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摘要:随着社会的发展,节能型建筑普遍推行, 在建设节约环保型社会的过程中,建筑节能“功在当代,利在千秋”。结合工作实践经验,本文介绍了建筑墙体保温节能措施、门窗节能措施、屋面节能措施,以提高人们的节能意识,推动建筑节能工作的发展,减少能耗。
关键词:建筑节能;墙体;门窗;屋面;措施
前言:建筑物的能耗主要是由构成建筑物的围护结构和建筑物的用能设备影响,由于建筑节能的要求,这两方面的施工技术都发生了深刻的变化。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,而且增加了遮阳系统,楼地面增加了保温或采暖制冷系统。因此,施工技术也应与之相适应,才能发挥新技术所带来的显著效果。2007 年10 月1 日, 《建筑节能工程施工验收规范》(GB 5041122007)开始正式实施,它是建筑行业在国家节能、降排,保护环境,促进经济建设又好又快发展的大背景下采取的具体举措,是一项强制性标准。本文从以下几个方面介绍建筑节能措施:建筑墙体保温节能措施、门窗节能措施、屋面节能措施。
一、建筑物墙体节能措施
1、外墙节能技术
墙体占围护结构的体积最大。冬季通过外墙散失的热量大约占建筑总热量的20%; 而夏季通过外墙吸收的热量为建筑总吸收热量的30%左右。因此,在外墙保温施工方面,应首选外墙保温复合维护结构,以此减慢墙体传热速度,提高热阻值,同时减少了热桥效应,使在一个舒适范围内用较少的能量保持较长时间的室温。
外墙节能主要措施分为两个方面:(1)选择新型墙体材料,即通过可行性和经济性分析的前提下,在墙体内侧、外侧敷设保温隔热新材料。(2)采用复合墙体围护结构。复合墙体围护结构是近年来日益普及的一项技术。复合墙体的作用,主要是通过在墙体主体结构基础上增加复合的绝热保温材料来改善整个墙体的热工性能。采用复合墙体可收到“一石三鸟”的效果:第一,不会使墙体过重,减轻了建筑物的负荷;第二,又能承重;第三,达到了保溫的效果。根据复合材料与主体结构位置的不同,可分为外墙外保温技术、外墙内保温技术和夹心保温技术。对于已有建筑的节能改造工程,宜选用外墙内保温复合墙体,应选择无污染的高效保温材料,同时应利用空气间层作为隔热层,热桥部位抹保温隔热砂浆等附加保温措施。近年来,随着节能要求的不断提高,新建筑成为外墙外保温技术重点推广的对象。目前,在我国建筑中采用的外墙外保温方式主要有粘贴聚苯板、现抹聚苯颗粒、大模内置聚苯板、JSY 聚合铝镁超泡保温隔音板等外保温系统。
2、保温墙体饰面砖技术
(1)面砖层脱落的主要原因
墙体饰面砖层出现空鼓脱落主要有以下原因:①由于墙体内外温差的变化而形成饰面层开裂引起面砖脱落;②中间过渡层如砂浆抹灰层变形空鼓, 造成大面积面砖脱落;③ 水分渗入所引起的反复冻融循环,造成面砖粘接层破坏,引起面砖脱落;④外力引起的面砖脱落; 如地基不均匀沉降引起结构物墙体变形、错位造成墙体严重开裂、面砖脱落;⑤组成复合墙体的各层材料不相容,变形不协调,产生位移。
后两种情况所见不多,主要是①、②、③中情况, 因此无论在什么材料上贴面砖多应有效地克服上述三种情况。
(2)保温材料上贴面砖与重质墙体上贴面砖完全不同
