淺談樓宇建筑鋼結構保溫節能技術

中圖分類號：TU761.12 文獻標識碼：A 文章編號：1008-925X(2011)07-0071-01

摘要：建筑保溫節能是一個世界性的科學課題，也是一個國家或地區科技、經濟發展到一定水平后必須考慮的問題。在進行鋼結構住宅的建筑設計時，必須充分考慮鋼結構建筑的保溫節能性能，將其作為一個重要項目進行認真研究。

關鍵詞：建筑 鋼結構 節能保溫 技術

隨著近年來對鋼結構研究的加深，鋼結構住宅建筑技術不斷進步，成為許多大型建筑及住宅樓群的首選。許多鋼結構建筑采用新型的墻體技術，制成一個全裝配式的節能建筑，促進了我國住宅建筑材料的創新，提高了鋼結構建筑技術的科技含量，并對我國建筑方式的轉變起到了一定的推動作用。

1 鋼結構住宅保溫節能材料

選用合理的新型墻體保溫材料是鋼結構建筑保溫節能的主要途徑之一，能夠有效地減少建筑物的熱能及光電消耗。行業的發展、社會的進步、資源的節約、環保的要求以及建筑功能化和材料現代化的需求推動了新型墻體保溫材料發展的步伐，目前國內的外墻保溫材料主要選用空心磚、混凝土小型空心砌塊以及輕質板材，這些外墻保溫材料在鋼結構建筑中應用的最多。對于低層鋼結構建筑，外墻保溫材料可供選擇的種類有很多，從國內形式來看主要的發展趨勢是環保節能的綠色墻材。在高層、小高層以及多層建筑中，加氣混凝土砌塊和混凝土小型空心砌塊占鋼結構住宅墻體保溫材料的主導地位。鋼絲網架水泥聚苯乙烯夾芯板等一些高強、輕質、節能、保溫的墻板材料在高層框架、接層建筑中也得到了大量的應用。

2 鋼結構建筑保溫節能技術

2.1 選擇外保溫隔熱構造圍護體系。

國內許多鋼結構建筑的圍護系統均采用外保溫隔熱構造，外保溫隔熱構造可以通過改變保溫材料的厚度、規格和材料性質，使鋼結構建筑總體的保溫節能效果達到較好的設計效果，滿足65%的節能目標。目前國內65%的節能標準中關于冬季采暖保溫方面作了如下規定，在滿足窗墻比要求的情況下，保溫節能的鋼結構建筑耗熱量指標為14.37W/m2，對于低層薄板鋼骨體系的鋼結構建筑，屋頂及外墻的傳熱系數不得超過0.47W/(m2·K)。此外，在考慮保溫隔熱構造設計，滿足建筑物保溫節能要求的同時，還必須進行構造防潮設計，避免鋼結構建筑的結構層產生冷凝結露現象，影響結構保溫節能性能和耐久性。一般選擇在結構層外部設置隔汽防潮膜來減少保溫隔熱層中產生凝結水的數量，使產生的凝結水能夠沿著隔汽防潮膜的外側流下排出。

2.2 選用復合保溫隔熱構造圍護體系。

當鋼結構建筑圍護系統采用復合保溫隔熱構造時，也可通過改變保溫材料的厚度、規格、材性以及位置，使得鋼結構建筑的總體保溫節能效果達到65%的節能要求。和外保溫墻體構造一樣，首先要通過熱工設計的計算過程確定出復合保溫材料的厚度，由于復合保溫隔熱構造中具有兩個保溫隔熱層，因此只需可計算出這兩層保溫隔熱層的熱阻之和即可，然后按照外墻構造滿足冬季65%采暖節能的要求，再根據鋼結構建筑的隔熱規定進行相關的隔熱設計。

