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      公共建筑圍護結構節能改造案例分析

      來源:09年會論文集  作者:班廣生  日期:2009-4-21
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        國家十一五科技支撐計劃子課題建筑節能關鍵技術研究與示范中的子課題為:建筑節能改造關鍵技術研究。其主要研究內容為研發既有建筑外窗和玻璃幕墻節能改造的適用性技術與產品,通過工程試點驗證節能改造技術的安全性、有效性與持久性。課題研究目標:通過對既有建筑外窗和玻璃幕墻節能改造技術進行系統的適用性研究,并結
        國家十一五科技支撐計劃子課題建筑節能關鍵技術研究與示范中的子課題為:建筑節能改造關鍵技術研究。其主要研究內容為研發既有建筑外玻璃幕墻節能改造的適用性技術與產品,通過工程試點驗證節能改造技術的安全性、有效性與持久性。課題研究目標:通過對既有建筑外窗和玻璃幕墻節能改造技術進行系統的適用性研究,并結合不同的功能改造需求開發相應的產品與改造工藝,為滿足我國目前面臨的大規模既有建筑節能改造的社會需求提供系統的技術支撐。

        本課題需要解決的主要技術難點包括:1)節能改造必須考慮系統的安全性;2}節能改造的氣候適用性間題;3)節能改造方案實施的可行性節能改造的經濟性與功能平衡問題;5)適宜性節能改造技術的開發。

      本課題的技術途徑為;通過理論分析與實驗驗證,開發門窗、幕墻建筑節能改造初步方案,并通過新技術、新產品的開發與試驗和工程試點,分析節能改造技術的適用性、經濟性與安全性。


        1.改造前項目概況

        該項目為地處北京某科研單位主樓,于90年代初建成,地下2層,地上21層,22層為設備層,建筑總高78.40m;建筑結構類型框架結構,南北朝向為主立面采光,東西向設有走廊采光窗;北立面為主出人口,大緊鄰北三環;樓角部分為45度斜面剪力墻外砌240mm磚墻;南北立面豎向裝飾柱為空心水泥掛件,掛件從三層到二十一層,裝飾柱掛耳厚240mm嵌于主結構上下邊梁間,裝飾柱凸出結構面650mm;窗下墻為磚砌墻加100mm厚水泥壓頂;大樓水平剖面呈八角形,屋面南北兩側設有寬2700nmrn儲藏室,東西兩端為機房。大樓外立面裝修:實體墻及裝飾柱外貼瓷磚,少數瓷磚已隨機脫落,南立面設有部分空調窗機鋼結構,南門廳擴展改造為首層接待大廳。


        2.改造范圍和內容


        依據《公共建筑節能設計標準》(CB50189-2005),提高大樓整體外圍護結構熱工性能,有效降低能耗,提高室內舒適度。改造范圍包括整體立面外圍護改造。具體分項包括;

        (1)外立面實體墻在增加保溫層基礎上干掛陶板幕墻;

        (2)分朝向設計隔熱鋁合金門窗;

        (3)鋁單板裝飾柱及窗套板;

        (4)頂層單板格柵;

        (5)地面通風口鋁合金百葉;

        (7)東立面改建觀光電梯;

        (8)北人口采用2. 5 mm單層鋁板外包;

        (9)首層南立面增加鋼結構接待大廳(含咖啡廳)鋁板、玻璃幕墻。

        改造內容包括:大面移沙卜墻瓷磚處理降低安全隱患;新建點支撐玻璃觀光電梯;墻體保溫;干掛陶土板外墻;鋁單板裝飾柱;首層增加接待廳(外立面為干掛陶板、玻璃幕墻、鋁板遮陽構造)。工程現狀沒有室外腳手架及垂直運輸設備,施工基準線、基準點自行測量,該工程地處北京市三環以里,施工材料運輸受時間限制,工期短且不能影響正常辦公。


        3.節能改造總體設計思路

        該工程為大型公共建筑既有工程改造,施工準備包括舊窗拆除、大面積外墻瓷磚處理降低安全隱患、新型隔熱鋁合金窗安裝、新建點支撐玻璃觀光電梯、墻體保溫、干掛陶土板外墻、鋁單板裝飾柱。工程現狀沒有室外腳手架及垂直運輸設備,施工基準線、基準點自行測量,該工程地處北京市三環以里,施工材料運輸受時間限制,工期短且不能影響正常辦公。

        其難點在于:

        (1)該建筑外墻瓷磚已有脫落現象,將來脫落程度很難預測;

        (2)各層裝修不統一,舊窗洞口尺寸不一致。新窗安裝左右與鋁單板裝飾往交口,垂直方向必須控制一致;新窗上下與陶土板交口,陶土板寬度為固定規格不可調且必須保證橫縫一致;各層裝修不一致,新窗進出位置不能里外照應;綜合定位難;

        (3)陶土板幕墻轉折點多。整體建筑呈八角形,拼角多,安裝精度要求高,對稱控制難;

        (4)該工程業主為大型科研院所,室內環境要求高。因此綜合考慮,以下之安全性和節能性指標是設計確保的重要物理性能。

        由于該建筑面臨北三環主干道,建筑主體距離主干道不到僅30米左右,因此,考慮到噪音影響,窗戶的北立面和南立面的噪聲隔聲指標分別考慮;另外,南北立面的窗戶保溫性能也分別規定了相應的傳熱系數

        針對該工程特點和難點,我們嚴格遵守國家相關規范和標準,遵守國家現行有關強制性標準的規定,按照施工圖要求,在節點設計時充分運用了三維調整方式,本著結構安全、構造節能、經濟合理、建筑美觀,且充分考慮了施工工序(放線測量、基準定位、作業面劃分、安裝順序和質量控制),以有效保證施工進度和施工質量。

        針對建筑外墻瓷磚脫落,設計采用鍍鋅鋼絲網(25 x25 x.1.3)利用化學錨栓和鍍鋅墊片與墻體錨固,固定點疏密合理米字分布,即使外裝修完成若干時間后瓷磚再脫落,由于鋼絲網和墻體的密貼,瓷磚不會脫離原位,即使偶爾脫離原位,也只能局限在米字格中,不會造成大量堆積,因此不會造成幕墻隱患,同時又充當了外墻保溫層的基礎。

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