建筑节能结构体系应用与研究评述
单一墙体结构体系
单一墙体结构体系利用具有良好热工性能和力学性能的改良砌块和轻质板材等材料作为墙体材料，可以综合利用工业废渣，生产工艺简单，建厂投资少，施工方便。
1.改良砌块
随着墙改工作的不断发展，出现了大批各式各样的改良砌块，形成了三大主导方向：烧结类、工业废渣类和混凝土类。
烧结类改良砌块多为多孔砖和空心砖，体积大、密度小、绝热性能高、施工工效好，是烧结黏土砖替代品。
工业废渣类改良砌块利用粉煤灰和煤矸石等工业废料，不必挖田取土，不经高温烧结，节省燃料，减少对环境的污染，且力学性能稳定，隔声性能和蓄热性能好，生产不受季节影响，但有些工业废渣类改良砌块（蒸压砖粉煤灰砖和蒸压灰砂砖等）不能用于长期受热、流水冲刷以及受急冷急热和酸性介质侵蚀的建筑部位。
混凝土类改良砌块主要有蒸压加气砌块、轻集料空心砌块和小型空心砌块。
蒸压加气砌块重量轻，有助于减少基础及上部结构的尺寸和配筋，降低工程造价；力学性能稳定，保温性能好，抗冻融，耐久性好，耐热、耐火性能优良；可添加工业废渣，生产成本较低；但该种砌块收缩量大，吸水率高，抹墙性能不如砖墙。
轻集料空心砌块可采用陶粒、陶砂和工业废渣等作为轻集料，空心率大于25%，轻质，高强，抗震性能好，保温隔热性能好，隔声、耐火性能好，吸水率低，收缩率小，易加工，面层规整，在各种建筑墙体中得到广泛应用；但目前生产方式多为作坊式，装备档次低，且多选用低价劣质轻集料，因此经常出现轻集料混凝土空心砌块强度低、破损率高、砌体开裂和发生渗漏等质量问题，影响建筑物的使用和美观，其中以煤渣砌块最为严重。
小型空心砌块多用于中高层承重砌块墙体，其吸水率小、干缩值大（2~3mm/m），在使用中会出现墙体开裂、渗水、抹灰脱落而污染损坏室内装修等问题。
2.轻质板材
轻质板材是近年来新兴的墙体形式，种类多，有纸面石膏板、纤维石膏板、植物纤维轻板、纤维水泥板、轻骨料混凝土板材、蒸压加气混凝土板、黏土条板和木屑板等。轻质板材重量轻，生产综合耗能较低，在现代化房屋建筑中不可或缺，但因建厂投资较大，生产规模化程度不高，有关轻质板材的设计规范和要求尚不完善，其应用发展有待提高和完善。
复合墙体结构体系
单一墙体结构体系往往难以同时满足较高的绝热（保温和隔热）要求，因而在满足建筑保温节能要求前提下，复合墙体结构体系成为主流。复合墙体采用砌体或钢筋混凝土墙体作承重墙，与绝热材料复合。与传统墙体材料相比，复合墙体在建筑物自重、保温隔热性能及施工性能方面均具有明显的优越性。
目前国内外较为成熟的建筑节能结构体系主要有三类：预制构件为模板内部浇注混凝土的结构体系、预制构件为核心骨架两侧喷涂（浇注）水泥砂浆（混凝土）的结构体系和预制装配式结构体系。
1.预制构件为模板内部浇注混凝土的结构体系
该类结构体系是模板保温一体化的免拆模结构体系。采用不同预制构件作为模板形成不同结构体系，具有各自不同的特点：
1）纳士塔(RASTRA)结构体系将由EPS颗粒、水泥、添加剂和水制成的隔热吸声水泥聚苯乙烯空心板构件粘合组装成模板，并在其内部竖向、水平相互贯通的孔槽内浇注混凝土或穿插钢筋后再浇注混凝土，形成墙内刚性骨架，具有较好的节能环保效果，但存在吊装困难、运输不便、易破损和造价高等问题。与之相似的有美国REDDI结构体系和加拿大AAB结构体系。
