光电建筑材料研究进展

摘要:在环境问题、可再生能源需求、光伏技术的发展以及政策支持的多重因素下,光电建筑作为一种可持续发展的解决方案,能够满足人们对绿色、环保建筑的需求,得到了较为广泛的关注。与建筑结合的光伏不同于传统场景中的光伏系统,需要考虑建筑的特点及设计需求,这要求对建筑及光伏技术都有充分的理解。本文主要介绍了光电建筑材料的研究进展,分析了硅材料电池、薄膜电池以及新型电池应用在建筑领域的优势与不足;归纳了适用于建筑不同构成部分光伏组件的结构及安装方式,并对比了不同条件下的实际使用效率;展望了光电建筑在设计和应用过程中所面临的问题及发展前景。本文旨在加深读者对光电建筑的理解,为相关的技术开发及设计提供思路。

装配式建筑钢结构用耐蚀钢材的腐蚀性研究及工程应用

摘要:装配式建筑钢结构具有节能、环保、资源可循环利用的特点,符合我国未来建筑发展方向。但普通钢材易受腐蚀,钢材表面防腐是目前钢结构设计中必须考虑的内容。由于防腐作业成本高,并且除锈产生粉尘,涂料有机化学物质、镀层金属对大气及土壤产生污染,是制约建筑钢结构发展的重要因素。故开发免涂装新型钢材,降低加工成本,减少环境污染,对于建筑钢结构发展具有重大意义。为此,在钢中添加Ni、Cr、Cu合金元素满足材料耐大气腐蚀性能要求,结合型钢轧制工艺特点,采用V 微合金化,轧后冷却过程中V(C,N) 弥散析出强化,研发了Q390级抗震耐候热轧H型钢(Q390NHD) ,采用周浸对比试验研究了其耐蚀性,分析了在大气中长期暴露的腐蚀问题,论证了耐候钢作为装配式建筑钢结构材料的可行性。Q390NHD级型钢的主要化学成分范围:m(C)≤0.12%,m(Si)≤0.50%,m(Mn)≤1. 50%,0.20%≤m(Ni)≤0.65%,0.30%≤m(Cr)≤1.25%,0.20%≤m(Cu) ≤0.55%,m(V) ≤0.12%;力学性能:下屈服强度ReL在400MPa以上,抗拉强度Rm在560~600MPa 之间,屈强比不大于0.80,短比例试样断后伸长率不小于25%,-20℃夏比冲击功不小于34 J/cm2 ,满足GB 50017-2017《钢结构设计标准》中采用抗震性能化设计的钢结构构件材料性能要求。72h周浸试验中,Q390NHD钢的腐蚀速率为1. 665g/(m2·h) ,是普碳钢的47.0%,其耐蚀性是普通钢的2倍多,与09CuPCrNiA 相当。参照ISO 11844-1∶2006 标准分析,Q390NHD 型钢70 a的腐蚀厚度,若按照室内腐蚀性IC3级给出的腐蚀速率上限估算,总腐蚀量不超过0.031 mm;达到IC4 级时,不超过0.3 mm;即使室内最严重腐蚀情况(IC5级) ,也不超过0.7mm。因此,只要适当增加腐蚀裕量,在我国大部分地区,将Q390NHD钢应用于普通民用办公及住宅钢结构建筑中是可以免涂装的。

智能化技术在建筑工业化中的应用进展

摘要:分析了建筑智能化系统、企业信息化管理、建筑信息模型(BIM)技术运用、项目绿色施工等的研究热点及发展趋势,并在国家政策和市场层面提出了相应建议。当前建筑业整体工业化程度低、标准规程不足、生产耗能高的现状下,智能化技术的兴起能够在科技提升、成本节约和效率提高等多方面助力建筑工业化的高质量发展。

耐候钢在钢结构建筑领域的应用前景研究——绿色建材低碳产品与技术案例

摘要:在我国城镇化推进过程中,钢结构建筑的比例逐年提升,钢材在建筑领域的应用量也随之提高。耐候钢以其优异的环保性能特点成为绿色建材产品,它具有高耐候、高强度、免涂装、长寿命等技术优势,可广泛运用于钢结构建筑。它广阔的应用前景对推动建筑领域节能减碳,促进绿色建材应用,提升绿色发展水平具有重要意义。

新型装配式住宅的发展及其产业化趋势探索

摘要:装配式建筑与传统建筑相比,其对房屋部件生产实行标准化,在生产过程中对于自然资源的消耗较小,房屋部件安装快,安装过程中不会对周围环境产生影响。住宅工程的施工量较大,更加适合采用装配式的建筑方法。我国的装配式建筑在行业中尚未普及,在一些地区,装配式建筑的价格要比传统建筑的价格高。随着装配式建筑生产技术的成熟,其价格优势与其便捷性会逐渐显现出来。在建设环境友好型、资源节约型社会发展背景下,节约能源是我国可持续发展战略的重要方向。装配式建筑的发展促进了建筑业的产业化发展,在一定程度上实现了资源节约,降低了环境污染,节约了建设成本,本文重点分析了新型装配式住宅的发展与其产业化趋势。