从大量调查研究表明,墙体饰面砖层出现脱落主要是温度变形引起。这种变形往往不是垂直于墙面,而是在面砖和墙体之间产生一个剪切应力,在无加强网的情况下,会形成应力集中,使饰面砖之间相互挤压,造成大面积面砖脱落。墙体连接的砂浆层、面砖粘结层不仅应有一定的粘结强度,而且要有一定的变形能力。实验表明,当砂浆层满足一定的柔韧性指标压折比3.0 M Pa,抗压强度15M Pa时,抗裂防护层具有良好的抗裂作用,又具有粘贴面砖需要的基层强度功效。
现场实测得出结论,当面砖粘结砂浆在使用条件下满足2%以上变形率时,才能保证保温系统不开裂,达到消除材料温差而造成的内应力目的。我们把面砖粘结砂浆的抗拉粘结强度值设定在0.6M Pa~ 0.9M Pa,同时规定可变形性5%,而压折比小于3MPa。为了减少应力集中,分散温度应力,应在与砌体连接的聚合物水泥砂浆结合层中引入镀锌网,镀锌网在抗裂防护层的作用,不仅表现为在材料组合过程中对抗裂防护层的强化。而且镀锌层在抗裂砂浆中的防腐蚀能力也非常重要。
面砖的选择和排砖的间缝会影响面砖的稳定性。面砖的吸水率越小,表明面砖的烧结程度越好,其弯曲程度、强度、耐磨性、耐急冷急热性、耐化学腐蚀等性能就越好。面砖的吸水率对面砖粘结效果也不同。应该采用带有燕尾槽的面砖。面砖勾缝胶粉的性能设定,也要满足柔韧性方面的指标要求,其压折比3.0M Pa,目的在于有效释放面砖及粘结材料的热应力变形,避免饰面层面砖的脱落。同时勾缝材料亦应具有良好的防水透气性。面砖的排序不应挤的太紧,每16~ 18 m(六层) 留有不小于20 mm 的伸缩缝。饰面砖系统还应该经受大型耐候性试验。
二、门窗节能措施及遮阳系统施工技术
1、门窗节能技术
(1) 节能门窗的品种、型号、规格、性能、开启方向及门窗的密封处理等必须符合设计要求;节能门窗安装必须采用预留洞口的方法,严禁边安装边砌口或先安装后砌口;节能门窗的安装应根据不同的材料情况,采用焊接、膨胀螺栓或射钉等方法固定,但砖墙上严禁用射钉固定。不论采用何种固定方法,门窗安装均必须牢固;增加窗户开启缝隙的搭接量,减小开启缝的宽度。
(2)按所用材料、断面形状、装置部位,采用各种密封条进行密封,以提高外窗的气密性水平;节能门窗上压缝条、密封条的安装应顺直,与门窗结合应牢固严密; 当采用塑料门窗时,与塑料型材紧密接触的各种五金件、紧固件、密封条、间隔条、垫块、密封材料和保温材料等,在性能上应与PVC 材性相容。如为塑料门窗,由于其对温度比较敏感,故门窗进入现场后应在50 ℃以下环境内存放,并远离热源。要注意塑料门窗及玻璃的安装,应避免在低温下进行施工。
(3) 对金属框的窗,在保证有足够空间的条件下,用塑料、橡胶、尼龙隔热条等材料进行断桥处理,断桥的宽度不宜小于15 mm ,长度应与框相等,且在安装五金件和安装窗时不得破坏断桥结构。外门窗四周侧面与墙体之间的缝隙应采用聚苯板( EPS) 或聚氨酯等高效保温材料嵌填,不得采用水泥砂浆嵌填。外门窗框内、外两侧面与墙体面层之间应预留5 mm~8 mm 深的槽口,用密封材料嵌填。
(4) 在房间的气密性显著提高的情况下,从符合卫生要求的角度出发,应设可以调节的换气设施,如在窗户上设换气孔等。
2、建筑遮阳系统的施工技术
