从装配式建筑技术看低碳建筑节能分析

 

  中国建筑行业的欣欣向荣，我国住宅建筑在具体的建设过程中拥有较高的能源耗损，与此同时，还伴随环境污染现象的出现，让人们对低碳节能型建筑的发展给予高度重视。装配式建筑技术可充分满足人们所需，因为建筑施工具有的特殊性，让其利用低碳环保的材料及节能设计方法可推动建筑实现低碳节能目标，所以，受到广大人民的高度重视。

  1.1  低碳节能建筑的定义

  对于某种意义来讲，低碳节能对于建筑工程来讲没有顾虑，主要是因为建筑工程的所有环节都要耗损众多的能源，特别是在原材料的制造方面中，建筑原材料的制造或是稍有不慎，就会出现大量的资源浪费。对于整体概念而言，建筑工程共包含建筑规划阶段、建筑设计阶段、建筑施工阶段、建筑使用阶段、建筑回收阶段，在低碳环保理念中，建筑工程从规划到回收的所有阶段都应该环保，若是一个建筑某个环节通过大量能耗实现节能环保，这种建筑不可称为低碳节能建筑。例如 ：若是一个建筑工程想要在使用阶段降低能源损耗，可却在建筑阶段或者材料制造时提高能源损耗，表面是减少了能源使用，实际却没有，并且很可能提高建筑负担。

  1.2  低碳节能建筑的设计方法

  低碳节能建筑的设计方法十分复杂，一般情况下，建筑能耗通常是由外围护结构表面积的大小直接决定，表面积越小，能耗就会越少，所以，建筑设计师在具体的低碳节能建筑的设计过程中需要简单且规整地设计建筑形体。建筑行业中有一个术语，即体形系数 S，这个系数 S 代表外围护结构表面积，在建筑物的高度相同时，表面积最小的建筑形体为圆形，接着是正方形，最大为长方形，若是建筑物逐层的面积都相同，层数越高的表面积越小，若是一个建筑的体形系数低于0.3，代表此建筑属于十分标准的低碳节能建筑。除此之外，建筑能源损耗和其接受到的太阳辐射存在直接联系，太阳辐射一般和房间朝向直接关联，若是房间是正南朝向时，建筑的形体设计应该为正方形，若是房间是东西朝向时，建筑的形体设计应该是长方形。

  2.1  建筑形式的多样化

  现如今，众多建筑住宅设计通常太过重视外观，并未结合具体情况对住户需求进行全面考虑，在建筑施工中建立了众多承重墙，室内开间太少，房间中的空间设置缺少灵活性。然而，装配式建筑开间设置十分灵活，具备多样性和可变性，可充分结合住户的实际需求，针对空间实施自由的设置与分割，一般情况下，应设置大开间，而且在墙面中尽量运用材质十分轻的材料隔板，有效隔断空间。不仅如此，在具体的施工中，有效配置石膏板，可充分体现节能环保效果。

  2.2  构建更高的质量

  一般情况下，装配式建筑采用的预制构件，应用在建筑墙面屋面和顶面等，大部分都是绿色环保的建筑材料，如此可有效降低环境污染，具备很强的耐火性和耐磨性，避免风险隐患。与此同时，装配式建筑结构的材料十分轻薄，抗震性能较强，对于地震高发区域来讲，应用优势十分明显，不仅如此，装配式建筑还可充分结合不同的建筑建立特有功能，尽可能为保温节能建筑材料的有效应用提供保障，推动装配式建筑实现低碳减排效果。

  2.3  实现生产工厂化

  很多生产厂均是采用模具进行装配式建筑中外墙板的生产，通过为外墙板实施喷涂、烘烤可确保外墙板的美观性与不褪色。断桥门窗不断替代以往建造中的木窗、钢门窗，生产厂具备较为先进的生产工艺，利用机械生产出不同规格的型材。石膏板、涂料等各种室内材料均可在生产流水线制造而出。而且，在具体的生产中，可随时增加材料的保温性、隔声、防火性等各种性能。

  2.4  缩短建筑的施工期限

  一般情况下，人们对于装配式建筑拥有很高的要求，势必要在规定的期限内顺利完成工程建筑的建设，还要保障整个施工质量。在进行装配式建筑的施工建设中，大部分条件下，均采用预先设计好的预制构件，对于建筑的模板与墙面处理工作很少，可有效节省时间，针对建筑构件实施简单的浇筑即可顺利完工，充分节省人力物力及财力，全面提高施工速度，有效缩减建筑施工期限。

  2.5  降低工程造价

  加强装配式建筑的推动，可有效节约资金，有效节省工程造价。在整体施工中，工程造价、工程预算、工程审价等，是影响整个施工效益的重要因素，在装配式建筑过程中，对于材料设备来讲，可成功降低施工成本，为低收入住户可住上装配式建筑房屋提供保障，为居住者实现房屋构想提供保障。

  2.6  实现施工装配化

  从各种单元件的生产、运输到现场安装对比以往的结构形式，施工现场的施工流程相对简化，不再出现抹灰、绑钢筋、支模板、和泥等施工程序；施工现场建筑工人不断减少，施工作业更为方便有序，工人的劳动强度不断降低 ；减少施工现场的废物、废水、噪声，降低环境污染，实现节能减排；所有工序都可与安装设备一样，要求精度，确保质量，可有效减少施工成本。

