随着钢结构建筑技术的不断发展，越来越多的建筑采用钢结构，尤其是公共建筑更适合采用钢结构。配合钢结构建筑的维护体系也需要与钢结构技术相配套发展，才能真正体现钢结构的优势。维护体系的研究以求达到民用建筑对外墙系统保温、防火、防水、安全等功能要求，并使之向产业化发展。

  装配式围护系统，材料分为金属类和非金属类。主要考虑能满足钢结构产业化的需求，以达到快速设计、快速安装、满足使用要求的目的。

  一、钢结构外墙系统功能要求

  钢结构建筑区别于混凝土建筑，应采用装配式围护系统。

  装配式围护系统应具备以下技术要求：

  A.保温隔热要求

  我国幅员辽阔，各地气候差异很大，为了使建筑物适应各地不同的气候条件，满足节能要求，应根据建筑物所处的建筑气候分区，确定建筑围护结构合理的热工性能参数。建筑上考虑传热的出发点有两个：一个是保温，主要针对严寒地区、寒冷地区、夏热冬冷地区；另一个是隔热，主要针对夏热冬暖地区和夏热冬冷地区。保温和隔热都是为了提高建筑环境的

  热舒适度，其共同点均为提高围护结构的热阻，即降低其传热系数。根据《公共建筑节能设计标准》GB 50189-2005，不同气候区外墙围护系统传热系数要求。

  外墙内保温

　外墙内保温就是外墙的内侧使用苯板、保温砂浆等保温材料，从而使建筑达到保温节能作用的施工方法。该施工方法具有施工方便，对建筑外墙垂直度要求不高，施工进度快等优点。近年来，在工程上也经常的被采用。然而，外墙内保温所带来的质量问题也随之而来。

　外墙内保温的一个明显的缺陷就是：结构冷（热）桥的存在使局部温差过大导致产生结露现象。由于内保温保护的位置仅仅在建筑的内墙及梁内侧，内墙及板对应的外墙部分得不到保温材料的保护，因此，在此部分形成冷（热）桥，冬天室内的墙体温度与室内墙角（保温墙体与不保温板交角处）温度差约在10℃左右，与室内的温度差可达到15℃以上，一旦室内的湿度条件适合，在此处即可形成结露现象。而结露水的浸渍或冻融及易造成保温隔热墙面发霉、开裂。

　另外，在冬季采暖、夏季制冷的建筑中，室内温度随昼夜和季节的变化幅度通常不大（约10℃左右），这种温度变化引起建筑物内墙和楼板的线性变形和体积变化也不大。但是，外墙和屋面受室外温度和太阳辐射热的作用而引起的温度变化幅度较大。当室外温度低于室内温度时，外墙收缩的幅度比内保温隔热体系的速度快，当室外温度高于室内气温时，外墙膨胀的速度高于内保温隔热体系，这种反复形变使内保温隔热体系始终处于一种不稳定的墙体基础上，在这种形变应力反复作用下不仅是外墙易遭受温差应力的破坏也易造成内保温隔热体系的空鼓开裂。

  B.防火要求

  钢结构民用建筑的耐火极限通常为二级，根据《建筑设计防火规范》GB50016-2006中表5.1.1规定，非承重外墙构件的燃烧性能应为不燃烧体，构件的耐火极限应满足1小时要求；因此在选择钢结构建筑的围护系统材料时，首先应满足防火规范的相关要求，其次构造设计应经过防火性能测试，以达到1小时的耐火极限要求。

  装配式围护系统的材料组成，一般分为两类，即金属材料和非金属材料，支撑骨架一般为冷弯薄壁型钢及轻钢龙骨，均为不燃烧体，但其组合后的体系目前欠缺权威部门的耐火极限测试报告，本课题选用的构造经理论分析满足防火规范要求。

  C.抗变形能力要求

  钢结构变形能力强，可以满足结构抗震的需要，但同时要考虑解决承重结构与围护系统间的协调变形能力，否则建筑物的围护系统极易开裂变形，影响建筑使用效果和寿命。

  钢结构建筑不宜选用砌体作为围护系统，因为砌体砌筑后刚度很大，与钢结构的变形不一致，容易在相交处产生裂缝。

  钢结构适合选择装配式的材料，连接节点考虑变形能力，材料间也预留出一定的缝隙，允许其变形。但要处理好缝隙，不能使之影响围护结构的正常功能。

  D.防水要求

  钢结构建筑在选用轻型装配式围护系统时，系统必须具备可靠的防水性能。装配式围护系统构造设置若处理不当，会存在大量缝隙，易使外部雨水渗漏，造成系统气密性不足。

  轻型围护系统通常采用有空隙的无机纤维材料进行保温，这种材料的特点是干燥时保温性能十分优异，潮湿后大幅度丧失保温能力，而且在长期潮湿的环境中宜霉变，不但不能起到保温作用，而且还污染环境。因此，加强系统气密性，提高系统水密性，才能有效提高装配式围护系统的防水性能。

  E.安全要求

  由于装配式外墙系统采用工厂预制、现场拼装的施工方式，采用专用连接件彼此连接，与砌体结构以及现浇结构有着十分显著区别，所以围护系统与主结构之间的连接的可靠性以及构件之间连接的紧固程度对于建筑的安全性起到了至关重要的作用，同时构件之间咬合的紧密性以及螺栓、螺钉的强度也会影响整个系统的安全。此外，金属构件易腐蚀生锈，所以金属构件宜采用镀锌处理或使用不锈钢材料，以达到防腐的目的。

  二、钢结构建筑外墙系统类型与材料

  钢结构建筑外墙系统主要分为两大类：金属外墙系统及非金属外墙系统。

  A.金属板外墙系统

  金属板外墙系统由墙梁作为墙体的支撑结构，室外侧通过自攻螺钉把压型钢板或夹芯板等金属板材固定在墙梁上，室内侧可以直接将金属板材固定在墙梁上，也可以单独设置轻钢龙骨系统固定石膏板或其它装饰板材，以适应不同室内空间的需要。

  墙体龙骨空腔内部填充保温材料，在保温层外侧铺设防水透汽层，以保证外墙系统的抗空气渗透及防水能力；在保温棉内侧铺设隔汽层，以阻止室内潮湿空气进入保温层而影响外墙系统的保温隔热性能。

  金属板外墙系统材料选择：压型钢板，压型铝板及夹芯板等金属板材。

  B.非金属外墙系统

  非金属外墙系统有两类做法：密肋墙体系统和条板系统。

  密肋墙体系统由密肋冷弯薄壁型钢龙骨作为墙体支撑系统，龙骨外安装水泥基板材，其外再固定附加龙骨，附加龙骨与密肋龙骨连接牢靠，外挂防水装饰一体化外墙板。龙骨内侧固定石膏板等非金属板材。墙体龙骨空腔内部填充保温材料，在保温层外侧铺设防水透汽层，在保温棉内侧铺设隔汽层。

  密肋外墙系统材料墙体板材有：石膏板、纤维增强水泥板、膨胀蛭石板等。其中安装在室外一侧的板材需具有强度高、在温、湿度环境变化时的抗变形能力。同时板材的缝隙要严格处理。保温材料主要有玻璃丝棉、岩棉等不燃烧材料。

  条板系统是由成品的条板直接固定在主梁或楼板上，依据不同地区传热系数要求，选择条板厚度，条板外侧附加保温装饰一体化板材。这种墙体系统构造简单，成品化高、安装工序少，极大提高了施工速度。