復合保溫隔熱構造圍護體系的防潮構造與外保溫隔熱構造圍護體系的防潮構造設計方法相同。在鋼結構建筑總熱阻不變的情況下，通過改變符合保溫隔熱構造兩種保溫材料的厚度，可以保證結構層外表面溫度大于屋內空氣的露點溫度，確保結構層中不會出現凝結水，避免凝結水對結構耐久性與強度的影響。

2.3 選用CL結構體系。

CL結構體系是一種新型的復合鋼筋混凝土框剪體系，由復合剪力墻和異型柱框架組成。復合墻板是CL體系的核心，它是一種新型的能夠用于承重的保溫型剪力墻體，復合墻板由內外混凝土墻板以及兩層之間的保溫隔聲材料共同組成。

CL結構體系作為一種新型的集承重與保溫功能與一體的結構體系，不僅在承載能力、工業化生產可行性、抗震等方面具有比普通承重體系更大更強的優勢以外，它在節能、保溫、隔聲等方面也具有十分明顯的優勢。從冬季北方寒冷地區房屋建筑來看，按照一般的磚混結構外墻為三七墻來計算，內外墻面裝飾層抹灰層厚為40mm，經計算墻體總熱阻為0.739，傳熱系數為1.264。對于相同地區同一氣候條件下的CL結構，外側現澆鋼筋混凝土墻板厚度為120mm，厚聚苯乙烯保溫夾層厚度為50mm，內側現場預制混凝土墻板厚度為30mm，再加上40mm厚的墻面裝飾層抹灰，選用CL結構體系的墻體總熱阻為1.497，約為一般磚墻的2.1倍，CL結構體系墻體的傳熱系數為0.67左右，僅為一般磚墻的46.3%，從這些數據我們可以看出CL體系具有良好的節能保溫性能，節能性能能夠超過普通磚墻的節能性能50%以上。CL結構復合墻體的保溫節能性能是混凝土墻的5倍，是普通磚墻的2倍，可有效減少建筑物夏季制冷費用和冬季采暖費用，起到節能保溫的效果。

2.4 選用合理的保溫與通風設備。

選用什么樣的保溫、通風系統及設備對鋼結構建筑的保溫節能性能具有舉足輕重的作用，在條件允許情況下，應首先考慮選用高效節能的采暖、空調與通風系統和設備，具體技術措施如下：

在選用鋼結構建筑的采暖系統及設備時，應優先考慮選用節能效果比較明顯的低溫熱水地板供暖系統，而且應配置穩定可靠的水文調節設備，有效合理的利用電能能源；在設計鋼結構建筑集中冷媒和集中熱媒輸配系統時，對于冷媒和熱媒輸配系統的動力消耗應嚴格控制，室外管網的熱能損失不得超過輸送總熱量的10%；

當建筑物采用集中熱源或集中冷源進行保溫供暖時，采暖熱源應優先選用在城市熱力管網供熱范圍內的城市熱網，并對熱力站的供熱范圍予以合理的控制，也可采用水源或地源熱泵系統或采用電、熱、冷聯供系統進行鋼結構建筑的熱源供應；

對于不具備集中熱源的鋼結構建筑物，可在環境影響的范圍內，選用戶式燃氣供暖爐進行供暖，應保證額定熱量與采暖負荷相適合，容量不宜過大。同時燃氣供暖爐的額定熱效率不得小于83%，設備應具有同時調節燃燒空氣量及燃氣量的功能；

建筑物的主要空間應采取可以調節通風量的通風系統，對于通風設備選擇應優先考慮帶有熱量回收的機械換氣裝置。

2.5 與可再生能源設備集成。

鋼結構建筑物與其他建筑物相比，具有強度高、跨度大、空間布置靈活等優勢，非常適合與太陽能、地熱等再生能源設備進行集成與應用。目前國內該領域已成功將太陽能集熱供暖系統、太陽能光伏發電系統、水地源熱泵系統及地熱系統成功的集成到鋼結構建筑當中，為鋼結構建筑物的保溫節能提供了有力的保障。

參考文獻

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