淺析裝配式建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的節(jié)能技術(shù)

雷瑤

（中國(guó)建筑第二工程局有限公司）

1 引言

裝配式建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的組成主要分為內(nèi)部圍護(hù)結(jié)構(gòu)與外部圍護(hù)結(jié)構(gòu)，其中，鋼筋結(jié)構(gòu)的住宅在裝配式建筑中發(fā)揮著基礎(chǔ)性作用，設(shè)計(jì)人員要結(jié)合氣候條件與地理位置，深入分析裝配式建筑的外圍結(jié)構(gòu)，優(yōu)化建筑體外圍的節(jié)能設(shè)計(jì)[1]。建筑體在建筑過程中需要對(duì)樓板、窗戶及外墻體的節(jié)能效果進(jìn)行全面考量，加強(qiáng)低碳減排設(shè)計(jì)，全面貫徹環(huán)保理念。

2 裝配式圍護(hù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

圍護(hù)結(jié)構(gòu)組成建筑空間，這樣可以規(guī)避環(huán)境帶來的不良影響，裝配式建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)依據(jù)所在位置的差異可以分為兩種類型，即內(nèi)圍護(hù)與外圍護(hù)，包含樓板、內(nèi)門窗及室內(nèi)隔墻等；外圍護(hù)結(jié)構(gòu)具有隔聲、保溫隔熱、防火、抗?jié)B防水等功能，主要用于抵抗風(fēng)雨、太陽輻射等，包含外圍護(hù)屋面、墻體及外門窗等[2]。裝配式建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)不僅可以滿足隔熱、保溫等功能，還可以從圍護(hù)結(jié)構(gòu)方面集成可再生能源技術(shù)，從外界得到更多能量，減少裝配式建筑在組裝過程中耗損的資源與能源。

裝配式建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的明顯特點(diǎn)是生產(chǎn)工廠化、建造裝配化。圍護(hù)結(jié)構(gòu)都能在工廠中預(yù)制成品，比如墻體，通常工廠化制作墻體，采取夾心保溫的方式，在裝飾面層和墻體外頁墻板融合之后，在外墻板上安裝連接件、設(shè)置保溫材料，然后在保溫材料上設(shè)置內(nèi)頁墻板的受力鋼筋，混凝土澆筑以后，接著蒸養(yǎng)，最后組成成品。設(shè)計(jì)窗戶的圍護(hù)墻體需要將門窗框提前埋在墻體中，設(shè)計(jì)門窗洞口模板，將窗臺(tái)泛水坡度、洞口滴水線等一次性澆筑成型，為了使門窗洞口具有較強(qiáng)的抗?jié)B防水能力，還可以生產(chǎn)一體化集成墻體。

3 裝配式建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計(jì)策略

3.1 工程概況

本文研究的項(xiàng)目是裝配式住宅，在住宅地下兩層是停車場(chǎng)，地上一共有六層，第一層是底商，其他是住宅，總建筑面積為2560.3㎡，建筑高度為18m，使用年限約為50a，抗震設(shè)防烈度為8度。

該住宅的基礎(chǔ)是樁基礎(chǔ)，將裝配式混凝土結(jié)構(gòu)作為主要的結(jié)構(gòu)類型，建筑結(jié)構(gòu)形式是剪力墻結(jié)構(gòu)，施工技術(shù)使用了裝配式混凝土結(jié)構(gòu)施工，工程施工過程中需要的各種構(gòu)件需要在工廠中生產(chǎn)完成。預(yù)制混凝土構(gòu)件一共396塊，預(yù)制構(gòu)件總混凝土土方量為264m3，現(xiàn)澆混凝土量是384m3，預(yù)制率高達(dá)40.8%。墻主要采用套筒灌漿的方法進(jìn)行連接，墻和墻之間使用現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)進(jìn)行豎向連接，屋面結(jié)構(gòu)使用疊合樓板，預(yù)制底板厚度不超過60mm。

3.2 外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的節(jié)能方案

裝配式建筑原圍護(hù)結(jié)構(gòu)的節(jié)能方案囊括了普通中空玻璃塑鋼窗、EPS夾心保溫墻體及EPS外保溫屋面等，表1為外圍護(hù)結(jié)構(gòu)原節(jié)能方案數(shù)值。

表1 外圍護(hù)結(jié)構(gòu)原節(jié)能方案

這個(gè)裝配式住宅朝向、體形系數(shù)值、外窗設(shè)置及窗墻面積比與《嚴(yán)寒與寒冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》中制定的建筑和圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工設(shè)計(jì)中的常規(guī)要求相符合。在這個(gè)前提下，可以比較外圍護(hù)結(jié)構(gòu)使用節(jié)能方案的熱工參數(shù)和寒冷區(qū)域外圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能參數(shù)限值，能夠得到節(jié)能方案中墻體的傳熱系數(shù)值。具體如表2所示。

表2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工參數(shù)對(duì)比表

3.3 窗墻比設(shè)計(jì)方案

由于窗墻比參差不齊，對(duì)建筑的采暖和制冷總負(fù)荷造成直接影響，為了使窗墻比設(shè)計(jì)更科學(xué)、合理，使用DeST-h能耗模擬軟件詳細(xì)分析建筑的能耗。隨著南向窗墻比的不斷增加，外窗形式千變?nèi)f化，增加了建筑總負(fù)荷，在一定程度上直接影響了外窗的平穩(wěn)性。節(jié)能設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)外窗期間，只有精準(zhǔn)了解不同外窗的作用，才可以挑選恰當(dāng)?shù)耐獯胺绞?。在設(shè)計(jì)期間，通常將單框雙層塑鋼窗與中空玻璃塑鋼窗作為主要的使用材料，與單層玻璃塑鋼窗相比，其負(fù)荷量較小，但是漲幅相對(duì)緩慢。窗及窗墻比優(yōu)化方案和現(xiàn)有方案的構(gòu)造參數(shù)如表3所示。

表3 窗及窗墻比優(yōu)化方案

3.4 屋面優(yōu)化方案

屋面節(jié)能優(yōu)化方案和外墻體一樣，經(jīng)過更換保溫材料，增加保溫材料的厚度，降低屋面?zhèn)鳠嵯禂?shù)。屋面優(yōu)化方案和現(xiàn)有方案的傳熱系數(shù)與構(gòu)造參數(shù)如表4所示。

表4 不同優(yōu)化方案屋面構(gòu)造參數(shù)

4 結(jié)語

針對(duì)裝配式建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)，需要明確現(xiàn)有的問題，這樣才能有的放矢。在節(jié)能設(shè)計(jì)中，工作人員需采用科學(xué)合理的方式設(shè)計(jì)屋面、窗墻比、樓板及外圍護(hù)墻體，提升裝配式建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的質(zhì)量，促進(jìn)我國(guó)建筑行業(yè)健康穩(wěn)定發(fā)展。