四川盆地EPS模塊綠色農(nóng)居可行性研究

周振威

(江陽(yáng)城建職業(yè)學(xué)院,四川 瀘州 646000)

四川盆地新型綠色農(nóng)居建設(shè)有其特殊性——一是位于地震帶,主要城市成都、宜賓、自貢等抗震設(shè)防烈度為7度；二是屬于典型夏熱冬冷地區(qū),雨水多,光照少。要實(shí)現(xiàn)新型農(nóng)居建設(shè)的目標(biāo),首要滿足抗震性能和保溫隔熱兩個(gè)要求。得益于EPS模塊在外墻外保溫系統(tǒng)中的應(yīng)用,中高緯度國(guó)家和我國(guó)北方地區(qū)根據(jù)其進(jìn)行設(shè)計(jì)建造的農(nóng)居取得了較好成果,但在四川盆地的應(yīng)用還鮮見(jiàn)研究。四川盆地各城區(qū)冬季未供暖,村鎮(zhèn)居民對(duì)于住房保溫有較高需求。因此,本文嘗試將單排配筋剪力墻住宅結(jié)構(gòu)體系[1]與EPS模塊有機(jī)結(jié)合,形成更為完善的EPS模塊混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)體系,應(yīng)用于有較高抗震節(jié)能要求的四川盆地,主要研究其在四川盆地的應(yīng)用的可行性,研究成果可為EPS模塊綠色農(nóng)居在四川盆地各地區(qū)的推廣建設(shè)提供依據(jù)。

1 EPS模塊混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)保溫隔熱性能分析

本文研究的EPS模塊澆混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)保溫隔熱性能,總結(jié)了江蘇省泰州市張甸鎮(zhèn)某EPS模塊農(nóng)房的保溫隔熱性能[2]。通過(guò)對(duì)原磚房進(jìn)行改造,形成EPS模塊混凝土墻體,并在屋面采用EPS模塊進(jìn)行保溫。2016-1-10～2016-2-28期間測(cè)得該農(nóng)房東側(cè)南北屋溫度變化曲線(圖1),北屋室內(nèi)溫度達(dá)2.8 ℃,南屋室內(nèi)溫度達(dá)4.5℃以上,均較室外最低溫度為-10℃有顯著提高。同年8月測(cè)得該農(nóng)房墻內(nèi)外表面的溫度變化曲線(圖2),室外溫度和外墻溫度高達(dá)35℃和50℃,但室內(nèi)溫度一直維持在30℃左右,明顯低于大氣溫度。

鑒于四川盆地與江蘇省泰州市同屬亞熱帶季風(fēng)氣候,且盆地多數(shù)城市在冬季極端氣候條件下氣溫不低于-10℃,夏季日均氣溫30℃左右,由此可證明EPS模塊混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)體系具有較強(qiáng)的保溫隔熱性能,適用于四川盆地夏熱冬冷的氣候。

圖1 農(nóng)房東側(cè)南北屋溫度變化曲線

圖2 農(nóng)房室內(nèi)外溫度曲線對(duì)比

2 EPS模塊混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)抗震性能分析

北京工業(yè)大學(xué)研究人員將140mm厚單排配筋剪力墻(圖3a)與240mm厚約束配筋的頁(yè)巖磚墻體抗震性能比較試驗(yàn),得出140mm厚單排配筋剪力墻的剛度、承載力、抗震能力均優(yōu)于240mm厚約束配筋的頁(yè)巖磚墻體[1]。本文研究的四川盆地綠色農(nóng)居也采用單排配筋剪力墻結(jié)構(gòu),即在EPS空腔模塊墻體內(nèi)置入單排鋼筋并進(jìn)行混凝土澆筑與養(yǎng)護(hù),待混凝土硬化后,與模塊內(nèi)表面燕尾槽形成機(jī)械咬合而成為保溫承重于一體的房屋建筑結(jié)構(gòu)組合(圖3b),相比原單排配筋剪力墻,EPS模塊混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)具有更好的抗震性能,并在防潮能力、環(huán)保性能、經(jīng)濟(jì)性能、施工性能上均有明顯優(yōu)勢(shì),適用于地震區(qū)單層、低層農(nóng)居的設(shè)計(jì)要求。

