裝配式建筑圍護結構節能技術初探

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裝配式建筑圍護結構節能技術初探

摘要:在裝配式建筑的施工過程中,必須重視圍護結構的節能設計工作,要充分考慮到裝配式建筑結構設節能設計的相關標準,提出優化裝配式圍護結構節能設計效果的相關策略,對提高裝配式建筑結構建筑圍護結構的節能設計水平有重要意義,對促進我國建筑行業的可持續發展也有積極作用。

關鍵詞:裝配式建筑;圍護結構;節能技術

裝配式建筑主要指的是在設計過程中完成標準化設計、在工廠進行規?;A制構件生產、在現場施工階段進行裝配化安裝施工與一體化裝修的建筑類型。在建筑行業中充分發揮裝配式建筑的積極作用,能夠降低能源消耗,并且有利于節約建筑施工材料,提高土地資源以及水資源的綜合利用效率。而建筑的圍護結構主要指的是以建筑空間為核心四周的門、窗以及墻體等結構。圍護結構的主要功能是提高建筑體抵抗外界不良環境的能力。在裝配式建筑物中主要包括內圍護結構以及外圍護結構,現階段,裝配式建筑以鋼結構住宅為主,圍護結構成為裝配式建筑中的重要組成部分,設計人員需要從建筑的實際情況出發,對裝配式建筑的外圍護結構節能設計進行研究和分析,同時提出優化裝配式建筑外圍護結構節能設計效果的策略,才能進一步提高建筑外圍護結構的節能設計水平,對促進我國裝配式建筑行業的可持續發展有積極意義。

1裝配式建筑圍護結構節能設計概述

裝配式建筑的施工質量比較高,并且施工速度相對較快,能夠在極大程度上節省施工人力的投入量,并且受氣候條件的制約比較小,裝配式建筑在施工過程中所使用的構件都是在工廠內進行工業化生產的,例如外墻板、內墻板等施工構件都在工廠進行規模化生產。在現場只需要進行裝配安裝作業,現澆作業量大大減少,能夠在極大程度上提高裝配式建筑的整體施工效率。在裝配式建筑的施工過程中,安裝施工以及裝修一體化設計施工能夠根據主體的施工同步進行。除此之外,在對構件進行標準化設計時,可以利用信息化技術對其進行管理,從而提高裝配式建筑的整體生產效率,進一步保證裝配式建筑的施工速度以及施工質量。圍護結構是裝配式建筑的重要結構組成,在對圍護結構進行節能設計時,必須保證其熱工性能指標符合我國相關的建筑節能設計標準規定,同時要按照相關的規則對熱工性能指標進行評價,才能夠確保圍護結構節能設計效果[1]。在對裝配式圍護結構進行設計的過程中,需要充分考慮到影響裝配式建筑結構采暖以及制冷總負荷的因素。一般情況下影響裝配式建筑運總負荷的因素主要包括內因以及外因。其中外因主要指的是建筑的內熱環境各種擾量,主要包括室外的空氣溫度以及濕度、太陽輻射強度、住宅內人員的活動、設備運行過程中產生的濕和熱。而內因主要指的是建筑物本身,包括建筑的朝向、體形系數以及圍護結構構造形式等設計參數對建筑的總負荷產生影響。因此,在對裝配式建筑的圍護結構進行設計的過程中,需要充分考慮到圍護結構對建筑本身負荷產生的影響,才能夠對建圍護結構進行有效的節能設計,保證圍護結構節能設計符合建筑建設要求。

