國家十一五科技支撐計劃子課題
建筑節(jié)能關(guān)鍵技術(shù)研究與示范中的子課題為:建筑節(jié)能改造關(guān)鍵技術(shù)研究。其主要研究內(nèi)容為研發(fā)既有建筑外
窗和
玻璃幕墻節(jié)能改造的適用性技術(shù)與產(chǎn)品，通過工程試點驗證節(jié)能改造技術(shù)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(jié)能改造技術(shù)進行系統(tǒng)的適用性研究，并結(jié)合不同的功能改造需求開發(fā)相應的產(chǎn)品與改造工藝，為滿足我國目前面臨的大規(guī)模既有建筑節(jié)能改造的社會需求提供系統(tǒng)的技術(shù)支撐。
本課題需要解決的主要技術(shù)難點包括:1)節(jié)能改造必須考慮系統(tǒng)的安全性;2}節(jié)能改造的氣候適用性間題;3)節(jié)能改造方案實施的可行性節(jié)能改造的經(jīng)濟性與功能平衡問題;5)適宜性節(jié)能改造技術(shù)的開發(fā)。
本課題的技術(shù)途徑為;通過理論分析與實驗驗證，開發(fā)
門窗、幕墻建筑節(jié)能改造初步方案，并通過新技術(shù)、新產(chǎn)品的開發(fā)與試驗和工程試點，分析節(jié)能改造技術(shù)的適用性、經(jīng)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(shè)備層，建筑總高78.40m;
建筑結(jié)構(gòu)類型為
框架結(jié)構(gòu)，南北朝向為主立面
采光，東西向設(shè)有走廊采光窗;北立面為主出人口，大
門緊鄰北三環(huán);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(jié)構(gòu)上下邊梁間，裝飾柱凸出結(jié)構(gòu)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(cè)設(shè)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(shù)瓷磚已隨機
脫落，南立面設(shè)有部分空調(diào)窗機
鋼結(jié)構(gòu)，南門廳擴展改造為首層接待大廳。
2．改造范圍和內(nèi)容
依據(jù)《
公共建筑節(jié)能設(shè)計標準》(CB50189－2005)，提高大樓整體外
圍護結(jié)構(gòu)熱工性能，有效降低能耗，提高室內(nèi)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(chǔ)上
干掛陶板幕墻;
(2)分朝向設(shè)計
隔熱鋁合金門窗;
(3)
鋁單板裝飾柱及窗套板;
(4)頂層
鋁單板格柵;
(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(jié)構(gòu)接待大廳(含咖啡廳)鋁板、玻璃幕墻。
改造內(nèi)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(gòu)造)。工程現(xiàn)狀沒有室外腳手架及垂直運輸設(shè)備，施工基準線、
基準點自行測量，該工程地處北京市三環(huán)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(jié)能改造總體設(shè)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(xiàn)狀沒有室外腳手架及垂直運輸設(shè)備，施工基準線、基準點自行測量，該工程地處北京市三環(huán)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(xiàn)象，將來脫落程度很難預測;
(2)各層裝修不統(tǒng)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(guī)格不可調(diào)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(zhuǎn)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(yè)主為大型科研院所，室內(nèi)環(huán)境要求高。因此綜合考慮，以下之安全性和節(jié)能性指標是設(shè)計確保的重要物理性能。
由于該建筑面臨北三環(huán)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(guī)定了相應的
傳熱系數(shù)。
針對該工程特點和難點，我們嚴格遵守國家相關(guān)規(guī)范和標準，遵守國家現(xiàn)行有關(guān)強制性標準的規(guī)定，按照施工圖要求，在
節(jié)點設(shè)計時充分運用了三維調(diào)整方式，本著結(jié)構(gòu)安全、構(gòu)造節(jié)能、經(jīng)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(yè)面劃分、安裝順序和質(zhì)量控制)，以有效保證施工進度和施工質(zhì)量。
針對建筑外墻瓷磚脫落，設(shè)計采用
鍍鋅鋼絲網(wǎng)(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(wǎng)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(chǔ)。
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