建筑物用能消耗總量,主要受建筑物內部各種用能設備以及構成建筑物的外部圍護結構影響。由于近年來我國大力推行建筑節(jié)能工作,使得建筑用能設備與外 部圍護結構的施工技術產生了深刻地變化,例如建筑圍護結構中的屋面進化成為具有保溫隔熱效果的屋面,外圍的墻體也增加了保溫性能,而幕墻、門窗不僅具有了 保溫隔熱的性能,還裝設了遮陽系統(tǒng)。這一系列的節(jié)能措施不僅提高了設備工作效率,還能探索、開發(fā)一些新型能源或再生能源,由此建筑施工技術需要與其同步發(fā) 展、完善。筆者對建筑節(jié)能的新材料、新技術,以及在施工中的應用進行簡要闡述。
一、建筑節(jié)能概述
(一)建筑用能的特點
建筑最大的特點就是使用壽命長,一般情況下建筑使用壽命短則十幾年,長則幾百年。從建筑工程竣工開始,空調、采暖的用能消耗就會延續(xù)下去。倘若要對 其進行節(jié)能改造,則需要消耗更多的資源。當今我國已建成的規(guī)模巨大高能耗建筑不僅目前消耗大量能源,還會在未來數十年、甚至數百年里不斷消耗。目前,我國 的能源極為緊缺,而建筑用能消耗量巨大,且呈上升趨勢,造成了極大的浪費。如此大量建造高能耗建筑的情況是背離科學發(fā)展觀及可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的。
(二)建筑節(jié)能規(guī)劃設計
在建筑工程進行總平面規(guī)劃及單位設計時,應根據工程場地外在的氣候條件以及建筑物自身的功能要求,合理、科學地確定建筑的平面形狀、樓間距、朝向、 層高、空間布局、新型節(jié)能建筑材料的選用以及建筑外圍結構的保溫隔熱等熱工特性,同時還需對建筑附近環(huán)境進行綠化設計。綠化設計不僅要考慮到維護與施工的 便捷性,還應盡可能應用節(jié)能材料和技術,從而使建筑用能消耗最小化。
二、建筑節(jié)能新技術的概述
建筑節(jié)能的重點工作,應從建筑設備領域及建筑本體兩個方面出發(fā),不斷研究、發(fā)展建筑節(jié)能創(chuàng)新技術。包括在建筑圍護結構保溫技術方面,采用外墻外保溫技術、新型節(jié)能材料、熱保溫隔熱技術、高效保溫門窗等。較為常見的建筑節(jié)能新技術如下幾種。
(一)熱泵應用技術
其根據熱泵原理,利用低溫低品位的熱能資源,通過少量的高品位電能輸入,來實現低品味能向高品位能轉移的一種新型技術。熱泵應用技術可分為水源熱泵 技術與空氣源熱泵技術。此種技術的作用在于可向建筑物供冷或供熱,不僅可以有效降低建筑物用能消耗,還能減少建筑物周圍環(huán)境的污染。
(二)輻射性供熱技術
輻射型供熱方式可分為垂直板輻射、天花板輻射以及地板輻射??蓪⒋朔N技術視為一個對房間熱微氣候進行調節(jié)的節(jié)能供熱系統(tǒng)??梢员苊庾屓擞写碉L感,同時保證了適宜溫度。這種供熱方式可以直接地使用這些冷熱源,從而省去常規(guī)的冷熱源。
(三)智能控制技術和計算機仿真技術
可通過對供熱、供冷系統(tǒng)的監(jiān)測、控制、優(yōu)化來實現系統(tǒng)運行的節(jié)能控制,從而最大限度的降低運行能耗。
(四)變風量空調技術
變風量空調系統(tǒng),是一種新型的節(jié)能空調方式,整個系統(tǒng)可以根據負荷變化而調節(jié)總的送風量,尤其是在系統(tǒng)某些部分出現負荷運轉時,可以最大程度降低風 機動力能耗,從而達到節(jié)約用能的效果。而空調制冷機組,也可以根據客戶的實際需求調整運行,不但減少了系統(tǒng)運行的費用,還降低了能耗。在考慮同時使用系數 的情況下,空調系統(tǒng)可以減少10%-30%左右的總裝機容量。
(五)太陽能的熱利用技術
