65%節(jié)能技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)住宅中的應(yīng)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(shí)施了30%和50%居住建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，山東省于2006年6月1日開始在全省范圍內(nèi)推行65%居住建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，頒布實(shí)施了地方標(biāo)準(zhǔn) 《居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》 （DBJ14-037-2006），成為全國為數(shù)不多的率先推行65%節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的省份之一。為適應(yīng)這一發(fā)展要求和為全省建筑節(jié)能工作提供示范，我們以山東萊鋼建設(shè)有限公司開發(fā)建設(shè)的華陽慧谷鋼結(jié)構(gòu)住宅項(xiàng)目為載體，邊研究邊示范，在新型建筑材料、節(jié)能部品和節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用方面積累了一定成功經(jīng)驗(yàn)。

1. 《居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》 （DBJ14-037-2006）對65%節(jié)能指標(biāo)要求

《居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》 （DBJ14-037-2006）中作為強(qiáng)制性條款，明確了居住建筑65%節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：當(dāng)設(shè)計(jì)建筑的體形系數(shù)、圍護(hù)結(jié)構(gòu)各部分的傳熱系數(shù)及窗墻面積比均不超過標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的限值時(shí)，可直接判定為建筑熱工設(shè)計(jì)符合節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)要求。否則應(yīng)計(jì)算其耗熱量指標(biāo)，且只有當(dāng)耗熱量指標(biāo)不超過表1規(guī)定值時(shí)，可判定該建筑熱工設(shè)計(jì)符合節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)要求。

表1 山東主要城市采暖期有關(guān)參數(shù)及住宅建筑耗熱量指標(biāo)

2.項(xiàng)目概況

萊鋼建設(shè)·華陽慧谷鋼結(jié)構(gòu)住宅項(xiàng)目位于青島市，是一個(gè)由4棟10～22層板式住宅樓組成的住宅社區(qū)，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(qū)規(guī)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(qū)綠化率達(dá)到43%，是建設(shè)部科技示范工程、山東省建筑業(yè)新技術(shù)應(yīng)用示范工程和山東省墻改與建筑節(jié)能試點(diǎn)示范工程創(chuàng)建項(xiàng)目。

二、65%節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用

根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)住宅特點(diǎn)，我們主要從小區(qū)規(guī)劃、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、建筑平立面及體型控制、圍護(hù)系統(tǒng)，以及采暖系統(tǒng)等幾個(gè)方面分別采取相應(yīng)措施，全面系統(tǒng)地解決了節(jié)能、隔音、滲漏、采光、施工速度等方面的問題，實(shí)現(xiàn)了建筑節(jié)能65%目標(biāo)。

1.小區(qū)規(guī)劃

小區(qū)建筑物南北朝向設(shè)計(jì)，并充分考慮利用冬季日照和利于自然通風(fēng)，減少夏季室內(nèi)得熱，主臥、起居室等主要采暖空間避開冬季主導(dǎo)風(fēng)向。

圖1 小區(qū)規(guī)劃圖

2.建筑平立面設(shè)計(jì)及體形系數(shù)控制

（1）在滿足建筑功能的前提下，結(jié)合鋼結(jié)構(gòu)住宅特點(diǎn)，平立面設(shè)計(jì)力求規(guī)則，避免凹凸面過多。

（2）小區(qū)建筑物體形系數(shù)控制在0.3以內(nèi) （例如：小區(qū)1#樓體形系數(shù)為0.29，3#樓體形系數(shù)為0.26）。

3.主體結(jié)構(gòu)

該項(xiàng)目主體結(jié)構(gòu)采用鋼框架-混凝土核心筒體系，圓鋼管柱、H型鋼梁，外環(huán)板梁柱節(jié)點(diǎn)，栓焊連接 （如圖2所示），現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板，筏板基礎(chǔ)。為杜絕冷橋，外墻板與鋼結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點(diǎn)均采用外包方式，與樓板節(jié)點(diǎn)采用下托上掛并外包聚苯板。具體節(jié)點(diǎn)如圖3。

