建筑护结构节能设计研究

摘要：针对目前装配式建筑护结构节能设计过程存在的问题影响，文章从实践角度出发，分析了装配式建筑护结构节能设计的现状，并提出了优化设计控制的方法对策，其目的是为相关建设者提供一些理论依据。结果表明，只有与装配式建筑护结构工程的实际情况进行结合，才能使设计控制的节能效果充分发挥出来。

关键词：装配式建筑；护结构；钢结构；节能设计

装配式建筑护结构，作为促进所处行业快速稳定发展进程的关键，其决定了涉及行业的健康稳定发展水平。然而，在实践设计工作中，相关人员并未将建筑护结构的节能控制效果充分重视起来，这就降低了结构作用于建筑工程使用的可持续性。为此，研究人员应从实践角度出发，即对建筑护结构的实际情况与规范标准要求进行分析研究，以提升实际设计工作开展的安全有效性。如此，装配式建筑物结构设计的科学合理性，才能充分作用于实践，以服务于现代化经济建设的全面发展进程。

1研究装配式建筑护结构节能设计的现实意义

当前阶段，装配式建筑是指在设计阶段完成标准化设计、工厂化生产；在现场作业阶段，进行装配化施工、一体化装修以及后期的信息化与智能化管理，来提高实现降低能源、材料、土地资源以及用水等资源的消耗目标。而围护结构主要指围绕建筑空间四周的门、窗以及墙体等结构，用以抵御不良环境。根据其在装配式建筑物中的位置，可划分为内护结构两种。而目前的装配式建筑大力发展钢结构住宅的情况，使围护结构成为了装配式钢结构住宅中重要的结构组成。为此，设计人员应从实践角度出发，即对已建装配式护结构的节能设计情况进行分析，在明确问题缺陷后，再着手进行科学有效的设计优化控制。

2装配式建筑护结构节能设计现状

研究表明，装配式建筑护结构节能设计工作中，主体结构与围护结构的一体化设计还未实现。这是因为无论是结构、工厂生产以及施工现场的安装工作，均因市场环境多元以及融合复杂，阻碍了建筑工业化的快速发展进程。现阶段，虽然相关管理部门针对墙体材料的市场发展提出了节能、节土以及环保要求，但建筑废料与工业废料的处理难度大，科学技术未跟上发展进程，降低了多功能墙体材料的运用效果。为此，相关人员应从评价标准工作出发，即为护结构节能设计创造一个科学规范的环境，进而提高节能设计的有效性。对于装配式钢结构的建筑物来说，其特征的体现是围护结构从传统的承重型向非承重型结构的重要转变。但当前的市场环境，装配式钢结构配套的构件发展水平不高，阻碍了护结构转变为非承重型结构的进程。因而，节能设计研究人员应加大装配式建筑护结构的配套体系构建力度，以为护结构的节能设计工作开展提供良好的市场环境。

