65%节能技术在钢结构住宅中的应用

李渤生 宋 军 李金文 于存海

一、概 述

我国先后于1986年和1995年分别实施了30%和50%居住建筑节能标准，山东省于2006年6月1日开始在全省范围内推行65%居住建筑节能标准，颁布实施了地方标准 《居住建筑节能设计标准》 （DBJ14-037-2006），成为全国为数不多的率先推行65%节能标准的省份之一。为适应这一发展要求和为全省建筑节能工作提供示范，我们以山东莱钢建设有限公司开发建设的华阳慧谷钢结构住宅项目为载体，边研究边示范，在新型建筑材料、节能部品和节能技术的应用方面积累了一定成功经验。

1. 《居住建筑节能设计标准》 （DBJ14-037-2006）对65%节能指标要求

《居住建筑节能设计标准》 （DBJ14-037-2006）中作为强制性条款，明确了居住建筑65%节能设计标准：当设计建筑的体形系数、围护结构各部分的传热系数及窗墙面积比均不超过标准规定的限值时，可直接判定为建筑热工设计符合节能标准要求。否则应计算其耗热量指标，且只有当耗热量指标不超过表1规定值时，可判定该建筑热工设计符合节能标准要求。

表1 山东主要城市采暖期有关参数及住宅建筑耗热量指标

2.项目概况

莱钢建设·华阳慧谷钢结构住宅项目位于青岛市，是一个由4栋10～22层板式住宅楼组成的住宅社区，其中1#、4#楼为地下1层，地上18层，建筑高度为56.55米，2#楼地下1层，地上22层，建筑高度为68.7米，3#楼地下1层，地上10层，建筑高度为33.0米。小区规划用地15319.4平方米，总建筑面积51961平方米，其中地上部分建筑面积38699平方米，地下部分建筑面积13262平方米，小区绿化率达到43%，是建设部科技示范工程、山东省建筑业新技术应用示范工程和山东省墙改与建筑节能试点示范工程创建项目。

二、65%节能技术的应用

根据钢结构住宅特点，我们主要从小区规划、结构设计、建筑平立面及体型控制、围护系统，以及采暖系统等几个方面分别采取相应措施，全面系统地解决了节能、隔音、渗漏、采光、施工速度等方面的问题，实现了建筑节能65%目标。

1.小区规划

小区建筑物南北朝向设计，并充分考虑利用冬季日照和利于自然通风，减少夏季室内得热，主卧、起居室等主要采暖空间避开冬季主导风向。

图1 小区规划图

2.建筑平立面设计及体形系数控制

（1）在满足建筑功能的前提下，结合钢结构住宅特点，平立面设计力求规则，避免凹凸面过多。

（2）小区建筑物体形系数控制在0.3以内 （例如：小区1#楼体形系数为0.29，3#楼体形系数为0.26）。

3.主体结构

该项目主体结构采用钢框架-混凝土核心筒体系，圆钢管柱、H型钢梁，外环板梁柱节点，栓焊连接 （如图2所示），现浇钢筋混凝土楼板，筏板基础。为杜绝冷桥，外墙板与钢结构梁柱节点均采用外包方式，与楼板节点采用下托上挂并外包聚苯板。具体节点如图3。

图2 钢结构施工

图3

4.建筑节能

（1）外墙

小区建筑外墙采用莱钢建设生产的120mm厚LCC-C轻质保温复合外墙板，并复合EPS聚苯板或胶粉颗粒砂浆外墙外保温系统，外墙平均传热系数达到 0.44w/（m2·k）。 该墙板自重轻 （面密度135Kg/m2）、 保温 （传热系数 k=0.62w/m2·K）、 隔音、防火性能好、施工简便，经山东省建筑工程质量监督检测中心检测，各项指标均达到合格要求，是山东省新型墙材建筑节能认定产品，并荣获山东省墙改与建筑节能优秀创新技术产品称号，为钢结构节能住宅的推广应用发挥了重要作用（如图 4）。

图4 LCC型外墙板及外保温

（2） 外门、 窗

外窗在设计时严格控制窗墙面积比，并采用塑料中空玻璃窗，5+12A+5浮法平板玻璃，窗框与门窗洞口之间的缝隙采用现喷硬质聚氨酯材料填实，并用密封膏嵌缝，具有优良的气密性和水密性，节能性能非常好，因此起到了良好的保温、隔热、隔音、节能的作用。

