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论发展中的建筑节能及新型建筑材料

时间:2022-10-30 20:40:05 来源:网友投稿

摘要:新型建筑材料主要包括新型墙体材料、新型防水密封材料、新型保温隔热材料和装饰装修材料四大类。当前,建筑能耗已经成为制约我国经济可持续发展的一个重要的因素。因此我国的新型建材需结合建筑节能技术共同发展,立足于西方国家建筑节能技术发展经验的基础上,我国生产的各种新型建材已普遍应用到工程建设中,并取得了良好的经济效益和社会效果。但是,与发达国家相比我国建筑节能技术应用方面还存在很大的差距。因此,需要继续加大建筑节能技术科研投入,强化节能成果向建筑工程实践转化,提高建筑节能产品的应用水平。

关键词:新型建材;建筑节能;可再生能源

前言

在国家的大力推动下,最近几年我国的新型建材与建筑节能技术不断涌现,以太阳能、浅层地热能、保温材料等技术为基础上外围护结构节能、设备节能、可再生能源开始较为普遍的应用到建筑工程建设当中,这些技术应用效果明显,经济效益突出。以可再生能源—太阳能为例,现在一些地区要求新建住宅楼盘必须安装太阳能热水器,在为群众提出更加舒适生活的同时,为国家节约了大量的电力能源。一些住宅小区在门窗设计中都融入了太阳能技术,利用太阳能实现住宅发电,其节能效果更加突出。以矿(岩)棉、玻璃棉、膨胀玻化微珠、泡沫玻璃保温系统为代表的无机保温材料也开始大量应用到建筑外墙保温设计当中,减少了建筑能耗,节能效果显着。

我国新型建材与建筑节能技术的发展与发达国家相比还存在很大的差距,我国建筑不仅耗能高,而且能源利用效率很低,单位建筑能耗比同等气候条件下的国家高出2~3倍。仅以建筑供暖为例,北京市在执行建筑节能设计标准前,一个采暖期的平均能耗为3 0.1瓦/平方米,执行节能标准后,一个采暖期的平均能耗为2 0.6瓦/平方米,而相同气候条件的瑞典、丹麦、芬兰等国家一个采暖期的平均能耗仅为11瓦/平方米。因建筑能耗高,仅北方采暖地区每年就多耗标准煤1800万吨,直接经济损失达70亿元。由此看,在建筑节能技术发展和应用水平上,与发达国家相比,我国还有很大的差距。因此,在建筑节能上还有很大的潜力可挖,这就需要我们推动建筑节能科研成果向节能实践转化,不断提高新型建筑节能技术和材料的应用水平。

1新型建筑节能技术的发展

新型建筑节能技术和材料主要包括建筑围护节能技术、建筑能源系统节能控制技术、热泵技术等几个方面。具体分析如下:

1.1建筑外围护结构节能技术

目前我国房屋住宅的能量损失大致为墙体约占50%;屋面约占10%;门窗约占25%;地下室和地面约占15%。因此,墙面和屋顶的隔热保温是提升建筑节能率的重要一环。如何选择一种既安全又环保的墙体保温建材,是当今业内亟需关注,并决定我国建筑节能保温建材行业良性发展的关键。

建筑外围护结构节能技术主要包括门窗保温、外墙保温及屋顶保温技术,在门窗保温节能技术中铝合金门窗、P VC塑料窗已经得到了较为普遍的应用。而最近几年兴起的中空玻璃窗LOW-E中空等技术比之单玻窗节能效果非常明显,以PVC塑料中空玻璃窗、断热铝合金中空玻璃窗为例,二者在传热系数K值分别为2.1W/m2·k~2.7W/m2·k、2.8W/m2·k~3.5W/m2·k ,比之普通单玻窗6.4W/m2·k,在节能效果上提高了不少。

