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摘要：为研究新型建筑绿色节能保温结构一体化技术的工程性能，从节能设计、结构设计和施工工艺三个方面深入分析了该技术的节能效果和可行性。进一步结合现有技术探讨了保温结构一体化技术的经济性，发现该技术能够从有效解决工程建设时间成本、经济成本和维护成本，具有较强的经济优势。
关键词：绿色施工，建筑节能，一体化技术，装配式结构，经济效益
0引言
近年来，由于淡水河砂资源短缺、能源使用速度过快等问题，我国提出了绿色建筑施工技术理念[1-3]。建筑保温技术是实现建筑节能、绿色建筑施工的重要手段[4-5]，因此研究并发展新型建筑绿色节能保温具有重要意义。康体等[6]提出一套完整的建筑保温节能施工方案，并提出了针对上述三个角度的具体处理措施，为我国房屋建筑绿色节能施工提供了良好的借鉴作用。文常松等[7]基于国内外绿色建筑节能施工技术研究现状，系统全面的分析并探讨了绿色建筑外墙保温施工技术存在的问题和应用现状，为进一步提出处理措施奠定了坚实基础。杨愦绪等[8]基于某房屋建筑工程指出其保温结构施工中存在的问题，进一步从新型建筑材料的选用角度提出了一种新型节能保温施工技术。综上所述，现有研究成果多是通过引入新型保温材料或建筑材料实现建筑保温节能效率的提升。本文提出一种新型保温结构一体化技术的技术，并从节能设计、结构设计、施工工艺和经济成本等方面深入分析了该技术的可行性，以期为推动我国绿色节能施工的发展提供了一定借鉴作用。
1工程概况
我国西南地区某工程应急响应中心项目主要由医疗中心、消防站、警察署和政府安保大楼等4栋建筑构成，总建筑面积约7780m2，合同工期为584天。项目主要施工范围包含结构框架混凝土约10000m3，空心砖砌筑墙体10000m2，石膏板墙1200m2，室外GRC装饰挂板1200m2，室内水电预埋及安装，室内吊顶装修约8500m2，大理石地面铺设面积5000m2。此外，还包括电力设备安装，地下泵房及设备，污水处理系统及灌溉系统，室外绿化、道路及装饰。为响应国家绿色建筑政策，拟采用节能、节水、节地等系列措施。
2新型节能保温结构一体化技术
2.1一体化技术
保温结构一体化技术是指通过一定的技术手段，实现建筑保温层和主体结构同步施工完成的新型施工技术，其主要重点是使得结构同时具有承载和保温的重要特性。本文所提出的保温结构一体化技术是基于夹心保温技术提出的新型保温技术，相对于传统的外墙保温技术和内保温技术，其具有防水保温性能好、适用性广、施工限制少等特殊优势[9-10]。图1a所示为基于夹心保温技术施工得到的夹心保温墙。由图1a可知，夹心保温墙主要由外墙、保温层以及内墙组成。基于夹心保温技术，本文提出一种改进的保温结构一体化技术。该技术条件下复合墙体的构造如图1b所示。由图1b可知，保温结构一体化技术下墙体也主要由外侧混凝土保护层（厚度大于50mm）、保温层（厚度30mm）和内测混凝土剪力墙（厚度160mm）组成。不同的是相对于夹心保温强，保温结构一体化复合墙利用三维斜插钢筋，将三者之间紧密的联系起来形成了一个整体，使其更适用于新型绿色装配式建筑施工环境中。
2.2节能设计
在该墙体中，由于保温层的存在，已经基本能够满足建筑设计节能标准，需要特殊考虑的因素是由于三维斜插腹筋的存在，起到了很好的“热桥”作用。其将热能由高温外墙传导到低温内墙（夏季），或由高温内墙传导到低温外墙（冬季），降低了建筑的保温效果。因此，需要对复合墙体展开热工分析，分析结果如表1所示。由表1可知，随着斜插腹筋用量的逐渐提升，复合墙体的传热系数逐渐升高，二者之间呈线性正相关关系；复合墙体的热惰性指标逐渐降低，二者之间呈负线性相关关系。根据《公共建筑节能设计标准》（GB50189-2005），通过合理控制斜插腹筋的使用量，能够使得结构一体化的复合墙体仍能够满足该规范标准要求。
2.3结构设计
考虑到上述改进的保温结构一体化技术复合墙体，需要同时满足建筑设计承载要求，因此需要进一步确定网架板构造，使其达到建筑设计承载要求。有文献提出，要满足复合剪力墙两侧混凝土协同工作，可以通过提升斜筋的用量以达到要求。按照本文所提出的基本构造（图1b）及斜腹筋数量进行验算，发现当斜插腹筋量在0.10%能够满足结构设计要求。此时复合墙体内外侧混凝土能够很好的协同工作。
2.4关键工艺
改进的保温结构一体化技术复合墙体的施工流程，与传统外保温或内保温墙体具有很大的差别，因此需要特殊关注关键施工工艺。改进的保温结构一体化技术复合墙体主要施工流程如下：内测剪力墙钢筋绑扎→保温层安装→斜插腹筋安装→模板架设及混凝土浇筑→模板拆除→外墙施工。施工完过程中的一体化结构复合墙体如图2所示。
3经济性分析
经计算可知，在3种保温结构类型中，外墙外保温系统组成的单价最高，达到436.72元/m2。外墙内保温和保温结构一体化的单价分别为402.14元/m2和408.31元/m2，相较于外墙外保温要分别低出7.92%和6.50%。由此可见，保温结构一体化的工程建设经济成本要低于外墙外保温系统，但高于外墙内保温系统。从工期成本分析，由于一体化保温结构技术能够实现结构主体和保温层的同时施工，大幅度减少了建筑整体的施工时间，促进了资金的周转流动速度，间接创造了更多的经济价值。从维修成本分析，一体化结构的整体性高，使用寿命与主体结构一致，降低了使用阶段的维修成本。
4结论
为实现绿色节能建筑建设目标，本文提出一种新型保温结构一体化技术的技术，并从节能设计、结构设计、施工工艺和经济成本等方面深入分析了该技术的可行性。研究主要结论如下：改进的保温结构一体化复合墙利用三维斜插钢，筋将三者之间紧密的联系起来形成了一个整体，增强了复合剪力墙的整体性。通过合理控制斜插腹筋的使用量，使得结构一体化的复合墙体能够满足该规范标准要求。随着斜插腹筋用量的逐渐提升，复合墙体的传热系数逐渐升高，热惰性指标逐渐降低。保温结构一体化的工程建设经济成本低于外墙外保温系统、高于外墙内保温系统。一体化保温结构技术具有施工工期短、维修成本极低等特殊优势，整体经济性评价更高。
作者:刘相超 单位:中铁十八局集团国际工程公司
