浅谈建筑节能与其技术革新

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  【摘 要】建筑节能施工中常常会用到新材料、新技术、新工艺,这给建筑施工技术带来了不小的影响,文章主要对建筑新材料在节能工程应用中常见的质量问题从理论上进行了研析,并提出相应的解决方法。
  【关键词】新技术;建筑节能
  随着社会的进步及人们生活水平的不断提高,面对全球能源环境问题,不少全新的设计理念应运而生,如低能耗建筑、零能建筑和绿色建筑等,它们本质上都要求建筑师从整体综合设计概念出发,利用新能源、新工艺,采用建筑节能新技术等措施来达到降低能耗、节约资源的目的。
  建筑能耗向来是能源消耗的重要组成部分。目前我国节能建筑仍处在试点层面,尚未全面推行,建筑节能只相当于发达国家的起步阶段,节能工作行动迟缓。推动建筑节能成为全世界建筑界实现可持续发展理念的大趋势,也是时下中国经济社会面临的重要任务。
  我国建筑能耗现状
  随着中国城市化进程的加快,越来越多的人口从农村转移到城市,建筑物的市场需求数量日益旺盛。截至2009年11月,我国房屋总面积已超过400亿㎡,每年以16~20亿㎡新增建筑面积趋势,到2020年将新增建筑面积200多亿㎡。建筑面积的迅速增加及采暖、空调、家用电器的普遍使用,导致建筑能耗持续上升。由于建筑围护结构保温隔热和气密性能差,采暖空调系统能源效率低下,与气候接近西欧式或北美国家相比,中国住宅单位采暖面积要多消耗2-3倍以上的能源,且舒适性较差。其中外墙、屋顶单位面积能耗为发达国家同类建筑的3-5倍,窗户单位能耗为2-3倍。2001年对我国部分省市住宅建筑能耗的调查数据显示,北方采暖地区的住宅建筑单位能耗明显偏高。目前中国建筑能耗中有50%左右是供热和空调设施,北方城市集中供热的能源主要以锅炉为主,供热输配管网保温隔热性能差,整个供热系统的综合效率仅为35%一55%,远低于发达国家80%左右的水平。
  首先设计是关键
  为了从源头上控制建筑能耗,减少环境污染,设计是关键。这就要求设计师紧跟时代步伐,了解相关技术发展,更新自身知识结构,及时了解新出台的法律、法规,充分利用自然资源、自然地貌、自然通风、使用太阳能,减少资源的消耗,为实现建筑节能走好坚实的第一步。通过科学的整体设计,集成绿色配置、自然通风、自然采光、低能耗维护结构、新能源利用、绿色建材和智能控制等高新技术,具有选址规划合理、资源利用高效循环、节能措施综合有效、建筑环境健康舒适、废物排放减量无害、建筑功能灵活适宜等特点,满足人们的生理和心理需要,而且做到能源和资源的消耗最为经济合理,对环境的影响最小。一个成功的节能建筑是一个能够与生物圈中的自然系统紧密结合,并且对这这些系统有极少破坏性而最大限度积极影响的设计。如提高建筑围护结构的保温隔热性能。建筑围护结构保温隔热性能好,流出或流入室内的热量的就少,采暖空调设备消耗的能量也就少。反之,建筑围护结构保温隔热性能差,流出或流人室内的热量的就多,采暖空调设备消耗的能量也就多。为了从根源上降低能耗,打造节能建筑是设计师义不容辞的义务和责任。
  建筑围护结构组成部件(屋顶、墙、地基、隔热材料、密封材料、门和窗、遮阳设施)的设计对建筑能耗、环境性能、室内空气质量与用户所处的视觉和热舒适环境有根本的影响。一般增大围护结构的费用仅为总投资的3%~6%,而节能却可达20%~40%。通过改善建筑物围护结构的热工性能,在夏季可减少室外热量传入室内,在冬季可减少室内热量的流失,使建筑热环境得以改善,从而减少建筑冷、热消耗。
  1.保温墙体材料的选择
