隨著“十二五”時期我國全面推進小康社會進入到了關鍵時期,我國經濟總量呈現出不斷飛速擴大的必然態勢。與此同時我國建筑工程相關行業得到了不斷的深入發展,各類建筑物的開發量也得到了空前增長,建筑業已成為我國國民經濟的支柱產業,現今我國建筑每年開發量多于發達國家建筑開發量的總和。據統計,我國的建筑能耗約占社會總能耗的近1∕3,居能耗前列,同時也是能源消耗增長最為迅速的領域。能源消耗量如此過快的持續增長,對我國構建“資源節約型、環境友好型”社會提出了嚴峻考驗與挑戰。我們應當樹立低碳綠色發展理念,以建筑節能為重點,增強可持續發展能力,提高建筑節能的質量和效果。因此,在建筑節能標準不斷提高的基礎上,采用新型節能技術、深入研究和推廣應用新型建筑節能材料在建筑工程中應該具有積極、重要意義。
一. 新型節能技術與材料在建筑工程中的應用現狀
1. 合理控制建筑物的體形系數
建筑物的體形系數系指建筑物與室外大氣接觸的外表面積與其所包圍的體積的比值(外表面積中,不包括地面和不采暖樓梯間隔墻和戶門的面積,不包括女兒墻,也不包括屋面層的樓梯間與設備用房等的墻體,突出墻面的構件如空調板在計算時忽略掉,按完整的墻體計算即可)。建筑物的耗能量隨著體型系數加大而增加,體型系數小,建筑物耗能效果好。近年來,新建居住建筑形式出現多樣化,建筑物體形系數有變大的趨勢,為了減少建筑物的體型系數,在設計中可以采用以下幾點:
1).建筑平面布局緊湊,減少外墻凸凹變化,即減少外墻面的長度;
2).加大建筑物的體量;
3).加大建筑物的棟深;
4).加大建筑物的層數。
2.降低建筑物圍護結構的傳熱耗熱量
建筑物圍護結構系指建筑物及房間各面的圍擋物,如墻體、屋頂、門窗、樓梯間隔墻和地面等。建筑物耗熱量主要是由圍護結構的傳熱耗熱量構成,大約占總傳熱耗熱量的3∕4。其中在圍護結構所占傳熱耗熱量份額中,外墻體約占30%-45%;屋頂約占10%;窗戶約占30%-45%;樓梯間隔墻約占10%-15%;地面約占3%。在現今條件下,主要采取以下技術措施用以降低建筑物圍護結構的傳熱耗熱量:
1).新型節能保溫型外墻面
在滿足國家及地方相關標準、規范的前提下,以建筑防火等級要求為基礎,采用新型優良的外墻保溫材料用以改善整個墻體的熱工性能。隨著建筑物圍護結構熱工性能要求的不斷提高,擠塑聚苯板、聚氨酯、巖棉保溫板等性能更高的保溫材料已經越來越多地取代了原來曾大量使用的聚苯板。除此之外采用新型的復合墻體也將是大勢所趨,復合墻體主要是通過墻體主體結構基礎上增加一層或幾層復合的絕熱保溫材料來滿足降低墻體傳熱耗熱量,復合墻體較好的發揮了兩種或多種材料的長處,既能突顯良好的保溫效果,又不會使墻體過于厚重,有利于承重。據權威檢測機構檢測,此類新型復合墻體的導熱系數僅為某些單一材料導熱系數的5%-10%,大大改善了單一墻體的熱工性能。新型復合墻體更多采用工廠預制生產、現場安裝的保溫裝飾一體化的施工流程,將會提高建筑工業化、產品標準化、施工裝配化水平。
2).高效節能保溫型屋面
屋面節能的原理與墻體節能一樣,通過改善屋面層的熱工性能從而盡可能大的減少熱量的傳遞,進而以降低屋面傳熱耗熱量。
對目前的建筑工程而言,一般是把具有一定硬度的保溫材料鋪設在防水層和屋面之間加以實現屋面節能的目的,此類保溫材料具有吸水率低、導熱系數小、容量低、質輕的共性。通常使用擠塑聚苯板、憎水性巖棉等板塊狀材料或使用珍珠巖、爐渣、陶粒等零散狀細料配合水泥澆筑。除此之外,一些新型節能屋面也漸漸步入我們的視野。據悉,含鎳的不銹鋼是熱的不良導體,因此有助于屋面隔熱,使建筑更節能,選擇含鎳不銹鋼作屋面材料的建筑工程不久就能充分利用不銹鋼的這一優勢以及其它優良特性。新型塑料復合瓦作為一種新型節能屋面也已被部分地區使用并將有可能在一定范圍內得以推廣,其特性主要為瓦體由改性塑料和鋼或其他纖維材料復合制成,瓦體內有鋼絲網內襯和隔熱保溫材料夾心層;其突出效果為采用改性塑料制成,且摻入一定量的廢舊塑料,有利于環保,運用先進配方工藝,產品阻燃、強度高、韌性好、耐老化、使用壽命長、質輕,最為重要的是其隔熱保溫性能強,使其整體屋面的熱量損耗大大降低。
