装配式建筑围护结构节能技术研究

发表时间:2020/12/3   来源:《工程管理前沿》2020年8月第24期   作者:杨畅
[导读] 近年来,我国的装配式建筑越来越多,其围护结构节能技术也越来越受到重视。
        杨畅
        中建新疆建工集团第五建筑工程有限公司 乌鲁木齐市830000
        摘要:近年来,我国的装配式建筑越来越多,其围护结构节能技术也越来越受到重视。随着人们对于建筑的要求不断提高,建筑的围护结构设计不仅要保证节能,还要注重质量,从而在根本上实现建筑本身同自然环境的和谐,为环保工作奠定基础。在此种背景下,合理运用装配式节能技术是十分重要的。
        关键词:装配式建筑;建筑围护结构节能技术;施工技术
        引言
        现阶段,高层建筑逐步增加,我国大力实施创新驱动战略,促进钢结构产业化供给侧改革。装配式钢结构建筑在我国历经多年的发展,具有空间布置灵活,绿色环保、可持续发展,自重轻、承载力高,质量优良、抗震性能好,建设简易、施工工期短以及经济适用等特点。
        1装配式建筑的背景及节能设计标准
        装配式建筑规划自2015年以来密集出台,2015年11月14日住建部出台《建筑产业现代化发展纲要》计划到2020年装配式建筑占新建建筑的比例20%以上,到2025年装配式建筑占新建筑的比例50%以上;2016年2月22日国务院出台《关于大力发展装配式建筑的指导意见》要求要因地制宜发展装配式混凝土结构、钢结构和现代木结构等装配式建筑,力争用10年左右的时间,使装配式建筑占新建建筑面积的比例达到30%;2016年9月27日国务院出台《国务院办公厅关于大力发展装配式建筑的指导意见》,对大力发展装配式建筑和钢结构重点区域、未来装配式建筑占比新建筑目标、重点发展城市进行了明确。对于围护结构的要求,绿色建筑评价标准规定,围护结构热工性能指标优于国家现行有关建筑节能设计标准的规定,并按相应的规则评分。
        2装配式建筑围护结构节能技术
        2.1装配式钢结构内墙板体系
        装配式钢结构内墙板主要采用的是无机非金属墙板,内墙板分为分户墙和内隔墙,它可替代由空心砖或混凝土砌块组成的非承重墙,达到更好的分室分户的作用。装配式内墙板的主要优点是强度高、绿色环保、造价低、施工效率高、隔声性能和防火性能好。在我国应用较多的装配式内墙板有植物纤维复合隔墙、空心石膏板隔墙和粉煤灰泡沫水泥墙板。植物纤维复合隔墙轻质环保,施工速度快,墙体表面极其平整,较适合商业店铺、酒楼、KTV等调整布局频繁的场合。空心石膏板隔墙能起到调节室内空气中湿度的作用,构造简单,便于加工与安装。粉煤灰泡沫水泥墙板是国家鼓励发展的新型墙体材料,在缺乏轻质集料的地区作用显著,具有明显的技术、经济和环境效益。
        2.2低、多层模块化建筑体系
        如今绿色装配式刚接技术发展迅速,在一些地区的相关工程当中,出现了低、多层模块化的钢结构技术,进而发展为两种颇有前景的全装配钢框架建筑系统。第一种,是采用建筑构件作为全装配钢框建筑体系的基本元件,这种技术以户型模数化、构件装配化以及维护一体化等特点。该技术的基本原理为,在实际应用当中使用螺栓连接墙面、梁体、柱体以及楼板,这种工艺意味着装配施工的效率更高。同时,在该结构体系当中,可以将水电通信管道系统、围护墙板等和建筑主要结构紧密结合,在构件加工的时候就可以配置一部分管线,或者预留一些空间,在实际装配和后期装修时不用再对墙体进行二次改造。另外,这种类型的结构体系有极强的模式化特点,可以根据实际环境特点和用户需求,对构造模式进行灵活设计和制造。第二种是采用盒子型模块化的建筑体系,该体系主要是使用不同功能的单元来将建筑单元进行搭建和组合,这种体系的基本构建是热轧型钢,而在构件制造阶段,标准模数单元主要有3x3、3x6以及3x9三种类型,在施工装配时用螺栓进行连接。


        2.3玻璃幕墙节能设计