  我国传统围护结构墙多为无机材料组成,如砖石砌体、混凝土、水泥砂浆等,如今为了节能保温的需要,引入了大量有机保温材料如铝塑聚苯乙烯泡沫板、挤塑聚苯乙烯泡沫板、硬泡聚氨酯等,因为这些有机保温材料的保温性能要比传统墙体材料的保温性能强,所以有机保温材料在建筑围护结构节能中广泛应用,形成了一种无机与有机材料复合墙体,这样就对施工工艺提出了新的要求。典型的保温墙体,是有机与无机材料相间复合而成,而这种墙体除了传统的承重、隔声要求外,还增加了保温隔热的要求。要求无机材料和有机材料组合成一个整体,在自然环境中能共同作用,因此对组成墙体的材料性能及施工工艺有了新的要求,如抹灰再不是传统意义上的水泥砂浆抹灰,腻子也不是普通外墙腻子,涂料也不同于水泥砂浆外墙,贴面砖也不是贴于传统墙面上,施工工艺产生了深刻的变化。
  2.门窗、幕墙的施工
  施工透明围护结构的保温隔热,除提高玻璃和框扇本身的热工性能和保证中空玻璃的密闭性之外,还与玻璃和边框接缝,以及框扇搭接缝的严密程度有密切的关系。只有各部分接缝足够严密,才能保证尽量减少空气的渗透,而空气渗透是能量损失的重要途径之一。
  施工中提高气密性一般是采用各种密封条或密封胶来解决。各种门窗的密封胶条种类繁多,应与型窗的设计合理结合。最理想是设计型窗或幕墙时,同时设计配套的密封条,必要时需多道密封。而且必须选用弹性好、耐老化的材料,一般以三元乙丙和氯丁橡胶为宜,劣质的密封条将过早老化失效,会给用户带来极大的不便和经济上的损失。玻璃的镶嵌除采用密封压条外,往往采用玻璃胶或两者相结合使用。玻璃幕墙,尤其是隐框玻璃幕墙,更多采用硅酮结构胶,但应特别注意密封胶与玻璃以及所接触配套材料的相容性,否则将导致密封失败,甚至产生严重的安全隐患。
  除窗和幕墙本身的密闭之外,不可忽视窗和墙体接触部位的密封与防水,长期以来,在居住建筑中,一直采用水泥砂浆来堵塞窗框与墙体接缝的做法是错误的,砂浆的干缩,必然造成缝隙的空气渗透。尤其是水泥砂浆遇水碱性将对铝合金框材产生腐蚀作用,加速窗户的损坏。正确的方法应该是在框与墙接触的缝隙中填入高效的保温材料(例如发泡聚氨酯等)然后再在窗户的两边与墙的交界处用密封胶封闭防止雨水侵入。户门和阳台门应选用填充聚苯板或岩棉板的门并与防火、防水要求相结合。
  提高门窗及幕墙结构与围护结构的一体化节能技术水平改善墙体总体节能效果。重点解决门窗、幕墙锚固及填充技术和利用太阳能、空气动力节能技术。大型公共建筑新近出现一种新型的幕墙结构形式即在外窗或幕墙外面再设一层玻璃幕墙一般是外层为单玻内层为中空玻璃两层间的距离不等。每层楼内外层玻璃的上、下端均设有可调节的通风口。冬季有阳光照射时可以打开外层幕墙下端和内层窗上端的通风口使两层玻璃之间被阳光加热的空气进入室内减少采暖能耗。而夏日则可将外层上、下端的通风口都打开使两层墙之间的空气层在阳光照射下形成很好的向上流通的气流把热空气散发掉降低内层窗外表面的温度从而减少室内的降温空调负荷。如果在双层幕墙之间加设可调节的遮阳百叶其增加舒适度和节能效果就更加显著了。
  总之建筑节能工程施工中采用了大量新材料、新技术、新工艺这给建筑施工技术创新带来深刻的影响。建筑物的能耗主要是由构成建筑物的围护结构材料和建筑物内的用能设备影响由于建筑节能的要求这两方面的施工技术都发生了深刻变化。在围护结构中墙体变成了保温墙体屋面变成了保温隔热屋面门窗和幕墙不仅有保温隔热要求而且部分还增加了遮阳系统楼地面增加了保温或采暖制冷系统不仅要提高设备的效率而且逐步发展可再生能源和新型能源。因此相应的施工技术也应与时俱进。
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