關于裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑出口歐盟市場的具體要求與探討

陸俊杰

[萊茵技術（上海）有限公司，上海 200072]

0 引言

裝配式建筑也是新時期實現(xiàn)住宅綠色化發(fā)展的最佳手段。發(fā)展裝配式建筑有利于節(jié)約資源和能源、減少施工污染、提升勞動生產(chǎn)效率和質(zhì)量安全水平。當前，結(jié)合國家提出的“走出去”戰(zhàn)略，裝配式建筑的發(fā)展和出口已經(jīng)被納入成為國家建筑改革體系的重要組成部分，尤其是具備各種優(yōu)勢的鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑，更是今后建筑產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要方向。

1 裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑概念及特點

裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑是以鋼材為主要承重框架，連接處一般選用焊接、高強度螺栓或鉚釘連接，以新型輕質(zhì)、保溫、隔熱、高強的墻體材料作為圍護結(jié)構(gòu)而構(gòu)成的模塊化建筑。

裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的特點主要包括以下3 點。

（1）安全可靠：自重輕，承載力高，且鋼材具有很好的韌性，抗震、抗風性能好，使結(jié)構(gòu)更安全。

（2）顯著提升建設資金周轉(zhuǎn)率：所有構(gòu)件都在工廠預制完成，大量減少了現(xiàn)場的工作量，縮短了施工工期，提前發(fā)揮投資效益，加快了資金周轉(zhuǎn)。

（3）節(jié)能環(huán)保：鋼結(jié)構(gòu)框架屬于回收材料，用作墻體的預制保溫墻板也減少了對不可再生資源的使用。降低建筑污染，實現(xiàn)循環(huán)利用，符合可持續(xù)發(fā)展的需求[1]。

2 裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑出口歐盟市場的性能要求

根據(jù)歐盟建筑產(chǎn)品法規(guī)以及歐盟各成員國國家建筑法的要求，裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑進入歐盟市場的條件主要涵蓋以下6 大類的關鍵特性。

（1）結(jié)構(gòu)力學性能及整體穩(wěn)定性。

（2）防火安全（與火反應、耐火極限、外部防火性能、防火分區(qū)）。

（3）衛(wèi)生、健康和環(huán)境（蒸汽滲透性、防潮性、水密性、有害有毒物質(zhì)釋放）。

（4）使用過程中的安全（樓地面防滑性、防止跌落或墜落、抗偏心荷載以及抗外部沖擊性）。

（5）噪聲防護（空氣隔聲性、沖擊隔音性、吸聲性）。

（6）節(jié)能與保溫（阻熱性能、氣密性、熱慣量）。

（7）耐久性、適用性和可識別性。

3 關鍵性能要求的詳細表述及符合性評估方法

3.1 結(jié)構(gòu)力學性能及整體穩(wěn)定性

應確保在裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的施工和使用過程中，根據(jù)商定的裝配說明和設計施工規(guī)則，不會發(fā)生以下情況。

（1）全部（或部分）工程倒塌。

（2）不可接受的結(jié)構(gòu)嚴重變形。

（3）因承重結(jié)構(gòu)變形對其他工程配件或已安裝設備造成損壞。

評估方法：一般先通過歐洲結(jié)構(gòu)設計規(guī)范對整體結(jié)構(gòu)的承載能力進行結(jié)構(gòu)計算，并對主要部件的幾何數(shù)據(jù)（尺寸、橫截面、公差）以及材料性能進行驗證，再通過測試其中一個完整的單元或構(gòu)件的特性作為靜態(tài)測試的輸入數(shù)據(jù)，來對理論靜態(tài)模型進行驗證，使裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑能同時滿足整體穩(wěn)定性、耐久性和適用性三方面的要求。

3.2 防火安全

裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑工程的設計和建造應確保發(fā)生火災時，建筑具備以下功能。

（1）建筑可以在假定的一段特定時間內(nèi)保持其承載能力。

（2）火災和煙霧的產(chǎn)生和蔓延受到限制。

（3）火勢向周邊蔓延是有限的。

（4）居住者可以離開建筑或通過其他方式獲救。

（5）考慮到救援隊的安全。

建筑的耐火性能、屋頂覆蓋物的外部防火性能、以及防火分區(qū)都應符合適用于裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑預期最終用途的法律、法規(guī)和管理規(guī)定。

