大兴安岭勘察设计院 黑龙江 165000
摘要：为了比较传统建筑自保温建筑的能耗，本文将陶粒混凝土的三层模型房与现有建筑主体和外墙相结合，并根据以下方式改变主要材料或外墙材料，样板房模型设计。使用建筑能源模拟软件De ST-h，模拟了三种方案的建筑能耗。结果表明，与普通混凝土相比，结构中使用的结构混凝土节能19％，现浇陶粒泡沫混凝土墙与加气混凝土砌块墙相比节能21％。
关键字：陶粒混凝土; 结构自保温; De ST-h 软件; 建筑能耗; 外墙平均传热系数
前言
建筑节能问题已成为现代建筑技术发展中的一个重大战略问题，也是建筑技术发展方向的基本问题。近年来，在国家节能减排政策的推动下，中国的建筑节能和结构一体化技术得到了迅速发展，大大降低了建筑物的总能耗。中国是建筑业的大国。虽然建筑业是中国国民经济的支柱产业，但它也是一个主要的能源消费国。在这个阶段，中国的建筑业每年的住房面积约20亿平方米，接近全球年度建筑总量的一半，超过了所有发达国家的总建筑面积。据统计，现有建筑面积430亿平方米，仍有4/5是高耗能消费者，北方小镇取暖能耗占建筑总耗能量的36％，是建筑能耗的最大组成部分。本文分析了陶粒混凝土模型房屋的节能效果，并与普通混凝土建筑的能耗进行了比较。
1 分析方法
本文研究的结构是指LC30陶粒混凝土作为主要结构（梁，板，柱）材料，外墙为现浇LC5 0陶粒泡沫混凝土代替传统的加气混凝土砌块。不同于传统的围护结构节能分析，因为主要混凝土结构与外墙的传热系数差别很大，如果外墙不使用其绝缘措施，则由主体产生的热桥部分位于建筑物的周边，导致传热影响很大。模型房中使用的主要陶粒混合土仅为普通混凝土导热系数的1/3，从根本上提高了建筑主体的隔热性能。为了与传统建筑进行比较，在现有样板房的情况下，仅通过改变主体和外墙的材料，不改变模型房屋。然后，比较主要材料的能量消耗和比较外墙材料的能量消耗。可以通过热计算来计算热桥的传热系数，并获得外壁的平均传热系数。
2 外墙平均传热系数的计算
外壁的平均传热系数是通过主壁和热桥的传热系数的加权平均计算得到的。热桥部件的计算分为两类：由内外墙交叉处的混凝土结构柱产生的热桥;由承重结构（梁，板，柱等）产生的热桥。
2. 1热桥的计算方法
根据结构设计要求，在砌体外墙与内墙交叉处设置混凝土结构柱。其K值的计算应指定以下两个要求：
（1）保温系数的结构计算应与主墙的厚度相同。如果主壁具有内绝缘层或内抹灰层，则应分别包括与内绝缘层或内抹灰层相同厚度的内分隔壁或楼板的绝热系数值;如果主墙体有外部隔热材料或外部用于石膏层，则热桥位置也应包括在隔热系数值中。
（2）尽管热桥内部有一个内隔墙，但在计算传热传热系数时，应包括主壁内外表面之间的传热传热系数。
2.2溶液的平均外热导率
不同的结构系统具有不同比例。框架采用普通混凝土，外墙采用加气混凝土砌块外墙的平均传热系数。框架采用陶粒混凝土，外墙采用加气混凝土砌块外墙的平均传热系数。结构热柱计算参数框架采用陶粒混凝土，外墙采用陶粒泡沫混凝土外墙的平均传热系数。该结构主热桥的计算参数如图所示。全光页岩陶粒泡沫混凝土自加热现浇墙的施工过程适用于实际工程。施工完全机械化，墙体不需要抹灰，可以有效缩短施工周期，提高工作效率和房屋净面积，保证墙面保温性能。陶粒泡沫混凝土外墙不需要设置结构柱，因此没有结构柱热桥。外壁的平均传热系数计算为主壁和承重结构的热桥面积的加权平均值，并且壁不需要抹灰。
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3 建筑能耗模拟及经济评价
样板房位于一个县，其热分区属于寒冷地区。在寒冷地区的住宅建筑中，供热能耗是建筑能耗的主要支柱。因此，从保温的观点来看，主要考虑结构的热性能。
3.1能耗模拟
