被动式钢结构模块化房屋及其建造方法与流程

本发明属于建筑技术领域，尤其涉及一种被动式钢结构模块化房屋及其建造方法。

背景技术：

随着生活水平的提高，人类对居住舒适度的要求也随之提高，在偏远地区尤其在岛屿，难以利用大型施工机具施工，同时建筑材料难以就地取材，在能源的利用上也较为困难，采用传统建筑方式必将给周边环境带来严重的破坏。若采用钢筋混凝土结构房屋，极易对生态环境造成破坏，短期内甚至很长时间都难以恢复。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明实施例提供了一种被动式钢结构模块化房屋及其建造方法，以解决现有技术中施工难度大、对环境造成破坏的问题。

为解决上述技术问题，本发明第一实施例提供了一种被动式钢结构模块化房屋建造方法，包括：

在确定好的地基上预埋锚栓；

在所述预埋锚栓上安装整间地面钢骨架；

在所述整间地面钢骨架上安装型钢柱；

安装整间墙板钢骨架，其中，所述整间墙板钢骨架的底部和所述整间地面钢骨架固定连接，所述整间墙板钢骨架的侧部和所述型钢柱固定连接；

在所述整间墙板钢骨架的顶部安装整间屋面钢骨架；

安装被动式地面；

安装被动式预制墙板；

安装遮阳板和被动窗；

安装被动门；

安装被动式屋面板。

进一步地，所述整间墙板钢骨架包括无洞口整间墙板钢骨架、门洞整间墙板钢骨架和窗洞整间墙板钢骨架。

进一步地，所述被动式地面安装方法包括：

向所述整间地面钢骨架的框架内填充保温板；

在所述整间地面钢骨架的上方铺设保温装饰一体板。

进一步地，所述保温装饰一体板包括保温层和装饰层，所述保温层和所述装饰层错缝安装，所述保温层和所述装饰层的缝隙处注有密封胶。

进一步地，所述型钢柱包括柱体，所述柱体两端均设有一个法兰，所述柱体本体上设有若干个螺纹孔和若干个连接件。

进一步地，所述整间地面钢骨架包括若干个边梁和若干个横梁，相邻的两个边梁通过法兰连接，每个横梁的两端分别和两个边梁固定连接，相邻的两个边梁之间还设有斜撑。

本发明的第二实施例提供了一种被动式钢结构模块化房屋，包括锚栓、整间地面钢骨架、型钢柱、整间墙板钢骨架、整间屋面钢骨架、被动式地面、被动式预制墙板、遮阳板、被动窗、被动门和被动式屋面板，所述锚栓固定安装在预设的地基上，所述整间地面钢骨架安装在所述锚栓上，所述型钢柱固定在所述整间地面钢骨架上，所述整间墙板钢骨架分别与所述整间地面钢骨架和所述型钢柱固定连接，所述整间屋面钢骨架分别与所述型钢柱和所述整间墙板钢骨架固定连接，所述被动式地面安装在所述整间地面钢骨架上，所述被动式预制墙板安装在所述整间墙板钢骨架上，所述遮阳板、所述被动窗和所述被动门分别安装在所述整间墙板钢骨架相应的位置上，所述被动式屋面板安装在所述整间屋面钢骨架上。

进一步地，所述整间墙板钢骨架包括无洞口整间墙板钢骨架、门洞整间墙板钢骨架和窗洞整间墙板钢骨架。

进一步地，所述型钢柱包括柱体，所述柱体两端均设有一个法兰，所述柱体本体上设有若干个螺纹孔和若干个连接件。

进一步地，所述整间地面钢骨架包括若干个边梁和若干个横梁，相邻的两个边梁通过法兰连接，每个横梁的两端分别和两个边梁固定连接，相邻的两个边梁之间还设有斜撑。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

被动式钢结构模块化房屋作为一种新型的房屋体系，现场所用构件均在工厂内模块化生产，现场人工拼装，避免采用大型施工机具设备。同时，外围护体系自带保温系统，外门窗均采用模块化被动门和被动窗，实现良好的保温性能。该体系房屋在整个施工过程中仅靠人工即可完成拼装，整个施工过程中无施工震动及施工噪音产生，不会对周围环境产生影响。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的被动式钢结构模块化房屋建造方法的流程图；

图2是本发明实施例提供的整间地面钢骨架的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的整间地面钢骨架的节点连接示意图；

图4是本发明实施例提供的型钢柱的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的无洞口整间墙板钢骨架的结构示意图；