3装配式建筑护结构节能设计的优化对策

3.1楼板与屋面板节能设计。作为装配式护结构中的水平构件，楼板与屋面板的作用是承受结构的竖向荷载，并传递水平向的荷载。目前，可供装配式结构住宅建筑物选择的楼板与屋面板组合主要有四种，即压型钢板现浇混凝土组合楼板与屋面板、纤维水泥钢结构楼板与屋面板、预制加气混凝土楼板与屋面板以及ASA泡沫混凝土楼板等。对于压型钢板现浇混凝土组合楼板与屋面板组合来说，其节能设计可分为组合楼板与非组合楼板两种。此过程，压型钢板组合中的压型钢板不仅能够起到模板的作用，还能在受力作用过程与建筑物的混凝土楼板起到联合承受力作用。纤维水泥钢结构楼板，作为一种能够承受荷载较多、密度较大且多作用于钢结构的楼板。其作用于钢结构的节能设计后，纤维水泥钢结构楼板将发挥出自重轻、导热系数低、构造简单以及良好的保温性能等，能够实现护结构的产业化生产模式目标。预制加气混凝土楼板与屋面板，是经过西方国家应用认可的技术较为成熟的板。这是因为，预制加气混凝土板不燃且不会出现老化与腐蚀问题，能够大幅提升楼板使用的耐久性以及与其他建筑结构材料的适用性。此外，当其作用于实践，还能为装配式建筑护结构的节能设计提供隔热、保温以及防潮防水等性能效果。因此，结构节能设计人员应根据装配式建筑的实际情况与建设要求，将预制加气混凝土楼板与屋面板作为优化控制手段。而ASA泡沫混凝土楼板，其是由薄壁型钢与发泡混凝土经特殊构造连接而成的。此外，其在结构作用过程中，能够以防火性能耗，即耐火极限在4h左右的情况下，有效控制声音的传播，进而强化楼板与屋面板结构的保温隔热效果。这是因为该楼板内部存在大量且密闭的微孔。根据上述几种护结构楼板与屋面板的作用情况，节能设计人员应根据装配式工程的实际情况，确定相应的设计内容。3.2外窗与窗墙比设计。对于不同塑钢的窗户来说，其在南向外窗不同的窗墙比条件下建筑采暖与制冷总负荷，可用DeST-h能耗模拟软件进行设计分析。由于不同形式的外窗会随着南向窗墙比的增加。而全面建筑总负荷量的增加，会是不同形式的外窗作用稳定性带来影响。因此，节能设计人员应在明确不同外窗作用规律的情况下，来进行设计选用。中空玻璃塑钢窗与单框双层塑钢窗负荷量，明显小于单层玻璃塑钢窗，但其涨幅较为缓慢，因此，装配式建筑的南向外窗应优先选用中空玻璃塑钢窗与单框双层塑钢窗。据权威数据统计，当窗墙比在0.6以内时，节能设计人员应优先选用中空玻璃塑钢窗；反之大于0.6时，则应优先选用单框双层塑钢窗。3.3护墙体设计。要想提高装配式建筑护结构设计的节能环保效果，应增加绿色建材与新型墙体材料的运用。目前，可供节能设计选择的墙体材料主要为，外挂式的保温复合墙体、预制保温夹心板、外墙聚合物水泥聚苯保温板以及硬泡聚氨酯喷涂外墙外保温材料等。对于外挂式保温负荷墙体踩啦来说，其是由玻璃棉、硬质聚氨酯泡沫塑料板、岩棉以及聚苯乙烯泡沫板组成。其中玻璃棉与岩棉多用于外保温复合墙体；硬质聚氨酯泡沫塑料板与聚苯乙烯泡沫板起到的是防水防潮作用。当上述几种墙体材料作用于装配式建筑护结构的节能方面后，不仅满足了护墙体的保温、隔声以及防水防潮的功能作用，还能大幅降低墙体的厚度。此外，基于外挂式的安装方式设计，梁、柱以及节点部位等主体结构就不会受到风蚀、雨淋以及日晒等影响，大幅提升了结构作用的节能效果与耐久性效果。此外，为提高外墙在不同传热系数下对负荷的影响，节能设计人员可根据总负荷与保温层厚度之间的关系来对装配式建筑的护结构进行设计优化控制。3.4长效节能装配式建筑设计。护结构体系的预制，就是采用复合方法，将钢筋混凝土外墙模与外墙保护材料构造结合起来，并结合保温材料的厚度与品种来提高保温性能的灵活性。其保温材料的品种和厚度可以根据实际的保温性能灵活选择，不受体系限制。预制钢筋混凝土面板可以有效阻止水气进入板内，阻止自然环境中的冻融循环、大气污染物、CO2对外墙板的破坏作用。外墙饰面所选用的外墙涂料亦对墙板结构起到一定的保护作用。保温材料处于发挥其热工特性的最佳环境之中，隔绝了自然环境中的阳光、空气、水气、CO2对保温材料的侵蚀作用。

4结语

综上所述，装配式建筑护结构的节能设计工作，应在明确当前节能设计工作过程面临的局限问题情况下，才能提升节能设计控制的有效性。如，结构节能设计人员应根据装配式建筑的实际情况与建设要求，将预制加气混凝土楼板与屋面板作为优化控制手段。基于外挂式的安装方式设计，梁、柱以及节点部位等主体结构就不会受到风蚀、雨淋以及日晒等影响，大幅提升了结构作用的节能效果与耐久性效果。事实证明，只有在明确各类护结构节能特性的情况下，才能使设计工作的开展起到事半功倍的效果。故而，装配式建筑护结构设计工作人员应将上述分析内容与科研结果更多地作用于不同环境条件的施工建设，进而推动涉及行业的快速稳定发展。

参考文献

[1]朱龙奎.长效节能型装配式建筑体系成套技术的研发与应用[J].建筑施工，2017，39（3）：399-401.

[2]邸芃，巨斌.寒冷地区装配式建筑护结构节能设计研究[J].新型建筑材料，2018，45（1）：5-8.

[3]张晓红.谈装配式建筑围护结构的板缝处理[J].山西建筑，2017，43（14）：202-203.

[4]邵培柳.重庆装配式民用建筑护结构冷凝问题研究[J].科技创新与应用，2018（16）：66-68.

[5]胡远航.装配式结合被动式超低能耗技术建筑的设计与安装概述——以中建科技成都有限公司产业化研发中心为例[J].中外建筑，2017（8）：227-230.

作者:秦嗣晏 单位:湖南方圆建筑工程设计有限公司