钢结构建筑外壳的构造的制作方法

本技术有关于一种钢结构建筑外壳的构造，特别是指建筑外墙直接设置在建筑楼板上，使建筑楼板有效分隔上/下楼层空间，在隔音、隔热、防水等功效更好，使钢结构建筑更能符合住宅建筑的需求。

背景技术：

1、中国台湾早期住宅建筑主要是以砖造建筑为主，直到钢筋混凝土技术传入中国台湾且成本降低后，住宅建筑则改为大量以钢筋混凝土为主。后来随着中国台湾经济发展以及人口高密度聚集，因土地成本高昂，以钢结构为主的超高层建筑的需求增加，不仅在商业大楼，即便住宅大楼也越来越多钢结构的超高层建筑。其中，根据统计，中国台湾住宅建筑涵盖9成以上而为建筑业的大宗。

2、综观来说，中国台湾建筑涵盖三种结构系统：rc结构(钢筋混凝土)、ss结构(钢骨结构)及src结构(钢骨钢筋混凝土)。

3、rc结构(钢筋混凝土)是利用模板作为结构模型再绑钢筋、浇置混凝土，利用钢筋的抗拉特性与混凝土的抗压特性来支撑结构强度，这也是中国台湾营建业最普遍的工法，占了整个中国台湾建筑(包括住宅建筑及商业建筑)的90％以上(中低楼层5至15层房屋，几乎100％)。中国台湾40年来的住宅建筑大量使用rc结构(钢筋混凝土)兴建，由于中国台湾地震频繁，当rc施工中灌浆正巧遇上地震时，混凝土和钢筋握裹力将大大折损，严重影响结构强度。也因气候关系，导致钢筋混凝土结构物多暴露于高温、潮湿的环境。而长时间暴露于高湿高温环境的混凝土，其内部会产生高水分，使内部水化生成物被溶解，导致混凝土的总孔隙率或连通性增加，当混凝土长时间接触空气中二氧化碳，造成混凝土中性化(或称碳化)，也增加钢筋腐蚀的几率，进而发生因腐蚀产生膨胀，使混凝土开裂、剥落(膨共)，外观开始产生白华进而掉砖，造成混凝土结构承载力降低，也丧失结构耐震性，直接危害居住使用与安全性。因而rc结构(钢筋混凝土)建筑的使用寿命较短，大约在30年至50年，值此今日，中国台湾早期因经济发展人口快速成长而大量建造的rc建筑大都迈入生命周期末，为了维护居住安全大都在如火如荼的展开都更危老重建，但住宅建筑都更重建不易，导致很多人仍居住在有结构风险的rc住宅内。

4、ss结构(钢骨结构)是利用钢骨组立作为建筑结构体，ss结构具有较佳的韧性，进而达到较好的耐震性能，通常运用在超高层建筑，因为超高层建筑物受地震力作用相当大，耐震要求比较高。而中国台湾身处地震带，因此对于大楼楼层超过30层左右，规定必须满足法规规范的“韧性设计”，当采用rc结构时为满足“韧性设计”将会造成柱梁断面尺寸过大，而影响室内空间(尤其是地下室车位与1至8楼断面需求更大)，因此在商业大楼或公共建筑类(百货、饭店、大跨度体育场、工厂)大都采用ss结构。然而ss结构易受风力造成建筑物摇晃，此部分可通过斜撑、制震壁抵抗建筑物的变位量，可以控制在2/1000的位移量，能够达到比钢筋混凝土变位量还低，大大补足ss结构在这方面的问题。

5、src结构(钢骨钢筋混凝土)是将钢柱及钢梁组成的基础架构，再用钢筋包覆钢骨外，组立模板后灌入混凝土，进而完成梁柱及楼地板的施作。src结构的存在是希望综合rc结构的抗压性(提高刚性避免地震力、风力造成建筑物摇摆)及ss结构的耐震性(韧性有助于抵抗地震力)，达成住宅舒适度要求。但实质上src结构与rc结构设计强度一样，因为结构体外包覆钢筋混凝土也同样没有消能机制，因而src结构造成施工重复(钢柱梁+rc包覆)，营造成本增加，且工作进程较慢、耗时耗力。