在设计遮阳时应根据地区的气候特点和房间的使用要求以及窗口所在朝向,把遮阳做成永久性或临时性的遮阳装置。永久性的即是在窗口设置各种形式的遮阳板;临时性的即是在窗口设置轻便的布帘、各种金属或塑料百叶等。在永久性遮阳设施中,按其构件能否活动或拆卸,又可分为固定式或活动式两种。活动式的遮阳可视一年中季节的变化、一天中时间的变化和天空的阴暗情况,任意调节遮阳板的角度。在寒冷季节,为了避免遮挡阳光,争取日照,这种遮阳设施灵活性大,还可以拆除。遮阳措施也可以采用各种热反射玻璃如镀膜玻璃、阳光控制膜、低发射率膜玻璃等,因此近年来在国内外建筑中普遍采用。
三、屋面节能施工措施
屋面节能施工措施重要的两个方面。
(1)打破传统屋面构造模式。
工程中经常被使用的保温材料,如水泥蛭石、水泥膨胀珍珠岩等具有吸水性的特点,此类保温材料在吸湿后,导热系数会大大的增加。所以,普通屋面需在其保温层上做防水层,在保温层下做隔汽层,这样做既复杂又增加了成本。此外,由于防水材料的暴露,影响了防水层的使用寿命,故还得在防水层上做保护层,这样做必将增加额外的投资。采用倒置式屋面构造,即将传统屋面构造模式中的保温层与防水层交换位置,把保温层放置于防水层之上。如此,既减少了工序又降低了造价,可谓是两全其美。
(2)采用屋面绿化形式。
对房屋建筑实行屋面绿化,可以大大降低建筑能耗、减少温室气体的排放,既节能又环保。通过绿化屋面,在夏季可以降低建筑物周围环境的温度,从而降低室内的温度,进而减少了空调系统的负荷,节约了电能。有研究显示:在夏季,相对于普通隔热屋面而言,绿化屋面的表面温度平均要低6.3 摄氏度,室内温度平均要低2.6 摄氏度;建筑物周围环境的温度每降低l 摄氏度,建筑物内部空调的容量可降低6%。
四、结束语
综上所述,节能建筑的墙体、门窗以及屋面的保温隔热措施是建筑节能效果的关键。在现代建筑节能施工中,越来越多的单位和企业积极推行新型高效的建筑节能技术,在一定程度上取得了效果。新形势下对建筑的节能提出了新的挑战。新的节能材料的开发与新的节能技术都是今后研究的重点之一,要使新的节能材料、节能技术尽快应用到具体的建筑项目中去节省消耗、节约能源。
关键词:建筑节能;墙体;门窗;屋面;措施
前言:建筑物的能耗主要是由构成建筑物的围护结构和建筑物的用能设备影响,由于建筑节能的要求,这两方面的施工技术都发生了深刻的变化。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,而且增加了遮阳系统,楼地面增加了保温或采暖制冷系统。因此,施工技术也应与之相适应,才能发挥新技术所带来的显著效果。2007 年10 月1 日, 《建筑节能工程施工验收规范》(GB 5041122007)开始正式实施,它是建筑行业在国家节能、降排,保护环境,促进经济建设又好又快发展的大背景下采取的具体举措,是一项强制性标准。本文从以下几个方面介绍建筑节能措施:建筑墙体保温节能措施、门窗节能措施、屋面节能措施。
一、建筑物墙体节能措施
1、外墙节能技术
墙体占围护结构的体积最大。冬季通过外墙散失的热量大约占建筑总热量的20%; 而夏季通过外墙吸收的热量为建筑总吸收热量的30%左右。因此,在外墙保温施工方面,应首选外墙保温复合维护结构,以此减慢墙体传热速度,提高热阻值,同时减少了热桥效应,使在一个舒适范围内用较少的能量保持较长时间的室温。
