打底, 12mm厚1 : 2水泥白石子漿水刷石或斬假石抹面。此法多用于一般建筑。

(2)勒腳貼面可用天然石材或人工石材貼面,如花崗石、水磨石板等。貼面勒腳耐久 性強、裝飾效果好,用于高標(biāo)準(zhǔn)建筑。

(三)外墻周圍排水處理

散水指的是靠近勒腳下部的水平排水坡。明溝是靠近勒腳下部設(shè)置的水平排水溝。它們的作用都是迅速排除從屋檐下滴的雨水,防止因積水滲入地基而造成建筑物的下沉。散水的做法應(yīng)滿足以下要求:

(1)散水的做法通常是在窮實素土上,鋪三合土、混凝土等材料,厚度60mm~ 70mm。散水的寬度,應(yīng)根據(jù)土壤性質(zhì)、氣候條件、建筑物的高度和屋面排水形式確定 為600mm~ 1000mm;當(dāng)采用無組織排水時,散水的寬度可按檐口線放出200mm~ 300mm

(2)散水的坡度可為3%~5%。當(dāng)散水采用混凝土?xí)r,宜按20m~30m間距設(shè)置伸 縮縫,散水與外墻交接處應(yīng)設(shè)分隔縫,分隔縫用彈性材料嵌縫,防止外墻下沉?xí)r將散水拉 裂,縫寬可為20mm~30mm,縫內(nèi)應(yīng)填瀝青類材料。

(3)明溝可用磚砌、石砌、混凝土現(xiàn)澆,溝底應(yīng)做縱坡,坡度為0. 5%~1%,坡向排水井。溝中心應(yīng)正對屋檐滴水位置,外墻與明溝之間應(yīng)做散水。

(四)門窗洞口

1.過梁

為承受門窗洞口上部的荷載,并把它傳到門窗兩側(cè)的墻上,所以在其上部要加設(shè)過 梁。過梁的斷面不大,梁內(nèi)配筋也較小。過梁一般可分為鋼筋混凝土過梁、磚砌平拱、鋼 筋磚過梁等幾種。

(1)預(yù)制鋼筋混凝土過梁

預(yù)制鋼筋混凝土過梁是采用比較普遍的一種過梁。可用于較寬的門窗洞口,對房屋不 均勻下沉或振動有一定的適應(yīng)性。矩形截面過梁施工制作方便,是最常用的形式,過梁寬 度一般同墻厚,高度按結(jié)構(gòu)計算確定,但應(yīng)配合磚的規(guī)格,如60mm、120mm、180mm、 240mm,過梁兩端伸進墻內(nèi)的支承長度不小于240mm。

(2)鋼筋磚過梁。

這種過梁的用磚應(yīng)不低于MU7.5,砂漿不低于M2. 5。洞口上部應(yīng)先支模,上放直 徑不小于5mm的鋼筋, 間距≤120mm,伸入兩邊墻內(nèi)應(yīng)不小于240mm。鋼筋上下應(yīng)抹砂 漿層。這種過梁的最大跨度為2m。

(3)磚砌平拱。

這種過梁是采用豎砌的磚作為水平拱券。兩端下部伸入墻內(nèi)20mm~30mm,中部的 起拱高度約為跨度的1/50。磚不應(yīng)低于MU7,砂漿不低于M2.5。這種平拱的最大跨度 為1. 8m。

2.窗臺

窗洞口的下部應(yīng)設(shè)置窗臺。窗臺根據(jù)窗子的安裝位置可形成內(nèi)窗臺和外窗臺。外窗臺 是為了防止在窗洞底部積水,并流向室內(nèi)。內(nèi)窗臺則為了排除窗上的凝結(jié)水,以保護室內(nèi) 墻面,以及存放東西、擺放花盆等。窗臺高900mm~ 1000mm,幼兒園活動室取600mm。

(1)磚窗臺,磚窗臺應(yīng)用較廣,有平砌挑磚和立砌挑磚兩種做法。表面可抹10%左右 的坡度。挑出尺寸大多為60mm。窗臺長度最少每邊應(yīng)超過窗寬120mm。挑窗臺下做滴 水槽或斜抹水泥砂漿,引導(dǎo)雨水垂直下落不致影響窗下墻。

(2)混凝土窗臺,這種窗臺一般是現(xiàn)場澆筑而成。

(3)內(nèi)窗臺包括水泥砂漿抹窗臺和另做窗臺板,前者是表面抹20mm厚的水泥砂漿, 并應(yīng)突出墻面5mm。后者一般采用窗臺板,窗臺板可以用預(yù)制水泥板或水磨石板,裝修 要求高的房間還可以采用木窗臺板。