低碳节能装配式建筑技术浅析

进入21世纪以来我国的建筑行业进入了一个全新发展的阶段，并且节能已经逐渐的成为建筑创设阶段的一个重要的理念，被很多建筑行业所重视，人类社会的发展已经处于一个转折点，既能满足当代人的需求，又不损害后代人满足其需求，建筑师也应该将构建可持续发展的环境伦理观作为自己应有的道德意识和道德自觉，努力拓展自身的知识面，完善知识结构体系，在节能建筑的设计、实践和普及中肩负起神圣的使命。本文对建筑方案创设中的节能方案进行了详细分析，给有关的建筑行业人士提供一定的借鉴作用。


一、低碳节能建筑的概念分析
建筑原材料生产、制造往往消耗大量的能源，例如钢材、水泥的生产。一个建筑如果不合理使用了建筑原材料，就可能导致能源的浪费。将建筑从全寿命周期来看，它的各个阶段，规划，设计，建造，使用、拆除回收全过程，都应是节能或为节能服务的，同时，建筑全寿命周期内的能源的浪费应该是最优化的。单独考察建筑全寿命周期内的某个阶段可能是节能的，但有时它是靠牺牲其它阶段节能效果或消费太多高耗能原材料来获取的，这样的建筑从全局来看也是不节能的。为了在使用阶段节约能源，而在建造阶段消耗太多的能源，或者为在建造时消耗能源量节约，但在使用中却消耗大量能源，在拆除回收是也消耗太多的能源，权衡下来，虽然某阶段节能，但从整个建筑寿命周期来考虑，却没有节能，或节能效果并不明显。这样的建筑并不能达到建筑节能的。


二、建筑形态的节能设计方法
建筑的外围护结构表面面积越大，通过它与外界环境交换的热量就越多，因此，从节能的角度出发，通常要求建筑形体越简单规整越好。“体形系数S”就是用来衡量建筑外表面积相对大小的一个参数，它等于建筑物与室外大气接触的外表面积与其所包围的体积之比。我国公布的各种节能设计标准中对此均有明确的规定。对体形系数的深入研究表明，在各朝向外围护结构的传热情况均相同，建筑物高度也相同的情况下，平面形式为圆形时S最小，依次为正方形、长方形以及其它组合形式；如果每层建筑面积相同，则建筑层数越多，体量越大，S越小。高层建筑的体形系数通常远小于规范规定的0.3的界限。另一方面，还应注意到，建筑物获取太阳辐射的大小与朝向密切相关。正南朝向时，长宽比为5：1的长方形获得的太阳辐射是正方形的1.87倍，偏东或偏西450时为1.56倍，东西向时正方形的得热稍多。这些规定和变化增加了建筑设计的复杂性，而建筑师必须在功能、造型及节能目标中权衡，找出妥善的解决办法。


三、低碳节能装配式建筑技术应用
一般，装配式建筑在混凝土的墙面外侧都会装上一个挂板，这个挂板是用来装配钢筋混凝土的，在挂柱的内侧还设置了一个XPS板，这个XPS板的厚度一般为21毫米，用射钉固定在建筑外墙板内侧，此外，在墙面外侧与间层之间还填充了一块具有保温效果的棉保温板。

（一）建筑节能应用
装配式房屋建筑的屋面可以根据不同气候特征和室外温度状况，构建出不同形式墙体构造，一般，这种装配式建筑的节能效果往往能达到国家规定的节能标准，至少可以比一般的建筑节省58%的能耗。具体节能方式是在温度较高的地区，建筑墙面内安装的保温隔热板会和挂板共同构成具有通风效果的墙体结构，并且墙体之间会形成热对流，因此，可以使建筑室内的温度达到舒适效果；而在寒冷的冬季，建筑墙面内的保温层是由有导热功能的材料制成，这种材料具有保温性能和隔热性能，是一种复合式墙体，因此可以随着室内温度变化适当升温或降温。

（二）屋面及外窗的节能应用
一般，装配式房屋屋面结构为EPS-复合保温面板、防水面板、保温层面板以及屋面瓦面板。这种复合层保温屋面板可以直接固定在建筑墙面上，在面板夹层填充完成后，就可以实施处理，屋面可以涂抹约25毫米的泥浆保护层，并且屋面传热功率不能超过0.3瓦。外窗一般应用塑钢窗，玻璃为双层中空式的，具有一定的保温效果。装配式建筑地面处理一般都是从上而下操作的，如果建筑地面面层厚度为20毫米，就可以应用水泥砂浆找平层，如果地面面层厚度超过了60毫米，就可以应用复合式保温面层，地面面层超过70毫米可应用细石混凝土铺设，如果超过100毫米，热阻值要大于1.6瓦。

（三）抗震性能及防火性能
装配式建筑外墙一般都应用混凝土制成的建筑挂板，在建筑内墙面应用的混凝土墙板是由物理发泡形成的泡沫式条板。其具有一定的隔热功能，可以提高板面耐火性能；建筑挂板应用钢制挂件，还有钢梁安置在建筑墙面内，有效避免了建筑构件因高温而产生的断裂和燃烧，大大提高了建筑整体的防火性能。装配式建筑还具有一定的抗震、抗强风能力。建筑施工人员会在建筑墙面内安装钢柱和钢梁，使建筑墙面整体的硬度和稳固性提高，可以使墙面围护和承重的结构形成统一的整体，可大大提高建筑的抗震和抗风能力。以某建筑抗震试验为例，在震台上开展试验，以一个尺寸统一的房屋为抗震试验的房屋，按照震台的标准，模拟的面墙分为两层，在对结构模型实施不同强度的震动时，屋面各层结构没有发生剧烈震动，模型一直保持原状。而因为震动产生的损坏主要集中在周围前面裂缝处或者是固定铆钉松动处，在输入的地震波达到了0.3g以后才出现建筑外挂松动现象，在地震波达到0.5g时，建筑顶面的外挂结构出现了部分脱落，一层建筑外墙挂件出现局部缝隙，但是在整个试验过程中均没有发生过大面积的外挂板脱落滑移现象。

四、结束语
从以上论述的内容来看，本文主要对低碳节能的装配式建筑的具体应用进行了分析，并结合实际例子对这种具有节能效果建筑类型的意义进行了论述。综上所述，这种建筑类型无论是在构造上还是在材料的应用上都符合节能环保的要求，是值得推广的建筑形式。

参考文献：
[1]杨梅兰.民用建筑技术发展趋势探讨[J].建筑技术，2014.
[2]张中华.建筑节能减排的国际实践经验与启示[J].建筑技术，2014.