低碳節(jié)能裝配式建筑技術(shù)研究

王驊 薛蕊

（1.恒大地產(chǎn)集團(tuán)北京有限公司 河北石家莊 050011 2.北方工程設(shè)計(jì)研究院有限公司 河北石家莊 050011）

低碳節(jié)能裝配式建筑技術(shù)研究

王驊1薛蕊2

（1.恒大地產(chǎn)集團(tuán)北京有限公司 河北石家莊 050011 2.北方工程設(shè)計(jì)研究院有限公司 河北石家莊 050011）

某低碳節(jié)能裝配式建筑外墻體由鋼筋混凝土掛板、混凝土掛柱XPS板和外墻內(nèi)板組成，內(nèi)填礦棉保溫板，承重結(jié)構(gòu)為輕鋼結(jié)構(gòu)，樓面采用鋼筋混凝土疊合樓板，屋面為保溫輕型瓦屋面，其保溫性能達(dá)到國(guó)家節(jié)能65%標(biāo)準(zhǔn)，具有低碳、環(huán)保、節(jié)能、經(jīng)濟(jì)、抗震、堅(jiān)固耐用的特點(diǎn)。

低碳節(jié)能；裝配式建筑；圍護(hù)墻體；熱工性能

目前，中國(guó)建筑行業(yè)中，住宅建筑的高耗能和高污染現(xiàn)象尤為突出，所以發(fā)展節(jié)能型低碳建筑越來越受人關(guān)注，在實(shí)踐過程中既要達(dá)到節(jié)能低碳的設(shè)計(jì)目的，又要防止為節(jié)能設(shè)計(jì)不合理的大幅提高成本結(jié)合具體環(huán)境、選擇合理的建筑圍護(hù)技術(shù)和機(jī)電技術(shù)，從而真正達(dá)到節(jié)能低碳的目的。低碳節(jié)能裝配式建筑以輕型鋼框架和混凝土疊合板為結(jié)構(gòu)體系，在鋼結(jié)構(gòu)骨架上固定混凝土掛柱，將混凝土外墻掛板掛在掛柱上，掛柱內(nèi)側(cè)用射釘固定XPS板和外墻內(nèi)板，內(nèi)填礦棉保溫板組成外圍護(hù)墻體，其內(nèi)墻采用輕質(zhì)隔墻板，屋面采用EPS復(fù)合屋面板。該房屋已建成二十余棟，為國(guó)家十一五科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目———地震災(zāi)區(qū)重建用裝配式房屋示范房之一，建設(shè)地點(diǎn)位于四川省都江堰。這種房屋適用于三層及以下民用和工業(yè)建筑。

1 圍護(hù)墻體結(jié)構(gòu)組成及熱工性能

在混凝土掛柱外側(cè)掛爪上裝配鋼筋混凝土掛板，掛柱內(nèi)側(cè)粘貼20mm厚XPS板，再用射釘固定20mm厚外墻內(nèi)板，外掛板和內(nèi)墻板間填充礦棉保溫板組成外圍護(hù)墻體。混凝土掛柱長(zhǎng)300～3400mm，截面為100mm×120mm異型，混凝土強(qiáng)度等級(jí)C20，密度2200～2300kg/m3，單個(gè)掛爪吊掛力600N。混凝土掛板長(zhǎng)1200mm，寬180mm，厚40mm，截面為異型，混凝土強(qiáng)度等級(jí)C20。

2 結(jié)構(gòu)體系

2.1 承重結(jié)構(gòu)

采用輕型鋼框架，按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《輕型鋼結(jié)構(gòu)住宅技術(shù)規(guī)程》（JGJ209-2010）規(guī)定執(zhí)行。

2.2 樓面做法

在次梁上放置預(yù)制樓板→澆30mm厚C30混凝土疊合層，內(nèi)置覫2間距30mm×30mm鋼絲網(wǎng)→現(xiàn)澆混凝土疊合層→在3～8h內(nèi)抹15mm厚1∶3水泥砂漿→鋪貼瓷磚。樓板為1800mm×490mm×45mm肋形板，最大長(zhǎng)度為1800mm，所用鋼筋為冷拔低碳鋼絲，混凝土為C30。

2.3 屋面做法

自上往下依次為：輕質(zhì)水泥屋面瓦→20mm厚水泥砂漿找平層→60mm厚EPS水泥夾芯板→鋼檁條→鋼結(jié)構(gòu)屋面梁。

3 建筑節(jié)能

該房屋可根據(jù)不同地區(qū)的氣候及溫度組成不同厚度和結(jié)構(gòu)形式的墻體，節(jié)能效果達(dá)到國(guó)家現(xiàn)行節(jié)能要求，比傳統(tǒng)建筑節(jié)能65%。在炎熱地區(qū)，墻內(nèi)的保溫隔熱材料與掛板組合成熱對(duì)流通風(fēng)墻體，使室內(nèi)舒適涼爽；在寒冷地區(qū)，保溫層內(nèi)具有低導(dǎo)熱性能的聚氨酯材料組合成既保溫又隔熱的復(fù)合墻體，可有效保持室內(nèi)溫度。

