二级注册建筑师建筑构造：墙体讲义

一、墙体的分类

墙体的分类大体有从墙体位置上、从材料上、从受力特点上几种分法。

(一)墙体按所在位置分类

墙体按所处位置可以分为外墙和内墙。外墙位于房屋的四周,故又称为外围护墙。内 墙位于房屋内部,主要起分隔内部空间的作用。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,外横墙俗称 山墙。另外,根据墙体与门窗的位置关系,平面上窗洞口之间的墙体可以称为窗间墙,立 面上窗洞口之间的墙体可以称为窗下墙。

(二)墙体按材料分类

(1)砖墙。用作墙体的砖有秸土多孔砖、黏土实心砖、灰砂砖、焦渣砖等。

(2)加气混凝土砌块墙，加气混凝土是一种轻质材料,具有密度小、可切割、隔声、 保温性能好等特点。这种材料多用于非承重的隔墙及框架结构的填充墙。

(3)石材墙。石材是一种天然材料,主要用于山区和产石地区。

(4)板材墙。板材以钢筋混凝土板材、加气混凝土板材为主。

(5)承重混凝土空心小砌块墙,采用C20混凝土制作,用于6层及以下的住宅。

(三)墙体按受力特点分类

(1)承重墙。墙直接承受楼板及屋顶传下来的荷载,由于承重墙所处的位置不同,又 分为承重内墙和承重外墙。

(2)自承重墙。只承受墙体自身重量而不承受屋顶,楼板等竖向荷载,并把自重传给 墙下基础。

(3)围护墙。与室外空气直接接触的墙体,它起着防风、雪、雨的侵袭,并起着保 温、隔热、隔声、防水等作用。

(4)隔墙。它起着分隔空间的作用,把自重传给楼板层,隔墙应满足自重轻、隔声、 防火等要求。

(四)墙体按构造做法分类

(1)实体墙。由单一材料组成,如普通砖墙、实心砌块墙、多孔砖、实心黏土砖、石 块、混凝土和钢筋混凝土等和复合材料(钢筋混凝土与加气混凝土分层复合、黏土砖与焦 渣分层复合等)砌筑的不留空隙的墙体。

(2)空体墙。空体墙也是由单一材料组成,可由单一材料砌成内部空腔。

(3)复合墙。这种墙体多用于居住建筑,也可用于托儿所、幼儿园、医疗等小型公共建筑。这种墙体的主体结构为数土砖或钢筋混凝土,其内侧或外侧复合轻质保温板材,常用的材料有充气石膏板、水泥聚苯板黏土珍珠岩、纸面石膏聚苯复合板,纸面石膏岩棉复合板、纸面石膏玻璃复合板、无纸石膏聚苯复合板、纸面石膏聚苯板等。

二、墙体的节能设计

在使用中为满足建筑对热工环境舒适性的要求会带来一定的能耗,从节能的角度出 发,也为了降低建筑长期的运营费用,作为围护结构的外墙要具有良好的热稳定性,使室内温度环境在外界环境气温变化的情况下保持相对的稳定,减少对空调和采暖设备的依赖。

炎热地区夏季太阳辐射强烈,室外热量通过外墙传入室内,使室内温度升高,产生过 热现象。外墙应具有足够的隔热能力。在设计中可以通过选用热阻大、重量大的外墙材 料,例如砖墙、土墙等,以减少外墙内表面的温度波动;也可以在外墙表面选用光滑、平 整、浅色的材料,以增加对太阳的反射能力。

因此,公共建筑和居住建筑设计均应满足公共建筑节能设计标准和居住建筑节能设计 标准(包括采暖居住建筑、夏热冬冷地区居住建筑、夏热冬暖地区居住建筑)。

(一)公共建筑节能设计

按照公共建筑节能设计标准(GB 50189-2005)进行设计,公共建筑的气候分区为严寒地区A区,严寒拌区B区,寒冷地区,夏热冬冷地区,夏热冬暖地区共5个区。 严寒、寒冷地区建筑的体形系数应小于或等于0.4,当不能满足时,必须按该标准进 行权衡判断。