2裝配式建筑圍護結構節能設計策略

2.1屋面與樓板設計

在對裝配式建筑外圍護結構進行節能設計時,必須充分考慮到樓板以及屋面板的節能設計效果。因為樓板以及屋面板是裝配式建筑外圍護結構中的重要水平構件,其主要作用是承受結構的豎向荷載,同時傳遞水平向荷載?,F階段,裝配式建筑在對樓板以及屋面板進行節能設計時主要包括以下四種方式:第一,壓型鋼板現澆混凝土組合樓板與屋面板。這種樓板以及屋面板主要包括組合樓板以及非組合樓板,在應用壓型鋼板組合的過程中,壓型鋼板起模板的作用。同時在受力過程中,可以與建筑物的混凝土樓板進行聯合受力,提高外圍護結構的整體受力強度。第二,纖維水泥鋼結構樓板。這種結構樓板的承受荷載比較大,密度比較大,一般情況下在鋼結構的樓板中應用比較多。鋼結構節能設計完成后,纖維水泥鋼結構樓板能夠充分發揮其自重輕、導熱系數低、構造簡單的優勢,并且這種結構樓板與屋面板具有較強的保溫性能的優勢,可以實現外圍護結構的規?;a目標,提高施工效率。第三,預制加氣混凝土樓板與屋面板。這是在西方國家裝配式建筑施工過程中應用比較多的樓板以及屋面板設計類型。預制加氣混凝土板不會出現老化以及腐蝕問題,并且具有較強的抗燃性,能夠在極大程度上提高樓板的使用壽命,能保證樓板與其他建筑材料之間的適應性。除此之外,在預制加氣混凝土樓板以及屋面板的應用過程中,能夠保證建筑外圍護結構的隔熱保溫作用與防潮防水性能。因此,在節能設計過程中,可以根據裝配式建筑的具體情況以及建設要求合理應用預制加氣混凝土樓板與屋面板。第四,ASA泡沫混凝土樓板。主要由發泡混凝土以及薄壁型鋼組成的,在結構的作用過程中具有較強的防火性能,降低建筑能耗,并且有較強的降噪隔聲功能,可以強化樓板與屋面板結構的保溫隔熱效果,這是因為在樓板的內部有比較多的密閉微孔。在選擇樓板與屋面板結構設計類型時,需要根據裝配式建筑的具體情況與建設要求選擇合適的設計類型,降低建筑的能耗,實現節能環保的效果。

2.2窗墻比設計

不同的窗墻比對建筑的采暖以及制冷總負荷會產生極大影響,為了提高窗墻比設計的合理性與科學性,可以使用DeST-h能耗模擬軟件對建筑的能耗進行分析。不同形式的外窗隨著南向窗墻比增加,建筑總負荷量增加,也會對不同形式的外窗穩定性產生影響。節能設計人員在對外窗進行設計的過程中,必須對不同外層作用規律進行準確了解,才能夠選擇合適的外窗形式。在設計過程中,中空玻璃塑鋼窗以及單框雙層塑鋼窗的負荷量比單層玻璃塑鋼窗的負荷量更小,但是其漲幅比較慢。在裝配式建筑的南向外窗中可以優先選擇中空玻璃塑鋼窗以及單框雙層塑鋼窗。此外要根據相關的數據以及標準對窗墻比進行合理控制,窗墻比在0.6以下時,節能設計人員可以優先選擇中空玻璃塑鋼窗,如果窗墻比設計在0.6以上,則可以優先選擇單框雙層塑鋼窗。外窗以及窗墻比之間的適應性能夠有效降低建筑采暖以及制冷的總負荷,從而達到節能環保的效果。

2.3外圍護墻體設計

為了提高裝配式建筑外圍護結構的節能設計水平,在設計過程中,要重視對新型的綠色建材以及墻體材料的應用。現階段,在裝配式建筑外圍護墻體節能設計中常用的綠色建材包括預制保溫夾心板、外掛式保溫復合墻體、外墻聚合物水泥聚苯保溫板以及硬泡聚氨酯噴涂外墻保溫材料等。外掛式保溫復合墻體材料主要是由玻璃棉以及硬質聚氨酯泡沫塑料板、聚苯乙烯泡沫板以及巖棉組成的。玻璃棉與巖棉在外保溫復合墻體中的應用比較廣泛。將這些新型外墻材料應用在裝配式建筑外圍護墻體的施工過程中,能夠在極大程度上提高外圍護墻體的保溫隔聲性能,同時可以提高其防水與防潮性能,減少墻體的厚度,對提高建筑外圍護墻體的節能環保效果有積極意義。

3結語

總而言之,在對裝配式建筑外圍護結構進行節能設計時,需要明確當前節能設計中存在的問題,才能掌握節能設計的工作水平。在進行節能設計時,工作人員必須根據裝配式建筑結構的實際情況以及建設要求,采取優化手段對屋面、樓板、窗墻比以及外圍護墻體進行合理設計,才能保證裝配式建筑節能設計的質量,對推動我國建筑行業的穩定發展有重要的積極意義。

參考文獻

[1]邸芃,巨斌.寒冷地區裝配式建筑外圍護結構節能設計研究[J].新型建筑材料,2018,45(1):9-12,40.

作者:朱思潼 賀生云 單位:寧夏大學土木與水利工程學院

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