  3.1  低碳节能装配式建筑技术在外墙施工中的应用

  在进行装配式建筑的施工建设过程中，对于建筑外墙施工而言，需充分结合住户的实际需求，合理选择墙体结构和厚度，利用预制构件，有效组装墙体，并开展热工性能试验，有助于取得更为精准的热工性能参数，为装配式建筑围墙施工奠定基础。我们应特别注意，开展热工性能的实验，需要充分结合实验室的温湿度、冷热箱的温度进行合理控制，在有效结合《建筑构件稳定热传递性质的测定标定与防护热箱法》中的各种实验依据，一般情况下，应该将试验室中的温度控制在24.5℃。在热流系数、温度、热流巡回路数方面，应分别控制在应有范围中。概而言之，在低碳节能装配式建筑技术试验过程中，温度与热流指标趋向于稳定以后，才可以获得正确的围护墙结构热工性能参数，有助于更好地控制建筑外墙施工质量。

  3.2   低碳节能装配式建筑技术在屋面及外窗节能中的应用

  对于装配式房屋屋面结构来讲，一般是由防水、保温、屋面瓦楞板等构成。将这些复合层保温屋面板有效运用到建筑墙面，并进行直接的固定，在面板夹层充分填充之后，针对性进行处理，将2.5厘米左右的泥浆保护层涂抹在屋面中，如此便可有效控制在屋面的传热功率，为其不可超出0.3W提供保障。除此之外，将钢窗当做外窗，选择双层中空玻璃，可有效发挥保温作用。在进行装配式建筑地面的处理过程中，通常会从上到下的进行，若是建筑地面层厚度为2厘米，即可利用水泥沙进行找平层 ；若是地面的面层超出6厘米，应该采用复合式保温面层 ；若是超出7厘米，就要在屋面和外窗中铺设细石混凝土 ；若是超出10厘米，势必会导致热阻值超出1.6W。

  3.3   低碳节能装配式建筑技术在抗震性能及防火性能之后的应用

  在进行装配式外墙的建设过程中，通常会采用混凝土制成的建筑挂板，在建筑内墙面采用的混凝土墙板是由物理发泡形成泡沫式的条板。其具有相应的隔热功能，防止建筑构件因为高温而出现断裂与燃烧，有效提升建筑整体的防火性能。在进行装配式建筑的建设中，其还具备较强的抗震及抗强风能力。建筑施工人员通常会在建筑墙面内安装钢柱与钢梁，全面提升建筑墙面的整体稳固性与硬度，可推动墙面维护与承重的结构形成统一的整体，可全面增强建筑的抗风能力与抗震能力。举例说明 ：某建筑抗震试验，在震台中开展实验，将一个尺寸统一的房屋当做抗震试验的房屋，充分结合震台的标准，模拟的面层通常会分成结构模型展开不同强度的震动过程中，屋面各种结构均未出现剧烈震动，模型始终保持着原状。若是震动出现损坏通常集中在周边前面的裂缝处或是固定铆钉松动处，在输入地震波实现了0.3g 以后才可出现建筑外挂松动状况，若是地震波到达0.5g，建筑顶面的外挂机构发生一些脱落，一层建筑外墙挂件发生局部缝隙，然而，在整体试验中，都没有出现过大面积的外挂板脱落滑移状况。

  3.4  低碳节能装配式建筑技术在建筑节能方面的应用

  在装配式建筑屋面的建设中，应充分结合不同的气候特点与室外温度状况，创建和其互相对应不同形式的墙体构造类型。一般情况下，此装配式建筑具有较强的节能效果，可满足我国相关规定，并且至少比一般建筑节约58% 的能耗。对于具体的节能方式来讲，通常表现在 ：温度很高的地区，建筑墙面内部安装了保温隔热板通常会和挂板共同形成较好通风效果的墙体结构，并且在墙体之间会出现热对流，对于此状况，将最大限度地确保建筑物内部的温度符合相对应的设计标准，为人们营造舒适的感受。在寒冷的冬天，装配式建筑墙面的保温层通常是由导热性能更为优良的材料制作而成，此材料存在良好的隔热与保温效果，属于一种复合式的

墙体，可伴随装配式建筑室内温度的不断变化而相应地调节温度。

  3.5  低碳节能装配式建筑技术在载荷测试中的应用

  低碳节能装配式建筑技术的关键技术是进行载荷测试，因此，工作人员在载荷测试过程中保证试验柱可以达到标准荷载，并确认每级荷载。这一过程中还要保证每级荷载不超过标准荷载值的5%，这样就可以有效避免发生混凝土裂缝。而且在试验柱达到标准荷载前，工作人员要保持竖向荷载设计值不动，将水平荷载分级加载至其设计值，这样才能提高实际载荷数值的精确性。

  概而言之，伴随我国社会经济的飞速增强，带动了我国城市化建设进程的日益加快，为了更好地缓解城市内部土地资源紧缺问题，现代化城市的重要建筑类型通常为高层建筑物，所以，对于高层装配式建筑来讲，在其具体的施工建设中可实现低碳节能的施工，实现资源的高效及科学运用，防止资源出现浪费，与此同时，可最大限度地缓解国内资源紧缺状况，推动社会经济的健康稳定发展。当然，对于现下高层装配式建筑技术发展的实际运用，和低碳节能技术和材料的积极引入方面，尚存在很多缺陷，亟待我们解决与完善。

 

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[3] 冯璐瑶，刘莉，商阳 . 装配式建筑环境效益分析 [J]. 新型建筑材料，2018，45（12）：101-103