秦嗣晏

湖南方圓建筑工程設(shè)計(jì)有限公司，湖南長(zhǎng)沙 410000

裝配式建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)，作為促進(jìn)所處行業(yè)快速穩(wěn)定發(fā)展進(jìn)程的關(guān)鍵，其決定了涉及行業(yè)的健康穩(wěn)定發(fā)展水平。然而，在實(shí)踐設(shè)計(jì)工作中，相關(guān)人員并未將建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的節(jié)能控制效果充分重視起來，這就降低了結(jié)構(gòu)作用于建筑工程使用的可持續(xù)性。為此，研究人員應(yīng)從實(shí)踐角度出發(fā)，即對(duì)建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況與規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行分析研究，以提升實(shí)際設(shè)計(jì)工作開展的安全有效性。如此，裝配式建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的科學(xué)合理性，才能充分作用于實(shí)踐，以服務(wù)于現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)建設(shè)的全面發(fā)展進(jìn)程。

1 研究裝配式建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計(jì)的現(xiàn)實(shí)意義

當(dāng)前階段，裝配式建筑是指在設(shè)計(jì)階段完成標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、工廠化生產(chǎn)；在現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)階段，進(jìn)行裝配化施工、一體化裝修以及后期的信息化與智能化管理，來提高實(shí)現(xiàn)降低能源、材料、土地資源以及用水等資源的消耗目標(biāo)。而圍護(hù)結(jié)構(gòu)主要指圍繞建筑空間四周的門、窗以及墻體等結(jié)構(gòu)，用以抵御不良環(huán)境。根據(jù)其在裝配式建筑物中的位置，可劃分為內(nèi)外圍護(hù)結(jié)構(gòu)兩種。而目前的裝配式建筑大力發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)住宅的情況，使圍護(hù)結(jié)構(gòu)成為了裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅中重要的結(jié)構(gòu)組成。為此，設(shè)計(jì)人員應(yīng)從實(shí)踐角度出發(fā)，即對(duì)已建裝配式外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的節(jié)能設(shè)計(jì)情況進(jìn)行分析，在明確問題缺陷后，再著手進(jìn)行科學(xué)有效的設(shè)計(jì)優(yōu)化控制。

2 裝配式建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計(jì)現(xiàn)狀

研究表明，裝配式建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計(jì)工作中，主體結(jié)構(gòu)與圍護(hù)結(jié)構(gòu)的一體化設(shè)計(jì)還未實(shí)現(xiàn)。這是因?yàn)闊o論是結(jié)構(gòu)、工廠生產(chǎn)以及施工現(xiàn)場(chǎng)的安裝工作，均因市場(chǎng)環(huán)境多元以及融合復(fù)雜，阻礙了建筑工業(yè)化的快速發(fā)展進(jìn)程。

現(xiàn)階段，雖然相關(guān)管理部門針對(duì)墻體材料的市場(chǎng)發(fā)展提出了節(jié)能、節(jié)土以及環(huán)保要求，但建筑廢料與工業(yè)廢料的處理難度大，科學(xué)技術(shù)未跟上發(fā)展進(jìn)程，降低了多功能墻體材料的運(yùn)用效果。為此，相關(guān)人員應(yīng)從評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)工作出發(fā)，即為外圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計(jì)創(chuàng)造一個(gè)科學(xué)規(guī)范的環(huán)境，進(jìn)而提高節(jié)能設(shè)計(jì)的有效性。

對(duì)于裝配式鋼結(jié)構(gòu)的建筑物來說，其特征的體現(xiàn)是圍護(hù)結(jié)構(gòu)從傳統(tǒng)的承重型向非承重型結(jié)構(gòu)的重要轉(zhuǎn)變。但當(dāng)前的市場(chǎng)環(huán)境，裝配式鋼結(jié)構(gòu)配套的構(gòu)件發(fā)展水平不高，阻礙了外圍護(hù)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榉浅兄匦徒Y(jié)構(gòu)的進(jìn)程。因而，節(jié)能設(shè)計(jì)研究人員應(yīng)加大裝配式建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的配套體系構(gòu)建力度，以為外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的節(jié)能設(shè)計(jì)工作開展提供良好的市場(chǎng)環(huán)境。