分户入户门采用隔音保温防盗一体门、单元入户门采用自动关闭的保温单元对讲门，传热系数均小于 1.7w/（m2·k）。

（3） 屋面

屋面采用在现浇钢筋混凝土屋面板上先用水泥砂浆找平，再用水泥膨胀珍珠岩找坡，然后在屋面敷设45mm厚聚氨酯保温板的做法，传热系数为 0.55W/（m2·K） （如图 5）。

图5 屋面保温

（4）不采暖地下室顶板

不采暖地下室、楼梯间等顶板涂抹40厚ZL胶粉聚苯颗粒保温层，传热系数为0.63W/（m2·K）（如图 6）。

图6 不采暖地下室

（5）与不采暖空间隔墙

电梯间、管道间、管道井等不采暖房间与采暖房间之间隔墙采用200mm厚加气混凝土砌块涂抹30mm厚胶粉聚苯颗粒保温，传热系数为1.08W/（m2·K） （如图 7）。 同时， 为降低电梯运行噪音影响，在电梯井与住户间隔墙粘贴有岩棉降噪。

图7 不采暖空间隔墙

（6）细部保温处理

在阳台顶板底板、空调室外机搁板、飘窗上下板、单元门雨篷、女儿墙等热桥部位也都按照节能65%标准要求外贴30mm厚聚苯板进行了保温处理 （图8、 9）。

（7） 架空层

架空层的楼板底部粘贴50mm厚聚苯乙烯保温板，传热系数达到0.42W/m2·K，详见图10。

5.采暖系统

采用低温热水地板辐射采暖系统，公用主管、分户独立系统，一户一表，分户计量及控制。管井及地下室内管道均采用橡塑保温管壳保温。楼板因采用地板辐射采暖系统，敷设有20㎜保温聚苯板， 楼板传热系数为 1.09w/（m2·k） （见图 11）。

图8

图9 阳台顶板保温

图10 架空层保温施工

图11 采暖系统 （温控阀及地板辐射采暖）

三、实施效果

经过一系列保温节能措施的实施，该项目完全实现了65%节能标准 （其中，1#楼建筑物耗热量指标为 12.4W/m2，2#楼为 11.78W/m2，3＃楼为11.73W/m2， 4#楼为 13.42W/m2。）， 均低于山东省《居住建筑节能设计标准》 （DBJ14-037-2006）规定的青岛地区建筑节能65%建筑物耗热量指标14.13W/m2的要求。特别是自交付使用以来，节能效果得到了广大业主的一致肯定，并于2007年10月20日顺利通过了 “山东省墙改与建筑节能试点示范工程”专家组验收，专家委员会认为：该项目符合山东省 《居住建筑节能设计标准》（DBJ14-037-2006）节能65%标准要求，同意该项目通过验收，确定为山东省墙改与建筑节能示范小区。该小区是全省第一个达到节能65%标准的示范小区，对全省建筑节能工程建设具有较大的示范作用。

该项目先后荣获 “中国建筑钢结构金奖 （国家优质工程）”、 “全国人居经典楼盘”、 “山东省建筑节能优秀示范工程”等荣誉称号。

1.实施效果判别 （见表2）

2.效益分析

（1） 经济效益

由于实现建筑节能65%，该项目每个采暖季可节约采暖费60.7万元；夏季可节约空调制冷电费5.13万元。由于采用了新型墙材 （120㎜厚），厚度比砖墙明显变薄，因此室内空间比传统建筑结构增加约3%～6%，本项目共可增加有效使用面积近1500平米，每平米按售价6500元计，相当于业主节约投资975万元。

（2） 社会效益

首先，由于钢结构延性好，自重轻，大大提高了住宅的安全可靠性。第二，大量绿色建材的使用，施工时可大大减少砂、石、灰的用量，减轻了对不可再生资源的破坏，可节约耕地约6.3亩，可减少灰色建筑垃圾2.8万吨。第三，由于建筑节能和采用绿色建材而节约的燃煤，可减少CO2排放3842吨、SO2为28.9吨、烟尘21.7吨、灰渣375吨。

[1]黄鸿翔等.《居住建筑节能设计标准》，山东省建设厅发布，2006年6月1日

[2]谢振清.“钢结构绿色节能住宅建筑体系的研究与应用”， 《钢结构》 （CN11-3899/TF）2006增刊

[3]黄振利等.《外墙保温应用技术》，中国建筑工业出版社，2005年2月