低碳节能装配式建筑技术研究

王骅 薛蕊

（1.恒大地产集团北京有限公司 河北石家庄 050011 2.北方工程设计研究院有限公司 河北石家庄 050011）

低碳节能装配式建筑技术研究

王骅1薛蕊2

（1.恒大地产集团北京有限公司 河北石家庄 050011 2.北方工程设计研究院有限公司 河北石家庄 050011）

某低碳节能装配式建筑外墙体由钢筋混凝土挂板、混凝土挂柱XPS板和外墙内板组成，内填矿棉保温板，承重结构为轻钢结构，楼面采用钢筋混凝土叠合楼板，屋面为保温轻型瓦屋面，其保温性能达到国家节能65%标准，具有低碳、环保、节能、经济、抗震、坚固耐用的特点。

低碳节能；装配式建筑；围护墙体；热工性能

目前，中国建筑行业中，住宅建筑的高耗能和高污染现象尤为突出，所以发展节能型低碳建筑越来越受人关注，在实践过程中既要达到节能低碳的设计目的，又要防止为节能设计不合理的大幅提高成本结合具体环境、选择合理的建筑围护技术和机电技术，从而真正达到节能低碳的目的。低碳节能装配式建筑以轻型钢框架和混凝土叠合板为结构体系，在钢结构骨架上固定混凝土挂柱，将混凝土外墙挂板挂在挂柱上，挂柱内侧用射钉固定XPS板和外墙内板，内填矿棉保温板组成外围护墙体，其内墙采用轻质隔墙板，屋面采用EPS复合屋面板。该房屋已建成二十余栋，为国家十一五科技支撑计划项目———地震灾区重建用装配式房屋示范房之一，建设地点位于四川省都江堰。这种房屋适用于三层及以下民用和工业建筑。

1 围护墙体结构组成及热工性能

在混凝土挂柱外侧挂爪上装配钢筋混凝土挂板，挂柱内侧粘贴20mm厚XPS板，再用射钉固定20mm厚外墙内板，外挂板和内墙板间填充矿棉保温板组成外围护墙体。混凝土挂柱长300～3400mm，截面为100mm×120mm异型，混凝土强度等级C20，密度2200～2300kg/m3，单个挂爪吊挂力600N。混凝土挂板长1200mm，宽180mm，厚40mm，截面为异型，混凝土强度等级C20。

2 结构体系

2.1 承重结构

采用轻型钢框架，按现行国家标准《轻型钢结构住宅技术规程》（JGJ209-2010）规定执行。

2.2 楼面做法

在次梁上放置预制楼板→浇30mm厚C30混凝土叠合层，内置覫2间距30mm×30mm钢丝网→现浇混凝土叠合层→在3～8h内抹15mm厚1∶3水泥砂浆→铺贴瓷砖。楼板为1800mm×490mm×45mm肋形板，最大长度为1800mm，所用钢筋为冷拔低碳钢丝，混凝土为C30。

2.3 屋面做法

自上往下依次为：轻质水泥屋面瓦→20mm厚水泥砂浆找平层→60mm厚EPS水泥夹芯板→钢檩条→钢结构屋面梁。

3 建筑节能

该房屋可根据不同地区的气候及温度组成不同厚度和结构形式的墙体，节能效果达到国家现行节能要求，比传统建筑节能65%。在炎热地区，墙内的保温隔热材料与挂板组合成热对流通风墙体，使室内舒适凉爽；在寒冷地区，保温层内具有低导热性能的聚氨酯材料组合成既保温又隔热的复合墙体，可有效保持室内温度。

3.1 外墙

为准确取得本围护结构体系的实际热工性能参数，组合墙体制作成1.0m×1.05m规格的试件，进行热工性能试验，检验依据为文献3。试验室室温24.5℃，湿度30～40%。设定冷箱温度-7℃，热箱温度25℃，热流系数23.26，温度巡回路数15个，热流巡回路数3个，在温度与热流稳定后取得墙体的热工性能指标。实测外墙结构体系传热系数K为0.52W/（m2·K），试验结果满足山东省节能65%标准K不大于0.60W/（m2·K）的规定。

3.2 屋面

屋面结构组成为EPS-水泥复合保温屋面板、防水层、保护层及屋面瓦。EPS-水泥复合保温屋面板直接用钻尾螺钉固定在檩条上，板缝嵌填后做防水层处理，抹不小于20mm厚的砂浆保护层后挂屋面瓦，屋面的传热系数小于0.5W/（m2·K）。

3.3 外窗

采用塑钢窗，双层中空玻璃，K小于4.0W/（m2·K）。

3.4 地面

地面做法自上而下为：地面面层→20mm厚1∶2.5水泥砂浆找平层→70mm厚EPS复合保温板→80mm厚C20细石混凝土→200mm厚3∶7灰土，热阻计算值大于 1.7（m2·K）/W。

4 抗震防火性能

（1）外墙采用混凝土块式建筑挂板，内墙采用物理发泡形成闭孔结构的泡沫混凝土条板，两种板材均具有很大的阻燃功能，提高了板材耐火极限。该建筑体系用建筑挂板把钢柱、钢梁镶嵌在内，保护了钢构件免受高温影响，提高了耐火性能，建筑的整体防火性能可达到2h。

（2）抗震、抗飓风。挂板把钢柱、钢梁镶嵌在内，使围护结构与承重结构成为一体，增强了房屋抗震能力。该体系在北京某大学结构试验室振动台进行1∶1足尺房屋模型抗震试验，根据振动台参数要求，模拟单元2.4m×2.4m，两层，层高为 2.65m。

安装完毕的模型总重约12t。从振动台试验现象看，对结构模型加载不同强度等级加速度的地震波作用时，房屋结构模型能始终保持很好的完整性，没有明显的结构破坏特征。其破坏主要集中在四周抹平砂浆产生裂缝、墙内贴板锚钉松脱，直到输入地震波加速度峰值为0.4g后才出现顶层处沿振动方向的外挂板松动现象，到输入地震波加速度峰值达0.6g时顶层处的外挂板也只出现局部滑移、一层外挂板局部错缝，而整个试验过程中未出现外挂板有大的滑移、甩脱现象，墙内壁的贴板也没有甩脱，墙体与钢框架主体连接完好。试验结果表明房屋模型基本完好，有较好的抗震性能。

5 结语

综上所述，该低碳节能房屋符合节能住宅“四节一环保”的国家政策，具有以下优点：①自重轻，建筑总重量仅为传统建筑的20～30%；①自保温，达到国家65%的节能标准；③墙体薄，可增加8～12%的建筑实用面积；④施工干作业，改变传统的湿作业；⑤无垃圾，构配件全部可回收利用，减少二次污染；⑥施工速度快，工期仅为传统建筑的1/5；⑦抗震性能好，地震波加速度峰值达到0.6g时，整个结构模型仍处在弹性工作阶段。

[1]杨梅兰.民用建筑节能技术发展趋势探讨[J].建筑技术，2012（2）.

[2]余侃华，张中华.建筑节能减排的国际实践经验与启示[J].建筑技术，2012（3）.

[3]肖君，赵平，荆龙飞.建筑节能技术的效能评价研究[J].建筑技术，2012（12）.

TU201.5

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1004-7344（2016）12-0287-01

2016-4-10