外墙节能主要措施分为两个方面:(1)选择新型墙体材料,即通过可行性和经济性分析的前提下,在墙体内侧、外侧敷设保温隔热新材料。(2)采用复合墙体围护结构。复合墙体围护结构是近年来日益普及的一项技术。复合墙体的作用,主要是通过在墙体主体结构基础上增加复合的绝热保温材料来改善整个墙体的热工性能。采用复合墙体可收到“一石三鸟”的效果:第一,不会使墙体过重,减轻了建筑物的负荷;第二,又能承重;第三,达到了保溫的效果。根据复合材料与主体结构位置的不同,可分为外墙外保温技术、外墙内保温技术和夹心保温技术。对于已有建筑的节能改造工程,宜选用外墙内保温复合墙体,应选择无污染的高效保温材料,同时应利用空气间层作为隔热层,热桥部位抹保温隔热砂浆等附加保温措施。近年来,随着节能要求的不断提高,新建筑成为外墙外保温技术重点推广的对象。目前,在我国建筑中采用的外墙外保温方式主要有粘贴聚苯板、现抹聚苯颗粒、大模内置聚苯板、JSY 聚合铝镁超泡保温隔音板等外保温系统。
2、保温墙体饰面砖技术
(1)面砖层脱落的主要原因
墙体饰面砖层出现空鼓脱落主要有以下原因:①由于墙体内外温差的变化而形成饰面层开裂引起面砖脱落;②中间过渡层如砂浆抹灰层变形空鼓, 造成大面积面砖脱落;③ 水分渗入所引起的反复冻融循环,造成面砖粘接层破坏,引起面砖脱落;④外力引起的面砖脱落; 如地基不均匀沉降引起结构物墙体变形、错位造成墙体严重开裂、面砖脱落;⑤组成复合墙体的各层材料不相容,变形不协调,产生位移。
后两种情况所见不多,主要是①、②、③中情况, 因此无论在什么材料上贴面砖多应有效地克服上述三种情况。
(2)保温材料上贴面砖与重质墙体上贴面砖完全不同
从大量调查研究表明,墙体饰面砖层出现脱落主要是温度变形引起。这种变形往往不是垂直于墙面,而是在面砖和墙体之间产生一个剪切应力,在无加强网的情况下,会形成应力集中,使饰面砖之间相互挤压,造成大面积面砖脱落。墙体连接的砂浆层、面砖粘结层不仅应有一定的粘结强度,而且要有一定的变形能力。实验表明,当砂浆层满足一定的柔韧性指标压折比3.0 M Pa,抗压强度15M Pa时,抗裂防护层具有良好的抗裂作用,又具有粘贴面砖需要的基层强度功效。
现场实测得出结论,当面砖粘结砂浆在使用条件下满足2%以上变形率时,才能保证保温系统不开裂,达到消除材料温差而造成的内应力目的。我们把面砖粘结砂浆的抗拉粘结强度值设定在0.6M Pa~ 0.9M Pa,同时规定可变形性5%,而压折比小于3MPa。为了减少应力集中,分散温度应力,应在与砌体连接的聚合物水泥砂浆结合层中引入镀锌网,镀锌网在抗裂防护层的作用,不仅表现为在材料组合过程中对抗裂防护层的强化。而且镀锌层在抗裂砂浆中的防腐蚀能力也非常重要。
面砖的选择和排砖的间缝会影响面砖的稳定性。面砖的吸水率越小,表明面砖的烧结程度越好,其弯曲程度、强度、耐磨性、耐急冷急热性、耐化学腐蚀等性能就越好。面砖的吸水率对面砖粘结效果也不同。应该采用带有燕尾槽的面砖。面砖勾缝胶粉的性能设定,也要满足柔韧性方面的指标要求,其压折比3.0M Pa,目的在于有效释放面砖及粘结材料的热应力变形,避免饰面层面砖的脱落。同时勾缝材料亦应具有良好的防水透气性。面砖的排序不应挤的太紧,每16~ 18 m(六层) 留有不小于20 mm 的伸缩缝。饰面砖系统还应该经受大型耐候性试验。
二、门窗节能措施及遮阳系统施工技术
1、门窗节能技术
(1) 节能门窗的品种、型号、规格、性能、开启方向及门窗的密封处理等必须符合设计要求;节能门窗安装必须采用预留洞口的方法,严禁边安装边砌口或先安装后砌口;节能门窗的安装应根据不同的材料情况,采用焊接、膨胀螺栓或射钉等方法固定,但砖墙上严禁用射钉固定。不论采用何种固定方法,门窗安装均必须牢固;增加窗户开启缝隙的搭接量,减小开启缝的宽度。