图6是本发明实施例提供的门洞整间墙板钢骨架的结构示意图；

图7是本发明实施例提供的窗洞整间墙板钢骨架的结构示意图；

图8是本发明实施例提供的被动式钢结构模块化房屋的结构示意图；

图9是本发明实施例提供的被动式地面安装结构示意图；

图10是本发明实施例提供的被动式预制墙板与钢柱连接示意图；

图11是本发明实施例提供的被动式预制墙板与被动式预制墙板连接示意图；

图12是本发明实施例提供的遮阳板和被动窗安装示意图；

图13是本发明实施例提供的被动式屋面板安装示意图。

图中：1、边梁；2、横梁；3、法兰；4、斜撑；5、柱体；6、螺纹孔；7、连接件；8、边框；9、撑杆；10、竖杆；11、横杆；12、门洞；13、窗洞；14、整间地面钢骨架；15、型钢柱；16、整间墙板钢骨架；17、整间屋面钢骨架；18、保温装饰一体板；19、保温板；20、遮阳板；21、被动窗。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。

为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

如图1所示，被动式钢结构模块化房屋建造方法，包括以下步骤：

步骤s101，在确定好的地基上预埋锚栓。

确定建造场地后应委托有相应资质地勘单位现场勘探并出具地勘报告，根据地勘报告对地基处理。基础设计应委托具有相应资质设计单位出具基础施工图，基础设计时应充分与设计单位沟通明确上部结构形式及节点连接方式，保证基础安全的同时确保上部结构实现连接。基础施工前应准确放线，包括预埋锚栓位置轮廓线、轴线、控制线放出，基础施工时保证预埋锚栓位置精确，并对锚头做防护措施，防止施工时破坏螺纹。基础施工完成后检查预埋锚栓位置及基础顶部标高，确保与整间地面钢骨架14下法兰3孔一一对应，保证预埋锚栓位置基础顶部标高符合设计要求。

预埋螺栓施工质量的好坏直接影响工程质量和施工进度，因此施工前应仔细查看施工图纸中的相关要求，为保证预埋螺栓施工质量，施工过程中应注意以下事项：

（1）施工前制作定位钢板，根据螺栓位置在定位钢板上开孔，孔洞为螺栓直径加2mm，钢板厚度宜为10mm，同时在定位钢板上弹出两个方向轴线；（2）螺栓进场后对原材料质量及外观质量进行详细检查并记录；（3）螺栓放置好后，安放定位钢板并通过螺母调整螺栓顶部标高，并保证定位钢板轴线与基础模板轴线重合；（4）基础混凝土初凝前复核螺栓顶部标高及相对位置并对螺栓采取保护措施。

步骤s102，在预埋锚栓上安装整间地面钢骨架14。

整间地面钢骨架14安装前应根据现场预埋锚栓位置核对整间地面钢骨架14下法兰3位置及下法兰3孔相对位置，若预留螺栓位置有偏差时应及时纠正。整间地面钢骨架14安装就位采用高强螺栓初步固定，四个角部螺栓同时紧固，达到副终拧状态，校核标高，标高无误后螺栓再次紧固，达到终拧状态。螺栓终拧后复核各角部标高，保证标高一致并符合设计要求。

如图2和图3所示，整间地面钢骨架14包括若干个边梁1和若干个横梁2，相邻的两个边梁1通过法兰3连接，每个横梁2的两端分别和两个边梁1固定连接，相邻的两个边梁1之间还设有斜撑4。

整间地面钢骨架14进场前检查钢架尺寸、焊接质量、防锈、防火等处理是否符合规范要求，复核螺栓孔位置是否与现场预埋螺栓位置一一对应，若有偏差时应对现场预埋位置进行纠正。安放时应保证其水平度，若个别螺栓无法穿入时，不可采取硬砸暴力施工手段，以免对螺纹产生破坏。安放就位后四个角部螺栓同时紧固，达到副终拧状态，校核标高，标高无误后螺栓再次紧固，达到终拧状态。

步骤s103，在整间地面钢骨架14上安装型钢柱15。

型钢柱15就位后采用高强螺栓初步固定，螺栓紧固顺序对角螺栓分别同时初拧紧，达到副终拧状态，校核型钢柱15顶部标高并保证型钢柱15垂直度，无误后对角螺栓分别同时拧紧达到终拧状态。终拧完成后复核标高及垂直度。