2）ICF结构体系采用墙体内外两侧的EPS模块积木式搭接成保温模板，然后在墙体内放置钢筋后，浇注免振捣混凝土，从而形成保温隔热混凝土承重结构。该结构体系能确保保温层的粘结性能，有效地解决“冷热桥”问题，保温性能好，设计使用寿命长，经济效益和社会效益显著。适合7层以下建筑。与之相类似的是德国SOFORM结构体系。3）DIPY模网结构体系采用由竖向镀锌加劲肋、水平折钩拉筋和表面钢板网组成的建筑模网作为模板，在网模内浇注混凝土，形成承重结构体系。该结构体系安装操作简单，节省人工，无需大型运输(起重)设备；在混凝土原料中可以适量掺加工业废料、建筑垃圾等，变废为宝，有利于环境保护，降低工程造价。但模网对运输和堆放要求高，而且浇注混凝土时，其转角处会出现挤胀、变形。
4）意大利NIDYON结构体系采用两个单层钢丝网架波形聚苯板在成型机上组装成现浇墙体模板，中间设混凝土现浇层，利用网架钢丝做受力钢筋。由于采用有机材料，耐久性较差，而且墙体仍具有普通剪力墙延性差的缺点。适用于建造4层以下建筑。
5）配筋砌块保温结构体系采用具有良好保温隔热性能和力学性能的混凝土砌块（或空心部分填充保温材料）为砌模，并在砌模孔内配置钢筋网片，浇注混凝土。为了加强结构整体强度和刚度，地下室和电梯井筒等应采用钢筋混凝土剪力墙。该结构体系具有良好的整体性、承载能力和抗震性能。与之相似的是玻化微珠复合结构体系。
6）自保温混凝土结构体系由带有隔热保温板材的预制平板与现场浇筑的连梁和短柱构成。适用于抗震设防烈度不大于8度地区的多层、高层民用建筑，已形成相应的技术规程，并在南京市和淮安市完成试点工程。但目前没有与该结构体系配套的专用钢制模架，且预制构件的制作、连接方式和吊点设计有待进一步完善。
7）混凝土灌芯纤维石膏板结构体系通过在预制定型纤维增强石膏板的空腔中浇筑混凝土而制成。石膏板轻质、防火、保温，并起到剪力键的作用，隔震耗能，提高了复合墙板的延性，但存在连接缝的处理和防水处理不便等问题。
2.预制构件为核心骨架两侧喷涂（浇注）水泥砂浆（混凝土）结构体系
该类结构体系首先将冷拔低碳钢丝焊接成三维空间结构，中间填充EPS板，形成钢丝网架聚苯乙烯板，然后在板两侧喷涂水泥砂浆面（舒乐舍板结构体系和EM2结构体系）或在板两侧浇注混凝土层（CL结构体系和CS结构体系）形成完整的建筑墙体。该类结构体系自重轻，安装简便、运输方便、增加使用面积、保温性能好，但不同结构体系也存在不同的缺点：
1）舒乐舍板结构体系和EM2结构体系运输或储存过程中变形板多，抹灰时墙体易产生裂缝，防火性能较差，施工完毕后不能剔凿，不能变更门窗洞口。
2）CL结构体系和CS结构体系工序多、节点多、安装难度高，且对混凝土坍落度、现浇侧模板的支撑和缝隙处理要求高。
3.预制装配式结构体系
该类结构体系将工厂预制的大型墙板、楼板甚至整个房间（墙板表面可以做好饰面）运至施工现场直接组装，工业化程度高。不同构造预制构件形成不同的结构体系：
1）CBCF复合结构体系是由薄壁型钢和EPS轻集料混凝土浇注而成的板式结构，有多种组合方案，可按模数建造2层建筑。但现场吊装困难，且建筑造价高，适用范围有限。
2）密肋轻型节能结构体系是由预制的密肋复合墙板、现浇的隐形框架和楼板组合而成。复合墙板是以截面及配筋较小的混凝土构件为肋格，内嵌加气硅酸盐砌块预制而成。砌块在肋格约束下的开裂与非弹性变形类似耗能装置，有效地提高了结构的变形能力和延性；生产过程中大量使用工业废料，具有较大的环境和社会效益。该体系施工复杂，且对其真实结构的计算分析困难，按照等效原理建立的结构计算方法以及构造措施均有待进一步完善。
3）PC结构体系以预制墙板为主要构件，经装配、连接、部分现浇而成，其生产工艺仍在探索中，存在节点处理的问题，且对现场条件要求高。
4）WZ结构体系是采用WZ板材构建的组合网架夹心剪力墙节能结构体系，具有减轻自重和隔热、隔声、隔振和隔渗的作用，但实用设计方法有待完善。
