65%節能技術在鋼結構住宅中的應用

李渤生 宋 軍 李金文 于存海

一、概 述

我國先后于1986年和1995年分別實施了30%和50%居住建筑節能標準，山東省于2006年6月1日開始在全省范圍內推行65%居住建筑節能標準，頒布實施了地方標準 《居住建筑節能設計標準》 （DBJ14-037-2006），成為全國為數不多的率先推行65%節能標準的省份之一。為適應這一發展要求和為全省建筑節能工作提供示范，我們以山東萊鋼建設有限公司開發建設的華陽慧谷鋼結構住宅項目為載體，邊研究邊示范，在新型建筑材料、節能部品和節能技術的應用方面積累了一定成功經驗。

1. 《居住建筑節能設計標準》 （DBJ14-037-2006）對65%節能指標要求

《居住建筑節能設計標準》 （DBJ14-037-2006）中作為強制性條款，明確了居住建筑65%節能設計標準：當設計建筑的體形系數、圍護結構各部分的傳熱系數及窗墻面積比均不超過標準規定的限值時，可直接判定為建筑熱工設計符合節能標準要求。否則應計算其耗熱量指標，且只有當耗熱量指標不超過表1規定值時，可判定該建筑熱工設計符合節能標準要求。

表1 山東主要城市采暖期有關參數及住宅建筑耗熱量指標

2.項目概況

萊鋼建設·華陽慧谷鋼結構住宅項目位于青島市，是一個由4棟10～22層板式住宅樓組成的住宅社區，其中1#、4#樓為地下1層，地上18層，建筑高度為56.55米，2#樓地下1層，地上22層，建筑高度為68.7米，3#樓地下1層，地上10層，建筑高度為33.0米。小區規劃用地15319.4平方米，總建筑面積51961平方米，其中地上部分建筑面積38699平方米，地下部分建筑面積13262平方米，小區綠化率達到43%，是建設部科技示范工程、山東省建筑業新技術應用示范工程和山東省墻改與建筑節能試點示范工程創建項目。

二、65%節能技術的應用

根據鋼結構住宅特點，我們主要從小區規劃、結構設計、建筑平立面及體型控制、圍護系統，以及采暖系統等幾個方面分別采取相應措施，全面系統地解決了節能、隔音、滲漏、采光、施工速度等方面的問題，實現了建筑節能65%目標。

1.小區規劃

小區建筑物南北朝向設計，并充分考慮利用冬季日照和利于自然通風，減少夏季室內得熱，主臥、起居室等主要采暖空間避開冬季主導風向。

圖1 小區規劃圖

2.建筑平立面設計及體形系數控制

（1）在滿足建筑功能的前提下，結合鋼結構住宅特點，平立面設計力求規則，避免凹凸面過多。

（2）小區建筑物體形系數控制在0.3以內 （例如：小區1#樓體形系數為0.29，3#樓體形系數為0.26）。

3.主體結構

該項目主體結構采用鋼框架-混凝土核心筒體系，圓鋼管柱、H型鋼梁，外環板梁柱節點，栓焊連接 （如圖2所示），現澆鋼筋混凝土樓板，筏板基礎。為杜絕冷橋，外墻板與鋼結構梁柱節點均采用外包方式，與樓板節點采用下托上掛并外包聚苯板。具體節點如圖3。

圖2 鋼結構施工

圖3

4.建筑節能

（1）外墻

小區建筑外墻采用萊鋼建設生產的120mm厚LCC-C輕質保溫復合外墻板，并復合EPS聚苯板或膠粉顆粒砂漿外墻外保溫系統，外墻平均傳熱系數達到 0.44w/（m2·k）。 該墻板自重輕 （面密度135Kg/m2）、 保溫 （傳熱系數 k=0.62w/m2·K）、 隔音、防火性能好、施工簡便，經山東省建筑工程質量監督檢測中心檢測，各項指標均達到合格要求，是山東省新型墻材建筑節能認定產品，并榮獲山東省墻改與建筑節能優秀創新技術產品稱號，為鋼結構節能住宅的推廣應用發揮了重要作用（如圖 4）。

圖4 LCC型外墻板及外保溫

（2） 外門、 窗

外窗在設計時嚴格控制窗墻面積比，并采用塑料中空玻璃窗，5+12A+5浮法平板玻璃，窗框與門窗洞口之間的縫隙采用現噴硬質聚氨酯材料填實，并用密封膏嵌縫，具有優良的氣密性和水密性，節能性能非常好，因此起到了良好的保溫、隔熱、隔音、節能的作用。

