【科技牛成果推荐】热力学性能导向的多层夯土墙设计与实施系统

热力学性能导向的多层夯土墙设计与实施系统

【项目简介】

本项目来源于国家自然科学基金课题“基于生态化模拟的城市高层建筑综合体被动式设计体系研究”，重点在与建筑的气候应变机理以及被动式设计体系。以传统夯土建造技艺的借镜与优化，在热力学的理论基础之上，如何回应地域气候，并最大程度较少能耗，成为了该项目设计的初衷。选择夯土墙作为建筑主要的围护结构，其优良的保温隔热性能，形成了对北方冬冷夏热地区气候的有力回应。夯土墙为中国传统技艺，但因其耐久性、耐候性性能较差等原因，该技艺未在当代建筑技术领域大规模推广。本成果应用于山东东营市黄河口生态旅游区游客服务中心项目中，用于多层夯土材料的建造过程，作为环境技术的创新，以达到夯土墙体更好的保温性能，并为未来夯土墙体施工的大规模展开和周期要求提供可行性。

其力学性能的大幅度提升，也使夯土墙体在高度与长度上不再受到太多限制，可更加灵活的与各种开窗方式结合，创造更为丰富的立面形态。为了加强建筑在日后使用中的热力学保温性能，设计采用双层夹心墙体做法， 在两片210mm厚的夯土墙体之间夹入80mm厚聚氨酯板作为夹心墙CIC做法，有着明显的节能优势和良好的热力学性能，总厚度500mm。

具体为一种用于多层夯土墙施工的对穿钢筋拉结模板及其使用方法，模板釆用了1.5m高度与3.6m宽度的组合， 逐层上移，有别于传统夯土材料的一次性通高模板的施工方法，便于重复使用，能应对大规模的建筑施工展开和急迫的施工周期。对于最大高度达到13m的墙体，本项目创新出具有体系化特征的模板与施工组织方法。

本项目克服了现有技术的缺陷，解决了现代"夯土"技术在大型公共建筑中的应用问题，以热力学性能为导向，优化了材料配比，墙体构造，营造出丰富的立面肌理，解决了最长长度（137米）和最高高度（12.9米）夯土墙体以及墙体大跨度洞口等各类技术与施工难题，对夯土墙建造技术进行了很大程度的优化与改进，对窗洞口模板、墙体模板以及针对抗震设计进行了一定程度的优化，提升了建筑的环境性能，带来系统革新后的建筑诗意表现，为夯土墙整体施工技术在当代的广泛应用提供了有力支持。