我國建筑節(jié)能技術中,太陽能的應用最為廣泛。利用太陽能,不僅可為建筑提供冬季供熱、生活熱水,還能取代或替代常規(guī)能源,從而驅動空調系統(tǒng),甚至可同光伏電池技術相結合為建筑供電、儲電等。
(六)空調系統(tǒng)的余熱回收及新風處理
一般情況下,新風負荷占建筑物總負荷的30%-40%,固定的最小新風量所需的供冷量比變新風量所需的供冷量多20%左右。倘若在春季或秋季節(jié)里, 新風量可以從最小新風量到全新風變化,可降低約60%的能耗。利用全熱式換熱器,將空調房間的排風與新風進行濕、熱交換,通過空調房間排風除濕降溫,使空 調系統(tǒng)實現余熱回收。
三、新型節(jié)能材料在工程中的應用
當今我國的建筑產業(yè),逐步開始采用新型節(jié)能絕熱材料,其顯著的經濟效益、環(huán)保效益及社會效益得到了眾多建筑單位及商家的重視。我國現有較為常見的節(jié)能絕熱材料有玻璃棉、水泥聚苯板、巖棉、硅酸鹽復合絕熱砂漿、聚苯乙烯泡沫塑料等。
(一)玻璃棉
以螢石、石灰石、硅砂等礦物為主要原材料,經過加工制成的無機纖維。玻璃棉制品有著很好的阻燃、保溫、耐腐蝕等性能,被廣泛應用于飛機、管道、房屋等有關部位的隔熱、吸聲、保溫。
(二)水泥聚苯板
水泥聚苯板由廢聚苯乙烯泡沫塑料的破碎顆粒,或聚苯乙烯泡沫塑料的下腳料,加入水、水泥、穩(wěn)泡劑、起泡劑等材料制成。水泥聚苯板是一種全新的節(jié)能隔 熱材料,具有導熱系數小、強度高、質量輕、保溫隔熱性能好、耐水、性價比高、韌性好、施工方便等優(yōu)點,被廣泛應用于建筑物的屋頂及外墻的保溫隔熱。
(三)巖棉
巖棉以精選的輝綠巖或玄武巖為主要原材料,經過高溫熔制而成的無機人造纖維。這種新型節(jié)能材料有較好的吸聲、保溫、阻燃、隔熱等性能,并且化學穩(wěn)定性良好。
(四)聚苯乙烯泡沫塑料
聚苯乙烯泡沫塑料以聚苯乙烯樹脂為基料,加入穩(wěn)泡劑、發(fā)泡劑等輔助材料,經過高溫加熱發(fā)泡而成的新型節(jié)能材料。具有導熱系數小、耐老化、吸水率低、耐低溫、性價比高、質量輕等優(yōu)點。
四、建筑節(jié)能施工新技術的應用
(一)建筑墻體的保溫節(jié)能措施
1、聚苯顆粒保溫料漿外墻保溫:經過加工將廢棄的聚苯乙烯塑料打碎成0.5mm-4mm的顆粒,并以此作為輕集料進行保溫砂漿配置。此種技術包含抗 裂防護層、抗?jié)B保護面層、保溫層。在進行建筑外墻的保溫施工時,廣泛應用了ZL膠粉聚苯顆粒保溫技術與材料。此種材料施工方便,不僅可以提高工作效率、降 低勞動力,還不受建筑結構的質量差異影響。對于一些墻體有缺陷的建筑,在進行保溫施工時,無需對其修補找平,利用保溫料漿直接找補即可,從而有效地避免了 因修補找平抹灰過厚導致脫落的現象。在建筑的保溫工程中采用此種施工技術,可以有效地解決由于使用條件惡劣而引起的面層易開裂、界面層易脫粘空鼓等問題, 最終實現建筑外墻保溫的技術突破。以保溫效果相同為前提,相較于其他外保溫技術,聚苯顆粒保溫料漿外墻保溫技術成本更低。此種施工技術適用于高層建筑的外 墻保溫工程。
2、外掛式外保溫技術:其保溫材料包括玻璃棉、聚苯乙烯泡沫板、鋼絲網架夾芯墻板、巖棉、氈以及陶?;炷翉秃暇郾椒率b飾保溫板等。此種外掛技術 可分為兩種:一種利用專用的固定件,在外墻上固定各種不易吸水的保溫板,并在提前制作好的龍骨上外掛天然石材、鋁板、彩色玻璃等,從而直接形成裝飾面。而 第二種做法是利用專用的固定件或粘結砂漿,在外墻上外掛、粘貼保溫材料,同時用抗裂砂漿涂抹其表面并壓入玻璃纖維網格布,從而形成保護層,待所有工序完畢 后加做裝飾面。
