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摘要：為研究新型建筑綠色節能保溫結構一體化技術的工程性能，從節能設計、結構設計和施工工藝三個方面深入分析了該技術的節能效果和可行性。進一步結合現有技術探討了保溫結構一體化技術的經濟性，發現該技術能夠從有效解決工程建設時間成本、經濟成本和維護成本，具有較強的經濟優勢。
關鍵詞：綠色施工，建筑節能，一體化技術，裝配式結構，經濟效益
0引言
近年來，由于淡水河砂資源短缺、能源使用速度過快等問題，我國提出了綠色建筑施工技術理念[1-3]。建筑保溫技術是實現建筑節能、綠色建筑施工的重要手段[4-5]，因此研究并發展新型建筑綠色節能保溫具有重要意義?？刁w等[6]提出一套完整的建筑保溫節能施工方案，并提出了針對上述三個角度的具體處理措施，為我國房屋建筑綠色節能施工提供了良好的借鑒作用。文常松等[7]基于國內外綠色建筑節能施工技術研究現狀，系統全面的分析并探討了綠色建筑外墻保溫施工技術存在的問題和應用現狀，為進一步提出處理措施奠定了堅實基礎。楊憒緒等[8]基于某房屋建筑工程指出其保溫結構施工中存在的問題，進一步從新型建筑材料的選用角度提出了一種新型節能保溫施工技術。綜上所述，現有研究成果多是通過引入新型保溫材料或建筑材料實現建筑保溫節能效率的提升。本文提出一種新型保溫結構一體化技術的技術，并從節能設計、結構設計、施工工藝和經濟成本等方面深入分析了該技術的可行性，以期為推動我國綠色節能施工的發展提供了一定借鑒作用。
1工程概況
我國西南地區某工程應急響應中心項目主要由醫療中心、消防站、警察署和政府安保大樓等4棟建筑構成，總建筑面積約7780m2，合同工期為584天。項目主要施工范圍包含結構框架混凝土約10000m3，空心磚砌筑墻體10000m2，石膏板墻1200m2，室外GRC裝飾掛板1200m2，室內水電預埋及安裝，室內吊頂裝修約8500m2，大理石地面鋪設面積5000m2。此外，還包括電力設備安裝，地下泵房及設備，污水處理系統及灌溉系統，室外綠化、道路及裝飾。為響應國家綠色建筑政策，擬采用節能、節水、節地等系列措施。
2新型節能保溫結構一體化技術
2.1一體化技術
保溫結構一體化技術是指通過一定的技術手段，實現建筑保溫層和主體結構同步施工完成的新型施工技術，其主要重點是使得結構同時具有承載和保溫的重要特性。本文所提出的保溫結構一體化技術是基于夾心保溫技術提出的新型保溫技術，相對于傳統的外墻保溫技術和內保溫技術，其具有防水保溫性能好、適用性廣、施工限制少等特殊優勢[9-10]。圖1a所示為基于夾心保溫技術施工得到的夾心保溫墻。由圖1a可知，夾心保溫墻主要由外墻、保溫層以及內墻組成?；趭A心保溫技術，本文提出一種改進的保溫結構一體化技術。該技術條件下復合墻體的構造如圖1b所示。由圖1b可知，保溫結構一體化技術下墻體也主要由外側混凝土保護層（厚度大于50mm）、保溫層（厚度30mm）和內測混凝土剪力墻（厚度160mm）組成。不同的是相對于夾心保溫強，保溫結構一體化復合墻利用三維斜插鋼筋，將三者之間緊密的聯系起來形成了一個整體，使其更適用于新型綠色裝配式建筑施工環境中。
2.2節能設計
在該墻體中，由于保溫層的存在，已經基本能夠滿足建筑設計節能標準，需要特殊考慮的因素是由于三維斜插腹筋的存在，起到了很好的“熱橋”作用。其將熱能由高溫外墻傳導到低溫內墻（夏季），或由高溫內墻傳導到低溫外墻（冬季），降低了建筑的保溫效果。因此，需要對復合墻體展開熱工分析，分析結果如表1所示。由表1可知，隨著斜插腹筋用量的逐漸提升，復合墻體的傳熱系數逐漸升高，二者之間呈線性正相關關系；復合墻體的熱惰性指標逐漸降低，二者之間呈負線性相關關系。根據《公共建筑節能設計標準》（GB50189-2005），通過合理控制斜插腹筋的使用量，能夠使得結構一體化的復合墻體仍能夠滿足該規范標準要求。
2.3結構設計
考慮到上述改進的保溫結構一體化技術復合墻體，需要同時滿足建筑設計承載要求，因此需要進一步確定網架板構造，使其達到建筑設計承載要求。有文獻提出，要滿足復合剪力墻兩側混凝土協同工作，可以通過提升斜筋的用量以達到要求。按照本文所提出的基本構造（圖1b）及斜腹筋數量進行驗算，發現當斜插腹筋量在0.10%能夠滿足結構設計要求。此時復合墻體內外側混凝土能夠很好的協同工作。
2.4關鍵工藝
改進的保溫結構一體化技術復合墻體的施工流程，與傳統外保溫或內保溫墻體具有很大的差別，因此需要特殊關注關鍵施工工藝。改進的保溫結構一體化技術復合墻體主要施工流程如下：內測剪力墻鋼筋綁扎→保溫層安裝→斜插腹筋安裝→模板架設及混凝土澆筑→模板拆除→外墻施工。施工完過程中的一體化結構復合墻體如圖2所示。
3經濟性分析
經計算可知，在3種保溫結構類型中，外墻外保溫系統組成的單價最高，達到436.72元/m2。外墻內保溫和保溫結構一體化的單價分別為402.14元/m2和408.31元/m2，相較于外墻外保溫要分別低出7.92%和6.50%。由此可見，保溫結構一體化的工程建設經濟成本要低于外墻外保溫系統，但高于外墻內保溫系統。從工期成本分析，由于一體化保溫結構技術能夠實現結構主體和保溫層的同時施工，大幅度減少了建筑整體的施工時間，促進了資金的周轉流動速度，間接創造了更多的經濟價值。從維修成本分析，一體化結構的整體性高，使用壽命與主體結構一致，降低了使用階段的維修成本。
4結論
為實現綠色節能建筑建設目標，本文提出一種新型保溫結構一體化技術的技術，并從節能設計、結構設計、施工工藝和經濟成本等方面深入分析了該技術的可行性。研究主要結論如下：改進的保溫結構一體化復合墻利用三維斜插鋼，筋將三者之間緊密的聯系起來形成了一個整體，增強了復合剪力墻的整體性。通過合理控制斜插腹筋的使用量，使得結構一體化的復合墻體能夠滿足該規范標準要求。隨著斜插腹筋用量的逐漸提升，復合墻體的傳熱系數逐漸升高，熱惰性指標逐漸降低。保溫結構一體化的工程建設經濟成本低于外墻外保溫系統、高于外墻內保溫系統。一體化保溫結構技術具有施工工期短、維修成本極低等特殊優勢，整體經濟性評價更高。
作者:劉相超 單位:中鐵十八局集團國際工程公司