評估方法：①參考適用與火反映等級相關的試驗方法對作為組件一部分的單個部件進行試驗，然后根據(jù)EN 13501—1：2018 進行分級。②參考與耐火極限等級相關的試驗方法對完整的裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑單元，或代表其最終用途的組件進行試驗，并根據(jù)EN13501的適當部分進行分級。③參考與屋頂外部防火性能等級相關的試驗方法對組件或組裝系統(tǒng)進行測試，并根據(jù)EN 13501—5：2016 進行分級。同時，建筑防火分區(qū)的位置設定應滿足建筑所在成員國現(xiàn)行工程法規(guī)所規(guī)定的適用性。

3.3 衛(wèi)生、健康和環(huán)境

應確保因裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑工程產(chǎn)生的潮濕不會對居住者或鄰居造成威脅。外部圍護結(jié)構(gòu)應防止雨水和融雪通過連接節(jié)點滲入。浴室、衛(wèi)生間等的內(nèi)墻和地板表面應是防水的，且足夠緊密，以避免水滲入下方房間（短期影響），并避免材料和組件中的水分可能導致的不可接受的微生物生長（長期影響）。如果有相鄰單元之間共用濕表面的情況，則接縫處應滿足防水要求。此外還應確保不會造成有害有毒氣體排放的危險物質(zhì)或輻射對室內(nèi)環(huán)境、以及對室外環(huán)境（空氣、土壤、水）的污染。

評估方法：①參考ISO13788：2012 的計算結(jié)果，結(jié)合相關的設計氣候條件，對裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的濕熱性能、冷凝風險和霉菌生長風險進行評估。②參考歐洲技術規(guī)范的要求，對相關結(jié)構(gòu)層抗水蒸氣性進行計算或測試。同時根據(jù)建筑單元的標準施工詳圖，利用現(xiàn)有技術知識和經(jīng)驗制訂技術解決方案，對建筑整體外部圍護結(jié)構(gòu)的防水性進行評估，包括外墻上的暴雨和可能的融雪滲透、單元內(nèi)的接縫、單元之間的接縫以及單元和下部結(jié)構(gòu)之間的接縫。參考屋頂薄膜系統(tǒng)的產(chǎn)品標準對水密膜或潮濕區(qū)域（如浴室）表面層的性能進行評估，以確保結(jié)構(gòu)不會達到導致?lián)p壞、尤其是與耐久性有關損壞的含水率。同時，應提交一份書面聲明，說明產(chǎn)品是否包含符合歐洲和出口目的地成員國國家法規(guī)的危險物質(zhì)，并應列出這些物質(zhì)，對于含有的危險物質(zhì)制訂評估方案，出具評估測試報告。

3.4 使用過程中的安全

為限制正常使用情況下建筑物內(nèi)的意外墜落，完工地板表面不得導致不可接受的滑動，并應避免打滑程度的任何意外變化。

建筑設計上應考慮將因建筑水平變化或突然沉降而導致的墜落對居住者所造成的風險降至最低。這可以通過最小化危險本身或確保使用保護措施來實現(xiàn)。適當?shù)淖o欄、欄桿或女兒墻設計可以保護可接近的開口，防止人員墜落；可在樓層變化區(qū)域使用適當?shù)臉翘荨⒐潭ㄌ葑印⑵碌涝O計；上層窗戶上可使用適當?shù)陌踩i銷和鉸鏈。

建筑應具備足夠的機械阻力和穩(wěn)定性，以承受意外產(chǎn)生的較大靜態(tài)或動態(tài)載荷，如：人撞墻造成的影響、氣壓差、大量的人同時靠在或壓在墻上（人群壓力）、重型不可變形物體（如家具或設備）移動產(chǎn)生的影響、大力關門、家具、以及衛(wèi)生設備或取暖設備等重物。

評估方法：參考相關歐洲標準對鋪地材料的防滑性能進行驗證，對設計中開口處的樓梯、護欄、欄桿扶手等進行可靠性和安全性評估。

對于墻壁的內(nèi)襯材料的選用，如標準石膏板、人造板產(chǎn)品和實木板材等，應具備良好的抗沖擊性。同時參考歐洲標準對墻體、屋頂和木地板的抗沖擊性進行測試驗證。

3.5 噪聲防護

墻體和地板應滿足適用于建筑預期用途的必要空氣隔聲條件。

外部圍護結(jié)構(gòu)也應滿足適用于建筑預期用途的必要隔聲條件，涉及來自外部的空氣噪聲（即來自工業(yè)、道路和空中交通等的噪聲）。

地板還應滿足適用于建筑預期用途的必要沖擊隔音條件。

建筑內(nèi)飾應具備適用于建筑預期用途的必要吸聲性能。

評估方法：①參考ISO140 的相關部分，通過實驗室或現(xiàn)場試驗驗證主要建筑部件的空氣隔聲性能（房間之間、立面和屋頂，取決于出口目的地成員國的監(jiān)管規(guī)定），并參考ISO 717—1：2020 對空氣隔聲等級進行評級。②參考ISO140 的相關部分，通過實驗室或現(xiàn)場試驗驗證地板的沖擊隔聲性能，并參考ISO 717—2：2020對地板的沖擊隔聲等級進行評級。③參考ISO354：2003對吸聲量進行測量。