3、聚苯板與墻體的一次澆筑:此種技術就是在混凝土框架剪體系中,在建筑模板內部設置聚苯板,同時在建筑墻體的外側澆筑混凝土。聚苯板和混凝土一次 澆筑成型,從而形成復合墻體。這種技術有效地解決了外掛式外保溫技術的主要問題,有著明顯的優(yōu)勢。將保溫層與外墻的主體一次澆筑成型,不僅可以大大提高工 作效率、縮短工期,還保證了相關施工作業(yè)人員的人身安全。為避免因混凝土側壓力影響而造成拆模后聚苯板出現錯茬、變形等現象,在進行混凝土澆筑時,應注意 澆筑的連續(xù)性及澆筑面均勻度,以此保障后續(xù)施工的順利。內置于建筑模板內的聚苯板,可以是單面的鋼絲網,也可以用雙面的鋼絲網。單面鋼絲網聚苯板同混凝土 的連接主要依靠聚苯板與混凝土間的粘合力,以及L形鋼、斜插鋼筋等與混凝土墻體間的錨固力,其結合的性能較好。而雙面鋼絲網聚苯板與混凝土間的連接主要依 靠聚苯板與混凝土間的粘合力,或是墻體外側配筋與內側鋼絲網架相綁扎的約束力,此種結構性能良好,安全系數相對較高。而單面鋼絲網聚苯板技術,不需要在安 裝保溫板前對板的外側進行抹灰,也無需在內側進行鋼絲網的綁扎,從而縮短施工時間,減少材料消耗。
(二)透明幕墻、遮陽系統(tǒng)及門窗的施工
1.建筑遮陽系統(tǒng)的施工:在進行建筑遮陽系統(tǒng)設計時,應根據建筑所在地區(qū)的氣候條件、特點和窗口的朝向以及屋室的使用要求,將遮陽做成臨時性或永久 性的遮陽裝置。臨時性遮陽,就是在窗口處裝設輕便的窗簾、塑料百葉或掛飾等;而永久性遮陽,就是在窗口處以各種形式裝設遮陽板。永久性遮陽系統(tǒng)的設施,可 根據構件是否可以拆卸、活動,分為活動形式、固定形式兩種。近年來我國建筑普遍采用活動形式的遮陽系統(tǒng),可根據全年季節(jié)變化或是全天日照變化對遮陽板的角 度進行自由調節(jié)。由于此種設施具有很強的靈活性,在寒冷季節(jié)為獲取日照,避免遮擋陽光,也可輕松的將其拆除。在科技水平飛速發(fā)展的今天,還有陽光控制膜、 鍍膜玻璃、低發(fā)射率膜玻璃等各種熱反射玻璃可供遮陽系統(tǒng)使用。
2.透明幕墻和門窗的施工:透明圍護結構的保溫隔熱,除了提高中空玻璃的密閉性,以及框扇自身和玻璃的熱工性能之外,還同框扇搭接縫、邊框和玻璃接 縫的嚴密度有著密切關系,空氣的滲透量取決于各部分接縫的嚴密程度,而空氣滲透是能量損耗的重要途徑之一。在施工中往往利用各種密封膠或密封條來解決空氣 滲透這一問題。由于門窗密封膠條種類繁多,膠條選配應與窗型設計相結合。在設計幕墻或型窗時,同步進行配套膠條的設計,此種施工方法最為理想,必要時可進 行多道密封,并選用耐老化、彈性相對較好的材料。一般情況下選用氯丁橡膠和三元乙丙較為適宜,因為劣質的密封條會出現過早老化的問題。玻璃的鑲嵌,除采用 密封壓條外,還可采用玻璃膠或兩者結合使用。通過提高幕墻結構和門窗以及圍護結構的一體化節(jié)能技術水平,使墻體的總體節(jié)能效果得到改善。重點解決門窗、幕 墻錨固及填充技術和利用太陽能、空氣動力節(jié)能技術。冬季在有陽光照射的時候,可以打開外層幕墻下端和內層窗上端的通風口,使兩層玻璃之間被陽光加熱的空氣 進入室內減少采暖能耗。而夏日則可將外層上、下端的通風口都打開,使兩層墻之間的空氣層,在陽光照射下形成很好的向上流通的氣流,把熱空氣散發(fā)掉,降低內 層窗外表面的溫度,從而減少室內的降溫空調負荷。
五、總結
建筑節(jié)能工程是一項復雜的系統(tǒng)工程,其涉及建筑的規(guī)劃設計、材料的采購、施工建設等多個環(huán)節(jié),以及建筑的后續(xù)使用。在進行建筑節(jié)能工程的施工時,不 僅需要采用各種新型節(jié)能材料、節(jié)能新技術,還需要與各種節(jié)能設計相配套的施工技術。由于我國開展建筑節(jié)能工作的時間較晚,各項技術與材料都需要不斷的進行 實踐,從中積累經驗并分析、研究出各種材料與技術的配套方案,同時相應的法律法規(guī)也有待完善。