3 四川盆地EPS模塊綠色農(nóng)居一般設(shè)計(jì)要求與施工工藝

3.1 設(shè)計(jì)要求

(1)鑒于四川盆地主要城市抗震設(shè)防烈度為6-7度,其結(jié)構(gòu)墻體混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C25,墻體中單排豎向鋼筋不小于Φ8@300,雙排水平鋼筋不小于Φ6@300。普通單層和低層農(nóng)居混凝土剪力墻厚度應(yīng)于130mm—150mm之間,層高不宜大于4.5m,建筑高度不應(yīng)大于14m；當(dāng)部分地區(qū)的抗震設(shè)防烈度為8度時(shí),其農(nóng)居混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度不應(yīng)低于C30。

(2)農(nóng)居廚房?jī)?nèi)爐灶和煙道等設(shè)施應(yīng)與內(nèi)外復(fù)合墻體間留有120mm以上的防火空腔,并用20mm厚的水泥砂漿抹面,再粘貼30mm厚巖棉板。廚房?jī)?nèi)不宜設(shè)置煙囪,廚房油煙可通過(guò)窗戶或煙道進(jìn)行排放,當(dāng)煙道橫穿復(fù)合墻體時(shí),應(yīng)做絕熱處理。

(3)鑒于四川盆地為典型多雨區(qū),農(nóng)居宜采用坡屋頂,EPS板內(nèi)插方鋼連接可做屋面結(jié)構(gòu)板。EPS模塊用作屋面材料能滿足多重構(gòu)造要求,性能優(yōu)于混凝土預(yù)制板或現(xiàn)澆板。完成屋面結(jié)構(gòu)施工后,掛網(wǎng)抹灰做一層找平層,作為SBS防水層的基層,之后再在SBS防水層上粘貼瓦屋面。

(4)墻面裝飾材料宜為柔性飾面材料。

3.2 施工工藝

農(nóng)居所用典型EPS模塊形狀如圖4所示,其導(dǎo)熱系數(shù)低于0.03W/m·K,燃燒性能不低于B2級(jí),表觀密度32kg/m3,壓縮強(qiáng)度0.22MPa,垂直于板面方向的抗拉強(qiáng)度0.35MPa。

EPS 模塊綠色農(nóng)居的施工工藝為：

(1)平整地面,抄測(cè)放線,設(shè)置模板限位樁,EPS保溫模塊組合,防火隔離帶與企口防護(hù)條安裝。

(2)墻體模板安裝及打穿墻螺栓孔,墻體、樓板模板加固糾偏并支撐,澆筑混凝土,樓面鋼筋板綁扎并澆筑混凝土。

(3)按順序拆除墻體外側(cè)支撐、內(nèi)模板及企口防護(hù)條,封堵好穿墻對(duì)拉螺栓貫通孔。

(4)進(jìn)行上層房屋施工。

4 結(jié)論

本文主要研究了四川盆地EPS模塊綠色農(nóng)居建造的可行性,結(jié)果表明：

(1)EPS模塊混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)綠色農(nóng)居適用于四川盆地夏熱冬冷的氣候,有較強(qiáng)的保溫隔熱性能；滿足地震區(qū)單層和低層農(nóng)居對(duì)于抗震性能的設(shè)計(jì)要求,其施工性能、經(jīng)濟(jì)性能、環(huán)保性能均優(yōu)于傳統(tǒng)的磚混農(nóng)居,是四川盆地綠色農(nóng)居的理想材料。

(2)四川盆地EPS模塊綠色農(nóng)居的建造符合節(jié)能環(huán)保與綠色建筑的發(fā)展趨勢(shì),改善了村鎮(zhèn)居民的居住環(huán)境,具有廣闊的應(yīng)用和推廣前景,

(3)EPS模塊除了應(yīng)用于綠色農(nóng)居的建造外,還可結(jié)合各村鎮(zhèn)的實(shí)際特點(diǎn),延伸應(yīng)用至家畜養(yǎng)殖基地和蔬菜基地的建設(shè)中,為四川盆地生態(tài)農(nóng)業(yè)的發(fā)展起到積極的促進(jìn)作用。