圖2 鋼結(jié)構(gòu)施工

圖3

4.建筑節(jié)能

（1）外墻

小區(qū)建筑外墻采用萊鋼建設(shè)生產(chǎn)的120mm厚LCC-C輕質(zhì)保溫復(fù)合外墻板，并復(fù)合EPS聚苯板或膠粉顆粒砂漿外墻外保溫系統(tǒng)，外墻平均傳熱系數(shù)達(dá)到 0.44w/（m2·k）。 該墻板自重輕 （面密度135Kg/m2）、 保溫 （傳熱系數(shù) k=0.62w/m2·K）、 隔音、防火性能好、施工簡便，經(jīng)山東省建筑工程質(zhì)量監(jiān)督檢測中心檢測，各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到合格要求，是山東省新型墻材建筑節(jié)能認(rèn)定產(chǎn)品，并榮獲山東省墻改與建筑節(jié)能優(yōu)秀創(chuàng)新技術(shù)產(chǎn)品稱號，為鋼結(jié)構(gòu)節(jié)能住宅的推廣應(yīng)用發(fā)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(shè)計(jì)時(shí)嚴(yán)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(xiàn)噴硬質(zhì)聚氨酯材料填實(shí)，并用密封膏嵌縫，具有優(yōu)良的氣密性和水密性，節(jié)能性能非常好，因此起到了良好的保溫、隔熱、隔音、節(jié)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(dòng)關(guān)閉的保溫單元對講門，傳熱系數(shù)均小于 1.7w/（m2·k）。

（3） 屋面

屋面采用在現(xiàn)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(shè)45mm厚聚氨酯保溫板的做法，傳熱系數(shù)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(shù)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(shù)為1.08W/（m2·K） （如圖 7）。 同時(shí)， 為降低電梯運(yùn)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(xì)部保溫處理

在陽臺頂板底板、空調(diào)室外機(jī)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(jié)能65%標(biāo)準(zhǔn)要求外貼30mm厚聚苯板進(jìn)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(shù)達(dá)到0.42W/m2·K，詳見圖10。

5.采暖系統(tǒng)

采用低溫?zé)崴匕遢椛洳膳到y(tǒng)，公用主管、分戶獨(dú)立系統(tǒng)，一戶一表，分戶計(jì)量及控制。管井及地下室內(nèi)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(tǒng)，敷設(shè)有20㎜保溫聚苯板， 樓板傳熱系數(shù)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(tǒng) （溫控閥及地板輻射采暖）

三、實(shí)施效果

經(jīng)過一系列保溫節(jié)能措施的實(shí)施，該項(xiàng)目完全實(shí)現(xiàn)了65%節(jié)能標(biāo)準(zhǔn) （其中，1#樓建筑物耗熱量指標(biāo)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(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》 （DBJ14-037-2006）規(guī)定的青島地區(qū)建筑節(jié)能65%建筑物耗熱量指標(biāo)14.13W/m2的要求。特別是自交付使用以來，節(jié)能效果得到了廣大業(yè)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(jié)能試點(diǎn)示范工程”專家組驗(yàn)收，專家委員會(huì)認(rèn)為：該項(xiàng)目符合山東省 《居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（DBJ14-037-2006）節(jié)能65%標(biāo)準(zhǔn)要求，同意該項(xiàng)目通過驗(yàn)收，確定為山東省墻改與建筑節(jié)能示范小區(qū)。該小區(qū)是全省第一個(gè)達(dá)到節(jié)能65%標(biāo)準(zhǔn)的示范小區(qū)，對全省建筑節(jié)能工程建設(shè)具有較大的示范作用。

該項(xiàng)目先后榮獲 “中國建筑鋼結(jié)構(gòu)金獎(jiǎng) （國家優(yōu)質(zhì)工程）”、 “全國人居經(jīng)典樓盤”、 “山東省建筑節(jié)能優(yōu)秀示范工程”等榮譽(yù)稱號。

1.實(shí)施效果判別 （見表2）

2.效益分析

（1） 經(jīng)濟(jì)效益

由于實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能65%，該項(xiàng)目每個(gè)采暖季可節(jié)約采暖費(fèi)60.7萬元；夏季可節(jié)約空調(diào)制冷電費(fèi)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(nèi)空間比傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)增加約3%～6%，本項(xiàng)目共可增加有效使用面積近1500平米，每平米按售價(jià)6500元計(jì)，相當(dāng)于業(yè)主節(jié)約投資975萬元。

（2） 社會(huì)效益

首先，由于鋼結(jié)構(gòu)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(shí)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(jié)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(jié)能和采用綠色建材而節(jié)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(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》，山東省建設(shè)廳發(fā)布，2006年6月1日

[2]謝振清.“鋼結(jié)構(gòu)綠色節(jié)能住宅建筑體系的研究與應(yīng)用”， 《鋼結(jié)構(gòu)》 （CN11-3899/TF）2006增刊

[3]黃振利等.《外墻保溫應(yīng)用技術(shù)》，中國建筑工業(yè)出版社，2005年2月