外墙内外保温技术由界面层、保温层、抗裂防护层和饰面层组成。外墙外保温是将保温隔热体系置于外墙外侧,形成一个封闭的保温外壳,有效阻断冷(热)桥,外墙内保温是在墙体结构内侧覆盖一层保温材料,通过粘接剂固定在墙体结构内侧,使建筑达到保温的施工方法。对上体结构来说,由于保温体系的存在,所受温差作用大幅度下降,温度变形减少,不仅能对结构墙体起到保护作用并且有利于结构寿命的延长。目前玻化微珠保温砂浆已被广泛应用于多、高层建筑的钢筋混凝土结构及各种砖墙结构围护体的内外墙抹灰防火保温工程。玻化微珠保温砂浆是以玻化微珠轻骨料为主要原料, 加入无机胶凝材料和多种外加剂后,通过预混合干拌制成的无机保温砂浆。只需在玻化微珠保温层表面抹涂一层2mm厚的具有防水、抗渗、抗裂性能的抗裂砂浆,与玻化微珠保温层复合,就可形成一个集保温、隔热、抗裂、防火、抗渗于一体的完整体系。

1.2膨胀玻化微珠外墙内保温系统的施工

(1)工艺流程

玻化微珠保温砂浆外墙内保温工程的工艺流程为:基层墙面清理→吊垂直、套方、弹抹灰厚度控制线→涂刷界面砂浆→做灰饼、冲筋→抹玻化微珠保温砂浆→保温层验收→抹抗裂砂浆同时压入耐碱网格布→验收。

(2)作业条件

a.基层墙体经主体工程验收达到质量标准要求。b.基层表面应将表面浮灰、油污等清理干净,大用于10mm的凸出物应剔除铲平。c.外墙面上的门窗框、设备穿墙管道,外墙内侧墙面管线、槽盒等应提前安装完毕,并预备出保温层的厚度。d.施工机具、运输设备应备齐,并运行正常。e.夏季施工应避免阳光暴晒。

(3)材料配制

a.界面砂浆的配制:按干粉料:水=4:1用搅拌机搅拌均匀成浆状。b.玻化微珠保温砂浆配制:按干粉料:水=1:0.9~1.5,先将水加入搅拌容器中,再将玻化微珠保温砂浆干粉料放入搅拌容器中,搅拌3~5min,使料浆成均匀膏状,即可使用。浆料必须随配随用,配制好的料浆应在2 h内用完,不得回收落地料再二次加水使用。c.抗裂砂浆的配制:按干粉料:水=4:1,先将水加入搅拌容器中,再将抗裂砂浆干粉料倒入搅拌容器中,搅拌4 ~5min,使搅拌成均匀膏状,静放5min即可使用。料浆随配随用,配制好的料浆应在1.5h内用完。

综上所述:在工程的外墙内保温中采用玻化微珠保温砂浆,可有效地避免开裂、起皮和空鼓现象,并且保温隔热性能好、粘结性好、早强快干,同时减少了保温与抹灰分开的施工工序,可以省去主体抹灰砂浆,直接施工于基层面上,找平层与保温层合二为一,使施工周期明显缩短,降低了工程成本。玻化微珠保温砂浆施工工艺的适用范围广,可用于内外墙保温、屋顶保温等,特别适用于旧建筑物的保温隔热改造工程,因此具有较高的推广应用价值。

2屋顶绿化技术

我国城市建筑面积和建筑高度的增加使得土地资源单位面积耗能在急速上升,“城市热岛”现象更加突出。屋顶绿化技术的出现有望使“城市热岛效应”得到有效解决,通过屋顶绿化大幅度降低建筑能耗,减少城市建筑中温室气体的排放,增加绿地、改善城市生态环境,达到节约能源的目的。屋顶绿化技术的节能效果可以说是非常明显的,如果绿化厚度能够达到100mm,再加上覆土厚度80mm,屋顶的厚度将达到180mm,传热系数K<1.5W/m2·k,如果说覆土厚度能够达到200mm以上,传热系数则可以降到1.0W/m2·k以下。在屋顶隔热作用下,室内温度和室外温度温差会很大,起到一种冬暖夏凉的作用。据测算,夏季采用屋顶绿化技术的屋面温度与普通隔热技术的屋面相比平均低6.3℃,室内温度要低2.6℃。由于室内温度较低,在夏季就不用长时间的开空调等家用电器,有效的节约电能。以某市为例,某市夏季空调的负荷最高值1 048万KVA( 最高气温时 ), 一般负荷600万KVA(11月份), 而某市的发电能力约为800万KVA,电力谷峰差的缺口要靠外地输入。提高建筑物的隔热功能,可以节省电能耗20%。不仅是夏天,冬季也是如此,由于屋顶绿化可以起到很好的隔热保温的作用,采用屋顶绿化技术的室内气温与普通隔热保温技术的室内温度相比,要高出近3℃,可以有效减少煤炭等供热能源的消耗。