外墙(包括非透明幕墙)传热系数限值W/(m2 · K):

严寒地区A区≤0.45(体形系数<0.3), ≤0.40(0.3<体形系数<0.40);

严寒地区B区<0.50(体形系数<0.5), ≤0.45(0.3<体形系数<0.40);

寒冷地区<0.60(体形系数<0.5), ≤0.50(0.3<体形系数<0.40);

夏热冬冷地区<1. 0;

夏热冬暖地区<1. 50

外窗的传热系数则根据窗墙面积比的不同而各不相同。

(二)采暖居住建筑节能设计

我国严寒和寒冷地区为采暖地区,目前执行《民用建筑节能设计标准》(采暖居住建 筑部分JGJ 26--95)和《既有采暖居住建筑节能改造技术规程》(JGJ 129-2000, J 682001)进行建筑节能设计。

1.建筑物朝向宜采用南北向或接近南北向,主要房间宜避开冬季主导风向。

2.建筑物体形系数宜控制在0.30及0.30以下;若体形系数大于0. 30,则屋顶和外墙应加强保温。

3.既有采暖居住建筑,当其建筑物能耗热量指标、围护结构的保温和门窗气密性等 不能满足《民用建筑节能设计标准》(采暖居住建筑部分JGJ 26-95)的要求时,应进行 节能改造。旅馆、招待所、托幼建筑、集体宿舍等属公共采暖居住建筑,当其围护结构的 保温性能不能达到当地采暖住宅建筑相应的要求时,也应予以改造。

4.对墙体进行内、外保温改造时,应优先选用外保温技术。墙体改造前必须进行设计计算,主要内容包括:外墙平均传热系数的计算;所用保温材料的厚度计算;墙体改造的构造措施及节点设计。

提高建筑外墙的保温能力,主要是要提高墙体阻止热量传出的能力和防止在墙体表面 和内部产生凝结水的能力两大方面。寒冷地区冬季室内温度高于室外,热量从高温一侧向 低温一侧传递。为了减少热损失,可以从以下几个方面采取措施。

(1)通过对材料的选择,提高外墙保温能力以减少热损失。

第一,增加外墙厚度,使传热过程延缓,达到保温目的。以北方地区砖墙为例,因保温要求,一般可由一砖墙增加到一砖半墙。第二,选用孔隙率高、重量轻的材料做外墙, 如加气混凝土等。这些材料导热系数小,保温效果好,但是强度不高,不能承受较大的荷 载,一般用于框架填充墙等。第三,采用多种材料的组合墙,形成保温构造系统解决保温 和承重双重问题。外贴保温材料,以布置在国护结构靠低温的一侧为好,而将外观密度 大,其蓄热系数也大的材料布置在靠高温的一侧为佳。外墙保温系统根据保温材料与承重 材料的位置关系,有外墙外保温、外墙内保温和夹芯保温几种方式,目前应用较多的保温 材料为EPS(模塑聚苯乙烯泡沫塑料)板或颗粒,此外,岩棉、膨胀珍珠岩、加气混凝土 等也是可供选择的保温材料。

(2)防止外墙中出现凝结水。

人们为了避免采暖建筑热损失,冬季通常是门窗紧闭,但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。温度越高,空气中含的水蒸气越多。当室内热空气 传至外墙时,墙体内的温度较低,蒸汽在墙内形成凝结水,水的导热系数较大,因此就使 外墙的保温能力明显降低。为了避免这种情况产生,应在靠室内高温一侧,设置隔蒸汽 层,阻止水蒸气进入墙体。隔蒸汽层常用卷材、防水涂料或薄膜等材料。