5）装配式大板结构体系除基础外全部采用预制构件组合安装，施工简单、机械化程度高、大规模应用经济效益高，但整体抗震性能不好、运输难度大。与之相类似的是盒子结构体系。
4.钢筋混凝土叠合结构体系
钢筋混凝土叠合结构体系是江苏省绿色建筑工程技术研究中心和南京工业大学从德国引进的一种新型预制构件为模板内部浇注混凝土的结构体系。
叠合楼板由预制楼面板和现浇钢筋混凝土层构成。叠合墙板按不同的作用和构造分为外部剪力墙、外部填充墙、内部剪力墙和内部填充墙四种。剪力墙在空腔内配置双向钢筋并浇筑混凝土，承受竖向与水平荷载，而填充墙则仅在墙板顶部设置构造暗梁。
该结构体系的优点包括：结构性能优越、环保节能、工业化程度高、造价较低。
传统结构体系
1．钢结构体系和钢-混凝土组合结构体系
钢结构体系自重轻、抗震性能好、绿色环保、易产业化、可循环利用，但冷热桥消除、耐火和耐腐蚀等问题未得到较好解决。钢-混凝土组合结构体系能较好地解决防火、防腐的难题，但较难满足节能要求。
2．现代木结构体系
现代木结构体系是指以各种工程木或经过处理的原木、锯木为结构材料，以木材或其它建材为填充材，并以木构件或钢构件为连接材料建造的结构体系。木材是可再生资源，符合可持续发展战略；工厂化和标准化生产，施工速度快、周期短；易于扩建和改造；抗震性能好；保温、隔热；绿色环保；具有极强的艺术表现力。但木材各向异性、材料的不可焊性造成了木结构设计的复杂性；木材是有机物，易受不良环境的腐蚀；木材是可燃性材料，防火安全受到特别关注。目前南京工业大学木结构实验室等单位研发的工程木制品结构性能以及防腐、防火性能优越，应用前景广阔。
主张与建议
1）充分利用工业废料，发展符合我国国情的单一墙体结构体系。
黏土砖的大量生产和使用使耕地面积日益减少，而粉煤灰、矿渣、煤渣等工业废料和垃圾堆积如山，造成严重的环境污染。鉴于此，结构体系的发展方向之一就是充分利用工业废料，发展符合我国国情的单一墙体结构体系。
2）提高单一墙体的工业化程度。
推广5000万块以上规模的机械化轮窑、隧道窑和新型辊道窑空心砖企业，研发高掺量废渣砖和全煤矸石烧结空心砖等新产品；发展年产10万~20万立方米的加气混凝土制品生产线，研发新型、大型机械化切割机，改善发泡成型技术；推广年产800万平方米以上规模的纸面石膏板生产线，解决好护面纸胶粘及配套技术，完善纸面石膏板生产工艺；提高蒸压纤维水泥加压板、纤维增强硅酸钙板和GRC板等轻质板材的装备水平和产品装饰水平。
3）大力研发新型复合墙体体系
建筑物主体材料混凝土保温性能很差，要使结构满足保温节能要求，就必须复合保温材料，这样不仅增加施工工序，加大建造成本，而且不利于结构受力和安全。结合我国国情和国外发展趋势，研究开发轻质高强、抗震性能好、节能保温效果佳、施工简便、经济实用、绿色环保且适宜于产业化发展的复合墙体体系，已成为建筑业的发展方向。
4）要立足现有条件、立足本国，找准切入点。
必须对量大面广的现场浇筑技术、设备和人员进行合理调整，寻找资源的合理流向，寻求工厂制造与现场作业的合理结合，不应不顾现有条件，一步到位搞全装配化。
5）发展配套产品，完善应用技术节能结构体系推广应用难的一个重要原因是对配套产品（特定的施工工艺和专用的配件、材料等）的开发和应用技术落后，必须加大相应产品和成套技术的研发力度。
6）提高建筑节能结构体系的标准水平
结构体系的标准水平是质量的基础和保证。只有通过提高结构体系的标准，才能普遍提高我国结构体系的档次和水平，有效遏制和淘汰落后的结构体系。
7）加快建筑节能结构体系的应用步伐
新型节能结构体系的应用应纳入国家或地区建设计划（安居工程和康居工程），逐步提高其应用比例。