3新型墙体建筑材料推广使用中存在的问题

新型墙体材建筑材料在我国已经推广使用三十多年,但实施中尚存在不少问题,主要有:(1)按设计计算使用新墙体材料可节省工程造价3%~5%,但施工中加上各种措施费,实际上造价并没有节省。(2)新墙体材料施工工艺要求较高,施工人员培训不够,墙体砌筑、安装质量不易保证;部分轻型砌体不够坚固,加上砌体与毗邻构件、构筑物粘结材料干缩率不一致,引起裂缝、渗漏;水电管线暗埋较难处理,还存在诸如保温隔热、防潮、隔音等问题;以致有的建设单位(业主)、施工单位不愿使用。(3)一些新墙体材料的研究报告,系由材料制造单位编制,存在推介产品性质,有片面性,不便作为选材的依据。(4)各级政府虽极力推广使用新型墙体材料,但由于建设单位、施工单位在使用新型墙体材料后遇到墙体开裂、渗水,抹灰脱落从而污染、损坏室内装修等问题,且目前粘土砖造价仍低于一般的新型墙体材料,给新墙体材料推广使用带来困难,应认真研究降低新墙体材料使用成本。

因此,除了各级政府下大力气抓这个工作外,还需使用企业及各级科研设计技术部门全面进行研究,以正确解决上述存在的问题,加快新型墙体的推广应用。

4可再生能源应用技术

太阳能节能技术是我国应用最为广泛、技能效果最为突出的一种建筑节能技术,当前主要是利用太阳能光热转换设备、光电转换设备,将太阳能转换为热能和电能供建筑施工,广泛用于建筑采暖、热水供应、温室、供电等设施当中。在我国建筑太阳能应用最广泛最成熟的技术就是太阳能热水器和太阳能采暖设备,但这些技术只是应用到建筑能源利用的某一方面。最近几年,太阳能制冷也开始发展起来,与光—热转换直接利用不同,太阳能制冷空调是一个光—热/电—冷的转换过程,实际上是太阳能的间接利用。它不像热水、干燥等低温直接利用那样容易实现,在技术上比较复杂。除了对太阳能要求较高的温度作为动力之外,还需要经过一个制冷循环的能量转换过程才能实现。太阳能用于空调制冷,其最大优点就是具有很好的季节匹配性,即天气越热,太阳辐射越好,系统制冷量越大。这一特点使得太阳能制冷技术受到重视和发展。实现太阳能制冷有“光—热—冷”、“光—电—冷”、“光—热—电—冷”途径。太阳能制冷技术逐渐发展成熟,在南方地区开始建筑设计中开始应用这一技术,虽然没有得到广泛的普及,但是还是取得了不错的效果。如某市在24层大楼上运用了大型太阳能空调系统,该空调制冷系统最低制冷温度可达9℃,制冷功率仅为100KW,比普通的空调系统节约电能达95%以上,可以说节能效果非常明显,是太阳能制冷的典范。

5结语

总之,随着各类建筑节能技术材料的逐渐成熟,其节能效果也在逐渐凸显,当前应该继续强化节能技术推广,提高节能技术利用率,实现建筑工程与自然环境的协调发展。

参考文献:

[1]王新友.环境材料与绿色建材[J].建筑材料学报,1998(01)

[2]高艳丽.建筑外墙节能探讨[J].黑龙江科技信息,2011(09)

[3]杨玲.建筑节能技术的发展现状和前景[J].甘肃冶金,2008(01)

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