装配式建筑围护结构节能技术初探

装配式建筑围护结构节能技术初探

摘要:在装配式建筑的施工过程中,必须重视围护结构的节能设计工作,要充分考虑到装配式建筑结构设节能设计的相关标准,提出优化装配式围护结构节能设计效果的相关策略,对提高装配式建筑结构建筑围护结构的节能设计水平有重要意义,对促进我国建筑行业的可持续发展也有积极作用。

关键词:装配式建筑;围护结构;节能技术

装配式建筑主要指的是在设计过程中完成标准化设计、在工厂进行规模化预制构件生产、在现场施工阶段进行装配化安装施工与一体化装修的建筑类型。在建筑行业中充分发挥装配式建筑的积极作用,能够降低能源消耗,并且有利于节约建筑施工材料,提高土地资源以及水资源的综合利用效率。而建筑的围护结构主要指的是以建筑空间为核心四周的门、窗以及墙体等结构。围护结构的主要功能是提高建筑体抵抗外界不良环境的能力。在装配式建筑物中主要包括内围护结构以及护结构,现阶段,装配式建筑以钢结构住宅为主,围护结构成为装配式建筑中的重要组成部分,设计人员需要从建筑的实际情况出发,对装配式建筑的护结构节能设计进行研究和分析,同时提出优化装配式建筑护结构节能设计效果的策略,才能进一步提高建筑护结构的节能设计水平,对促进我国装配式建筑行业的可持续发展有积极意义。

1装配式建筑围护结构节能设计概述

装配式建筑的施工质量比较高,并且施工速度相对较快,能够在极大程度上节省施工人力的投入量,并且受气候条件的制约比较小,装配式建筑在施工过程中所使用的构件都是在工厂内进行工业化生产的,例如外墙板、内墙板等施工构件都在工厂进行规模化生产。在现场只需要进行装配安装作业,现浇作业量大大减少,能够在极大程度上提高装配式建筑的整体施工效率。在装配式建筑的施工过程中,安装施工以及装修一体化设计施工能够根据主体的施工同步进行。除此之外,在对构件进行标准化设计时,可以利用信息化技术对其进行管理,从而提高装配式建筑的整体生产效率,进一步保证装配式建筑的施工速度以及施工质量。围护结构是装配式建筑的重要结构组成,在对围护结构进行节能设计时,必须保证其热工性能指标符合我国相关的建筑节能设计标准规定,同时要按照相关的规则对热工性能指标进行评价,才能够确保围护结构节能设计效果[1]。在对装配式围护结构进行设计的过程中,需要充分考虑到影响装配式建筑结构采暖以及制冷总负荷的因素。一般情况下影响装配式建筑运总负荷的因素主要包括内因以及外因。其中外因主要指的是建筑的内热环境各种扰量,主要包括室外的空气温度以及湿度、太阳辐射强度、住宅内人员的活动、设备运行过程中产生的湿和热。而内因主要指的是建筑物本身,包括建筑的朝向、体形系数以及围护结构构造形式等设计参数对建筑的总负荷产生影响。因此,在对装配式建筑的围护结构进行设计的过程中,需要充分考虑到围护结构对建筑本身负荷产生的影响,才能够对建围护结构进行有效的节能设计,保证围护结构节能设计符合建筑建设要求。

