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1、第三章 墙 体,墙是房屋不可缺少的重要组成部分。在一般民用建筑中，墙和楼板被称为主体工程。墙的造价约占总造价的，墙的重量约占房屋总重量的。如何选择墙体材料和构造作法，将直接影响房屋的使用质量、自重、造价、材料消耗和施工工期。,墙的作用 民用建筑中的墙一般有三个作用。 首先，它承受屋顶、楼板传给它的荷载，本身的自重荷载和风荷载，所以它具有承重作用。 第二，墙隔住了自然界的风、雨、雪的侵袭。防止太阳的辐射、噪声的干扰以及室内热量的散失等，起保温、隔热、隔声、防水等作用，这些作用称为围护作用。 第三，墙把房屋划分为若干房间和使用空间，称为分隔作用。 并不是所有的墙都同时具有这三个作用，有的即起承重作
2、用又起围护作用，有的只有围护作用；有的具有承重和分隔双重作用，有的只起分隔作用。,一、墙体的类型,根据墙体在建筑物中的位置、受力情况、材料选用、构造施工方法的不同，可将墙体分为不同类型。 1.按墙的位置分类 墙体按所处的位置不同分为外墙和内墙。 墙体按布置方向又可以分为纵墙和横墙。沿建筑物长轴方向布置的墙称为纵墙，沿建筑物短轴方向布置的墙称为横墙，外横墙又称山墙。另外，窗与窗、窗与门之间的墙称为窗间墙；窗洞下部的墙称为窗下墙；屋顶上部的墙称为女儿墙等。,窗间墙,女儿墙,女儿墙,女儿墙,2.按受力情况分类,根据墙体的受力情况不同可分为承重墙和非承重墙。 承重墙：凡直接承受楼板、屋顶等传来荷载的墙
3、称为； 非承重墙：不承受这些外来荷载的墙称为。 非承重墙又可分为两种：一是自承重墙 二是隔墙,自承重墙：在非承重墙中，不承受外来荷载，仅承受自身重量并将其传至 基础的墙称为； 隔墙：仅起分隔空间作用，自身重量由楼板或梁来承担的墙称为； 在框架结构中，填充在柱子之间的墙称为填充墙，内填充墙是隔墙的一种； 悬挂在建筑物外部的轻质墙称为幕墙，有金属幕、玻璃幕等。幕墙和外填充墙，虽不能承受楼板和层顶的荷载，但承受着风荷载并把风荷载传给骨架结构。,玻璃幕墙,实心砖墙 空心砖墙 组合墙,砖墙 石墙 土墙 砌块墙 混凝土墙,按墙体材料分,3、按墙体构造方式分,墙体有砖和砂浆砌筑的砖墙 利用工业废料制作的各种
4、砌块砌筑的砌块墙 现浇或预制的钢筋混凝土墙 石块和砂浆砌筑的石墙等。,一、结构要求 对以墙体承重为主的结构，常要求各层的承重墙上、下必须对齐；各层的门、窗洞孔也以上、下对齐为佳。此外，还要合理选择墙体结构布置方案，墙体有四种承重方案：横墙承重、纵墙承重、纵横墙承重和墙与柱混合承重。,第二节 墙体的设计要求,（一）承重方案 1.横墙承重； 横墙承重是将楼板及屋面板等水平承重构件搁置在横墙上.楼面及屋面荷载依次通过楼板、横墙、基础传递给地基。 优点：当横墙承重而纵墙为非承重墙时，在纵墙上开窗灵活； 缺点：由于横墙间距受到限制，建筑开间尺寸不够灵活； 这一布置方案适用于房间开间尺寸不大，墙体位置比较
5、固定的建筑，如宿舍、旅馆、住宅等。,2.纵墙承重 纵墙承重是将楼板及屋面板等水平 承重构件均搁置在 纵墙上，横墙只 起分隔空间和连接纵墙的作用。 优点：开间划分灵活，能分隔出较大的房间，以适 应不同的需要；缺点在纵墙上开设窗口受到限制，室内通风不易组织； 这一布置方案适用于房间较大的的建筑，如办公楼、商店、教学楼中的教室、阅览室等。,3.纵横墙承重 这种承重方案的承重墙体由纵横两个方向的墙体组成。 纵横墙承重方式平面布置灵活，两个方向的抗侧力都较好。 这种方案适用于房间开间、进深变化较多的建筑，如医院、幼儿园等。,4.墙与柱混合承重 房屋内部采用柱、梁组成的内框架承重，四周采用墙承重，由墙和柱