如图4所示，型钢柱15包括柱体5，柱体5两端均设有一个法兰3，柱体5本体上设有若干个螺纹孔6和若干个连接件7。

型钢柱15就位后采用高强螺栓初步固定，螺栓紧固顺序对角螺栓分别同时初拧紧，达到副终拧状态，校核型钢柱15顶部标高并保证型钢柱15垂直度，无误后对角螺栓分别同时拧紧达到终拧状态。

步骤s104，安装整间墙板钢骨架16，其中，整间墙板钢骨架16的底部和整间地面钢骨架14固定连接，整间墙板钢骨架16的侧部和型钢柱15固定连接。

整间墙板钢骨架16制作时应满足房屋使用功能要求，设置门洞或窗洞。其采用方钢管在工厂内焊接拼装完成，根据设计要求确定竖向主骨架根数及间距，为保证其平面内刚度，应在相邻竖向主骨架间设置斜支撑或交叉支撑，在有门窗洞口周边应采取加强措施，斜支撑及门窗洞口加强杆件均采用方钢管。整间墙板钢骨架16安装前复核相邻型钢柱15间底部、中部、顶部间距，同时复核连接件7位置是否与现场型钢柱15连接件7位置匹配。整间墙板钢骨架16初步固定后检查其垂直度及位置，若有偏差应及时调整，调整后对螺栓终拧。

步骤s105，在整间墙板钢骨架16的顶部安装整间屋面钢骨架17。

整间屋面钢骨架17结构形式与整间地面钢骨架14结构形式相同，钢梁应根据设计要求选择合适尺寸方钢管在工厂内焊接拼装完成。现场拼装前复核节点处螺栓孔位置是否与型钢柱15顶螺栓孔位置一一对应，安装就位后，四个角部螺栓同时紧固，达到副终拧状态，校核标高，标高无误后螺栓再次紧固，达到终拧状态。若房屋为单层房屋，则屋面钢骨架应根据设计要求安装起坡短钢柱，其高度满足起坡要求。

如图5至图7所示，整间墙板钢骨架16包括无洞口整间墙板钢骨架、门洞整间墙板钢骨架和窗洞整间墙板钢骨架，整间墙板钢骨架16由撑杆9、竖杆10和横杆11搭建而成，根据实际需要可以预留门洞12和窗洞13。

现场拼装前复核节点处螺栓孔位置是否与型钢柱15顶螺栓孔位置一一对应，安装就位后，四个角部螺栓同时紧固，达到副终拧状态，校核标高，标高无误后螺栓再次紧固，达到终拧状态。若房屋为单层房屋，则屋面钢骨架应根据设计要求安装起坡短钢柱，其高度满足起坡要求。

步骤s106，安装被动式地面。

如图9所示，地面散失能量的比重相对较小，但其与人们日常生活直接接触，热工性能对室内舒适度有重要影响。该体系房屋在地面钢骨架内填充保温板19，上层铺设保温装饰一体板18。上层板材接缝采用错缝搭接方式同时与下层保温板19错缝，上层板材拼缝处粘贴自膨胀密封条左右各一道，然后在拼缝处注建筑密封胶，表层铺贴装饰条。该种拼装方式使地面形成一个完全封闭系统，保证其具有良好的气密性，完全阻断热桥。

被动式地面铺装前应将钢架间空隙采用保温材料填充，宜采用xps聚苯保温板19填充，保证填充密实。由于地面经常受到撞击、摩擦、冲刷等因素的影响，被动式地面的选择应满足保温性能、强度、韧性、防水阻燃等要求。地面铺装板状保温材料，铺装时保温板19材应错缝拼装，最大限度降低热桥效应并保证其整体性。

步骤s107，安装被动式预制墙板。

如图10和图11所示，墙板主要有两类分别是室内装饰板和室外被动式预制墙板，被动式预制墙板集维护、保温、装饰一体化板，被动式墙板尺寸应根据单个房间尺寸确定，工厂内批量生产。被动式预制墙板在生产过程中预埋钢板并在钢板上焊接螺母，墙板预留孔洞与型钢柱15预留螺孔位置一一对应。外墙板采用加长螺杆实现型钢柱15与墙板固定，外墙板之间错位搭接，板内预埋钢板和螺母采用螺杆实现连接；墙板与墙板拼缝处填充聚氨酯发泡剂，然后注入建筑密封胶，最后安装外装饰条。该种连接方式使外墙板与钢结构牢固连接，同时实现墙板的安装无热桥现象。外墙板安装完成后在钢骨架内填充保温材料，最后安装室内装饰板。其中室内装饰板采用卡扣形式，实现室内无外露连接节点。