        由于玻璃幕墙本身的特点,也存在建筑成本较高,建筑耗能较大以及室内空气质量较低等不足。基于此种情况,呼吸式幕墙技术应运而生。在夏天时,通过将内外窗打开,关闭内窗的形式,使得空气流通时带走屋内热量;在冬天时,将内外窗全部关闭,不同外界进行能量和温度交换,从而达到保温效果。通过此种技术,能够使得建筑物适应不同的气候状况,利用当地的自然环境和技术条件设计出最适合使用的建筑围护结构,如光电幕墙,能够在达到建筑内生活环境舒适的情况下,进行必要的发电工作,产生更好的经济效益,同时达到节能的目的,节约建筑的运行成本。
        2.4装配式钢结构体系和PC构件结合
        在实际的制造施工当中,PC构件由于材料工艺方面的优势,能够适应更多的施工环境,同时在构件制造以及装配施工方面有更高的效率优势。另外,PC材质的构件在保证强度、耐久性等达到建筑要求的同时,具有更轻质的特点,便于装配施工。并且,PC构件的装配中可以有效发挥预应力技术的优势,基于工业化、模块化的技术处理,进一步发挥现代新型建筑材料的优势。在部分工程的应用当中,钢筋桁架叠合楼板中可以充分发挥PC钢结构材料的优势。在实际的建筑装配过程当中,通过自支撑叠合板拼缝构造带有桁架钢筋,这种结构的优势在于构造方式简单,同时相关构件在生产制造的环节当中能够事先按照设计要求布置好底板钢筋、桁架钢筋,并且采用带有桁架钢筋的浇筑混凝土来预制薄板。在装配环节当中,利用吊装机械来将构件送至设计位置,然后再将横向钢筋置于构件拼缝的位置,并浇筑混凝土。通过该工艺方法,可以得到双向叠合板,这种叠合板的优势在于自承能力十分出众,意味着在装配结构当中可以减少叠合板使用量,让内部空间更开阔、更灵活。最终的是,这种装配结构体系符合绿色工程技术要求,能够提高资源利用率,降低能耗。
        2.5装配式钢结构楼(屋)面板体系
        楼面板在装配式钢结构建筑物中主要承受由楼板自重和活荷载组成的竖向荷载以及传递水平荷载,楼板应具有足够的强度、刚度和稳定性。装配式钢结构的楼板应与结构体系要求相适应,达到工业化、标准化生产,并减轻自重。屋面板除要满足楼面板防水、隔声等使用功能外,还需要抵御外部环境的侵袭,如雨、雪和风等,并达到保温隔热的效果。压型钢板组合楼板是由铺设在钢梁上的凹凸薄钢板与现浇混凝土结合而成,钢梁有圆柱头栓钉,可以对楼板的整体性进行加强。压型钢板组合楼板可达到装配式钢结构建筑的要求,施工效率快,但湿作业较大,适用于楼层净高小的装配式建筑,造价产生较高。钢筋桁架楼承板是由钢桁架与底模钢板焊接成一体的楼板,钢桁架是由楼板底部钢筋在工厂加工而成。楼面板施工效率快,一定程度上减少现场钢筋绑扎的数量,不需要做防火与防腐,适用于低层工业装配式建筑,但湿作业量较大,不易于开洞,设备安装麻烦,需严格把控节点焊接质量。现浇混凝土楼板在工程中应用最广,可以直接应用在装配式钢结构建筑中,其施工技术简单,成本低廉,便于设备的管道铺设,但无装配化,自重大,施工效率较其他三种楼面板低,进而导致工期加长。
        结语
        综上所述,我国装配式钢结构建筑围护体系和发达国家相比仍旧存在一定的差距,在技术、规范方便存在诸多不足之处,广大从业者应深刻认识到我国装配式钢结构建筑围护体系发展情况,明确装配式建筑在未来建筑行业中的重要地位,通过采取多项措施,提高装配式钢结构建筑围护体系技术水准,规范行业发展环境。
        参考文献
        [1]陈曦.装配式钢结构住宅体系的发展与应用[J].住宅与房地产,2016(36):20.
        [2]黄真会.房屋建筑工程施工中的绿色节能施工技术分析[J].工程技术研究,2019,4(18):71-72.
        [3]卢俊凡,王佳,李玮蒙,等.装配式钢结构住宅体系的发展与应用[J].城市住宅,2014(8):26-29.
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