一种装配式钢结构建筑体系及其节能方法与流程

本发明涉及装配式绿色建筑，更具体地说，本发明涉及一种装配式钢结构建筑体系及其节能方法。

背景技术：

1、装配式建筑是指各种建筑部品在工厂加工生产后，运往施工现场，按照一定连接方式装配而成的绿色建筑。装配式建筑将传统建造方式中的大量现场作业转移到工厂进行，与传统施工模式相比，具有房屋质量高、废弃物少、材料浪费率低、环境污染率低、工期易控、运营维护简单方便等优势，解决了传统建筑行业存在的弊端，实现了建筑行业转型和升级。

2、目前，为了使装配式建筑达到超低能耗建筑的气密性要求，装配式建筑的预制结构部件之间的拼接缝隙处理对装配式建筑的耗能产生很大影响；

3、装配式建筑的外门窗是室外与室内最易发生能量交换的环节，对建筑能耗具有重要影响；外窗传热系数、遮阳、太阳得热系数、窗墙比是影响建筑能耗的主要性能参数，在夏热冬冷地区，由外窗产生的能耗占建筑能耗的57％-63％，其中传热和辐射能耗占23％-27％，渗透能耗占34％-36％。

4、所以，提高预制结构部件之间的拼接缝隙的处理，以及提高外窗热工性能是减少建筑能耗的关键。因此，有必要提出一种装配式钢结构建筑体系及其节能方法，以至少部分地解决现有技术中存在的问题。

