嚴(yán)寒地區(qū)裝配式鋼結(jié)構(gòu)外墻保溫節(jié)能技術(shù)探討

宋治國

摘 要： 鋼結(jié)構(gòu)建筑符合綠色環(huán)保、高科技、節(jié)能的建筑行業(yè)發(fā)展趨勢，在我國基礎(chǔ)建設(shè)中越來越多。建筑節(jié)能是建設(shè)中必須要注意的重點(diǎn)，尤其是在嚴(yán)寒地區(qū)，外墻保溫對整體建筑的節(jié)能效果貢獻(xiàn)很大，設(shè)計(jì)選擇合適的外墻結(jié)構(gòu)和保溫材料，解決施工中的技術(shù)難題，控制工程質(zhì)量，確保外墻的保溫效果，提高建筑能效。

關(guān)鍵詞： 嚴(yán)寒地區(qū);裝配式鋼結(jié)構(gòu);外墻保溫

【中圖分類號(hào)】TU201.5 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.36.167

裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑具有抗震性能好、質(zhì)量輕、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、施工期短回收率高的特點(diǎn)，對于嚴(yán)寒地區(qū)的適配度很高，由于嚴(yán)寒地區(qū)氣候影響，每年可施工的時(shí)間短，裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑極大提高了施工效率，節(jié)約工程成本，值得推廣。嚴(yán)寒地區(qū)鋼結(jié)構(gòu)建筑在設(shè)計(jì)建設(shè)中需要注意的一點(diǎn)是保溫節(jié)能，在全國推行建筑節(jié)能的理念要求下，大多數(shù)城市建筑節(jié)能率要求在65%，在嚴(yán)寒地區(qū)比如新疆要求住宅節(jié)能率達(dá)到75%，外墻作為建筑外圍護(hù)的主要組成部分，保證外墻保溫隔熱、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、防火、防凍、防裂，對提高建筑節(jié)能效果具有積極的意義。

1 嚴(yán)寒地區(qū)裝配式鋼結(jié)構(gòu)外墻對建筑能耗的影響

嚴(yán)寒地區(qū)的冬季時(shí)間長，溫度低，供暖時(shí)間長，在建筑的能耗中，供暖和空調(diào)的能耗占到一半以上，建筑保溫十分重要，外墻在建筑的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)中占了大部分的面積，外墻保溫隔熱的新技術(shù)和綠色材料的選用能夠達(dá)到良好的保溫效果，對于整個(gè)建筑行業(yè)綠色節(jié)能發(fā)展來說都是具有積極的現(xiàn)實(shí)意義的。對于裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的外墻熱工性能主要取決于各個(gè)材料的厚度，我們在選取外墻保溫材料的時(shí)候要充分考慮材料對建筑節(jié)能減排的影響，還要考慮材料在生產(chǎn)、運(yùn)輸過程中的能耗以及使用材料的經(jīng)濟(jì)性，提高建筑的全生命周期中的節(jié)能效果。

2 裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑外墻保溫相較于傳統(tǒng)建筑的優(yōu)勢

2.1 設(shè)計(jì)、質(zhì)量優(yōu)勢

裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑是現(xiàn)代工業(yè)化、信息化發(fā)展的表現(xiàn)，在工程的設(shè)計(jì)施工過程中能夠?qū)崿F(xiàn)信息共享、產(chǎn)業(yè)協(xié)同、工程可視化管理等信息的集成，傳統(tǒng)建筑的保溫設(shè)計(jì)很少能實(shí)現(xiàn)信息共享的，各個(gè)專業(yè)只負(fù)責(zé)自身的工作板塊，紙質(zhì)簽圖完成后就用于施工，保溫工程通常進(jìn)行二次深化，采購材料然后再施工。裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑解決了保溫工程方面的繁瑣問題，在設(shè)計(jì)完成后，構(gòu)件工廠預(yù)制，現(xiàn)場組裝，標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)施工能夠減少誤差，降低變更、修補(bǔ)的幾率，能夠提高建筑的整體質(zhì)量。

2.2 周期、成本優(yōu)勢

傳統(tǒng)建筑的外墻保溫施工是在建筑的主體結(jié)構(gòu)、門窗安裝完成后才開始進(jìn)行的，在保溫和裝飾的施工過程中存在大量的重復(fù)性工作，施工效率低，而且在無形中也延長了工期，裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑大多數(shù)采用的是工廠預(yù)制模式，一部分工序由現(xiàn)場轉(zhuǎn)移到工廠，在建筑主體結(jié)構(gòu)施工的過程中便可以將墻板加入裝配工序進(jìn)行構(gòu)件組裝，能夠減少人工鋪貼環(huán)節(jié)，節(jié)省大部分的砌筑和抹灰的工序，極大縮短了建筑工期，與傳統(tǒng)的建筑模式相比可以節(jié)約三分之一的建設(shè)周期，并且傳統(tǒng)建筑保溫施工的人工費(fèi)用開支較大，預(yù)制裝配可以節(jié)省人工的25%～30%的用工量，極大的節(jié)約了工程成本。