被动式预制墙板集维护、保温、装饰一体化板，出厂时应做好防护措施，避免在运输、安装过程中发生磕碰。被动式预制墙板将连接件7置于墙板内侧与钢骨架机械连接，同时墙板将地面钢骨架侧面、屋面钢骨架侧面、墙板钢骨架完全包裹，有效阻断热桥。墙板安装时应先安装室外被动式预制墙板，然后墙板钢骨架内填充保温板19，最后安装室内装饰板。外墙板阳角接缝处，填充聚乙烯棒，然后注自身膨胀的专用密封胶密进行封堵。若为多间房屋体系时，被动式预制墙板拼接处应处理成错缝搭接形式，避免形成通缝，可以有效阻断热桥同时有效防止渗水。

步骤s108，安装遮阳板20和被动窗21。

如图12所示，遮阳板20与被动窗21在工厂内模块化加工，现场整体安装，能够提高现场施工进度，减少建筑垃圾产生和材料浪费。外窗选型应根据国家节能要求及当地气候特点对外窗玻璃、窗框、开启方式等因素进行选择。

被动窗21与钢边框8间放置橡胶垫，有效阻断窗框与结构边框8接触产生的热桥效应，采用自攻钉进行侧面固定。被动窗21框外侧覆盖预制墙板，预制墙板与窗框间注密封胶，有效防止接缝漏气或雨水渗漏，同时提高房屋气密性。被动窗21及预制外墙板安装完成后安装遮阳板20，遮阳板20采用自攻钉与预制外墙板进行固定，根据当地太阳光照射特点，合理选择遮阳板20的形式和规格，能够有效改善室内热环境，同时降低建筑物能耗。

外窗选型应根据国家节能要求及当地气候特点对外窗玻璃、窗框、开启方式等因素进行选择。在运输过程中应采取有效保护措施，避免遮阳板20、玻璃、框体等的磕碰。窗框与型钢柱15接缝处填充橡胶垫采用自攻钉侧面固定，有效阻断窗框与结构间热桥。同时预制被动式墙板覆盖窗框，窗框与预制被动式外墙接触处注入建筑密封胶，有效防止接缝漏气或雨水渗漏，提高窗户整体的密封性能。

步骤s109，安装被动门。

被动门的选择应根据国家节能要求、当地气候特点及使用功能等因素进行选择。被动门的安装与遮阳被动窗21的安装原理相同，安装过程中应保证其接缝处有良好的气密性。

被动门框体与钢架接缝处填充橡胶垫，采用自攻钉在侧面进行固定，有效阻断门框与结构间热桥。预制被动式墙板覆盖门框外侧，墙体与门框接触处注入建筑密封胶，有效防止接缝漏气或雨水渗漏，提高被动门整体的密封性能。

步骤s110，安装被动式屋面板。

如图13所示，被动式预制保温屋面板应具有良好的抗压性能、防水性能和保温性能。安装过程中首先对预制保温屋面板在室内进行固定，避免对其上表面造成破坏，防止因为破坏造成雨水渗漏问题，同时能够有效阻断热桥效应。板材采用错缝拼接，拼缝两侧粘贴自膨胀止水胶条，然后注入建筑密封胶。预制保温屋面板安装完成后，钢骨架内填充保温板19，然后安装室内装饰板。

被动式屋面板自带防水层，在运输和安装过程中严禁对其面层造成破坏，在室内对板材进行固定，严禁在板材上侧打孔。屋面板接缝处错缝搭接，两侧粘贴自膨胀防水胶条，然后注入建筑密封胶，施工完成后应做淋水试验，确认无雨水渗漏后，屋面钢骨架内填充保温板19，最后安装被动式整间保温面板。

如图8所示，被动式钢结构模块化房屋包括锚栓、整间地面钢骨架14、型钢柱15、整间墙板钢骨架16、整间屋面钢骨架17、被动式地面、被动式预制墙板、遮阳板20、被动窗21、被动门和被动式屋面板，锚栓固定安装在预设的地基上，整间地面钢骨架14安装在锚栓上，型钢柱15固定在整间地面钢骨架14上，整间墙板钢骨架16分别与整间地面钢骨架14和型钢柱15固定连接，整间屋面钢骨架17分别与型钢柱15和整间墙板钢骨架16固定连接，被动式地面安装在整间地面钢骨架14上，被动式预制墙板安装在整间墙板钢骨架16上，遮阳板20、被动窗21和被动门分别安装在整间墙板钢骨架16相应的位置上，被动式屋面板安装在整间屋面钢骨架17上。

以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。