[摘要] 現有建筑節能技術僅僅是“治標”而不“治本”。傳統保溫技術有工序多、造價高、效果差、壽命短等顯著缺點。本文提出了一種全新的建筑節能保溫技術———自保溫混凝土房屋結構體系。該體系實現了兩大突破: 一是混凝土節能技術的根本突破, 二是自保溫混凝土建筑工廠化的突破。本文結合理論依據和實際工程, 著重研究自保溫混凝土房屋建筑工業化集成。

[關鍵詞] 自保溫混凝土房屋; 建筑工業化; 工廠化

1 引言

　　國家建設部提出了我國建筑節能發展的兩個階段目標: 第一階段, 到2010 年城鎮建筑達到節能50% 的設計標準, 部分大城市達到節能65% 的標準; 第二階段, 到2020 年, 新建建筑, 我國東部地區實現節能75% , 中部和西部地區爭取實現節能65% 。江蘇省“十一五”建筑節能工作的總體目標為: 城市( 含縣城) 新建住宅全部達到國家和地方標準規定的節能50% 的標準, 有條件的鄉鎮參照實行; 2010 年住宅建筑啟動實施節能設計65% 的標準。

　　我國現有的外墻保溫措施大致有兩種:( 1) 外墻漿體材料外保溫技術只能滿足節能30% 的設計標準;( 2) 外墻板材外保溫技術的上限也只可能節能50% 。而且這兩種節能技術都存在工序多、造價高、安全性差、使用壽命短等顯著缺點, 均不能滿足今后建筑工業化的發展和需求。

　　自保溫混凝土房屋結構作為一種全新的建筑整體性節能保溫技術, 具有極大的優越性。該系列技術的優點如下:

　　( 1) 最大限度地實現建筑節能設計標準的預期目標, 使住宅房屋的節能效果達到65%以上;

　　( 2) 建筑保溫材料由于置于結構內部, 使用壽命可長達50 年以上;

　　( 3) 大部分混凝土構件實現工廠化生產, 現場拼裝,保證了建造的高質量;

　　( 4) 自保溫混凝土結構的墻體比普通的墻體直接造價要低20%～25% 。

2 自保溫混凝土房屋技術分析

　　自保溫混凝土房屋結構的標準定義是: 豎向分結構和水平分結構全部采用或部分( 至少是房屋周邊的豎向分結構) 采用自保溫混凝土結構構件的房屋結構。

　　這種自保溫混凝土房屋結構體系包括墻體、樓板、連梁等( 見圖1) , 其特征在于: 墻體中包括預制保溫混凝土墻體和現澆混凝土墻體, 兩者疊合澆筑為一體, 預制保溫混凝土墻體為一面覆有保溫材料層的混凝土板。連梁與外墻的連接處, 現澆連梁與上下現澆混凝土墻體澆筑為一體, 連梁的外端面覆有保溫材料層;在樓板和連梁的連接處, 現澆連梁與所述樓板現澆為一體。

　　該系列核心技術已在國家知識產權局和國際PCT組織獲得專利技術, 具體內容:《一種自保溫混凝土房屋結構體系》、《一種復合保溫隔熱混凝土疊合承重墻》、《一種復合保溫隔熱混凝土疊合剪力墻》, 2007 年南京市的試點工程通過市建委組織的項目技術鑒定會, 并完成《自保溫混凝土房屋結構技術規程》的編制, 通過了江蘇省建設廳建設科技發展中心組織的專家組審定。自保溫混凝土房屋結構構造技術方面能夠滿足以下條件:

　　( 1) 能夠適用于多層和高層建筑: 疊合承重墻高度達到50 米、疊合剪力墻高度達到120 米, 均滿足7 度抗震結構要求, 整體性好;

　　( 2) 滿足我國各地區主體結構建筑節能設計規定的要求, 節能效果達到65%以上;

　　( 3) 便于制造預制構件, 方便施工, 宜于實現機械化和工廠化;

　　( 4) 安全可靠, 構件( 包括隔熱保溫措施) 的使用年限不少于50 年;

　　( 5) 具有良好的適應性, 能夠適應內部空間和立面造型設計的需要。

3 自保溫混凝土房屋建筑工業化集成研究

　　自保溫節能建筑工業化的內涵: 工業化系統= 工作體制流程。建筑樓體結構大部分將在工廠加工, 現場完成裝配, 整個建造過程基本達到發達國家在生產線上生產房子的情況。建筑工業化內部流程如圖2 所示。

