[发明专利]一种固碳型可替换挂板式建筑表皮设计方法

说明书

本发明公开了一种固碳型可替换挂板式建筑表皮设计方法，该方法包括以下步骤：设计预制固碳型建筑表皮构件形式，所述构件形式为挂板式；设计挂板尺寸、凹凸样式、挂板挂载点位以及开口孔洞；选配合适的酸碱指示剂、添加剂，并标注计量；配制高性能固碳材料，并将固碳材料浇筑于模具中进行挂板批量生产；设计固碳建筑表皮搭载体系，以轻钢龙骨配合拴卯结构作为固碳建筑表皮搭载体系，将挂板式的固碳型建筑表皮构件逐层安装至轻钢龙骨结构的搭载体系之上，使挂板搭载于建筑主体结构上。本发明通过此方法所设计出的固碳型建筑表皮固碳量高，可显著提高无机建筑材料的固碳性能；建筑表皮外挂板造价较低，在更替新的外挂板后，使建筑表皮能够持续固碳。

技术领域

本发明属于环保建筑技术领域，具体地是涉及一种固碳型挂板式可替换建筑表皮设计方法。

背景技术

随着全球人口持续增长、世界经济稳定发展，对建筑建设的需求仍有较高的增长空间，碳排放的增加仍会是阻碍建筑业快速发展的首要难题。因此作为碳排放重点领域的城市建筑产业，降低建材生产、建筑运营的碳排放仍然是绿色建筑发展的主旋律，此外，加快建筑产业的固碳技术研发，提高建筑表皮无机材料的固碳能力，结合生产技术的推广应用，已经成为当前国际建筑业对全球气候变化新的响应途径。

目前，混凝土等无机材料仍是建筑生产的主要材料。而水泥等材料生产所产生的一部分二氧化碳会因为自身的碳化反应所吸收，随着国际碳减排形式的逐渐严峻，无机碳汇作为陆地上植物、土壤之外的第三大碳库，因其储量巨大而受到广泛关注。建筑无机材料碳汇原理是水泥中的CaO、SiO₂、Fe₂O₃、Al₂O₃等化学成分，在使用中易发生水化反应生成不稳定的水化产物，这些水化产物会不断与空气中的CO₂发生反应，生成稳定的碳酸盐等物质，这个过程称为碳化反应。

我国建筑业生产碳排放量高的主要来源之一是水泥等无机材料的制备，而在建筑服役期的常规使用状态下，碳化反应极其缓慢，根据国内外学者研究可知，建筑运行周期内（50～100年）混凝土材料碳吸收仅占材料生产所产生二氧化碳的7.6%，远远少于水泥等材料生产所带来的温室气体排放。当前研发的高性能固碳建材，在建筑服役期产生的固碳量有所提升，但是由于碳化反应后形成致密表面，阻碍了二氧化碳与材料持续接触反应等原因，仍然使建筑材料固碳总量有限。此外，当前的建筑表皮设计中，未出现以增加建筑固碳能力为设计目标的设计方法，也缺少相应构造、节点体系设计的研究。本专利旨在通过对建筑表皮的构造、节点等细节的优化设计，将固碳建筑材料的固碳性能进一步提升，增加建筑表皮的固碳量，并在固碳周期结束后替换挂板，从而实现全生命周期的建筑材料固碳。

发明内容

本发明就是针对上述问题，弥补现有技术的不足，提供一种以增加建筑材料固碳能力为目标的固碳型可替换挂板式建筑表皮设计方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案。

一种固碳型挂板式建筑表皮设计方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

（1）.设计预制固碳型建筑表皮构件形式，所述的构件形式为挂板式；

（2）.设计挂板尺寸、凹凸样式、挂板挂载点位以及开口孔洞；

（3）.选配合适的酸碱指示剂、添加剂，并标注计量；

（4）. 配制高性能固碳材料，并将所述固碳材料浇筑于模具中进行挂板批量生产；

（5）.设计固碳建筑表皮搭载体系，以轻钢龙骨配合拴卯结构作为固碳建筑表皮搭载体系，将所述挂板式的固碳型建筑表皮构件逐层安装至轻钢龙骨结构的搭载体系之上，使挂板搭载于建筑主体结构上。

作为本发明的一种优选方案，所述挂板选用平面式挂板、菱形挂板、桶型挂板或者格栅式挂板；所述的平面式挂板固碳表面积系数为1，所述的菱形挂板固碳表面积系数为0.96，所述的桶型挂板固碳表面积系数为1.05，所述的格栅式挂板固碳表面积系数为1.25；其中的固碳表面积系数为单位体积下表面积与体积的比值。