设计低碳混凝土地下室

2021年5月17日

发表在:混凝土杂志,2021年5月

地下室和地下结构是有效利用土地的重要组成部分,为设计师提供了创造具有多种潜在用途的节能空间的机会。混凝土是建造地下室最常用的材料,其耐久性、耐水性和坚固性是其普及的关键因素。混凝土的使用还有其他的好处,包括它的热质量和优化混合规格的机会。bob电竞体育博彩bob平台注册混凝土中心和地下室信息中心的Emily Halliwell讨论了实现低碳地下室设计时设计师应该考虑的因素。

优化结构设计是实现材料高效设计的关键,这将导致更低的隐含碳。对于地下结构和基础,地面条件和场地几何形状将是关键的设计驱动因素。作为施工准备工作的一部分,工地将被夷平,表层土壤通常被清除。移除的深度将取决于土壤类型,包括任何污染和基础设计。例如,在使用浅基础的地方,可能需要挖掘一个相当深的已造地基,以达到合适的地基作为基础。在这种情况下,可以通过建造地下室来利用这个挖掘出来的空间。基座可以与地下室板整合或替换,从而优化设计。

类似地,在倾斜的场地上,设计师可以选择在更高的楼层建造,使用平台或填充在建筑下面,或者在斜坡上建造。由于建筑可能需要在建筑下方挖掘地基,因此挖掘出来的空间可能会被用作斜坡内的部分地下室。

一般来说,这些方法可以用于创建单层地下室,更深的地下室需要更多的考虑。特别是,如果有地下水存在,更深的地下室可能需要拉力桩或深筏来抵抗浮力,尽管这些力可能会被上面建筑物的重量抵消。

防水的策略

防水策略是地下室设计的关键考虑因素,以确保内部空间满足性能要求。BS 8102(1)概述了三种防水方法,这些是:A型-屏障保护,B型-结构整体保护和C型-排水保护。最优解决方案将取决于包括地下水在内的地面条件、建议的用途和结构类型以及破坏的后果。为了实现低碳解决方案,应该考虑不同选项的隐含碳和操作碳。B型防护通常是通过限制混凝土结构裂缝宽度来实现的,通常需要额外的钢筋来控制裂缝。额外强化的隐含碳可以与A型和C型所需的膜、内衬和排水系统相关的隐含碳进行比较。此外,C型系统通常包括具有相关操作碳的泵和监测系统。虽然设计师应该考虑与防水系统相关的减少碳的方法,但满足长期性能要求是至关重要的。

低碳混凝土

在地下室,墙壁和地板通常由混凝土构成,结构将是隐含碳的最大贡献者。因此,指定一种低碳混凝土是设计师降低地下室隐含碳的主要机会。值得注意的是,提高混凝土的抗水性通常是通过限制裂缝宽度来实现的,由于水化热较低,使用高水平GGBS的水泥可以实现更好的裂缝控制。GGBS是一种胶凝材料,通常用于降低混凝土的碳足迹,因此在裂缝宽度至关重要的情况下,它可以起到降低隐含碳和改善裂缝控制的双重作用。与CEM混凝土相比,添加50% GGBS的水泥可使混凝土的隐含碳减少40%以上。

热工性能和能源效率

地下室是节能空间,结构的热质量可以作为控制建筑内部温度的策略的一部分。bob平台注册混凝土结构的重量特性可以用来自然调节地下室的内部温度,对于小型建筑来说,它可以成为控制整个建筑温度的节能策略的一部分。英国气象局(Met Office)预测,英国各地的日均气温将上升,这表明对建筑降温的被动方法的需求越来越大,而地下室恰好可以提供这种方法。过热的风险被认为是一种日益增长的健康风险,创造自然冷却的空间变得越来越重要。

地下室的墙壁通常是外部绝缘的[用什么/怎么做?]-你是指土壤还是外用材料?,这意味着热质量可以得到充分优化,因bob平台注册为混凝土结构可以在空间内吸收和释放热量。这需要一个合适的表面光洁度,可以自由导热,如湿石膏,油漆,或视觉混凝土。防水策略包括内部膜或空腔排水系统可能会降低混凝土结构的热质量的有效性。bob平台注册然而,在内部叶片由砖石或混凝土制成的项目中,如果有合适的表面处理,则可以使用热质量。bob平台注册视觉混凝土的使用提供了潜在的成本、碳和编程效益,省去了后续使用加工材料和贸易的需要,以及现场产生的相关废物。

控制透气性是提高建筑织物能效的关键。这很容易在地下室实现,因为该结构在地下,通常也有一个不透水的防水层。

额外的好处

地下室让设计师有机会最大限度地利用空间,并提供灵活、理想的空间,具有出色的热性能。混凝土结构带来了固有的耐久性、耐水性、坚固性和热质量的额外好处。bob平台注册与所有建筑一样,实现低碳设计需要考虑方案的整个生命周期,而地下室的寿命和能源效率是其在低碳设计中发挥作用的关键。

作者- Emily Halliwell,结构工程师在混凝土中心