二級(jí)注冊(cè)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(diǎn)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(hù)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(zhǎng)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(shí)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(diǎn)。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(diǎn)分類

(1)承重墻。墻直接承受樓板及屋頂傳下來(lái)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(hù)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(shí)體墻。由單一材料組成,如普通磚墻、實(shí)心砌塊墻、多孔磚、實(shí)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(wú)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(jì)

在使用中為滿足建筑對(duì)熱工環(huán)境舒適性的要求會(huì)帶來(lái)一定的能耗,從節(jié)能的角度出 發(fā),也為了降低建筑長(zhǎng)期的運(yùn)營(yíng)費(fèi)用,作為圍護(hù)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(duì)的穩(wěn)定,減少對(duì)空調(diào)和采暖設(shè)備的依賴。

炎熱地區(qū)夏季太陽(yáng)輻射強(qiáng)烈,室外熱量通過(guò)外墻傳入室內(nèi),使室內(nèi)溫度升高,產(chǎn)生過(guò) 熱現(xiàn)象。外墻應(yīng)具有足夠的隔熱能力。在設(shè)計(jì)中可以通過(guò)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(dòng);也可以在外墻表面選用光滑、平 整、淺色的材料,以增加對(duì)太陽(yáng)的反射能力。

因此,公共建筑和居住建筑設(shè)計(jì)均應(yīng)滿足公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì) 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(jì)

按照公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)(GB 50189-2005)進(jìn)行設(shè)計(jì),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(gè)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(shí),必須按該標(biāo)準(zhǔn)進(jìn) 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(jì)

我國(guó)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(jì)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(jìn)行建筑節(jié)能設(shè)計(jì)。

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(qiáng)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(hù)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(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(采暖居住建筑部分JGJ 26-95)的要求時(shí),應(yīng)進(jìn)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(hù)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(shí),也應(yīng)予以改造。

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

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(gè)方面采取措施。

(1)通過(guò)對(duì)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(guò)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(qiáng)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(wèn)題。外貼保溫材料,以布置在國(guó)護(hù)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(shí),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(jìn)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(shí),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(huì)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(shí)度高的墻體材料,墻體內(nèi)外加抹灰層,加強(qiáng)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(lái)在公共建筑中各種多層組合外墻以及利用太陽(yáng)能的被動(dòng)式太陽(yáng)房集熱墻等逐步有了運(yùn)用,此外,還可以利用遮陽(yáng)、百葉和引導(dǎo)空氣流通的各種開口設(shè)置來(lái)強(qiáng)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(jì)

我國(guó)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(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(JGJ 1342001, J 116-2001)進(jìn)行建筑節(jié)能設(shè)計(jì)。

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(guò)0.35,點(diǎn)式建筑物體形系數(shù)不應(yīng)超過(guò)0.40。

(四)夏熱冬暖地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)

我國(guó)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(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(JG] 75-2003, J 275-2003)進(jìn)行建筑節(jié)能設(shè)計(jì)。夏熱冬暖地區(qū)劃分為南北兩個(gè)區(qū),北區(qū)的建筑節(jié)能設(shè)計(jì)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(jì)應(yīng)考慮夏季空調(diào),可不考慮冬 季采暖。居住建筑通過(guò)節(jié)能建筑設(shè)計(jì)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(jì)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(guò)0.35,塔式住宅的體形系數(shù)不 宜超過(guò)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(yáng)。

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(shí)材料時(shí),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(shí)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(shí)(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(shí),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(shí),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(jiǎn)單,但砂漿開裂或不飽滿時(shí)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(zhǎng)度鋪設(shè),搭接長(zhǎng)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(shí),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(qiáng)、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(shí)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(wú)組織排水時(shí),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(duì)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(guò)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(guò) 梁。過(guò)梁的斷面不大,梁內(nèi)配筋也較小。過(guò)梁一般可分為鋼筋混凝土過(guò)梁、磚砌平拱、鋼 筋磚過(guò)梁等幾種。

(1)預(yù)制鋼筋混凝土過(guò)梁

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

(2)鋼筋磚過(guò)梁。

這種過(guò)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(guò)梁的最大跨度為2m。

(3)磚砌平拱。

這種過(guò)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(tái)

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

(1)磚窗臺(tái),磚窗臺(tái)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(tái)長(zhǎng)度最少每邊應(yīng)超過(guò)窗寬120mm。挑窗臺(tái)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(tái),這種窗臺(tái)一般是現(xiàn)場(chǎng)澆筑而成。

(3)內(nèi)窗臺(tái)包括水泥砂漿抹窗臺(tái)和另做窗臺(tái)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(tái)板,窗臺(tái)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(tái)板。