石成龙 高峰 谢涛 王永涛
130182198510293938
120106197309270555
130982198609287312
132903197506219511
摘要: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;围护结构;节能技术
引言
装配式建筑围护结构由内部围护结构和外部围护结构共同组成,以钢筋结构住宅为装配式建筑基础,设计人员需要根据住宅的地理位置和气候条件,对装配式建筑的外围结构进行分析和调研,完善建筑体外围的节能设计和实行。建筑体在施工时应考虑窗户、楼板、外墙体的节能效果,提升低碳减排的设计功能,进一步完善节能的设计效果,以此促进我国装配式建筑外围结构行业的发展,对于推动环保理念住宅有着重大意义。
1装配式建筑围护结构节能设计概述
1.1装配式建筑外围结构节能概念
装配式建筑对于施工的质量要求较高,施工速率和传统的施工速率较快,一定程度上节省人力施工成本的投入。尤其是在寒冷地带,受到气候的制约,装配式建筑外围所用的构件主要在厂房内进行加工生产,外墙板和内墙板主要在工厂进行批量生产,通过现场尽心安装作业,对现场浇筑的环节大大降低,一定程度上提升整体的施工效率。装配式施工按照装修一体化的设计原理,加快施工的速率和整体的效率,在一定程度上提高施工的质量,同时保证施工的速度在合同的有效周期内。对于构件进行标准化设计,利用先进的监管技术实现安全管理,根据主体的施工流程同步完成。在建筑外围的设计上,保证建筑的节能效果,按照出台的标准,进行热工性指标检验和评估,保证外围耗能的节约。
1.2装配式建筑外围节能影响因素
对于建筑外围装配式的节能设计,应考虑以下两点影响因素,一个是采暖因素,一个是制冷因素。内因在于建筑体的自身因素,建筑建成的朝向、建筑的形体系数、外围的结构形式都影响内因的形成,设计参数对建筑体的总负荷情况造成影响,在装配式建筑外围设计之初,设计人员要考虑建筑自身负荷的影响,提高建筑外围的节能效果,达到设计节能的要求标准。外因体现在建筑体内外热环境的干扰因素,包括室内外的温湿度、太阳的辐射强度、住宅内人与设备活动产生的能量等。设计人员应根据勘测的数据,对设计方案进行调整,保证节能设计理念不受这些外因因素干扰,在夏冬两季,通过暖通空调系统的运行,对室内外的温湿度控制在恒定数值,保证空间的保温制冷效果,实现低碳减排环保的理念。
2装配式建筑围护结构节能设计策略
2.1装配式建筑物屋面与楼板的节能设计
应充分考虑楼板和屋面板的节能效果进行装配式建筑围护结构的设计。由于在装配式建筑物的外围护结构中,楼板和屋面板是承受结构的竖向载荷并同时传递水平载荷的重要水平构件。因此,目前主要使用以下方式进行装配式建筑物的楼板和屋面板的节能设计。
2.1.1压型钢板现浇混凝土组合楼板与屋面板
使用压型钢板作为模板进行现浇,包括组合楼板和非组合楼板的混凝土复合地板和屋面板。同时,它可以提高外围护结构在受力作用下的整体受力强度,能够与建筑物的混凝土楼板联合受力。
2.1.2纤维水泥钢结构楼板
纤维水泥钢结构楼板结构密度较大,可承受较大荷载的纤维水泥钢地板,通常更适用于钢结构的楼板,其重量轻、导热系数低、结构简单,具有保温性能强的优点,并且适合大规模地生产,能够提高装配式建筑的外围护结构的施工效率。
2.1.3预制加气混凝土楼板与屋面板
在西方国家的装配式建筑施工过程中,应用预制加气混凝土楼板和屋面板,能够保证建筑物围护结构的防潮和防水性能,并且具有很强的耐燃性,不会出现老化和腐蚀等情况,可以显著延长楼板的使用寿命并确保楼板与其他建筑材料之间的适应性。因此在节能设计过程中,可以根据装配式建筑物的具体情况和建筑要求合理使用。
2.1.4ASA泡沫混凝土楼板
ASA泡沫混凝土地板由发泡混凝土和薄壁钢组成,其内部有较多的密闭微孔,能够有效减少建筑物的能耗,并具有隔音和降噪等功能,可以增强楼板和屋面板结构的隔热效果。
2.2外围护墙体节能设计
目前,在装配式建筑墙体的节能设计中常用的绿色建筑材料包括由玻璃棉以及硬质聚氨酯泡沫塑料板、聚苯乙烯泡沫板以及岩棉组成的预制保温夹芯板,玻璃棉与岩棉组成外挂式保温复合墙体,外墙聚合物水泥聚苯保温板和硬泡聚氨酯喷涂外部保温材料等。在设计过程中,必须注意新型绿色建筑材料和墙体材料的应用,以提高装配式建筑围护结构的节能效果。在装配式建筑的外墙结构中应用这些新的外墙材料,可以大大改善外墙的保温和隔音性能,同时提高防水性和防潮性,并减小墙身的壁厚,从而对提高环保效果具有积极意义。
2.3装配式建筑外墙的节能设计
墙体高效保温组合形复合墙体是目前国内外墙体改革的重要方向之一。该墙体经工厂生产后运至工地,快速装配,高效经济。与垂直于高空的人工作业相比,其质量可控性也有了较大提高。北方地区,在室内外温差较大的环境下施工时,内层混凝土与保温层之间形成一个缓冲区域,延缓能量从室外向室内的传递,只要室内温度没有骤变,就能避免因温度应力而引起的大量裂缝,还能避免结露。在密封混凝土的保护下,相应的保温层减少了日晒、冻融、雨水、摩擦及人为因素等对保温层的破坏。采用夹心保温体系对墙体材料进行选材,中间采用聚苯乙烯板材(EPS)预制复合保温墙板。中间部分的绝缘材料厚度可根据不同要求调整,EPS板质量较轻,导热系数较小,并密封在板内,与外界环境隔绝,即使其耐火性差,易吸潮也无关紧要。此项技术将XPS隔热板置于整个墙板外边缘,主要是因为其导热系数较小,热工性能良好,另一方面,XPS隔热板的致密性好,可以防止外界水蒸气进入墙板,从而使EPS材料能够正常工作。将EPS板和XPS板这两种性能优良的产品组合在一起,可充分发挥两种不同材料各自的优点,达到更好的效果。该技术主要应用于居民住宅和公共建筑的墙体,以及一些特殊防水性要求的保温工程中,整个施工过程经济有效,具有良好的推广应用前景。
2.4玻璃幕墙节能设计
玻璃幕墙是一种相对现代化的建筑围护结构形式,具有采光性好、视野广阔等优势,但与此同时,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。
结束语
总而言之,在对装配式建筑外围护结构进行节能设计时,需要采取优化手段对屋面、楼板、窗墙比以及外围护墙体进行合理设计,才能保证装配式建筑节能设计的质量,对推动我国建筑行业的稳定发展有重要的积极意义。
参考文献
[1]朱思潼,贺生云.装配式建筑围护结构节能技术研究[J].智能城市,2020.
[2]陈加辉,孙滢雪.装配式建筑围护结构节能技术研究[J].居业,2018,(07):76,79.
[3]秦嗣晏.分析装配式建筑外围护结构节能设计[J].智能城市,2018,4(18):114-115.