6、共同承受水平承重构件传来的荷载，称为墙与柱混合承重。 这种方案适用于室内需要大空间的建筑，如大型商店、餐厅等。,（二）具有足够的强度和稳定性 强度是指墙体承受荷载的能力，它与所采用的材料以及同一材料的强度等级有关。作为承重墙的墙体，必须具有足够的强度，以确保结构的安全。 墙体的稳定性与墙的高度、长度和厚度有关。高而薄的墙稳定性差，矮而厚的墙稳定性好；长而薄的墙稳定性差，短而厚的墙稳定性好。,结构平面布置时：应使结构墙体在横向和纵向均尽量连续并对齐，有效地传递风 荷载和地震作用的水平荷载。 结构剖面布置时：应使结构墙体在各楼层之间上下连续并对齐，当需要较大建筑空间而造成墙体不能对齐时，将大空间放
7、置于底层，避免结构墙体在竖直方向的间断。有利于墙体有效地传递竖向荷载。同时竖向洞口宜上下对齐，洞口尺寸不宜过大，并应避免在洞口上方设置集中荷载。,表6-1 砌体结构房屋局部尺寸要求,（3）热工要求：,墙体的热工要求主要指墙体的保温、隔热要求,1.建筑热工设计分区,严寒地区 寒冷地区 夏热冬冷地区 夏热冬暖地区 温和地区,2.冬季保温设计要求：,建筑物一般应设在避风、向阳地段，尽量争取主要房间有较多日照。 建筑物的外表面积与其包围的体积之比（体型系数）应尽可能的小，平立面不应出现过多的凹凸面。 室温要求相近的房间一般应集中布置 严寒地区居住建筑不应该设冷外廊和开敞式楼梯间；公共建筑的主入口处应该
8、设置转门、热风幕等避风设施。寒冷地区居住建筑和公共建筑一般应设门斗。,严寒和寒冷地区北向窗户的面积应予控制，其他朝向的窗户面积一般不应过大。应该尽量减少窗户缝隙长度，并加强窗户的密闭性。 严寒和寒冷地区的外墙和屋顶应进行保温验算，保证不低于所在地区要求的总热阻。 热桥（主要传热渠道）部分通过保温验算，并作适当的保温处理。,图6-4 外墙冬季传热过程,3.夏季防热设计要求： 建筑的夏季防热应结合环境绿化、自然通风、建筑遮阳和围护结构隔热等综合考虑。 建筑的总体布置、单体的平、剖面设计和门窗的设置，一般应利于自然通风，并尽量避免主要房间受东、西日晒。 南向房间可利用阳台、凹廊、外廊等达到遮阳的目的
9、。东西向房间可以适当使用固定或者活动式遮阳设施。 屋顶、东西外墙的内表面温度应该通过验算，保证满足隔热设计标准要求。 为防止梅雨季节地面泛潮，底层地面一般使用架空的做法。地面面层一般选用微孔吸声材料。,4.墙应有足够的保温能力 为减少热损失，防止凝结水及空气渗透应采取相应的措施： (1) 提高外墙保温能力，减少热损失，增加外墙厚度，选用空隙率高，重度小的材料，采用组合墙。 增加墙体的厚度： 墙体的热阻值与其厚度成正比，欲提高墙身的热阻，可增加其厚度。严寒地区的外墙厚度往往超过结构的需要。虽然增加墙厚能提高一定的热阻值，粘土实心砖240厚墙热阻为0.30K/W，370厚墙热阻为0.46K/W，但
10、却是一种很不经济的办法。 选择导热系数小的墙体材料：(图5) 在建筑工程中，一般把导热系数小于0.23W/(mK)的材料称为保温材料。因此，要增加墙体的热阻，常选用导热系数小的保温材料，如泡沫混凝土、加气混凝土、陶粒混凝土、膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、泡沫塑料、矿棉及玻璃棉等。,图5 墙体传热系数比较 km外墙平均传热系数，单位w/（k）, 墙体设置保温层：(图6) 墙体中设置保温层，用导热系数小的材料与承重的墙体组合在一起形成的一种保温墙体，从而让不同性质的材料各自发挥其功能。 墙中设置封空气间层： 墙体中设封闭空气间层是提高保温能力的有效且经济的方法。因静止空气是热的不良导体导热系数 =0.02
11、3W/(mK)，由实验数据知60100mm厚封闭空气间层热阻值达0.18K/W，比120厚实心砖墙的热阻0.15m2k/W还大。因此用空心砖、空心砌块等对保温有利。,墙体保温层的位置,防止外墙中出现凝结水 为了避免采暖建筑热损失，冬季通常是门窗紧闭，生活用水及人的呼吸使室内湿度增高，形成高温高湿的室内环境。温度愈高，空气中含的水蒸气愈多。当室内热空气传至外墙时，墙体内的温度较低，水蒸气在墙内形成凝结水，水的导热系数较大，因此就使外墙的保温能力明显降低。 为了避免这种现象产生，应在靠墙体室内高温一侧，设置隔汽层以阻止水蒸气进入墙体。隔汽层常用防水卷材、防水涂料来制作。(图6-7) 热桥是热量容易