首先，基于DeST-h软件模型，根据模型房屋的平面图，对每一层进行建模。样板房从北向南，地上3层，高度为3.9米，第二层和第三层高度为3.3米。然后根据相关规范，输入参数和相关外壳材料的设置，最后用软件模拟能耗，并获得相关的热性能指标。
3. 2结果分析
普通的混凝土住宅建筑，其能耗可作为参考值。如果普通混凝土框架结构由陶粒混凝土框架结构代替，可以看出节能率相对于参考值约为19％。相同的外墙材料，由于承重结构材料变为具有较低传热系数的陶粒混凝土材料，热桥减少，实现节能。比较了充气砌块墙和陶粒泡沫混凝土墙的能耗。两种材料本身的传热系数差别不大，但由于砌块墙灰关节和抹灰影响的节能率约为21％。
3. 3经济分析
陶粒混凝土结构的主体用于替代普通混凝土。由于相同强度的陶粒混凝土比普通混凝土轻，结构重量减小，基础结构的混凝土量减少，总成本被认为低。根据省项目预算，陶粒泡沫混凝土的材料成本和机械成本低于加气混凝土砌块，劳动力成本较低，综合成本计划略高，可以得出结论，建筑物的主体和外墙全部由陶粒混凝土制成，与传统的建筑成本相比没有任何优势。陶粒泡沫混凝土外墙略高于普通加气混凝土砌块。然而，陶粒泡沫混凝土墙是现浇的，自保温性能更好，因为充气砌块与普通砂浆的传热系数差别很大，灰色接缝处存在热桥现象。现浇陶粒泡沫混凝土墙体完整性好，墙体不易产生裂缝，施工周期短，优于砌块墙体。
4 结 语
中国正处于城市化快速发展的阶段。 无疑是建筑业发展的鼎盛时期，也是建筑节能发展的历史机遇期。同时，它也是墙体保温技术发展的黄金时期。 目前，在我国新建筑墙体保温市场和现有建筑节能改造中，外保温技术具有绝对优势，对我国建筑节能的发展起着非常重要的作用。
( 1) 建筑结构主体的自保温对降低建筑能耗的贡献不可忽略，同强度的陶粒混凝土框架比普通混凝土框架节约能耗 19% ，并且两者工程成本相差不大。尤其对于南方夏热冬冷等不需要外墙保温的区域，更具有参考价值。
( 2) 陶粒泡沫混凝土墙体比传统采用加气混凝土砌块墙的保温性能更好，节约能耗达到
21% 。虽然通过成本对比，陶粒泡沫混凝土造价略高，但是其具有的墙体整体性好、不易产生裂缝和施工周期短等特点，这是砌块填充墙不具备的。
( 3) 热工计算表明，对于梁、板、柱等热桥部位，在建筑能耗中占比较大，因此需要重视热桥部位的保温。
( 4) 通过综合比较，结构自保温样板房与传统建筑的建设成本相差不大，但是其节约能耗
36% ，全年累计热负荷减少 39. 84 kW·h /m2，相当于一年节约电费 19. 92 元/m2。
参考文献：
[1]杜宣,赵红艳.传统建筑与结构自保温建筑能耗比较[J].洛阳理工学院学报(自然科学版),2016,26(04):31-35.
[2]曾旭东，谭洁． 基于参数化智能技术的建筑信息模型［J］． 重庆大学学报( 自然科学版) ，2006，29( 6) : 107 － 100．[3]
［2］张晓亮，朱光俊，江亿． 建筑环境设计模拟分析软件 De ST 第 13 讲住宅模拟优化实例［J］． 暖通空调，2005，35( 8) : 65 － 72．
［3］中华人民共和国建设部． GB50176 － 93 民用建筑热工设计规范［S］． 北京: 中国计划出版社，1993: 23 － 26．
［4］中华人民共和国建设部． JGJ134 － 2010 夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准［S］．北京: 中国建筑工业出版社，2010: 45 －49．
论文作者:闫旭东
论文发表刊物:《防护工程》2018年第22期
论文发表时间:2018/11/27
标签：陶粒论文; 混凝土论文; 外墙论文; 建筑论文; 系数论文; 结构论文; 泡沫论文; 《防护工程》2018年第22期论文;