EPS模块钢结构工业建筑节能技术及其应用

发表时间:2020/5/27   来源:《建筑实践》2020年1月3期   作者:赵亮
[导读] 为了提升建筑物的节能保温效果,介绍了EPS模块钢结构节能建造技术的构造要点及施工技术要点,
        摘要:为了提升建筑物的节能保温效果,介绍了EPS模块钢结构节能建造技术的构造要点及施工技术要点,分析了EPS模块钢结构工业建筑节能体系的优势,并通过对比分析及工程实例,分析了EPS模块钢结构工业建筑节能体系的优越性与实用性。
        关键词:EPS模块;钢结构;节能
        引言
        目前,在建筑节能方面,人们将焦点更多地聚集在了民用建筑物的节能上,近年来出台的有关建筑节能的法规规范也几乎都是针对民用建筑的。一项调查表明,我国每年完成的建筑工程投资额中,工业建筑与民用建筑之比为53%:47%,工业建筑就占了多半。提高工业建筑设计的节能意识,降低工业建筑耗能,探讨工业建筑节能的有效方法,已是越来越迫切要解决和深入研究的问题。
        1EPS模块的特点
        (1)电绝缘性能常数:EPS的体积电阻率为4×1011Ω·m,表面电阻率为5×1013Ω。
        (2)防静电性能:由于EPS具有导电性能,因此自身的静电现象。EPS板的防火性能:
        (1)阻燃性能:EPS本身是有机的易燃制品,但通过对其添加阻燃剂,可以提高EPS的防火性能,达到难燃B1级保温材料。
        (2)氧指数:材料在指定的室温与实验条件下,氧气与氮气混合气体刚好维持材料火焰燃烧的最小氧浓度。B1级氧指数OI≥30%、B2级氧指数OI≥26%。
        2节能体系的创新点
        2.1具有插接组合密闭、杜绝冷桥的优点
        纵向齿结企口插接,长边组合平直,插接组合缝100%密闭,彻底杜绝了冷桥的产生。在屋
        面板的结构设计中,屋面板横向则采用倒S形裁口搭接,使得组合缝100%密闭。在外围护墙体
        组合时,为了在确保纵边平直度的同时使得纵、横两向密闭组合,无论是大面还是转角处,横向和纵向需要分
        别采取矩形企口插接拼装和齿结企口插接组合方式进行,以避免贯穿缝或者热桥等质量缺陷的存在。
        2.2热工性能、组合刚度高
        在施工用材和生产成本固定的前提下,将原100mm的实心板改为180mm的矩形通孔空心模块(端头堵孔)来作为屋面彩钢夹芯板,这种设计可以确保热工性能和组合刚度大幅提升,传热系数K=0.23W/(m2·K),屋面的热工性能相当于3.5m厚的红砖墙体;对板长16.5m的空心模块进行了刚度和挠度测试,将模板在中间一点起吊,其挠度仅约为30mm。对180mm厚的矩形通孔空心模块的测试结果显示,EPS模块的热工性能和组合刚度较彩钢夹芯屋面复合板有极大的提升。
        3EPS板的建筑保温性能和节能效果
        3.1保温性能评价
        在建造成本相同的条件下,如采用EPS板作为保温材料,则其材料厚度为90mm;如采用XPS板,则材料厚度为50mm。建筑墙体保温材料的保温性能以热阻值、传热系数及外墙耗热量评价。EPS保温节能材料导热系数为0.041(W·(m·K)),XPS保温节能材料导热系数为0.030;EPS保温节能材料修正系数为1.1,XPS保温节能材料修正系数为1.1。
        3.2彩钢屋面空心板和复合墙面空心板
        对彩钢屋面空心板和复合墙面空心板分别进行承载能力检测。