(2)按所用材料、断面形状、装置部位,采用各种密封条进行密封,以提高外窗的气密性水平;节能门窗上压缝条、密封条的安装应顺直,与门窗结合应牢固严密; 当采用塑料门窗时,与塑料型材紧密接触的各种五金件、紧固件、密封条、间隔条、垫块、密封材料和保温材料等,在性能上应与PVC 材性相容。如为塑料门窗,由于其对温度比较敏感,故门窗进入现场后应在50 ℃以下环境内存放,并远离热源。要注意塑料门窗及玻璃的安装,应避免在低温下进行施工。
(3) 对金属框的窗,在保证有足够空间的条件下,用塑料、橡胶、尼龙隔热条等材料进行断桥处理,断桥的宽度不宜小于15 mm ,长度应与框相等,且在安装五金件和安装窗时不得破坏断桥结构。外门窗四周侧面与墙体之间的缝隙应采用聚苯板( EPS) 或聚氨酯等高效保温材料嵌填,不得采用水泥砂浆嵌填。外门窗框内、外两侧面与墙体面层之间应预留5 mm~8 mm 深的槽口,用密封材料嵌填。
(4) 在房间的气密性显著提高的情况下,从符合卫生要求的角度出发,应设可以调节的换气设施,如在窗户上设换气孔等。
2、建筑遮阳系统的施工技术
在设计遮阳时应根据地区的气候特点和房间的使用要求以及窗口所在朝向,把遮阳做成永久性或临时性的遮阳装置。永久性的即是在窗口设置各种形式的遮阳板;临时性的即是在窗口设置轻便的布帘、各种金属或塑料百叶等。在永久性遮阳设施中,按其构件能否活动或拆卸,又可分为固定式或活动式两种。活动式的遮阳可视一年中季节的变化、一天中时间的变化和天空的阴暗情况,任意调节遮阳板的角度。在寒冷季节,为了避免遮挡阳光,争取日照,这种遮阳设施灵活性大,还可以拆除。遮阳措施也可以采用各种热反射玻璃如镀膜玻璃、阳光控制膜、低发射率膜玻璃等,因此近年来在国内外建筑中普遍采用。
三、屋面节能施工措施
屋面节能施工措施重要的两个方面。
(1)打破传统屋面构造模式。
工程中经常被使用的保温材料,如水泥蛭石、水泥膨胀珍珠岩等具有吸水性的特点,此类保温材料在吸湿后,导热系数会大大的增加。所以,普通屋面需在其保温层上做防水层,在保温层下做隔汽层,这样做既复杂又增加了成本。此外,由于防水材料的暴露,影响了防水层的使用寿命,故还得在防水层上做保护层,这样做必将增加额外的投资。采用倒置式屋面构造,即将传统屋面构造模式中的保温层与防水层交换位置,把保温层放置于防水层之上。如此,既减少了工序又降低了造价,可谓是两全其美。
(2)采用屋面绿化形式。
对房屋建筑实行屋面绿化,可以大大降低建筑能耗、减少温室气体的排放,既节能又环保。通过绿化屋面,在夏季可以降低建筑物周围环境的温度,从而降低室内的温度,进而减少了空调系统的负荷,节约了电能。有研究显示:在夏季,相对于普通隔热屋面而言,绿化屋面的表面温度平均要低6.3 摄氏度,室内温度平均要低2.6 摄氏度;建筑物周围环境的温度每降低l 摄氏度,建筑物内部空调的容量可降低6%。
四、结束语
综上所述,节能建筑的墙体、门窗以及屋面的保温隔热措施是建筑节能效果的关键。在现代建筑节能施工中,越来越多的单位和企业积极推行新型高效的建筑节能技术,在一定程度上取得了效果。新形势下对建筑的节能提出了新的挑战。新的节能材料的开发与新的节能技术都是今后研究的重点之一,要使新的节能材料、节能技术尽快应用到具体的建筑项目中去节省消耗、节约能源。