2.3 節(jié)能、環(huán)保優(yōu)勢

傳統(tǒng)建筑保溫多采用內(nèi)保溫的形式，會(huì)占用較大的室內(nèi)空間，裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑多采用外掛保溫板的方式，將保溫層做到室外一側(cè)或者是墻體中間，在保證保溫效果的同時(shí)能提高室內(nèi)空間的利用率，而且在裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的施工現(xiàn)場，采用預(yù)制構(gòu)件只需要用吊車將構(gòu)件吊往指定部位安裝完成即可，相對與傳統(tǒng)的建筑施工省去了現(xiàn)場混凝土、砂漿澆筑的工序，減少現(xiàn)場濕作業(yè)，施工更加綠色環(huán)保。

2.4 防火、防水優(yōu)勢

我國建筑目前多數(shù)采用有機(jī)保溫材料，材料驗(yàn)收后都是進(jìn)場存放，如果防雨防火措施不到位容易出現(xiàn)施工事故，但是傳統(tǒng)建筑施工中電焊明火作業(yè)又必不可少，如果監(jiān)管不到位，會(huì)存在保溫材料失火的安全隱患，裝配式建筑采用工廠預(yù)制保溫墻體，能夠有效避免保溫材料的著火、泡水的現(xiàn)象。

3 裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑外墻的保溫技術(shù)

根據(jù)《裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定：建筑對于外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的選型可以根據(jù)建筑類型、結(jié)構(gòu)來設(shè)置。裝配式建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)墻體可選用預(yù)制夾心保溫墻體、預(yù)制混凝土外掛墻板、建筑幕墻等多中類型，墻體與主體結(jié)構(gòu)的連接方式很多，工程實(shí)踐中考慮到安全和施工的方便，多采用分層懸掛或承托的形式。

3.1 預(yù)制夾芯保溫墻體

又可稱為三明治墻，墻體結(jié)構(gòu)由外葉墻、保溫隔熱層、內(nèi)葉墻、固定連接件構(gòu)成，保溫材料有無機(jī)類和有機(jī)類，無機(jī)類的材料主要使用巖棉和礦棉，其耐火等級(jí)高，但是成本也高，有機(jī)保溫材料常用的有EPS、XPS、聚氨酯等，保溫性能好而且造價(jià)低，但是耐火性能低于無機(jī)材料，不過夾芯保溫墻體是將保溫材料置于不燃的混凝土板或者磚墻之間，然后再用連接件將保溫材料與內(nèi)外葉墻連接在一起，能夠有效解決有機(jī)保溫材料的耐火性、耐久性問題缺陷，并且夾心保溫墻體是在工廠預(yù)制生產(chǎn)作業(yè)，能夠保證墻體的質(zhì)量，施工效率高，經(jīng)濟(jì)效益好。

3.2 預(yù)制混凝土外掛墻板

預(yù)制混凝土外掛墻板有兩種形式，保溫層設(shè)置于圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)，保溫層設(shè)置于圍護(hù)結(jié)構(gòu)外側(cè)即靠近室外的一側(cè)，預(yù)制混凝土外掛墻板作為一個(gè)整體，可以是整塊板或者是條板，同樣是在工廠預(yù)制，施工現(xiàn)場裝配，墻板質(zhì)量可靠，安裝施工便捷，而且混凝土具有可塑性，墻板可以結(jié)合建筑設(shè)計(jì)做相應(yīng)的裝飾造型;對于內(nèi)保溫墻板要對保溫材料采取補(bǔ)強(qiáng)措施，以滿足后期裝修、打掛的強(qiáng)度需求;無論內(nèi)外保溫，外掛墻板都需要考慮荷載、風(fēng)壓、震波、撞擊的影響因素，保證墻板與主體結(jié)構(gòu)的可靠連接，確保墻體符合建筑使用要求，另外還要注意熱橋現(xiàn)象，保證墻體能充分發(fā)揮保溫隔熱性能。

外墻保溫采用的結(jié)構(gòu)和材料都應(yīng)當(dāng)從建筑構(gòu)造的可行性和功能性的角度出發(fā)，選擇能夠滿足使用條件的自重輕、具有一定強(qiáng)度的、隔熱保溫、防火防潮、隔音的材料，積極研發(fā)適合嚴(yán)寒地區(qū)的符合設(shè)計(jì)要求的節(jié)能新型復(fù)合墻板，對推動(dòng)裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑在工程實(shí)踐中的應(yīng)用具有重要意義。

參考文獻(xiàn)

[1] 彭軍.裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅關(guān)鍵技術(shù)研究與工程實(shí)踐[D].合肥工業(yè)大學(xué)，2017.

[2] 李世堯.鋼結(jié)構(gòu)建筑墻體構(gòu)造方法研究[D].河北工業(yè)大學(xué)，2014.