其中,彩钢屋面空心板承载能力检测中,采用跨度L=3000mm,均布荷载q=3.2kN/m2,测得挠度f=10mm;复合墙面空心板承载能力检测中,跨度L=6000mm,均布荷载q=1.0kN/m2,测得挠度f=18mm。经过单位跨度的换算结果,均布载荷相同的作用下,复合墙面空心板较彩钢墙面板在挠度上具有一定的优势。在实际的EPS模块钢结构工业建筑节能体系中,通常将80mm×80mm、壁厚2.0mm的方管型钢置入空心模块的组合方槽中,内外表面分别用一层耐碱玻纤网格布复合,再抹20mm厚纤维抗裂砂浆面层,构成复合墙面空心板,用其取代彩钢墙面板。
        3.3空心模块复合墙体
        将彩钢墙面板的复合面层用纤维抗裂砂浆厚抹面层取代,将原彩钢墙面板内侧外置明设C型钢,升级为内置暗设方管型钢的节点构造,以满足建筑节能墙体的抗冲击性、防火性和耐久性要求。这种空心模块复合墙体结构设计,摒除了砌筑墙体,使得整体建设工程的施工速度较快、成本降低,还可以使墙体外表面饰面层多样化,而室内更加明快和舒适。
        3.4基准围护结构能耗模拟
        根据对严寒地区工业厂房的调研分析,选择具有代表性的围护结构作为参考模型围护结构参数见表7的设定依据,该围护结构做法具有严寒地区普通工业厂房的通常特点。
        (1)外墙做法:基础梁上设置1.5m高、370mm厚的组砌墙体,彩钢夹心墙板置于组砌墙体之上,彩色钢板面板厚度为0.6mm,保温绝热材料为lOOmm厚岩棉夹心板(1OOk~m),外墙平均传热系数为O.75W/(ITI·K)。
        (2)屋面做法:彩色压型复合保温板,表面的彩色钢板面板厚度为0.6mm,保温绝热材料为100mm厚岩棉夹心板(1OOk~m。),屋面平均传热系数为0.4IW/(m。·K)。
        4我国钢结构建筑发展前景展望
        从发达国家钢结构建筑的发展轨迹,结合我国的实际,不难看出我国钢结构建筑发展前景光明,但会有许多不同于发达国家的特点。所以说前景光明,是因为政府已开始高度重视钢结构建筑的发展,在1998年把钢结构技术列为重点推广的新技术之后,1999年成立了国家建筑用钢领导小组,组长由建设部副部长叶如棠担任,与此同时,专家组则分九个课题专门研究钢结构在建筑领域的应用问题。
        发达国家的建筑用钢量为其钢产量的45~55%,而我国建筑用钢量仅占总产量的20%左右。如按比例推算,则我国有4000万吨左右的发展空间。所以说会有自己的特点,是因为我国的国情不同于西方发达国家,劳动力相对低廉、国家尚不富裕,造价低、技术含量稍低的钢结构会得到优先发展。我们认为,在今后一段时间内,钢管混凝土结构、轻钢结构等将得到较快发展。
        结语
        一直以来工业建筑与民用建筑相比,在建设过程中比较忽视工业建筑的节能,工业建筑的节能潜力巨大,因此研究工业厂房围护结构体系的节能技术意义重大。EPS模块体系工业厂房建造技术是传统工业厂房围护结构构造技术的创新与发展,标志着我国实现了由居住建筑节能领域向工业建筑节能领域的跨越。以某房屋节能体系研发中心工业建筑空心EPS模块产品为例,根据EPS模块产品的不同规格整理出不同类型工业厂房围护结构的组合方式,并借助DesignBuilder模拟分析软件对每种围护结构组合进行能耗模拟。得出几种不同围护结构组合的EPS模块体系工业厂房相比于严寒地区普通工业厂房的节能效果突出,其节能贡献率范围在11.81%一16.97%之问。通过对EPS模块体系在严寒地区工业厂房中的节能研究,希望通过本文的研究工作为严寒地区工业厂房的围护结构节能技术提供一定的借鉴方案以及理论依据,并在一定程度上能有利于我国严寒地区工业厂房节能工作的开展,推动工业厂房建筑的节能发展。
        参考文献
        [1]翟雪婷,王崇杰,何文晶,等.严寒地区EPS模块体系工业厂房围护结构节能研究[J].低温建筑技术,2018,40(04):113-117.
        [2]李自康,王万敏.HR-EPS模块复合保温剪力墙稳定性研究[J].工程建设,2017,49(12):12-17.
        [3]刘如兵,冯春红,王建宏,等.EPS板在建筑墙体保温性能研究[J].施工技术,2017,46(16):122-124.
       
       
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