超低能耗装配式钢结构建筑的研究与实践

超低能耗装配式钢结构建筑的研究与实践

吴万红

新疆众和股份有限公司 新疆乌鲁木齐 830010

摘要：钢结构装配式超低能耗建筑符合国家建筑发展趋势，能够实现建筑的“五节一环保”，具有良好的社会效益与环境效益。在国家大力推动发展装配式超低能耗建筑的背景下，为推动超低能耗建筑的发展做出了积极的贡献。鉴于此，文章结合笔者多年工作经验，对超低能耗装配式钢结构建筑的研究与实践提出了一些建议，仅供参考。

关键词：超低能耗;装配式;钢结构建筑;研究与实践

引言

装配式建筑本身有着很多的优点，且能够有效减少施工工艺流程，提高建筑施工速率，并保证工程的安全、稳定。随着装配式建筑施工技术的不断发展，人们开始期望装配式建筑能够具有环保、节能等一系列的功能，在这种背景下，绿色装配式钢结构建筑体系被提出来，在很多建筑项目中得到了广泛的应用。通过工程实践，对比传统建筑与绿色装配式钢结构建筑之间的区别，可以发现，对于提升居住者生活质量，提升空间利用率，以及控制工程质量等方面，绿色装配式钢结构建筑体系有着明显的优势，是一种值得推广的建筑技术。

1超低能耗装配式钢结构建筑概述

1.1超低能耗建筑概述

被动式超低能耗绿色建筑是指适应气候特征和自然条件，通过保温隔热性能和气密性能更高的围护结构，采用高效新风热回收技术，最大程度地降低建筑供暖供冷需求，并充分利用可再生能源，以更少的能源消耗提供舒适室内环境并能满足绿色建筑基本要求的建筑。

1.2超低能耗装配式钢结构建筑概述

对环境保护、绿色建筑理念的提出，对建筑材料的创新和研发也加快了脚步。很多新的建筑材料不断被开发和应用，新式建筑材料和建筑结构的出现很好地缓解了因人口增长而日渐紧迫的土地使用问题，其对建筑结构、墙体结构等都起到了极强的改善作用，也极大地增强了建筑物的抗震、抗风、轻便、节能环保等性能。并且新的建筑材料和建筑结构也是对现代化城市建筑的完美体现，为人们的生活质量和生活方式都带来了新的变化和便利条件。但同时建筑行业的快速发展和施工技术及施工过程上仍存在一些不足，出现了很多新的问题，没有得到很好的解决。我国的建筑行业发展的理念开始将节能、降低能耗、创新质量、节省用地等作为重点研究目标和发展方向，装配式结构住宅建筑形式对这一目标的实现和发展有着极为重大的意义。

2超低能耗装配式钢结构建筑应用研究

2.1新型装配式钢结构体系配置

在对装配式钢结构体系配置进行创新优化的过程中，设计人员不仅需要掌握先进的结构设计理论体系，还需要对传统结构设计方法进行深入的研究。这样，一方面能够为结构体系配置中应用先进技术理论创造条件，另一方面还能让技术人员明确传统结构设计方法中存在的问题，以及其中值得技术人员传承发扬的技术理念，这样才能从根源提高房屋建筑的经济效益。所以，在实际设计施工过程中，应该善用、活用新型设计理念和传统设计理念，并提出新型装配式钢结构体系配置方案，保证方案本身能够在解决传统设计理念所存在的问题的同时，提升结构本身的性能，保证生态效益理念能够得到有效落实。

2.2常用保温材料

保温材料的物理性能和热工性能对于装配式建筑围护结构的热工性能影响很大并最终会对该建筑总体的节能情况产生较大影响。常见的保温材料按照工艺不同可以分为单一保温材料和复合保温材料;依照材料特性可以分为无机保温材料(岩棉、玻璃棉和无机保温砂浆等)和有机保温材料(膨胀聚苯板EPS、挤塑聚苯板XPS、硬质聚氨酯PUＲ和酚醛板等)两大类。无机类材料具备优良的防火性能但保温效果不理想;有机类材料保温隔热性能好，但是较易燃烧、防火性能差，易燃烧且会放出有毒气体。两者各有所长，在实际工程均有所应用。

2.3断热桥处理

建筑设计应极力避免热桥削弱保温效果。要求建筑设计、施工应采取措施避免结构性热桥，减弱系统性热桥对保温的影响:结构性热桥尽量断开或减少，如外阳台，可由面/线热桥连接设计为点连接方式等；系统性热桥一般不可避免，但一定要断热桥处理，如固定外保温系统的锚栓、金属连接件及固定各类设备支架、下水管等；几何性热桥的保温隔热处理，如阴阳角及屋顶女儿墙处的保温隔热处理。相比于传统结构构件，钢结构预制构件传热系数较大，因此对于钢结构构件的包裹是实现建筑超低能耗中较难的工艺措施。为有效改善传热系数较大的问题，在梁豁处两边分别采用60mm的岩棉进行封堵；在过焊孔、螺栓孔及螺栓垫片部位均采用柔性泛水材料进行封堵以实现良好的气密性；与此同时，在外部采用10mm防火板进行找平以满足钢结构耐火要求及工业化内装需求；最后在防火板粘贴完毕后，需在两侧缝隙处满粘防水隔汽膜。

2.4新风系统

基于项目所在地区实际条件，超低能耗样板房引入了80%超高热回收效率的新风系统。24小时不间断地置换空气，保证了新风的清洁度，始终保持室内恒温恒湿。将数据机房中分区控温方法引入被动房，对不同功能的房间实行按需分配能耗，不仅提高了舒适性，更大大的节约了设备运行的能耗。被动房内设备卫生间回风，不仅提高了卫生间舒适性，更是把原本直接外排的那部分冷热量也回收，大大降低建筑能耗。设备具有厨房补风功能，并与抽油烟机联动，方便、快捷、高效给厨房补充抽掉的部分新风。

2.5外墙节能技术

由于装配式建筑外墙直接与室外环境接触，所以要尽可能地提高外墙保温隔热能力以降低建筑物整体能耗水平。目前装配式混凝土建筑墙体的节能设计主要集中在其保温隔热性能上。要提高墙体的保温隔热性能则最主要的便是降低墙体的导热系数。这是因为随着导热系数的降低，墙体的保温隔热能力会有所提高，则节能效果也会更加明显。

2.6外遮阳系统

建筑外遮阳是绿色建筑中非常重要的环节。建筑外遮阳产品，可以把夏季强烈的太阳辐射热阻挡在室外，而不是让热量先进入室内，再用能量制冷抵消后排到室外，对此建筑外遮阳起到了关键作用。而冬季夜晚，采用具有防寒保温作用的外遮阳设施，加上外遮阳与玻璃之间的空气保温层，可以对室内起到保温作用。

结束语

装配式钢结构住宅建筑具有绿色环保、可循环使用、节能减排等优点，在装配式建筑中应用钢材质结构能促进建筑结构形式的快速转变，并且实现建筑的现代化功能的发展和应用。当前装配式钢结构建筑在生产过程和安装过程中要在当前所具备的装配式建筑技术基础上进行对装配式钢结构建筑进行发展和大力的研发，重点放在对其施工的规范、施工材料和施工技术的创新、施工管理和施工体系的完善等方面的研究上，进而充分的发挥装配式钢结构住宅建筑的特点和优势，以促进建筑行业健康的创新发展。

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