绿色装配式建筑发展概况与运行能耗模拟

赵思宇 吉方慧 张三灵 谢 雄 闫梦瑶

(四川师范大学工学院，四川 成都 610100)

绿色装配式建筑指预先在工厂内制作构建通过运输至施工现场进行组装而成的建筑。自15年来我国密集出台相关政策支持装配式建筑发展。装配式建筑是建筑物建造方式的重大变革，对应对我国环境污染问题具有重要现实意义。相较于传统建筑高污染、工期长等缺点，绿色装配式建筑旨在改善施工现场环境问题、缩短工期、节约造价、提升建筑质量。

文中分别以普通砖混结构和绿色装配式结构为例，通过软件运算对比普通砖混结构与绿色装配式建筑的能耗，并研究装配式建筑的节能潜力。

1 装配式建筑国内外发展概况

20世纪初，美国等国家开始研究和应用装配式建筑，并成立预制预应力混凝土协会。该协会出台许多装配式建筑的规范和标准，进一步促进了装配式建筑的发展。

装配式建筑在日本的发展已达世界超高水平且关于装配式建筑的建筑相关标准和规范相对完善。

在我国，20世纪50年代人们开始认识装配式建筑。60年代初，初步研究装配式建筑施工方法。但由于装配式建筑存在局限性，直到90年代装配式建筑在我国才开始普及。2015年出台政策使得装配式建筑在我国开始广泛应用，进入发展期的绿色建筑呈现出标准化、产业化、系统化的特点。

2 模型设置

利用SketchUp建立物理模型并使用EnergyPlus进行能耗模拟。建筑平面图如图1所示。建筑基本信息如下：建筑面积为76.14m2,仅一层。选取位于四川省成都市龙泉驿区一建筑物，建筑物海拔约550m，属中亚热带湿润气候区。

图1 建筑平面图

3 能耗模拟结果

3.1 普通砖混结构能耗模拟

选用成都地区天气文件，输入建筑模型的基本信息，根据节能建筑常用材料热物理性能参数表，得出表1参数数据，并带入至EnergyPlus中。利用上述建筑材料组成外墙围护结构、输入门窗材料、房间渗透通风、时间表及居住者活动等数据模拟出砖混结构的能耗数据。

表1 材料热物理性质参数表

3.2 绿色装配式建筑能耗模拟

装配式建筑的数据主要通过调研得知，包括墙、屋面板的比热容及导热系数等。在其他条件不变的前提下，通过改变外墙围护结构性能数据，再次进行数据模拟。维护结构参数如表2所示。

表2 维护结构参数表

4 普通砖混与绿色装配式能耗对比

利用SketchUp建立物理模型并使用EnergyPlus模拟计算出以下数据，根据数据对比情况显示，装配式建筑模型比传统建筑模型节省了1.02%的总资源能耗。能耗对比如表3所示。

表3 能耗数据对比

5 结 论

本文主要对装配式建筑进行了研究，通过对传统砖混结构和装配式建筑进行能耗模拟分析，并重点研究了装配式建筑在国内外建筑市场发展现状。主要研究结论如下:

(1)根据对比结果显示，利用控制变量法，仅改变外墙维护结构的条件下，装配式建筑降低能耗，更易达到绿色建筑的标准。但本文对装配式建筑外围护结构的数据模拟存在一定误差，导致研究结果有一定的局限性。将来的研究应结合实际工程项目进行更为精切的数据测量以及能耗模拟分析。

(2)装配式建筑现目前在国内外得以广泛应用，我国装配式建筑的建设量逐步上升以及节能标准的不断提升，未来即将进入蓬勃发展阶段。