3 裝配式建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計(jì)的優(yōu)化對(duì)策

3.1 樓板與屋面板節(jié)能設(shè)計(jì)

作為裝配式外圍護(hù)結(jié)構(gòu)中的水平構(gòu)件，樓板與屋面板的作用是承受結(jié)構(gòu)的豎向荷載，并傳遞水平向的荷載。目前，可供裝配式結(jié)構(gòu)住宅建筑物選擇的樓板與屋面板組合主要有四種，即壓型鋼板現(xiàn)澆混凝土組合樓板與屋面板、纖維水泥鋼結(jié)構(gòu)樓板與屋面板、預(yù)制加氣混凝土樓板與屋面板以及ASA泡沫混凝土樓板等。

對(duì)于壓型鋼板現(xiàn)澆混凝土組合樓板與屋面板組合來說，其節(jié)能設(shè)計(jì)可分為組合樓板與非組合樓板兩種。此過程，壓型鋼板組合中的壓型鋼板不僅能夠起到模板的作用，還能在受力作用過程與建筑物的混凝土樓板起到聯(lián)合承受力作用。

纖維水泥鋼結(jié)構(gòu)樓板，作為一種能夠承受荷載較多、密度較大且多作用于鋼結(jié)構(gòu)的樓板。其作用于鋼結(jié)構(gòu)的節(jié)能設(shè)計(jì)后，纖維水泥鋼結(jié)構(gòu)樓板將發(fā)揮出自重輕、導(dǎo)熱系數(shù)低、構(gòu)造簡(jiǎn)單以及良好的保溫性能等，能夠?qū)崿F(xiàn)外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)模式目標(biāo)。

預(yù)制加氣混凝土樓板與屋面板，是經(jīng)過西方國(guó)家應(yīng)用認(rèn)可的技術(shù)較為成熟的板。這是因?yàn)椋A(yù)制加氣混凝土板不燃且不會(huì)出現(xiàn)老化與腐蝕問題，能夠大幅提升樓板使用的耐久性以及與其他建筑結(jié)構(gòu)材料的適用性。此外，當(dāng)其作用于實(shí)踐，還能為裝配式建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的節(jié)能設(shè)計(jì)提供隔熱、保溫以及防潮防水等性能效果。因此，結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)裝配式建筑的實(shí)際情況與建設(shè)要求，將預(yù)制加氣混凝土樓板與屋面板作為優(yōu)化控制手段。

而ASA泡沫混凝土樓板，其是由薄壁型鋼與發(fā)泡混凝土經(jīng)特殊構(gòu)造連接而成的。此外，其在結(jié)構(gòu)作用過程中，能夠以防火性能耗，即耐火極限在4h左右的情況下，有效控制聲音的傳播，進(jìn)而強(qiáng)化樓板與屋面板結(jié)構(gòu)的保溫隔熱效果。這是因?yàn)樵摌前鍍?nèi)部存在大量且密閉的微孔。根據(jù)上述幾種外圍護(hù)結(jié)構(gòu)樓板與屋面板的作用情況，節(jié)能設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)裝配式工程的實(shí)際情況，確定相應(yīng)的設(shè)計(jì)內(nèi)容。

3.2 外窗與窗墻比設(shè)計(jì)

對(duì)于不同塑鋼的窗戶來說，其在南向外窗不同的窗墻比條件下建筑采暖與制冷總負(fù)荷，可用DeST-h能耗模擬軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)分析。由于不同形式的外窗會(huì)隨著南向窗墻比的增加。而全面建筑總負(fù)荷量的增加，會(huì)是不同形式的外窗作用穩(wěn)定性帶來影響。因此，節(jié)能設(shè)計(jì)人員應(yīng)在明確不同外窗作用規(guī)律的情況下，來進(jìn)行設(shè)計(jì)選用。中空玻璃塑鋼窗與單框雙層塑鋼窗負(fù)荷量，明顯小于單層玻璃塑鋼窗，但其漲幅較為緩慢，因此，裝配式建筑的南向外窗應(yīng)優(yōu)先選用中空玻璃塑鋼窗與單框雙層塑鋼窗。據(jù)權(quán)威數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，當(dāng)窗墻比在0.6以內(nèi)時(shí)，節(jié)能設(shè)計(jì)人員應(yīng)優(yōu)先選用中空玻璃塑鋼窗；反之大于0.6時(shí)，則應(yīng)優(yōu)先選用單框雙層塑鋼窗。