(3)防止外墙出现空气渗透。

墙体材料一般都不够密实,有很多微小的孔洞。墙体上设置的门窗等构件,因安装不 严密或材料收缩等,会产生一些贯通性缝隙。由于这些孔洞和缝隙的存在,冬季室外风的 压力使冷空气从迎风墙面渗透到室内,而室内外有温差,室内热空气从内墙渗透到室外, 所以风压及热压使外墙出现了空气渗透。为了防止外墙出现空气渗透,一般采取以下措施:选择密实度高的墙体材料,墙体内外加抹灰层,加强构件间的缝隙处理等。

(4)采用具有复合空腔构造的外墙形式,使墙体根据需要具有热工调节性能。 近年来在公共建筑中各种多层组合外墙以及利用太阳能的被动式太阳房集热墙等逐步有了运用,此外,还可以利用遮阳、百叶和引导空气流通的各种开口设置来强化外墙体系的热工调节能力。

(三)夏热冬冷地区居住建筑节能设计

我国夏热冬冷地区目前执行《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》(JGJ 1342001, J 116-2001)进行建筑节能设计。

1.建筑群的规划布置、建筑物的平面布置应有利于自然通风。

2.建筑物的朝向宜采用南北向或接近南北向。

3.条式建筑物体形系数不应超过0.35,点式建筑物体形系数不应超过0.40。

(四)夏热冬暖地区居住建筑节能设计

我国夏热冬暖地区目前执行《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》(JG] 75-2003, J 275-2003)进行建筑节能设计。夏热冬暖地区划分为南北两个区,北区的建筑节能设计应主要考虑夏季空调,兼顾冬季采暖。南区内建筑节能设计应考虑夏季空调,可不考虑冬 季采暖。居住建筑通过节能建筑设计后,在保证相同的室内热环境的前提下,与未采取节 能措施前相比,全年空调和采暖总能耗应减少50%。

1.一般规定

(1)居住区的总体规划和居住建筑的平面、剖面设计应有利于自然通风。

(2)建筑物的朝向宜采用南北向或接近南北向。

(3)北区内,单元式、通廊式住宅的体形系数不宜超过0.35,塔式住宅的体形系数不 宜超过0.40。

2.构造措施

外墙宜采用浅色饰面(如浅色粉刷、涂层和面砖等) ,东、西外墙采用花格构件或爬藤 植物遮阳。

部构造

(一)防潮层

1.设置位置

当室内地面垫层为混凝土等密实材料时,防潮层应设在垫层范围内,低于室内地坪 60mm处,同时还三、墙身细应至少高于室外地面150mm,防止雨水溅湿墙面。当室内地面垫层为 透水材料时(如炉渣、碎石等) ,水平防潮层的位置应平齐或高于室内地面60mm处。当 内墙两侧地面出现高差时,应设垂直防潮层。

如果墙脚采用不透水的材料(如条石或混凝土等) ,或设有钢筋混凝土地圈梁时,可以 不设防潮层。

2.防潮层的做法

(1)防水砂浆防潮层,采用1 : 2水泥砂浆加3%----5%防水剂,厚度为20mm----25mm 或用防水砂浆砌三皮砖作防潮层。此种做法构造简单,但砂浆开裂或不饱满时影响防潮 效果。

(2)细石混凝土防潮层,采用60mm厚的细石混凝土带,内配三根 6钢筋,其防潮 性能好。

(3)油毡防潮层,先抹20mm厚水泥砂浆找平层,上铺一毡二油。此种做法防水效果 好,油毡沿长度铺设,搭接长度≥100mm。但有油毡隔离,削弱了砖墙的整体性,不宜 在刚度要求高或地震区采用。

(二)勒脚

外墙的墙脚部分叫勒脚。勒脚的作用是防止地面水、屋檐滴下的雨水的侵蚀,从而保 持墙面和室内干燥,提高建筑物的耐久性;同时,还有美化建筑外观的作用,勒脚的高度 一般为室内地坪与室外地坪之高差,也可以根据立面的需要而提高勒脚的高度尺寸。勒脚 做法如下:

(1)勒脚表面抹灰可采用8mm----15mm厚1 : 3水泥砂浆打底, 12mm厚1 : 2水泥白石子浆水刷石或斩假石抹面。此法多用于一般建筑。

(2)勒脚贴面可用天然石材或人工石材贴面,如花岗石、水磨石板等。贴面勒脚耐久 性强、装饰效果好,用于高标准建筑。

(三)外墙周围排水处理

散水指的是靠近勒脚下部的水平排水坡。明沟是靠近勒脚下部设置的水平排水沟。它们的作用都是迅速排除从屋檐下滴的雨水,防止因积水渗入地基而造成建筑物的下沉。散水的做法应满足以下要求:

(1)散水的做法通常是在穷实素土上,铺三合土、混凝土等材料,厚度60mm~ 70mm。散水的宽度,应根据土壤性质、气候条件、建筑物的高度和屋面排水形式确定 为600mm~ 1000mm;当采用无组织排水时,散水的宽度可按檐口线放出200mm~ 300mm

(2)散水的坡度可为3%~5%。当散水采用混凝土时,宜按20m~30m间距设置伸 缩缝,散水与外墙交接处应设分隔缝,分隔缝用弹性材料嵌缝,防止外墙下沉时将散水拉 裂,缝宽可为20mm~30mm,缝内应填沥青类材料。

(3)明沟可用砖砌、石砌、混凝土现浇,沟底应做纵坡,坡度为0. 5%~1%,坡向排水井。沟中心应正对屋檐滴水位置,外墙与明沟之间应做散水。

(四)门窗洞口

1.过梁

为承受门窗洞口上部的荷载,并把它传到门窗两侧的墙上,所以在其上部要加设过 梁。过梁的断面不大,梁内配筋也较小。过梁一般可分为钢筋混凝土过梁、砖砌平拱、钢 筋砖过梁等几种。

(1)预制钢筋混凝土过梁

预制钢筋混凝土过梁是采用比较普遍的一种过梁。可用于较宽的门窗洞口,对房屋不 均匀下沉或振动有一定的适应性。矩形截面过梁施工制作方便,是最常用的形式,过梁宽 度一般同墙厚,高度按结构计算确定,但应配合砖的规格,如60mm、120mm、180mm、 240mm,过梁两端伸进墙内的支承长度不小于240mm。

(2)钢筋砖过梁。

这种过梁的用砖应不低于MU7.5,砂浆不低于M2. 5。洞口上部应先支模,上放直 径不小于5mm的钢筋, 间距≤120mm,伸入两边墙内应不小于240mm。钢筋上下应抹砂 浆层。这种过梁的最大跨度为2m。

(3)砖砌平拱。

这种过梁是采用竖砌的砖作为水平拱券。两端下部伸入墙内20mm~30mm,中部的 起拱高度约为跨度的1/50。砖不应低于MU7,砂浆不低于M2.5。这种平拱的最大跨度 为1. 8m。

2.窗台

窗洞口的下部应设置窗台。窗台根据窗子的安装位置可形成内窗台和外窗台。外窗台 是为了防止在窗洞底部积水,并流向室内。内窗台则为了排除窗上的凝结水,以保护室内 墙面,以及存放东西、摆放花盆等。窗台高900mm~ 1000mm,幼儿园活动室取600mm。

(1)砖窗台,砖窗台应用较广,有平砌挑砖和立砌挑砖两种做法。表面可抹10%左右 的坡度。挑出尺寸大多为60mm。窗台长度最少每边应超过窗宽120mm。挑窗台下做滴 水槽或斜抹水泥砂浆,引导雨水垂直下落不致影响窗下墙。

(2)混凝土窗台,这种窗台一般是现场浇筑而成。

(3)内窗台包括水泥砂浆抹窗台和另做窗台板,前者是表面抹20mm厚的水泥砂浆, 并应突出墙面5mm。后者一般采用窗台板,窗台板可以用预制水泥板或水磨石板,装修 要求高的房间还可以采用木窗台板。