白鹤滩水电站高填方工程砾石填料的物理力学特性

摘要:白鹤滩水电站是全球单机容量最大、在建规模最大的水电站。为避免水库蓄水后巧家县城区中的移民安置区被淹,需进行高填方工程,填筑材料以当地砾石土料为主。依托白鹤滩水电站高填方工程,对砾石填料进行颗粒分析、击实试验、压缩试验和三轴剪切试验等室内土工试验以及现场碾压试验。研究表明:填料的压实特性与砾石质量分数有关,粒径大于5mm的砾石质量分数在40%~70% 时,填料较易形成密实骨架结构,表现出较好的可压实性和力学性能。在现场碾压过程中,需从填料的砾石质量分数及现有设备等因素来综合控制压实含水率。压实度为0.95和0.97的砾石填料的压缩特性及抗剪强度有明显差异。同时,根据填料试样的应力、应变关系确定了邓肯-张双曲线模型的参数。试验结果为白鹤滩移民区高填方工程的填料配比设计、力学与施工参数的选取提供参考。

建筑节能用玻纤复合材料的制备及其性能研究

摘要: 选择以环氧树脂E51为基体,玻璃纤维为增强相,间苯二胺为固化剂,玻璃纤维掺杂量为环氧树脂和固化剂总质量的0,5%,10%,15%和20%,制备出了玻纤复合材料。研究了不同玻璃纤维掺杂量对玻纤复合材料微观形貌、孔径分布、力学性能及导热性能的影响。结果表明,掺入适量的玻璃纤维后提高了环氧树脂各部分与纤维之间的结合强度,从而改善了玻纤复合材料的致密性,减小了平均孔径、孔体积和孔隙。当玻璃纤维的掺杂量为15%(质量分数)时,玻纤复合材料的孔洞和缺陷数量最少,结合强度和致密性最佳,孔体积最小为0.95cm3/g,平均孔径最小为26.3nm,孔隙率最低为0.93%。随着玻璃纤维掺杂量的增加,玻纤复合材料的抗拉强度、断裂延伸率和抗折强度均先增高后降低,导热系数先降低后增大。当玻璃纤维的掺杂量为15%(质量分数)时,抗拉强度、断裂延伸率和抗折强度均达到最大值,分别为45.10MPa,1.61%和39.60MPa;导热系数最低为0.021W/(m·K),保温性能最佳,在建筑节能材料的开发与应用方面具有广阔的前景。

高强度耐候桥梁钢焊接工艺研究

摘要:针对加拿大帕特洛大桥开发的符合美标ASTM A709/A709M:2011《桥梁用结构钢》的HPS485W高强度耐候钢和国标GB/T 714—2015《桥梁用结构钢》中的Q500qENH高强度耐候钢板进行焊接试验研究,包括母材成分和性能检测、焊接性试验、典型接头焊接工艺评定试验等,评价HPS485W/Q500qENH耐候钢板的综合力学性能和焊接性,为该高强度耐候钢成功应用于加拿大帕特洛大桥提供了技术支撑。

建筑用生物质基纤维素保温气凝胶研究进展

摘要:建筑保温可以有效降低建筑材料的热损失,对于保持建筑内部的舒适度起着重要的作用。提高建筑材料的保温性能至关重要,特别是通过减少加热-冷却的热量损失来实现节能。因此,研究具有优良保温性能的建筑材料已成为当前保温领域研究的重点之一。与传统的保温建筑材料相比,生物质基纤维素保温气凝胶具有低导热系数、高比表面积、可再生性、成本效益和环境友好型等优越的物理和化学特性,是未来建筑节能技术的理想新型建筑材料。本文综述了近年来生物质基纤维素保温气凝胶的制备技术、研究现状、存在的问题及在建筑材料(屋顶、内外墙和玻璃等) 中的应用。最后,简要讨论了生物质基纤维素气凝胶在保温材料应用中面临的挑战,并对其未来的发展方向进行了展望。

3D打印混凝土的流变性能及其影响因素研究综述

摘要:3D打印混凝土具有绿色环保、生产高效智能、节约人力、无需模板等优势,是推动建筑行业工业化升级向智慧化和数字化发展的重要途径之一。对应混凝土3D打印的3个重要阶段:泵送、挤出和建造,决定其制备成功的可打印性主要包含可泵送性、可挤出性和可建造性,然而,这些特性之间存在着矛盾与平衡,且与流变性能密切相关。因此,混凝土流变性能是3D打印混凝土的重要影响因素,也是制约3D打印技术在土木工程中广泛应用的主要因素。目前,已有许多关于3D打印混凝土流变性能的研究,但对于3D打印混凝土流变性能的测试方案和影响因素等关键研究方向尚未形成全面的认识。基于此,本文首先汇总分析了3D打印混凝土流变参数(屈服应力、塑性黏度和触变性) 的测试方案、测量范围和表征模型。其次,对3D打印混凝土流变性能的影响因素(原材料性能与配合比、打印参数和温度) 进行了分析,提出了调控流变参数的方法。最后,展望了3D打印混凝土流变性能研究的未来发展方向。