3.6 節(jié)能與保溫

外部圍護結(jié)構(gòu)應設計必要的隔熱層，同時應避免熱橋，因為其可能會導致令人不適的低溫或水蒸氣凝結(jié)，從而對衛(wèi)生、健康和環(huán)境產(chǎn)生影響。

外部圍護結(jié)構(gòu)應具備足夠的氣密性，限制不必要的能量損失，并防止容易影響人員健康的寒風。

適用時，應充分了解主要建筑部件的熱慣性，評估其對能量和熱量保持的影響。

評估方法如下。

需要以總熱阻Rt（m2K/W）的形式對建筑主要部件的熱阻平均值進行評估和聲明（包括表面電阻）。其中外部圍護結(jié)構(gòu)門窗的熱阻應單獨聲明。應根據(jù)校正的熱透射率公式Uc=1/Rt+ΔU 對熱透性進行計算、其中修正項ΔU 根據(jù)ISO6946：2017 計算得出。當存在明顯的熱橋時，其熱透射率也應被聲明。同時，需對熱橋引起的潛在表面冷凝風險進行說明。

需要根據(jù)相關出口歐盟成員國國家能源經(jīng)濟法規(guī)的要求，對已完工裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的氣密性進行評估測定。

需要對相關結(jié)構(gòu)組件的單位面積總質(zhì)量、密度、比熱容、熱阻進行聲明，作為計算建筑物整體熱慣性的數(shù)據(jù)輸入。

3.7 耐久性、適用性和可識別性

裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的設計應確保在假定的預期使用壽命內(nèi)，材料和部件的劣化不會顯著影響其滿足以上3.1～3.6 條涉及的性能。劣化情況可能由物理、生物和化學因素引起。

承重構(gòu)件應具備足夠的剛度，以避免在正常使用過程中產(chǎn)生不可接受的撓度和動態(tài)效應。建筑結(jié)構(gòu)應能承受運輸和安裝過程中所施加的荷載。

建造裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑所使用的材料應能根據(jù)影響產(chǎn)品滿足基本要求的性能進行識別。

評估方法如下。

必要時，應對產(chǎn)品規(guī)范進行檢查和對產(chǎn)品進行測試，以確保產(chǎn)品的耐久性滿足預期用途。有必要考慮預制建筑單元與其單個部件和材料的關系，以及其作為組裝件的性能（部件/材料的相容性）。

預制建筑單元各種材料和部件的預計使用壽命應根據(jù)相關標準的要求、經(jīng)驗和常識來估算。在建筑物的預期使用壽命內(nèi)，主要結(jié)構(gòu)部件的更換通常是不可接受的，因此應根據(jù)相關歐洲規(guī)范計算懸掛式地板結(jié)構(gòu)的剛度，以確保其滿足承受交通運輸荷載的適用性。

在評估結(jié)構(gòu)強度和剛度時，有必要確保它們能夠承受運輸和安裝過程中施加的附加應力。

如果該裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑是可重置的，則在評估結(jié)構(gòu)時也應充分考慮這一點，建筑物在拆卸和重置之前需接受結(jié)構(gòu)狀況調(diào)查。特別是在設計壽命后期進行重置時，這一點尤為重要。

建筑單元的所有組件應通過以下方式進行標識。

（1）協(xié)調(diào)的產(chǎn)品標準。

（2）歐洲技術認證，基于其他ETA（歐洲技術評估）和CUAP（評估程序共識）。

（3）非協(xié)調(diào)的歐盟產(chǎn)品標準。

（4）非協(xié)調(diào)的國際產(chǎn)品標準。

（5）描述性識別，根據(jù)產(chǎn)品的組成材料和功能識別產(chǎn)品。

在任何情況下，對建筑單元的所有組件，應給出尺寸（長度、寬度、厚度）、幾何形狀（垂直度、平整度等）、重要性能（機械、物理、化學等）及其公差。

4 結(jié)語

考慮到裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑行業(yè)出口的巨大發(fā)展前景，國內(nèi)制造企業(yè)應充分了解歐盟市場對此類產(chǎn)品的性能需求，以加大研發(fā)投入、完善自身技術體系、制定事宜的符合性評估方案、尋求出口政策支持等切實行動，加快促進裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑與歐盟市場要求接軌，從而進一步推動裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑可持續(xù)發(fā)展的步伐。