6、此外，由于人口成长，工业发达，大量产生的温室气体正逐渐劣化人类的生存环境，成功大学建筑系林宪德教授2021年12月15日于今周刊永续环境篇章发表：联合国环境规划署(unep)二○二○年的报告指出，建筑产业在二○一九年排放了全球的总耗能35％，以及总温室气体38％，高于工业部门和运输的总排放量，因此建筑产业的节能减排，是达成各国净零排放以控制温室气体暖化的重要指标。因此为了控制温室气体的排放，各国开始发展低碳排的“绿建筑”并制定相关法规，试图从设计、营建、营运使用、拆除(资源再生或废弃处理)等各面向改善目前建筑产业。现行“绿建筑九大评估指针系统(eewh)”中，包含了生物多样性、绿化量、基地保水、日常节能、二氧化碳减量、废弃物减量、室内环境、水资源及污水垃圾改善等九项评估指标。中国台湾于2022年3月正式公布“中国台湾2050净零排放路径及策略总说明”，要求100％的新建建筑物及85％以上的既有建筑物，2050年前必须逐步转型为近零碳建筑。

7、前述rc结构(钢筋混凝土)、ss结构(钢骨结构)及src结构(钢骨钢筋混凝土)中，rc结构建筑在建造过程的碳排量超过ss结构的2倍以上，且rc结构因使用寿命短或其它因素拆除后的混凝土不易回收再利用，而ss结构的钢结构因必要而拆除时，大部分钢材可回收再利用，因此ss结构具有较低耗能、较低碳排的优势，而ss结构的建造成本大约比rc结构高约3成，因此市面上除超高层建筑以外，大部分仍以rc结构为主。而在中国台湾，超高层住宅建筑除ss结构以外，仍大量使用src结构，主要的原因为：1.湿式工法的钢筋混凝土构造，接口处理细节相较于钢骨、钢材铁件的干式工法容易。2.误以为钢柱、钢梁结构加上rc保护，可以一劳永逸，达到防火、防水、防锈、隔音、耐候…等性能；实际上，论环保数据src结构是三者最差的，且结构应力或工程施工程序并无优势，但混凝土劣化的缺点与rc结构一样存在，也无法达到ss结构的耐震性能等级。

8、实际上，虽然ss结构的建造成本比rc结构高，但钢结构建筑理论使用寿命可达100年，因此ss结构建筑的使用成本并不会高过rc结构建筑。但是在黄炎重先生发表“钢铁产业电子化采购系统的评估与建立”的论文指出“依据oecd(organisation for economic co-operation and development)的统计，营建产业是全世界最大的产业之一，占全球gdp13.4％，约7.5兆美元(wsa 2013)。同时，营建产业耗用钢量为全世界钢铁产量的50％以上。自921地震之后，考虑住宅制震功能性需求以及安全等因素，住宅以及非住宅建筑使用钢结构的比例已经明显提高。而全球对于减碳及永续的要求越来越高，钢铁的使用不仅在减碳成效上较使用混凝土明显有效，同时，钢铁的循环使用率超过90％，更是环境永续建材的最佳选择。”因此，中国台湾的钢结构建筑仍有很大的成长空间。

9、参阅图8至图10所示，传统的ss结构建筑的外墙大都采帷幕墙10，帷幕墙10自重轻，呈模块化单元，施工组装快，组装方式是将帷幕墙10通过结合构件20固定于钢结构上，钢结构包括h钢梁30以及deck钢承楼板40，deck钢承楼板40上铺设rc楼板50，而由deck钢承楼板40及rc楼板50作为建筑楼板，以此通过结合构件20使所述帷幕墙10被吊挂在建筑楼板外。

10、ss结构建筑有以下需克服的问题，以降低ss结构建筑的成本并符合住宅空间更高的舒适要求：

11、1.层间变位：帷幕墙10以整体建筑物高度计算，每一组帷幕墙10需检讨总高度的变位量，故每一组帷幕墙10的层间变位量相互影响而且相对复杂。

12、2.防火填塞：帷幕墙1的组装方式会在帷幕墙1与建筑楼板之间有间隙，因此需要在帷幕墙1与建筑楼板之间的间隙设置防火层间塞60，并在建筑楼板上施作封板，以阻隔建筑楼板的上/下楼层空间。

13、3.内部及外部的防水：在商用类建筑的管道间、电梯、厕所、茶水间、厨房区都是集中设置，通常称为“服务核”(service core)，这些用水的“水区”集中，容易避开帷幕墙1与建筑楼板之间的间隙，给水及排水管道容易设置。但是住宅建筑有较多的“水区”需求，如厕所、浴室、阳台、厨房等，此类空间都是分散设置，给水及排水管道不易配置，且上/下楼层的防水需特别施作。

