Page 104 - 现代建筑的结构设计分析与理论研究

Structural Design Analysis and Theoretical Research of Modern Architecture
现代建筑的结构设计分析与理论研究

有较多采用膨胀珍珠岩、煤矸石、黏土陶粒、玻化微珠等材料制备成保温隔热甚至自
保温混凝土的相关研究，结果表明，自保温混凝土的热工性能可以满足 JGJ 26—2018
《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》中规定寒冷 B 区围护结构传热系数 0.60W/
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(m ·K）的限值要求。由于多孔轻质骨料混凝土的强度通常较低，添加矿物或植物性
纤维以及废弃玻璃细骨料可同时改善混凝土或砂浆的保温和力学性能。
利用相变储能材料改善混凝土保温隔热性能也是建筑节能减碳的研究热点。通过
直接浸渍、真空吸附、直接拌合等方式制备的相变储能混凝土，具有普通混凝土无法
比拟的高热容，有利于控制室内温度的稳定，改善热舒适性，达到节能目的。相变储

能材料需针对气候特点进行研选和优化，也可通过多孔材料负载和微胶囊技术制备成
相变储能水泥基材料，改善建筑物的保温隔热性能。在广州地区的试验结果表明，相
变储能材料用于屋面混凝土可降低建筑能耗 20% 以上，同时用于西墙和屋面可降低

建筑能耗37.5%；在埃及，研究结果显示，相变储能材料可减少建筑空调能耗5%～10%，
并实现二氧化碳减排 7.5kg/a。
涂抹隔热反射涂料是改善混凝土结构节能效果的一种新方法。由于隔热反射涂料
具有良好的太阳光反射比和近红外反射比，因此能显著提高混凝土结构保温隔热性能。
例如，混凝土表面涂抹气凝胶反射隔热复合涂料后，太阳光和近红外反射率分别为

89% 和 91%、导热系数为 0.059W/(m·K)，应用于夏热冬冷地区可降低建筑全年制冷
能耗 28% ～ 34%；装配式建筑用混凝土预制外墙板涂抹反射涂料 / 腻子后，当量墙体
传热系数大幅下降，太阳辐射吸收系数可降至 0.70。因此，混凝土表面涂抹隔热反射

涂料，对以制冷需求为主的气候区具有较大的节能降碳潜力。
2. 提性延寿技术
提性延寿技术可延长结构服役期寿命 ts，进而降低其年均碳排放量。近年来，在
混凝土结构性能提升与延寿技术方面，国内外学者主要从“防”“抗”“治”3 个方

面来开展研究。涂层 - 阻锈法是从“防”的角度对新建结构进行防护或是对已有结构
进行维护，表面硅烷浸渍的延寿效果可达 10 年以上；特种耐蚀钢筋、环氧涂层钢筋
以及高性能混凝土则是从“抗”的角度提高结构材料本身抵抗介质侵蚀的能力，Life-
365 规范中考虑环氧涂层钢筋的延寿效果可达 20 年以上。该类方法需要在结构设计阶

段进行考虑，常用于要求较高的重大工程中，其所需经济成本以及相应的施工质量要
求较高，不能普遍适用；电化学修复法和结构加固技术则是从“治”的角度对劣化混
凝土结构进行修复治理，这也是目前国内外学者较为推崇的方法。“防”和“抗”两
方面已有较多的研究及综述，文中仅简单列举以上内容，将重点针对“治”进行阐述。

根据作用场景和效果的差异，电化学方法可分为电化学防护和修复方法两大类。
电化学防护法利用钢筋的阴极极化，降低钢筋表面的阳极反应速率从而达到抑制钢筋

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