3).高效節能型門窗
除窗戶以建筑物圍護結構形式的傳熱耗熱量外,門窗縫隙的空氣滲透耗熱量約占到建筑物總耗熱量的1∕4,也就是說窗戶的傳熱耗熱量與門窗的空氣滲透耗熱量相加,幾乎是建筑物總耗熱量的一半。由此可見,門窗是建筑物熱量交換和熱量傳導最活躍的關鍵部位,門窗是耗熱的薄弱環節。因此,節能門窗的使用,特別是對建筑物窗戶的保溫性能的改善和對門窗氣密性能的加強,對于建筑工程的整體節能有著重要意義。
門窗既是能源得失的敏感部位,又關系到采光、通風、隔聲、立面造型。這就對門窗的節能提出了更高的要求,其節能處理主要從減少滲透量、降低傳熱量、減少太陽輻射能三個方面進行。從門窗材料來看,目前有鋁合金斷橋隔熱型材、鋁木復合型材、鋼塑整體擠出型材以及UPVC 塑料型材等一些技術含量較高的節能產品,其中使用較廣的是UPVC塑料型材,它所使用的原料是高分子材料--硬質聚氯乙烯。 從門窗型式來看,要以建筑節能技術為動力,對建筑工程窗型結構、開啟形式和窗體構造進行技術改造和創新,改變單一的推拉窗型,大力發展平開窗型,特別是復合內平開窗及多功能窗;改善高密封窗的換氣功能和安全性能,采用斷橋隔熱高效節能型鋁合金窗和節能型多功能門類產品。為了解決大面積玻璃造成能量損失過大的問題,將普通玻璃加工成中空玻璃、鍍膜玻璃、高強度LOW-E光化玻璃及通過運用遮陽設施和高遮蔽系數的鑲嵌材料以減少太陽輻射量,使其達到高效節能的目的。
4).加強樓梯間隔墻及地面等部位的保溫隔熱措施
從傳熱耗熱量的構成來看,樓梯間隔墻及地面等部位所占比例較小,但這些部位的保溫也是不可忽略的。目前樓梯間隔墻節能技術主要有:膠粉顆粒保溫漿料系統、滿足性能要求的輕質保溫砂漿技術。地面建筑節能技術主要有:結合外墻面節能技術施工將保溫材料埋設至基礎設計深度的EPS板、XP板地面保溫隔熱技術。這些技術比較簡單,容易掌握,應用后工程反映效果比較好,處于穩定發展之中。值得注意的是:在嚴寒、寒冷地區直接與外界接觸的門應采用保溫門, 從而使建筑物整體節能功效有所提高。
二、其它在建筑工程領域內有待研發及推廣的新型能源節能技術
新能源是相對于常規能源說的,有核能、太陽能、風能、生物質能、氫能、地熱能和潮汐能等許多種。新能源的共同特點是比較干凈,除核裂變燃料外,幾乎是永遠用不完的。由于煤、油、天然氣常規能源具有污染環境和不可再生的缺點,因此,人類越來越重視新能源的開發和利用。我國地域遼闊,太陽能、風能等自然能源豐富,新能源的利用對于建筑工程節能有著非常重要的意義。用于建筑工程領域的新型能源節能技術通常有以下幾個方面:
1.太陽能
太陽能是一種來源廣、無污染、可循環使用的天然能源之一,現今建筑工程中廣泛應用的太陽能技術主要有:
1).利用太陽能制冷,進行光熱轉換,以熱制冷,以實現節能目的。
2).利用陽光反射裝置為建筑物提供光照和熱量,以節約能源。
2.地熱
地熱發電是地熱利用的最重要方式,在特定地區可利用地熱對建筑物供暖和供熱水,以起到節約能源。
3.風能
利用風力機將風能轉換為空氣壓縮能,繼而轉換成熱能,為建筑物供熱。
總之,大力推進新型節能技術與新型建筑節能材料研發工作對于現有建筑工程顯著降低能耗起到了積極作用,從而較大幅度提升了供熱能力。對于這些工作,都是關系國計民生的大問題,也是新形勢下賦予我們的主要職責和任務。運用新型節能技術及新型節能材料的建筑工程,以盡可能低的能耗為我們提供清潔、舒適的居住和工作環境,為建設和諧社會創造良好的社會氛圍,為推動建筑業轉型升級、為經濟結構調整做出了應有貢獻。
參考文獻:【1】.甘肅省住房和城鄉建設廳 甘肅省建筑工程質量管理崗位培訓教材叢書 2010.11
【2】.唐堅梅 節能新材料和新技術在建筑工程中的應用探討 2011.11.14