　　自保溫混凝土房屋建筑工業化應從三個重要環節入手: 設計環節、制造環節、施工環節。

3.1 設計環節

　　設計環節是建筑工業化的起始點, 對整個工業化流程起到至關重要的作用。由于自保溫混凝土房屋結構體系技術是新研發出來的, 尚不成熟, 因此, 應當采用理論計算與結構試驗相結合的設計方法, 在結構設計和構件設計中的簡化和假定均應有理論或試驗的依據。初期, 設計時會遇到不少難題, 如:

　　( 1) 各級設計院通用的PKPM 計算工具沒有現成的套用程序, 只能套用相近模型;

　　( 2) 房屋技術公司設計的圖紙與設計院的原始圖紙存在對接和承擔責任的問題。設計環節必須不斷完善, 更加適應建筑工業化:

　　( 1) 設計院得到房屋技術公司的技術許可, 能夠出一整套的設計圖紙, 擔負全部責任;

　　( 2) 改進PKPM 計算軟件程序, 設計出專門的自保溫建筑計算模型, 便于計算;

　　( 3) 擁有完善的建筑部品體系, 能采用自保溫建筑的成套技術進行設計。

3.2 制造環節

　　工廠化生產是建筑工業化的最突出特征, 大部分的建筑部件在工廠內制造, 工廠化就意味著高質量。預制構件屬于薄壁混凝土板類構件, 需要預留接縫槽、吊環、線槽等; 幾何尺寸精度、構件承載力均有較高要求。預制廠是制造環節的核心企業, 在制造階段起到舉足輕重的作用。初期, 制造時會遇到不少難題, 如:

　　( 1) 預制構件中包括槽型板、七字板、異性板等特殊形狀板材、內貼保溫板材, 這對預制廠的技術水平要求較高;

　　( 2) 預制構件的設計圖由專門的房屋技術公司設計,預制廠只負責生產。制造環節必須不斷改進, 充分發揮工廠化的優勢:

　　( 1) 減少預制構件的規格, 從而能批量生產, 減少模具的成本;

　　( 2) 由房屋技術公司或設計院提供構件的基本要求,預制廠負責構件的設計、生產和銷售。

3.3 施工環節

　　自保溫混凝土房屋的施工方法與常規的施工方法有一定的區別, 其基本是干式作業, 只要經過一定的培訓, 大部分的施工單位都可以勝任。施工企業對房屋建造的質量、成本和工期都能有很好的把握。

　　施工環節需要在實際工程中不斷完善, 其優勢極其明顯:

　　( 1) 預制構件尺寸和重量由設計確定, 尺寸在1.5*2.6平方米之內, 單件重量不超過700 千克, 方便運輸吊裝;

　　( 2) 將預制板作為模板支撐, 施工時與現澆部分澆筑在一起, 不但整體性好, 也節省了大量施工模板的成本;

　　( 3) 預制構件內部可以留設管槽和孔洞, 其表面是混凝土面, 方便粉刷和后續裝飾工程。

4 結語

　　自保溫混凝土房屋結構體系實現了兩大突破: 混凝土節能技術的根本突破和自保溫混凝土建筑工廠化的突破。特別是節能建筑工廠化的突破將對整個建筑業起到非常深遠的影響。

　　從設計到構件制造再到現場施工, 整個建筑產業鏈必須得到整合。自保溫混凝土房屋結構體系是一個創新型的結構體系, 我們必須在接下來的實踐工程中, 不斷完善該體系。建造的過程管理和成果管理之間的信息共享十分重要( 見圖3) , 通過精益建造的手段, 不斷提高標準化程度, 使該結構體系更加符合建筑工業化的要求。

　　在今后的推廣應用中, 自保溫混凝土建筑產業鏈上的企業通過貫徹一種精益思想來達到對整個工程的質量、成本、工期的控制; 通過敏捷思想來實現企業快速響應市場的目的; 通過智能建造來促進企業硬件設施的改進和提高; 通過綠色建造來綜合考慮企業的經濟效益和社會效益的完美結合; 通過集成思想將整個建造程序進行集成,運用并行工程, 使建造效率大幅提高。結合外部的環境和內部的特征, 企業可以在不同的條件下考慮對以上策略的綜合利用, 同時隨著條件的變化而有所側重。