分戶入戶門采用隔音保溫防盜一體門、單元入戶門采用自動關閉的保溫單元對講門，傳熱系數均小于 1.7w/（m2·k）。

（3） 屋面

屋面采用在現澆鋼筋混凝土屋面板上先用水泥砂漿找平，再用水泥膨脹珍珠巖找坡，然后在屋面敷設45mm厚聚氨酯保溫板的做法，傳熱系數為 0.55W/（m2·K） （如圖 5）。

圖5 屋面保溫

（4）不采暖地下室頂板

不采暖地下室、樓梯間等頂板涂抹40厚ZL膠粉聚苯顆粒保溫層，傳熱系數為0.63W/（m2·K）（如圖 6）。

圖6 不采暖地下室

（5）與不采暖空間隔墻

電梯間、管道間、管道井等不采暖房間與采暖房間之間隔墻采用200mm厚加氣混凝土砌塊涂抹30mm厚膠粉聚苯顆粒保溫，傳熱系數為1.08W/（m2·K） （如圖 7）。 同時， 為降低電梯運行噪音影響，在電梯井與住戶間隔墻粘貼有巖棉降噪。

圖7 不采暖空間隔墻

（6）細部保溫處理

在陽臺頂板底板、空調室外機擱板、飄窗上下板、單元門雨篷、女兒墻等熱橋部位也都按照節能65%標準要求外貼30mm厚聚苯板進行了保溫處理 （圖8、 9）。

（7） 架空層

架空層的樓板底部粘貼50mm厚聚苯乙烯保溫板，傳熱系數達到0.42W/m2·K，詳見圖10。

5.采暖系統

采用低溫熱水地板輻射采暖系統，公用主管、分戶獨立系統，一戶一表，分戶計量及控制。管井及地下室內管道均采用橡塑保溫管殼保溫。樓板因采用地板輻射采暖系統，敷設有20㎜保溫聚苯板， 樓板傳熱系數為 1.09w/（m2·k） （見圖 11）。

圖8

圖9 陽臺頂板保溫

圖10 架空層保溫施工

圖11 采暖系統 （溫控閥及地板輻射采暖）

三、實施效果

經過一系列保溫節能措施的實施，該項目完全實現了65%節能標準 （其中，1#樓建筑物耗熱量指標為 12.4W/m2，2#樓為 11.78W/m2，3＃樓為11.73W/m2， 4#樓為 13.42W/m2。）， 均低于山東省《居住建筑節能設計標準》 （DBJ14-037-2006）規定的青島地區建筑節能65%建筑物耗熱量指標14.13W/m2的要求。特別是自交付使用以來，節能效果得到了廣大業主的一致肯定，并于2007年10月20日順利通過了 “山東省墻改與建筑節能試點示范工程”專家組驗收，專家委員會認為：該項目符合山東省 《居住建筑節能設計標準》（DBJ14-037-2006）節能65%標準要求，同意該項目通過驗收，確定為山東省墻改與建筑節能示范小區。該小區是全省第一個達到節能65%標準的示范小區，對全省建筑節能工程建設具有較大的示范作用。

該項目先后榮獲 “中國建筑鋼結構金獎 （國家優質工程）”、 “全國人居經典樓盤”、 “山東省建筑節能優秀示范工程”等榮譽稱號。

1.實施效果判別 （見表2）

2.效益分析

（1） 經濟效益

由于實現建筑節能65%，該項目每個采暖季可節約采暖費60.7萬元；夏季可節約空調制冷電費5.13萬元。由于采用了新型墻材 （120㎜厚），厚度比磚墻明顯變薄，因此室內空間比傳統建筑結構增加約3%～6%，本項目共可增加有效使用面積近1500平米，每平米按售價6500元計，相當于業主節約投資975萬元。

（2） 社會效益

首先，由于鋼結構延性好，自重輕，大大提高了住宅的安全可靠性。第二，大量綠色建材的使用，施工時可大大減少砂、石、灰的用量，減輕了對不可再生資源的破壞，可節約耕地約6.3畝，可減少灰色建筑垃圾2.8萬噸。第三，由于建筑節能和采用綠色建材而節約的燃煤，可減少CO2排放3842噸、SO2為28.9噸、煙塵21.7噸、灰渣375噸。

[1]黃鴻翔等.《居住建筑節能設計標準》，山東省建設廳發布，2006年6月1日

[2]謝振清.“鋼結構綠色節能住宅建筑體系的研究與應用”， 《鋼結構》 （CN11-3899/TF）2006增刊

[3]黃振利等.《外墻保溫應用技術》，中國建筑工業出版社，2005年2月