低碳節能裝配式建筑技術研究

王驊 薛蕊

（1.恒大地產集團北京有限公司 河北石家莊 050011 2.北方工程設計研究院有限公司 河北石家莊 050011）

低碳節能裝配式建筑技術研究

王驊1薛蕊2

（1.恒大地產集團北京有限公司 河北石家莊 050011 2.北方工程設計研究院有限公司 河北石家莊 050011）

某低碳節能裝配式建筑外墻體由鋼筋混凝土掛板、混凝土掛柱XPS板和外墻內板組成，內填礦棉保溫板，承重結構為輕鋼結構，樓面采用鋼筋混凝土疊合樓板，屋面為保溫輕型瓦屋面，其保溫性能達到國家節能65%標準，具有低碳、環保、節能、經濟、抗震、堅固耐用的特點。

低碳節能；裝配式建筑；圍護墻體；熱工性能

目前，中國建筑行業中，住宅建筑的高耗能和高污染現象尤為突出，所以發展節能型低碳建筑越來越受人關注，在實踐過程中既要達到節能低碳的設計目的，又要防止為節能設計不合理的大幅提高成本結合具體環境、選擇合理的建筑圍護技術和機電技術，從而真正達到節能低碳的目的。低碳節能裝配式建筑以輕型鋼框架和混凝土疊合板為結構體系，在鋼結構骨架上固定混凝土掛柱，將混凝土外墻掛板掛在掛柱上，掛柱內側用射釘固定XPS板和外墻內板，內填礦棉保溫板組成外圍護墻體，其內墻采用輕質隔墻板，屋面采用EPS復合屋面板。該房屋已建成二十余棟，為國家十一五科技支撐計劃項目———地震災區重建用裝配式房屋示范房之一，建設地點位于四川省都江堰。這種房屋適用于三層及以下民用和工業建筑。

1 圍護墻體結構組成及熱工性能

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

2 結構體系

2.1 承重結構

采用輕型鋼框架，按現行國家標準《輕型鋼結構住宅技術規程》（JGJ209-2010）規定執行。

2.2 樓面做法

在次梁上放置預制樓板→澆30mm厚C30混凝土疊合層，內置覫2間距30mm×30mm鋼絲網→現澆混凝土疊合層→在3～8h內抹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→鋼結構屋面梁。

3 建筑節能

該房屋可根據不同地區的氣候及溫度組成不同厚度和結構形式的墻體，節能效果達到國家現行節能要求，比傳統建筑節能65%。在炎熱地區，墻內的保溫隔熱材料與掛板組合成熱對流通風墻體，使室內舒適涼爽；在寒冷地區，保溫層內具有低導熱性能的聚氨酯材料組合成既保溫又隔熱的復合墻體，可有效保持室內溫度。

3.1 外墻

為準確取得本圍護結構體系的實際熱工性能參數，組合墻體制作成1.0m×1.05m規格的試件，進行熱工性能試驗，檢驗依據為文獻3。試驗室室溫24.5℃，濕度30～40%。設定冷箱溫度-7℃，熱箱溫度25℃，熱流系數23.26，溫度巡回路數15個，熱流巡回路數3個，在溫度與熱流穩定后取得墻體的熱工性能指標。實測外墻結構體系傳熱系數K為0.52W/（m2·K），試驗結果滿足山東省節能65%標準K不大于0.60W/（m2·K）的規定。

3.2 屋面

屋面結構組成為EPS-水泥復合保溫屋面板、防水層、保護層及屋面瓦。EPS-水泥復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厚的砂漿保護層后掛屋面瓦，屋面的傳熱系數小于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復合保溫板→80mm厚C20細石混凝土→200mm厚3∶7灰土，熱阻計算值大于 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，內墻采用物理發泡形成閉孔結構的泡沫混凝土條板，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，保護了鋼構件免受高溫影響，提高了耐火性能，建筑的整體防火性能可達到2h。

（2）抗震、抗颶風。掛板把鋼柱、鋼梁鑲嵌在內，使圍護結構與承重結構成為一體，增強了房屋抗震能力。該體系在北京某大學結構試驗室振動臺進行1∶1足尺房屋模型抗震試驗，根據振動臺參數要求，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。從振動臺試驗現象看，對結構模型加載不同強度等級加速度的地震波作用時，房屋結構模型能始終保持很好的完整性，沒有明顯的結構破壞特征。其破壞主要集中在四周抹平砂漿產生裂縫、墻內貼板錨釘松脫，直到輸入地震波加速度峰值為0.4g后才出現頂層處沿振動方向的外掛板松動現象，到輸入地震波加速度峰值達0.6g時頂層處的外掛板也只出現局部滑移、一層外掛板局部錯縫，而整個試驗過程中未出現外掛板有大的滑移、甩脫現象，墻內壁的貼板也沒有甩脫，墻體與鋼框架主體連接完好。試驗結果表明房屋模型基本完好，有較好的抗震性能。

5 結語

綜上所述，該低碳節能房屋符合節能住宅“四節一環保”的國家政策，具有以下優點：①自重輕，建筑總重量僅為傳統建筑的20～30%；①自保溫，達到國家65%的節能標準；③墻體薄，可增加8～12%的建筑實用面積；④施工干作業，改變傳統的濕作業；⑤無垃圾，構配件全部可回收利用，減少二次污染；⑥施工速度快，工期僅為傳統建筑的1/5；⑦抗震性能好，地震波加速度峰值達到0.6g時，整個結構模型仍處在彈性工作階段。

[1]楊梅蘭.民用建筑節能技術發展趨勢探討[J].建筑技術，2012（2）.

[2]余侃華，張中華.建筑節能減排的國際實踐經驗與啟示[J].建筑技術，2012（3）.

[3]肖君，趙平，荊龍飛.建筑節能技術的效能評價研究[J].建筑技術，2012（12）.

TU201.5

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1004-7344（2016）12-0287-01

2016-4-10