3.1 外墻

為準(zhǔn)確取得本圍護(hù)結(jié)構(gòu)體系的實(shí)際熱工性能參數(shù)，組合墻體制作成1.0m×1.05m規(guī)格的試件，進(jìn)行熱工性能試驗(yàn)，檢驗(yàn)依據(jù)為文獻(xiàn)3。試驗(yàn)室室溫24.5℃，濕度30～40%。設(shè)定冷箱溫度-7℃，熱箱溫度25℃，熱流系數(shù)23.26，溫度巡回路數(shù)15個(gè)，熱流巡回路數(shù)3個(gè)，在溫度與熱流穩(wěn)定后取得墻體的熱工性能指標(biāo)。實(shí)測(cè)外墻結(jié)構(gòu)體系傳熱系數(shù)K為0.52W/（m2·K），試驗(yàn)結(jié)果滿足山東省節(jié)能65%標(biāo)準(zhǔn)K不大于0.60W/（m2·K）的規(guī)定。

3.2 屋面

屋面結(jié)構(gòu)組成為EPS-水泥復(fù)合保溫屋面板、防水層、保護(hù)層及屋面瓦。EPS-水泥復(fù)合保溫屋面板直接用鉆尾螺釘固定在檁條上，板縫嵌填后做防水層處理，抹不小于20mm厚的砂漿保護(hù)層后掛屋面瓦，屋面的傳熱系數(shù)小于0.5W/（m2·K）。

3.3 外窗

采用塑鋼窗，雙層中空玻璃，K小于4.0W/（m2·K）。

3.4 地面

地面做法自上而下為：地面面層→20mm厚1∶2.5水泥砂漿找平層→70mm厚EPS復(fù)合保溫板→80mm厚C20細(xì)石混凝土→200mm厚3∶7灰土，熱阻計(jì)算值大于 1.7（m2·K）/W。

4 抗震防火性能

（1）外墻采用混凝土塊式建筑掛板，內(nèi)墻采用物理發(fā)泡形成閉孔結(jié)構(gòu)的泡沫混凝土條板，兩種板材均具有很大的阻燃功能，提高了板材耐火極限。該建筑體系用建筑掛板把鋼柱、鋼梁鑲嵌在內(nèi)，保護(hù)了鋼構(gòu)件免受高溫影響，提高了耐火性能，建筑的整體防火性能可達(dá)到2h。

（2）抗震、抗颶風(fēng)。掛板把鋼柱、鋼梁鑲嵌在內(nèi)，使圍護(hù)結(jié)構(gòu)與承重結(jié)構(gòu)成為一體，增強(qiáng)了房屋抗震能力。該體系在北京某大學(xué)結(jié)構(gòu)試驗(yàn)室振動(dòng)臺(tái)進(jìn)行1∶1足尺房屋模型抗震試驗(yàn)，根據(jù)振動(dòng)臺(tái)參數(shù)要求，模擬單元2.4m×2.4m，兩層，層高為 2.65m。

安裝完畢的模型總重約12t。從振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)現(xiàn)象看，對(duì)結(jié)構(gòu)模型加載不同強(qiáng)度等級(jí)加速度的地震波作用時(shí)，房屋結(jié)構(gòu)模型能始終保持很好的完整性，沒有明顯的結(jié)構(gòu)破壞特征。其破壞主要集中在四周抹平砂漿產(chǎn)生裂縫、墻內(nèi)貼板錨釘松脫，直到輸入地震波加速度峰值為0.4g后才出現(xiàn)頂層處沿振動(dòng)方向的外掛板松動(dòng)現(xiàn)象，到輸入地震波加速度峰值達(dá)0.6g時(shí)頂層處的外掛板也只出現(xiàn)局部滑移、一層外掛板局部錯(cuò)縫，而整個(gè)試驗(yàn)過程中未出現(xiàn)外掛板有大的滑移、甩脫現(xiàn)象，墻內(nèi)壁的貼板也沒有甩脫，墻體與鋼框架主體連接完好。試驗(yàn)結(jié)果表明房屋模型基本完好，有較好的抗震性能。

5 結(jié)語

綜上所述，該低碳節(jié)能房屋符合節(jié)能住宅“四節(jié)一環(huán)保”的國(guó)家政策，具有以下優(yōu)點(diǎn)：①自重輕，建筑總重量?jī)H為傳統(tǒng)建筑的20～30%；①自保溫，達(dá)到國(guó)家65%的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)；③墻體薄，可增加8～12%的建筑實(shí)用面積；④施工干作業(yè)，改變傳統(tǒng)的濕作業(yè)；⑤無垃圾，構(gòu)配件全部可回收利用，減少二次污染；⑥施工速度快，工期僅為傳統(tǒng)建筑的1/5；⑦抗震性能好，地震波加速度峰值達(dá)到0.6g時(shí)，整個(gè)結(jié)構(gòu)模型仍處在彈性工作階段。

[1]楊梅蘭.民用建筑節(jié)能技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)探討[J].建筑技術(shù)，2012（2）.

[2]余侃華，張中華.建筑節(jié)能減排的國(guó)際實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)與啟示[J].建筑技術(shù)，2012（3）.

[3]肖君，趙平，荊龍飛.建筑節(jié)能技術(shù)的效能評(píng)價(jià)研究[J].建筑技術(shù)，2012（12）.

TU201.5

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1004-7344（2016）12-0287-01

2016-4-10