隨著鋼結(jié)構(gòu)建筑技術(shù)的不斷發(fā)展，越來越多的建筑采用鋼結(jié)構(gòu)，尤其是公共建筑更適合采用鋼結(jié)構(gòu)。配合鋼結(jié)構(gòu)建筑的維護體系也需要與鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)相配套發(fā)展，才能真正體現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢。維護體系的研究以求達到民用建筑對外墻系統(tǒng)保溫、防火、防水、安全等功能要求，并使之向產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。
裝配式圍護系統(tǒng)，材料分為金屬類和非金屬類。主要考慮能滿足鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)化的需求，以達到快速設計、快速安裝、滿足使用要求的目的。
一、鋼結(jié)構(gòu)外墻系統(tǒng)功能要求
鋼結(jié)構(gòu)建筑區(qū)別于混凝土建筑，應采用裝配式圍護系統(tǒng)。
裝配式圍護系統(tǒng)應具備以下技術(shù)要求：
A.保溫隔熱要求
我國幅員遼闊，各地氣候差異很大，為了使建筑物適應各地不同的氣候條件，滿足節(jié)能要求，應根據(jù)建筑物所處的建筑氣候分區(qū)，確定建筑圍護結(jié)構(gòu)合理的熱工性能參數(shù)。建筑上考慮傳熱的出發(fā)點有兩個：一個是保溫，主要針對嚴寒地區(qū)、寒冷地區(qū)、夏熱冬冷地區(qū)；另一個是隔熱，主要針對夏熱冬暖地區(qū)和夏熱冬冷地區(qū)。保溫和隔熱都是為了提高建筑環(huán)境的
熱舒適度，其共同點均為提高圍護結(jié)構(gòu)的熱阻，即降低其傳熱系數(shù)。根據(jù)《公共建筑節(jié)能設計標準》GB 50189-2005，不同氣候區(qū)外墻圍護系統(tǒng)傳熱系數(shù)要求。
外墻內(nèi)保溫
外墻內(nèi)保溫就是外墻的內(nèi)側(cè)使用苯板、保溫砂漿等保溫材料，從而使建筑達到保溫節(jié)能作用的施工方法。該施工方法具有施工方便，對建筑外墻垂直度要求不高，施工進度快等優(yōu)點。近年來，在工程上也經(jīng)常的被采用。然而，外墻內(nèi)保溫所帶來的質(zhì)量問題也隨之而來。
外墻內(nèi)保溫的一個明顯的缺陷就是：結(jié)構(gòu)冷（熱）橋的存在使局部溫差過大導致產(chǎn)生結(jié)露現(xiàn)象。由于內(nèi)保溫保護的位置僅僅在建筑的內(nèi)墻及梁內(nèi)側(cè)，內(nèi)墻及板對應的外墻部分得不到保溫材料的保護，因此，在此部分形成冷（熱）橋，冬天室內(nèi)的墻體溫度與室內(nèi)墻角（保溫墻體與不保溫板交角處）溫度差約在10℃左右，與室內(nèi)的溫度差可達到15℃以上，一旦室內(nèi)的濕度條件適合，在此處即可形成結(jié)露現(xiàn)象。而結(jié)露水的浸漬或凍融及易造成保溫隔熱墻面發(fā)霉、開裂。
另外，在冬季采暖、夏季制冷的建筑中，室內(nèi)溫度隨晝夜和季節(jié)的變化幅度通常不大（約10℃左右），這種溫度變化引起建筑物內(nèi)墻和樓板的線性變形和體積變化也不大。但是，外墻和屋面受室外溫度和太陽輻射熱的作用而引起的溫度變化幅度較大。當室外溫度低于室內(nèi)溫度時，外墻收縮的幅度比內(nèi)保溫隔熱體系的速度快，當室外溫度高于室內(nèi)氣溫時，外墻膨脹的速度高于內(nèi)保溫隔熱體系，這種反復形變使內(nèi)保溫隔熱體系始終處于一種不穩(wěn)定的墻體基礎(chǔ)上，在這種形變應力反復作用下不僅是外墻易遭受溫差應力的破壞也易造成內(nèi)保溫隔熱體系的空鼓開裂。
B.防火要求
鋼結(jié)構(gòu)民用建筑的耐火極限通常為二級，根據(jù)《建筑設計防火規(guī)范》GB50016-2006中表5.1.1規(guī)定，非承重外墻構(gòu)件的燃燒性能應為不燃燒體，構(gòu)件的耐火極限應滿足1小時要求；因此在選擇鋼結(jié)構(gòu)建筑的圍護系統(tǒng)材料時，首先應滿足防火規(guī)范的相關(guān)要求，其次構(gòu)造設計應經(jīng)過防火性能測試，以達到1小時的耐火極限要求。