技术实现思路

1、在
技术实现要素：
部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

2、为至少部分地解决上述问题，本发明提供了一种装配式钢结构建筑体系及其节能方法，包括：

3、外墙板，拼接安装在钢结构建筑主体的外侧，形成建筑外墙；其中，建筑外墙形成的缝隙需要进行气密性处理；

4、外窗，安装在建筑外墙上；所述外窗的安装方式依据钢结构建筑主体的门窗洞口的无热桥优化分析结果进行确定。

5、优选的是，所述建筑外墙形成的缝隙包括：外墙板板缝、外墙板与钢梁间缝隙、外墙板与楼板间缝隙、以及外墙板自身形成的气孔。

6、优选的是，所述外墙板选用复合外墙板或alc外墙板，所述复合外墙板包括：依次连接的外叶墙板、保温层以及内叶墙板；

7、所述外叶墙板选用轻质砼、轻集料砼中的一种；

8、所述保温层选用聚氨酯板、真空绝热板中的一种；

9、所述内叶墙板选用发泡陶瓷保温板、alc板、硅酸钙板中的一种。

10、优选的是，保温层的厚度通过下述方法进行确定：

11、确定影响保温层厚度的多个因素的权重值，获得权重集；

12、依据确定的保温层厚度的多个备选方案，获得多个备选方案的评价矩阵；

13、依据权重集和评价矩阵获得多个备选方案的综合评价结果；

14、依据评价结果确定保温层厚度。

15、优选的是，所述外墙板上设置有钩头螺栓，所述钢结构建筑主体上设置有l形角铁，所述钩头螺栓与l形角铁连接。

16、优选的是，所述外窗与建筑外墙上的窗口连接处设置加固件，所述加固件为c形钢或防腐木垫块；所述外窗的安装方式采用外挂式或外嵌式。

17、优选的是，所述外窗的安装方式和加固件的选用通过下述方法进行确定：

18、将所述外窗的两种安装方式与两种加固件进行排列组合，获得四组优化方案；

19、通过有限元分析软件对冬季工况下门窗洞口的不同优化方案进行稳态温度场模拟，获得保温压框长度在0～150mm情况下的温度分布以及热流密度分布；

20、依据温度分布以及热流密度分布的情况确定外窗的安装方式和加固件的选用。

21、本发明还提供一种装配式钢结构建筑体系的节能方法，包括：

22、将装配式钢结构建筑全生命周期划分为部件生产、部件运输、施工、运营与管理、回收再利用五个阶段；

23、在五个阶段内构建装配式钢结构建筑绿色度评价体系的目标层、准则层以及评价指标，并构建绿色性能矩阵；

24、依据各个阶段的成本，构建成本矩阵；其中，成本包括：经济成本和环境成本；

25、依据绿色性能矩阵和成本矩阵获得装配式钢结构建筑价值矩阵。

26、优选的是，所述绿色性能矩阵的构建包括：

27、确定评价指标组合权重，依据ahp法确定评价指标主观权重，依据标准离差法确定评价指标客观权重；对评价指标的主观权重和客观权重进行组合获得评价指标组合权重；

28、确定模糊判断矩阵，由建设单位、施工单位、行业内专家组成对评价指标影响因素进行评判的评审团，对评价指标逐一评价，获得评价指标的模糊判断矩阵；

29、确定绿色性能矩阵，利用评价指标组合权重和模糊判断矩阵构建模型，获得绿色性能矩阵。

30、优选的是，所述成本矩阵的构建包括：

31、分别获得部件生产、部件运输、施工、运营与管理、回收再利用五个阶段的环境成本和经济成本；其中，环境成本通过碳排放量和碳交易价格获得；

32、通过五个阶段的环境成本和经济成本构建成本矩阵。

33、相比现有技术，本发明至少包括以下有益效果：

34、本发明所述的装配式钢结构建筑体系及其节能方法通过在外墙板拼接安装在钢结构建筑主体外侧形成的外墙会存在多种缝隙，需要对多种缝隙一一进行气密性处理，并且，不同种的缝隙应结合缝隙所在位置的特点进行针对性的处理，以使得建筑外墙满足气密性要求，实现装配式钢结构建筑的低能耗；

35、外窗在安装之前，需要依据建筑所在当地气候特点、室内外温度、表面对流换热系数等因素对钢结构建筑主体的门窗洞口进行无热桥优化分析，选择外窗最优的安装方式，以降低热桥，降低能耗，使得室内温度分布均匀，无严重热桥缺陷。

36、本发明所述的装配式钢结构建筑体系及其节能方法，本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

技术特征：

1.一种装配式钢结构建筑体系，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的装配式钢结构建筑体系，其特征在于，所述建筑外墙形成的缝隙包括：外墙板板缝、外墙板与钢梁间缝隙、外墙板与楼板间缝隙、以及外墙板自身形成的气孔。

3.根据权利要求1所述的装配式钢结构建筑体系，其特征在于，所述外墙板选用复合外墙板或alc外墙板，所述复合外墙板包括：依次连接的外叶墙板、保温层以及内叶墙板；

4.根据权利要求1所述的装配式钢结构建筑体系，其特征在于，保温层的厚度通过下述方法进行确定：

5.根据权利要求1所述的装配式钢结构建筑体系，其特征在于，所述外墙板上设置有钩头螺栓，所述钢结构建筑主体上设置有l形角铁，所述钩头螺栓与l形角铁连接。

6.根据权利要求1所述的装配式钢结构建筑体系，其特征在于，所述外窗与建筑外墙上的窗口连接处设置加固件，所述加固件为c形钢或防腐木垫块；所述外窗的安装方式采用外挂式或外嵌式。

7.根据权利要求6所述的装配式钢结构建筑体系，其特征在于，所述外窗的安装方式和加固件的选用通过下述方法进行确定：

8.根据权利要求1-7任一项所述的装配式钢结构建筑体系的节能方法，其特征在于，包括：

9.根据权利要求8所述的装配式钢结构建筑体系的节能方法，其特征在于，所述绿色性能矩阵的构建包括：

10.根据权利要求9所述的装配式钢结构建筑体系的节能方法，其特征在于，所述成本矩阵的构建包括：

技术总结
本发明公开了一种装配式钢结构建筑体系及其节能方法，包括：外墙板，拼接安装在钢结构建筑主体的外侧，形成建筑外墙；其中，建筑外墙形成的缝隙需要进行气密性处理；外窗，安装在建筑外墙上；所述外窗的安装方式依据钢结构建筑主体的门窗洞口的无热桥优化分析结果进行确定。不同种的缝隙应结合缝隙所在位置的特点进行针对性的处理，以使得建筑外墙满足气密性要求，实现装配式钢结构建筑的低能耗；外窗在安装之前，需要依据建筑所在当地气候特点、室内外温度、表面对流换热系数等因素对钢结构建筑主体的门窗洞口进行无热桥优化分析，选择外窗最优的安装方式，以降低热桥，降低能耗，使得室内温度分布均匀，无严重热桥缺陷。

技术研发人员：罗天贵,孙敬文,李振东,李承峰,董亚伟
受保护的技术使用者：中电建路桥集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13