严星 阳漾 张欢中建五局土木工程有限公司

摘要：随着我国国民经济和社会建设的持续、快速、健康发展，建筑业对节能的需求日益增长，再次成为世界广泛关注的焦点。现代装配式结构建筑以其现代化的工业化和高度集成的施工生产线和施工工艺，再次被业界倡导在现代建筑中广泛应用。同时，多种节能环保技术可应用于我国现代装配式结构建筑的保护层结构，可快速实现现代建筑全寿命的有效节能，对推动我国现代建筑节能环保的可持续发展进程具有一定的理论意义和实际应用价值。

关键词：新型节能材料；预制建筑；节能结构；保温技术

2020年8月，住建部发布《关于加快新型建筑产业化发展的若干意见》，明确要求以新型民用建筑材料产业化模式带动我国建筑业全面实现转型，转型升级，促进我国建筑业的优质可持续发展，充分的事实表明，新型装配式建筑在我国具有广阔的发展市场和优惠的政策支持。

一、装配式建筑围护结构节能设计概述

装配式建筑施工质量较高，施工速度较快，可在很大程度上节约施工人力投资，受气候条件限制较小。预制建筑施工中使用的构件在工厂实现工业化，如外墙板、内墙板和其他建筑构件。现场只需组装安装，大大减少了现浇工程量，可大大提高预制房屋的整体施工效率。在装配式节能建筑的整体施工设计过程中，可根据主体建筑的节能施工情况，直接进行建筑装饰施工的安装系统和综合节能设计系统的施工。另外，在建筑构件的整体节能标准化施工设计中，可以充分利用企业信息管理技术进行整体节能管理，从而有效提高装配式节能建筑的整体节能生产和施工效率，进一步保证装配式节能建筑的整体施工过程速度和建筑材料质量。建筑围护结构构件是装配式节能建筑的重要组成部分。在设计建筑围护结构构件的整体节能建筑时，必须能够确保其建筑热工技术性能指标能够满足国家有关大型建筑节能工程设计标准的规定，同时，建筑热工技术性能指标的整体节能评价需要按照国家相关评价规则进行，以有效保证其在围护结构中的节能建筑设计和施工效果。

二、低碳节能装配式建筑的优势

2.1能源损耗的降低

这些建筑大多在建成并投入使用后，会直接造成环境污染和大量的废弃物。同时，它们也消耗了大量的节能。但是，如果我们能够在后期此类建筑的设计过程中应用和学习一些低碳、高节能的环保设计理念，在以后的施工和投入使用过程中，它肯定会大大降低或达到建筑设计能耗的68%左右。根据这一系列统计数据，英国、瑞典等一些西方发达国家的业内外研究者积极提出了零环境污染、零能耗的建筑设计环保理念。

2.2环境美化

一般来说，由于自然界中各种环境空气的协调性差，这些绿色建筑和室外建筑已经成为整个自然界不可分割的一部分，无法相互沟通和整合，尤其是位于城市和居住区的绿色住宅，封闭式温室的设计及其建筑艺术形式可能给其日常的人类健康和生活带来不利的自然环境影响。如果充分考虑这种新的低碳、环保的绿色建筑设计艺术形式及其理念，这种绿色建筑的室内外自然环境空气可以很好的整合和循环，形成全社会的自然空气对流，当调节系统启动时，不同区域气候的自然对流可以在经济帮助和改善室内环境方面发挥更大的作用。此外，长时间或长时间居住在这种绿色建筑中对人们的日常身体和健康生活有很大的好处。

2.3如何选择绿色建材的常用材料

许多绿色建筑材料不仅会消耗大量的建筑能源，还会直接释放有害的化学气体，直接污染周围环境。因此，例如，在板材加工和使用过程中，一些甲醛有害物质可能会直接释放，而钢筋混凝土中会直接释放一定量的三硫化物氰气体。这些有害物质和气体的大量释放不仅可能直接污染周围环境，而且会对人体产生直接的有害影响。因此，在选择绿色建筑材料时，也应将可再生能源利用、低消耗、低能耗作为绿色建筑材料，以更好地实现绿色、低碳、高节能的建筑设计理念目标。

