管窥建筑的节能抗震技术发展现状
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一、节能抗震建筑技术的发展现状
我国现存的几百年的木结构建筑如佛塔、寺庙等在历经多次强烈地震后虽轻微受损但没有倒塌。在神户大地震和洛杉矶大地震中，木结构罕有倒塌。所以在地震之后，日本在民用住宅中推广采用木结构体系。而在我国目前的民用建筑中，现代木结构有待重新挖掘。除了传统木结构具有节能抗震特点外，现代逐渐发展起来的混凝土结构通过开发和研制，在节能环保和抗能性能兼具方面有了新的突破，发展了利于大规模推广应用的新技术。日前引起国家相关部门重视的新技术“配筋砌块砌体墻体体系”由哈尔滨工业大学研发。该项技术解决了建筑工程领域困扰多年的难题，使得节能环保与抗震性能并存，整体技术达到了国际领先水平。目前，黑龙江省大力推广应用此新技术，已建成的新结构体系房屋达到了200万平方米的建筑面积以上，在全国应用此项技术新建建筑中，该省占80%的份额。另一节能抗震建筑新体系楼是由北京市建筑设计院和北京市现代建筑材料公司共同开发的加气混凝土多层住宅楼。该体系节能设计全面细致，窗户采用单框双玻保温钢窗，窗外墙、地面和屋面采用蒸压粉煤灰加气混凝土砌块和条板，30厘米厚的墙体就达到了74厘米厚普通墙体的保温效果。“热桥”部位保温处理适应，围护结构保温性能良好。建筑物耗热量指标（20K/m2）能满足《采暖居住建筑节能设计标准》第二阶段的要求，建筑造价仅比一般多层砖混结构住宅高4-5%，节能投资少，效果显著。该建筑采用横墙承重体系，外纵墙采用加气混凝土砌块，根据构造要求在墙中设置构造柱，部分为异性；为了提高纵向抗震能力，在内纵墙中设置了水平分布钢筋。经试验证明，采用该体系建成的6层住宅能够满足八度抗震设防要求。该体系的开发为我国在高烈度抗震设防地区修建多层节能住宅开创了道路。根据相关政策法规，为了推行建筑节能不能再使用粘土砖。所以在目前农村房屋建设中，多采用框架结构。由混凝土砌块柱或普通混凝土柱承重，围护墙为非承重柔性墙体，能同时满足节能和抗震要求。采用混凝土砌块柱承重的结构体系与柔性墙体相结合，对新农村建设节能抗震建筑具有重要意义。
二、节能抗震建筑材料的发展趋势
当前不论城市还是农村，房屋建筑中使用新型墙体材料不仅能满足建筑节能要求，更有利于提高建筑房屋的抗震性能。建筑节能主要体现在三个方面：围护结构、空调采暖、照明设备。根据区域环境要求，全国由南到北节能指标有所不同。围护结构通常指外（内）墙、屋面、地面（楼层面）、外窗（门）等保温。合理选择和应用新型建材产品是围护结构节能的重要环节。所谓新墙材其实是相对于实心黏土砖而言的，从粘土砖被逐渐取缔开始，从上个世纪90年代以来，国内新墙材有了很大发展，其各环节技术日趋完善，品种多样化、多功能化。以农村房屋建设为例，目前出现了各种新型材料墙体。例如：
1、薄壁轻钢方钢管做承重，两侧采用用稻草板或EPS板抹灰；
2、柔性墙体：利用保温材料EPS板，两侧抹水泥砂浆，砂浆中布钢筋、钢丝网（或耐碱网布）与建筑主体结构连接的轻型保温复合墙体。
柔性墙体抗震性能好，地震时EPS板可消耗地震能量，有利建筑主体结构抵抗地震作用。我国南方多数地区有抗震设防要求，采用混凝土框架结构或砌块柱的框架结构体系结合柔性墙体填充，能达到节能抗震的目的。在福建省，目前广泛使用的新墙材有蒸压加气砌块、煤矸石多孔砖、石粉砖、河道淤泥烧结砖和陶粒保温砌块等。传统实心黏土砖砌筑的墙体相对刚度较大，作用其上的作用力也因此较大，所以缺乏抗震性。而这些新墙材具有高弹性、轻质等优点，砌筑起来更有利于建筑抗震。使用新墙材，从单价上看可能比传统实心黏土砖贵，但因为新墙材质轻，能大大减少楼体自重，经计算能科学合理地减少钢筋、水泥等用量，因此能降低建筑房屋总造价，使建筑物总造价节约10%左右。如果房屋建筑的抗震设防标准提高一级，建造成本将增加5%-10%，与没有提高抗震设防标准的传统材料房屋建筑成本持平。也就是说，在不增加造价的基础上，使用新墙材更能提高建筑承受地震作用的能力。此外，楼体自重的减轻又能进一步提高建筑的抗震性能。外门窗在建筑的围护结构中绝热性能最差，是影响建筑节能的主要因素之一。就我国目前典型的围护部件而言，外门窗的能耗约占建筑围护部件总能耗的40～50﹪。因此增强外门窗的保温隔热性能，减少门窗能耗，是改善室内热环境质量和提高建筑节能水平的重要环节。外门应选择保温门；外窗应选择彩色吸热玻璃、中空玻璃阳光控制镀膜玻璃（热反射）、真空玻璃、低辐射镀膜玻璃（Low-E玻璃）等，制作外窗的型材应优先选择如断热型材、铝木复合、木铝复合、铝塑复合等材料。
三、结语
汶川大地震后，节能材料和抗震技术的结合才真正的被关注。因此在推广绿色节能建筑的基础上，应同时具备建筑防震抗震的设计理念。我们需要进行新型抗震节能建筑结构体系理论与应用研究，探索更多的节能抗震结构体系，使节能抗震建筑具有抗震防风、环保隔音、高效节能、节水节电、防火耐腐、施工便捷等性能特点。并且通过工程试点不断改进完善设计和施工技术，针对相应的节能抗震建筑编制技术规程，大力推广应用。
作者：李进单位：武汉工业学院土木工程学院