12、通过的部位，其内表面温度常低于主体部分，在热桥部位最容易产生冷凝水，因此，在设计时应注意尽量避免出现贯通式热桥，尽量将非贯通式热桥布置在高温度的一侧，尽量减少热桥断面面积。 (图6-8)； (图6-9),图6-7 设置隔气层防止内部冷凝,外墙应有足够的隔热能力 提高外墙的热稳定性，外墙应选用热阻值大、质量大的材料，以提高其热稳定性。 外墙应选用光滑、平整、浅色的材料，以增加对太阳的反射能力。 总平面及单体建筑布局合理，争取较好的朝向等。 在窗口的外侧设置遮阳设施，以减少太阳对室内的直射。 在外墙内部设置通风间层，利用风压和热压作用使间层内外空气形成对流交换，从而降低外墙内表面的温度。 利用植被
13、对太阳能的转化作用而降温。,墙体节能构造,建筑物耗热量主要有通过围护结构的传热耗热量构成，其数值约占总耗热量的73%77% 墙体保温： 外墙保温 单一材料墙体 复合墙体 加气混凝土外墙、粘土空心砖外墙、混凝土空心砌块外墙、钢筋混凝土外墙、其他非粘土砖外墙等,单一保温外墙 外保温外墙 内保温外墙 夹心保温墙,外墙按其保温层所在的位置分类：,外墙外保温,外墙外保温效果好： 1、外保温可以避免产生冷桥； 2、外保温做法中，位于内测的实体墙蓄热性能好，室温稳定，利于节能； 3、内部的砖或混凝土得到保护，内部主墙体受热应力破坏减少，耐久性好； 4、外保温外墙不影响室内墙面物体吊装； 5、外保温有利于加快
14、施工进度，可以与室内装修同时作业； 6、外保温综合效益很高；造价高 但可以提高建筑使用面积。,外保温体系构造组成,1、保温层主要采用导热系数小的高效轻质保温材料； 保温层保温材料应有较低的吸湿率和较好的粘结性能； 超轻保温涂料可以直接涂抹在外墙表面上 2、保温板的固定：粘结、钉固 3、面层（防护和装饰）： 水泥砂浆抹面、在龙骨上吊挂板材或瓷砖负面,外墙外保板,纤维增强聚苯外保温饰面体系 固定方式粘结固定方式、机械固定方式 或二者结合,BT型外保温板,BT型外保温板是用普通水泥砂浆为基材，一镀锌钢丝网及钢筋为增强材料，在制作过程中与聚苯板复合成为单面型预制保温板材。,水泥聚苯外保温板,水泥聚苯外
15、保温板是以废旧聚苯乙烯泡沫塑料板破碎后的颗粒为骨料，以普通硅酸盐水泥为胶结料，外加预先制备的泡沫经搅拌后浇筑成型的。,GRC外保温板,ZL聚苯颗粒复合保温浆料,国外常用外墙外保温体系,墙/钢框架墙体系以钢结构为主体，装饰砖为外墙，玻璃棉毡和挤塑泡沫为保温隔热层。 保温中空墙体系混凝土空心砌块为主体，挤塑泡沫为保温隔热材料。 木框架轻质墙体系木框架轻质墙体由内装饰板（石膏板）、隔汽层木框架、外用胶合板和外装饰墙组成。 保温混凝土夹心墙体系混凝土内墙、挤塑泡沫高温板、混凝土外装饰墙体；连接内外墙的低导热性连接件,外墙内保温,内保温外墙由主体结构与保温结构两部分组成；主体结构一般为砖砌体、混凝土墙等
16、承重结构，或非承重的空心砌块、加气混凝土墙体。保温结构是由保温板和空气间层组成。 外墙内保温板： （1） GRC内保温板玻璃纤维增强水泥聚苯复合保温板 （2）玻纤增强石膏外墙内保温板 （3）P-GRC外墙内保温板玻璃纤维增强聚合物水泥聚苯乙烯复合外墙内保温板；,单一材料外墙,单一材料外墙：加气混凝土 空心砖外墙 混凝土空心砌块外墙 盲孔复合保温材料：炉渣混凝土和高效保温材料聚苯板复合,隔声要求 墙体隔声,为防止室外及邻室的噪声影响，从而获得安静的工作和休息环境，要求墙体应具有一定的隔声能力。 墙体的隔声量是衡量墙体隔绝声能力的标志，隔声量越大，墙体的隔声性能越好。噪声的度量单位为分贝(dB)。 根据隔绝空气传声的原理，墙体隔声量与墙的单位面积质量(即面密度)有关，质量愈大，隔声量愈好，这一关系通常称为“质量定律”；其次与构造形式和声音频率有关。 根据质量定律，构件材料重度越大，越密实，其隔声量越高。因而设计墙体时，应尽量选择面密