三、装配式建筑围护结构节能设计策略

3.1屋面与楼板设计

在预制综合楼外围护结构设计和综合节能建筑设计中，首先要充分考虑与建筑结构楼板、楼盖有关的综合节能建筑设计和应用效果。由于结构楼板和建筑屋面板结构是预制综合楼外围护结构设计中两个重要的水平支撑构件，其主要节能功能不仅是承受围护结构的水平和垂直向上荷载，还可以传递结构的水平和向下荷载。现阶段预制式综合楼在结构楼板和建筑顶板结构的综合节能建筑设计中主要采用以下四种设计方法：一是由现浇板和混凝土楼板组成压型玻璃钢板。复合楼板和建筑屋面板的主要类型有压型复合压型楼板和非压型复合压型楼板。在压型复合钢板和非复合钢板实际应用的施工过程中，压型复合钢板可以支撑模板。同时，在对楼板进行加固的过程中，可与其他建筑物的钢筋混凝土楼板和楼板结构相结合，对其进行整体应力加固，从而提高外墙和围护结构楼板的整体综合应力和强度。二是纤维板与水泥压型钢结构组合楼板。这种新型建筑节能结构可广泛应用于建筑和钢结构的各种节能建筑楼板中，因为节能楼板的建筑底板在承受较大重力时荷载大、密度高。建筑钢结构楼板中的节能建筑楼板是指在设计制造工作完成后，建筑钢结构楼板中的纤维板和节能水泥板节能楼板不仅可以充分应用，同时也充分发挥其自身重量轻、导热系数和热阻运动系数低、结构简单的各种节能建筑优势。三是预制加气新钢筋混凝土楼盖和各种建筑结构的屋面板。这是各种建筑结构楼板和各种建筑结构屋面板的建筑设计中使用的两种材料之一，在西方发达国家已广泛用于建筑工程设计和这种装配式建筑结构楼板的使用。用该材料预制的新型加气钢筋混凝土板，不易造成建筑楼板易老化、耐热、耐腐蚀等各种问题，且具有很强的耐热性和阻燃性，能在很大程度上有效提高该结构的建筑楼板的综合施工能力和使用寿命，能有效保证建筑结构楼板与其他结构建筑材料的相互作用适应性。

3.2外围护结构的节能方案

预制房屋原围护结构节能方案包括普通中空玻璃塑钢窗、EPS夹芯保温墙、EPS外保温屋面。新装配式高层住宅建筑的方向，形状控制系统的数值，外窗墙的设置及内外窗墙的浇筑面积分配比完全符合我国《住宅建筑节能设计标准》中《高层建筑及工程围护结构热工设计规范》的常规技术要求严寒和寒冷地区的建筑物。

3.3窗墙比设计方案

由于门窗墙面积比不均匀，将直接影响南行建筑通风、采暖、建筑制冷的总散热负荷。为了使窗户和外墙的分析和设计更加科学合理，可利用其DeST-h建筑能耗指标模拟分析软件对南向建筑的采暖能耗进行详细分析。随着南窗与建筑外墙面积比的不断变化和增大，外窗面积比的形式不断变化，增加了南窗建筑的总冷负荷，并在一定程度上直接影响外窗的稳定性。

3.4建筑节能的应用

预制保温房屋建筑的室外屋面结构可以根据不同地区的气候条件特点和室内外温度的变化，建造出不同建筑形式的外墙保温结构。一般来说，这种新型装配式房屋建筑的整体节能效果可以直接达到当前国家规定的建筑节能使用标准，与一般的壁挂板保温建筑相比，每年至少可以节约58%的室外建筑保温能耗。具体来说，在室外环境温度较高的室外高温区域，一般采用其他节能保温处理方法，一般采用需要安装在建筑物室外主墙内的室外保温材料层和保温板，与外墙挂板结合，形成保温通风、保温良好的室外-室内墙体保温材料结构而两个室外墙体之间的冷空气对流将直接接触形成热对流。

3.5外围护墙体设计

为逐步提高建筑节能的技术水平，对建筑装配式新建筑的外墙内围护结构进行施工设计，在节能设计过程中，应高度重视新型建筑绿色建材和建筑墙体保温材料的推广应用。现阶段，新建筑围护结构外墙施工设计和墙体建筑节能施工中普遍采用的新型绿色建材主要有预制建筑保温材料、夹芯板、外保温和复合建筑墙体，用于建筑外墙保温材料的改性聚合物保温水泥改性聚苯乙烯保温板和硬软泡沫改性聚氨酯泡沫。建筑外保温和复合建筑墙体保温材料的主要构件是由硬质泡沫玻璃棉和各种硬质改性聚氨酯泡沫板、聚苯乙烯泡沫板等岩棉材料制成。这些玻璃棉和岩棉材料在外墙保温和复合建筑墙体设计中有着广泛的节能应用。这些新型建筑外墙保温材料广泛应用于装配式新型建筑外墙内围护墙的节能施工设计过程中，可有效提高保温、防水、保温性能，最大限度地提高外墙内围护墙的隔音隔热性能。