裝配式圍護系統(tǒng)的材料組成，一般分為兩類，即金屬材料和非金屬材料，支撐骨架一般為冷彎薄壁型鋼及輕鋼龍骨，均為不燃燒體，但其組合后的體系目前欠缺權(quán)威部門的耐火極限測試報告，本課題選用的構(gòu)造經(jīng)理論分析滿足防火規(guī)范要求。
C.抗變形能力要求
鋼結(jié)構(gòu)變形能力強，可以滿足結(jié)構(gòu)抗震的需要，但同時要考慮解決承重結(jié)構(gòu)與圍護系統(tǒng)間的協(xié)調(diào)變形能力，否則建筑物的圍護系統(tǒng)極易開裂變形，影響建筑使用效果和壽命。
鋼結(jié)構(gòu)建筑不宜選用砌體作為圍護系統(tǒng)，因為砌體砌筑后剛度很大，與鋼結(jié)構(gòu)的變形不一致，容易在相交處產(chǎn)生裂縫。
鋼結(jié)構(gòu)適合選擇裝配式的材料，連接節(jié)點考慮變形能力，材料間也預留出一定的縫隙，允許其變形。但要處理好縫隙，不能使之影響圍護結(jié)構(gòu)的正常功能。
D.防水要求
鋼結(jié)構(gòu)建筑在選用輕型裝配式圍護系統(tǒng)時，系統(tǒng)必須具備可靠的防水性能。裝配式圍護系統(tǒng)構(gòu)造設置若處理不當，會存在大量縫隙，易使外部雨水滲漏，造成系統(tǒng)氣密性不足。
輕型圍護系統(tǒng)通常采用有空隙的無機纖維材料進行保溫，這種材料的特點是干燥時保溫性能十分優(yōu)異，潮濕后大幅度喪失保溫能力，而且在長期潮濕的環(huán)境中宜霉變，不但不能起到保溫作用，而且還污染環(huán)境。因此，加強系統(tǒng)氣密性，提高系統(tǒng)水密性，才能有效提高裝配式圍護系統(tǒng)的防水性能。
E.安全要求
由于裝配式外墻系統(tǒng)采用工廠預制、現(xiàn)場拼裝的施工方式，采用專用連接件彼此連接，與砌體結(jié)構(gòu)以及現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)有著十分顯著區(qū)別，所以圍護系統(tǒng)與主結(jié)構(gòu)之間的連接的可靠性以及構(gòu)件之間連接的緊固程度對于建筑的安全性起到了至關(guān)重要的作用，同時構(gòu)件之間咬合的緊密性以及螺栓、螺釘?shù)膹姸纫矔绊懻麄�系統(tǒng)的安全。此外，金屬構(gòu)件易腐蝕生銹，所以金屬構(gòu)件宜采用鍍鋅處理或使用不銹鋼材料，以達到防腐的目的。
二、鋼結(jié)構(gòu)建筑外墻系統(tǒng)類型與材料
鋼結(jié)構(gòu)建筑外墻系統(tǒng)主要分為兩大類：金屬外墻系統(tǒng)及非金屬外墻系統(tǒng)。
A.金屬板外墻系統(tǒng)
金屬板外墻系統(tǒng)由墻梁作為墻體的支撐結(jié)構(gòu)，室外側(cè)通過自攻螺釘把壓型鋼板或夾芯板等金屬板材固定在墻梁上，室內(nèi)側(cè)可以直接將金屬板材固定在墻梁上，也可以單獨設置輕鋼龍骨系統(tǒng)固定石膏板或其它裝飾板材，以適應不同室內(nèi)空間的需要。
墻體龍骨空腔內(nèi)部填充保溫材料，在保溫層外側(cè)鋪設防水透汽層，以保證外墻系統(tǒng)的抗空氣滲透及防水能力；在保溫棉內(nèi)側(cè)鋪設隔汽層，以阻止室內(nèi)潮濕空氣進入保溫層而影響外墻系統(tǒng)的保溫隔熱性能。
金屬板外墻系統(tǒng)材料選擇：壓型鋼板，壓型鋁板及夾芯板等金屬板材。
B.非金屬外墻系統(tǒng)
非金屬外墻系統(tǒng)有兩類做法：密肋墻體系統(tǒng)和條板系統(tǒng)。
密肋墻體系統(tǒng)由密肋冷彎薄壁型鋼龍骨作為墻體支撐系統(tǒng)，龍骨外安裝水泥基板材，其外再固定附加龍骨，附加龍骨與密肋龍骨連接牢靠，外掛防水裝飾一體化外墻板。龍骨內(nèi)側(cè)固定石膏板等非金屬板材。墻體龍骨空腔內(nèi)部填充保溫材料，在保溫層外側(cè)鋪設防水透汽層，在保溫棉內(nèi)側(cè)鋪設隔汽層。
密肋外墻系統(tǒng)材料墻體板材有：石膏板、纖維增強水泥板、膨脹蛭石板等。其中安裝在室外一側(cè)的板材需具有強度高、在溫、濕度環(huán)境變化時的抗變形能力。同時板材的縫隙要嚴格處理。保溫材料主要有玻璃絲棉、巖棉等不燃燒材料。
條板系統(tǒng)是由成品的條板直接固定在主梁或樓板上，依據(jù)不同地區(qū)傳熱系數(shù)要求，選擇條板厚度，條板外側(cè)附加保溫裝飾一體化板材。這種墻體系統(tǒng)構(gòu)造簡單，成品化高、安裝工序少，極大提高了施工速度。