3.3 外圍護(hù)墻體設(shè)計(jì)

要想提高裝配式建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的節(jié)能環(huán)保效果，應(yīng)增加綠色建材與新型墻體材料的運(yùn)用。目前，可供節(jié)能設(shè)計(jì)選擇的墻體材料主要為，外掛式的保溫復(fù)合墻體、預(yù)制保溫夾心板、外墻聚合物水泥聚苯保溫板以及硬泡聚氨酯噴涂外墻外保溫材料等。對(duì)于外掛式保溫負(fù)荷墻體踩啦來說，其是由玻璃棉、硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料板、巖棉以及聚苯乙烯泡沫板組成。其中玻璃棉與巖棉多用于外保溫復(fù)合墻體；硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料板與聚苯乙烯泡沫板起到的是防水防潮作用。當(dāng)上述幾種墻體材料作用于裝配式建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的節(jié)能方面后，不僅滿足了外圍護(hù)墻體的保溫、隔聲以及防水防潮的功能作用，還能大幅降低墻體的厚度。此外，基于外掛式的安裝方式設(shè)計(jì)，梁、柱以及節(jié)點(diǎn)部位等主體結(jié)構(gòu)就不會(huì)受到風(fēng)蝕、雨淋以及日曬等影響，大幅提升了結(jié)構(gòu)作用的節(jié)能效果與耐久性效果。

此外，為提高外墻在不同傳熱系數(shù)下對(duì)負(fù)荷的影響，節(jié)能設(shè)計(jì)人員可根據(jù)總負(fù)荷與保溫層厚度之間的關(guān)系來對(duì)裝配式建筑的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化控制。

3.4 長(zhǎng)效節(jié)能裝配式建筑設(shè)計(jì)

外圍護(hù)結(jié)構(gòu)體系的預(yù)制，就是采用復(fù)合方法，將鋼筋混凝土外墻模與外墻保護(hù)材料構(gòu)造結(jié)合起來，并結(jié)合保溫材料的厚度與品種來提高保溫性能的靈活性。其保溫材料的品種和厚度可以根據(jù)實(shí)際的保溫性能靈活選擇，不受體系限制。預(yù)制鋼筋混凝土面板可以有效阻止水氣進(jìn)入板內(nèi)，阻止自然環(huán)境中的凍融循環(huán)、大氣污染物、CO2對(duì)外墻板的破壞作用。外墻飾面所選用的外墻涂料亦對(duì)墻板結(jié)構(gòu)起到一定的保護(hù)作用。保溫材料處于發(fā)揮其熱工特性的最佳環(huán)境之中，隔絕了自然環(huán)境中的陽(yáng)光、空氣、水氣、CO2對(duì)保溫材料的侵蝕作用。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，裝配式建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的節(jié)能設(shè)計(jì)工作，應(yīng)在明確當(dāng)前節(jié)能設(shè)計(jì)工作過程面臨的局限問題情況下，才能提升節(jié)能設(shè)計(jì)控制的有效性。如，結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)裝配式建筑的實(shí)際情況與建設(shè)要求，將預(yù)制加氣混凝土樓板與屋面板作為優(yōu)化控制手段?；谕鈷焓降陌惭b方式設(shè)計(jì)，梁、柱以及節(jié)點(diǎn)部位等主體結(jié)構(gòu)就不會(huì)受到風(fēng)蝕、雨淋以及日曬等影響，大幅提升了結(jié)構(gòu)作用的節(jié)能效果與耐久性效果。事實(shí)證明，只有在明確各類外圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能特性的情況下，才能使設(shè)計(jì)工作的開展起到事半功倍的效果。故而，裝配式建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作人員應(yīng)將上述分析內(nèi)容與科研結(jié)果更多地作用于不同環(huán)境條件的施工建設(shè)，進(jìn)而推動(dòng)涉及行業(yè)的快速穩(wěn)定發(fā)展。