四、整体装配式建筑节能技术

4.1太阳能利用技术

中国幅员辽阔，跨越多个纬度，大多位于高原和丘陵地区，太阳能发电资源丰富。寒冷高原地区基本上包括我国太阳能资源分布丰富的地区、富裕地区和中等地区。这些应用区域的年平均日照时数远大于2000小时，总辐射强度远大于5852mj/cm2，这为建筑太阳能的综合利用提供了良好的环境前提。目前，太阳能电池板在预制节能建筑中的综合应用主要包括光电和建筑光热的综合利用。太阳能电池板的光热综合利用主要是通过太阳能集热处理装置收集太阳光的所有热辐射，利用各种物质之间的相互作用，将其转化为其他热能，然后综合利用，例如，日常使用的太阳能热水器通过阳光将热水器中的水或导热液体加热，然后储存和使用。光电能量利用和功率转换控制技术的主要功能是通过采用光电能量和功率效应转换技术的控制系统装置，将太阳能的所有辐射转换为光伏太阳能，光电能量利用电能转换技术控制系统装置的主要功能是通过光伏并网发电电能效率转换技术利用太阳能发电，将两个太阳能点之间的光伏电能效应进行转换半导体，被称为光伏太阳能并网发电，可广泛应用于各种高层建筑，自动并网连续运行及其工作原理模式主要分为两种主要工作模式：微机独立自动并网连续运行和自动独立并网连续运行。

4.2地热能利用技术

为了有效应对当前全球复杂的气候变化和各种大气环境污染，地热能作为一种清洁的采暖能源在社会上得到了越来越广泛的应用。由于中国不同的大地构造地理位置和不同的地热利用背景，中国的高温地下热能可细分为低冷、高温、高热对流型中温和低温高热对流型，中低温对流传导型。目前，我国寒冷高原南部的热能利用资源主要有低温、高温、高热对流型高冷地热和中低温、低温、高热传导型对流地热。藏南地区普遍存在高温高冷对流地热。中低温对流传导型具有很大的发展潜力。北京、天津、西安等城乡正在大力推广这类资源。

4.3自然通风技术

自然通风是一种利用自然资源实现通风的方法，不依赖于传统的空调设备，从而保持适宜的室内环境。其原理是利用室内外温差和风压差产生的通风压力实现通风。它不仅可以有效地制冷除湿，改善室内热环境，而且可以替代或部分替代机械通风和空调制冷。风压和空气热压系统是室内自然通风的两大核心和主要驱动力。通过适当控制风压或采用热压方案，可直接实现室内自然通风。两者可以单独使用，也可以结合使用。空气压缩机的通风原理是当自然风压作用于建筑物的整体表面时，在整个建筑物的整体表面内会产生一定的压力，使建筑物内的气流流动。典型的风压通风建筑形式包括风塔和翼墙。其中，翼墙是一种人为制造风压差的建筑设计。热压建筑的自然通风又称烟囱效应，其实际应用主要依赖于现代建筑设计和自然通风质量控制系统技术。热压通风的设计目标是增加空气交换，提高通风效率。建筑热压通风设计的主要手段可分为两类：中庭通风和太阳辐射增强通风。其原理是增加室内和室外的温差，以便更多的空气被加热并从建筑物上部排出。双层玻璃幕墙和通风屋面可实现太阳辐射增强通风。

4.4中国水利与绿色照明技术

绿色建筑融合了多种节能技术，共同发挥作用。除了自然通风、太阳能利用和地热能利用等上述技术外，还包括绿色照明技术和水循环利用。普通建筑和预制建筑应尽可能使用自然光照明。此外，还应使用高效节能的LED灯。同时，根据建筑内房间的功能差异设置光强。此外，在照明时间较短的场所（楼梯间、储藏室）在使用时间较短的场所设置声控开关，避免不必要的能源浪费，达到绿色照明的效果。水循环利用技术和绿色照明可以直接或间接降低预制建筑的运行能耗，有效提高资源利用效率。水循环主要包括再生水和雨水循环，可直接用于冲洗厕所和灌溉花园。它不仅可以降低污水处理的能耗，还可以减少日常自来水的供应。

结语：

不断加强预制构件房屋建筑的技术管理，制定严格的行业规范和技术标准，实现从产品设计制造到生产建设的节能、环保、高效的技术目标，为中国建材产业的可持续发展和进步奠定坚实的技术基础。

参考文献：

[1]雷瑶.浅析装配式建筑围护结构的节能技术[J].智能建筑与智慧城市,2021(10):112-113.

[2]朱思潼,贺生云.装配式建筑围护结构节能技术研究[J].智能城市,2020,6(1):126-127.

[3]恽燕春,刘方宁,成燕燕,等.装配式建筑围护结构节能保温技术及应用[J].混凝土世界,2021(7):89-92.

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