14、4.隔音/隔热：帷幕外墙10如为金属、rc混凝土板或玻璃帷幕等材料，需依帷幕墙10自身材料特性是否有达隔音要求，或额外使用背衬材料补强隔音、隔热，所以材质本身容易造成固体传音或热传导。

15、5.外墙维护：因帷幕墙10需靠自身材料特性隔音或背衬材料补强隔音或隔热，帷幕墙1表面较难维护及更新。

16、根据前述说明，由于住宅空间需要更高的舒适要求，因而在防水、气密、隔音、隔震等性能要求较高，因此，将大幅提高ss结构住宅建筑的成本，所以ss结构较少应用在低楼层住宅。

技术实现思路

1、ss结构能够延长建筑使用寿命，且符合绿建筑要求，而中国台湾住宅建筑占了所有建筑的9成以上，为了使ss结构更符合住宅建筑的需求，能够提高住宅建筑寿命且有助于达成净零碳排，本实用新型的目的在于提供一种钢结构建筑外壳的构造。

2、本实用新型提供一种钢结构建筑外壳的构造，包括有：

3、钢结构建筑主体，包括h钢梁及deck钢承楼板，所述deck钢承楼板组装在所述h钢梁上。建筑楼板，包括rc楼板铺设在所述deck钢承楼板上，而由所述deck钢承楼板及所述rc楼板作为所述建筑楼板。建筑外墙，包括有：rc止水墩，浇灌成型在该rc楼板上；两个c形钢，其中之一设置在该rc止水墩上且开口朝上，另一个设置在该deck钢承楼板上且开口朝下；外墙板及内墙板，贴覆在该rc止水墩及该两个c形钢的相对侧，而在该外墙板及内墙板之间形成中空空间；以此使所述建筑外墙呈双层结构，并使得所述建筑外墙直接设置在该建筑楼板上。

4、进一步，有两个长形岩棉分别设置在该两个c形钢上而填塞在该中空空间中，该两个长形岩棉沿着该建筑外墙的高度方向延伸。更进一步，所述长形岩棉在高度方向呈s形弯折的设置在该建筑外墙中。

5、进一步，该h钢梁配置在相邻该内墙板的室内侧，且该外墙板自该建筑楼板的端部贴覆在该rc止水墩、该两个c形钢及该两个长形岩棉上。更进一步，在高度方向上的相邻两个外墙板之间设置一横向铝挤型，并于该横向铝挤型与上述两个外墙板之间填注硅利康。

6、进一步，该h钢梁配置在相邻该内墙板的室内侧，且该建筑楼板凸伸出该外墙板之外的室外侧。

7、进一步，该h钢梁配置在相邻该外墙板的室外侧。更进一步，该h钢梁周缘配置镀锌方管，并于最外侧包覆混凝土板。

8、进一步，在所述外墙板的组装缝隙中填注弹性水泥。

9、进一步，在该外墙板上全栋喷覆防水层，并进一步涂覆天然涂料。

10、根据上述技术特征可达成以下功效：

11、1.层间变位：本实用新型的建筑外墙直接设置在建筑楼板上，建筑楼板能够完整分隔上/下楼层空间，层间变位量是以当层楼的楼高计算，如当层楼的高度为3.2米，且整体建筑物的变位量为1/1000，则当层楼的层间变位量为3.2米乘以1/1000等于3.2毫米，故产生的层间变位量极小。

12、2.防火填塞：本实用新型的建筑外墙直接设置在建筑楼板上，建筑楼板能够完整分隔上/下楼层空间，因此建筑外墙与建筑楼板之间不须设置防火层间塞，且建筑楼板本身即为防火结构层，无需再设置室内封板或盖板。

13、3.内部及外部的防水：本实用新型的建筑外墙直接设置在建筑楼板上，建筑楼板能够完整分隔上/下楼层空间，因此建筑楼板本身即为良好的断水层，在住宅建筑的厕所、浴室、阳台、厨房等分散的“水区”，较容易配置给水及排水管道。

14、4.隔音/隔热：本实用新型的建筑外墙由外墙板及内墙板组装的双层结构，外墙板及内墙板之间为中空空间，或者进一步于中空空间中填塞长形岩棉，相当于多一道空气层阻断噪音及热传，因此隔音与隔热性较佳。

15、5.外墙维护：本实用新型的建筑外墙在楼层接缝以铝挤型作物理性填缝，硅利康(silicone)数量较少，故维护较佳，费用较省。