2装配式建筑围护结构节能设计策略

2.1屋面与楼板设计

在对装配式建筑护结构进行节能设计时,必须充分考虑到楼板以及屋面板的节能设计效果。因为楼板以及屋面板是装配式建筑护结构中的重要水平构件,其主要作用是承受结构的竖向荷载,同时传递水平向荷载。现阶段,装配式建筑在对楼板以及屋面板进行节能设计时主要包括以下四种方式:第一,压型钢板现浇混凝土组合楼板与屋面板。这种楼板以及屋面板主要包括组合楼板以及非组合楼板,在应用压型钢板组合的过程中,压型钢板起模板的作用。同时在受力过程中,可以与建筑物的混凝土楼板进行联合受力,提高护结构的整体受力强度。第二,纤维水泥钢结构楼板。这种结构楼板的承受荷载比较大,密度比较大,一般情况下在钢结构的楼板中应用比较多。钢结构节能设计完成后,纤维水泥钢结构楼板能够充分发挥其自重轻、导热系数低、构造简单的优势,并且这种结构楼板与屋面板具有较强的保温性能的优势,可以实现护结构的规模化生产目标,提高施工效率。第三,预制加气混凝土楼板与屋面板。这是在西方国家装配式建筑施工过程中应用比较多的楼板以及屋面板设计类型。预制加气混凝土板不会出现老化以及腐蚀问题,并且具有较强的抗燃性,能够在极大程度上提高楼板的使用寿命,能保证楼板与其他建筑材料之间的适应性。除此之外,在预制加气混凝土楼板以及屋面板的应用过程中,能够保证建筑护结构的隔热保温作用与防潮防水性能。因此,在节能设计过程中,可以根据装配式建筑的具体情况以及建设要求合理应用预制加气混凝土楼板与屋面板。第四,ASA泡沫混凝土楼板。主要由发泡混凝土以及薄壁型钢组成的,在结构的作用过程中具有较强的防火性能,降低建筑能耗,并且有较强的降噪隔声功能,可以强化楼板与屋面板结构的保温隔热效果,这是因为在楼板的内部有比较多的密闭微孔。在选择楼板与屋面板结构设计类型时,需要根据装配式建筑的具体情况与建设要求选择合适的设计类型,降低建筑的能耗,实现节能环保的效果。

2.2窗墙比设计

不同的窗墙比对建筑的采暖以及制冷总负荷会产生极大影响,为了提高窗墙比设计的合理性与科学性,可以使用DeST-h能耗模拟软件对建筑的能耗进行分析。不同形式的外窗随着南向窗墙比增加,建筑总负荷量增加,也会对不同形式的外窗稳定性产生影响。节能设计人员在对外窗进行设计的过程中,必须对不同外层作用规律进行准确了解,才能够选择合适的外窗形式。在设计过程中,中空玻璃塑钢窗以及单框双层塑钢窗的负荷量比单层玻璃塑钢窗的负荷量更小,但是其涨幅比较慢。在装配式建筑的南向外窗中可以优先选择中空玻璃塑钢窗以及单框双层塑钢窗。此外要根据相关的数据以及标准对窗墙比进行合理控制,窗墙比在0.6以下时,节能设计人员可以优先选择中空玻璃塑钢窗,如果窗墙比设计在0.6以上,则可以优先选择单框双层塑钢窗。外窗以及窗墙比之间的适应性能够有效降低建筑采暖以及制冷的总负荷,从而达到节能环保的效果。

2.3护墙体设计

为了提高装配式建筑护结构的节能设计水平,在设计过程中,要重视对新型的绿色建材以及墙体材料的应用。现阶段,在装配式建筑护墙体节能设计中常用的绿色建材包括预制保温夹心板、外挂式保温复合墙体、外墙聚合物水泥聚苯保温板以及硬泡聚氨酯喷涂外墙保温材料等。外挂式保温复合墙体材料主要是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。玻璃棉与岩棉在外保温复合墙体中的应用比较广泛。将这些新型外墙材料应用在装配式建筑护墙体的施工过程中,能够在极大程度上提高护墙体的保温隔声性能,同时可以提高其防水与防潮性能,减少墙体的厚度,对提高建筑护墙体的节能环保效果有积极意义。

3结语

总而言之,在对装配式建筑护结构进行节能设计时,需要明确当前节能设计中存在的问题,才能掌握节能设计的工作水平。在进行节能设计时,工作人员必须根据装配式建筑结构的实际情况以及建设要求,采取优化手段对屋面、楼板、窗墙比以及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]邸芃,巨斌.寒冷地区装配式建筑护结构节能设计研究[J].新型建筑材料,2018,45(1):9-12,40.

作者:朱思潼 贺生云 单位:宁夏大学土木与水利工程学院