建筑節(jié)能與新型墻體應(yīng)用技術(shù)

1、新型墻體在建筑節(jié)能中的研究應(yīng)用學(xué)生姓名：馮萍 學(xué)號(hào)：20085095057土木工程學(xué)院 工程管理專業(yè)指導(dǎo)教師：王頌 職稱：講師【摘要】在分析和歸納我國(guó)建筑行業(yè)發(fā)展的背景下，闡述了建筑節(jié)能的重要意義，并扼要提出建筑節(jié)能與新型墻體應(yīng)用技術(shù)的幾個(gè)發(fā)展方向，幾種外墻保溫技術(shù)。 【關(guān)鍵詞】建筑節(jié)能;新型墻體應(yīng)用技術(shù);外墻保溫技術(shù)1.前言1.1研究背景以及研究論題1.1.1我國(guó)建筑能源的消耗現(xiàn)狀據(jù)國(guó)家有關(guān)部門統(tǒng)計(jì), 我國(guó)已有的建筑面積達(dá)400 億平方米, 現(xiàn)在仍以每年增加20 多億平方米的發(fā)展速度在建設(shè), 其中95%以上屬于高能耗建筑。我國(guó)建筑不僅耗能高, 而且能源利用效率很低。單從建筑用的水泥說起, 從

2、石灰石到水泥, 再用水泥制成建材制品, 中間需要消耗大量的能源, 單位建筑能耗比同等氣候條件下的國(guó)家高出23 倍。另外，每年新建和改建的各類建筑要消耗掉大量的水源、電源和原材料, 造成耕地的減少, 同時(shí)又會(huì)產(chǎn)生各種污染和廢棄物。我國(guó)建筑能耗問題亟待解決。1.1.2國(guó)外建筑節(jié)能的概況瑞典通過采用節(jié)能建筑結(jié)構(gòu)、材料、機(jī)械和產(chǎn)品，提高建筑的保溫隔熱性能，減少采暖、通風(fēng)、制冷，防止能源損失。在墻體建材上，主要采用空心磚墻及其復(fù)合墻體技術(shù)，以使建筑吸收的熱量容易保存在墻內(nèi)，不至于迅速流失。所有門窗使用雙層設(shè)計(jì)，防止熱量流失；并將節(jié)能供暖新系統(tǒng)地?zé)岜靡肴鸬浼彝ァ７孔哟蠖嘌b有溫度傳感器，可使供暖系統(tǒng)隨時(shí)感

3、知室溫變化，自動(dòng)調(diào)整鍋爐或熱泵的供熱效率，避免浪費(fèi)能源。阿根廷首都布宜諾斯艾利斯位于南緯35度，這里四季分明，既有低到0的冬天，也有熱到38的炎炎夏日。但是，在布宜諾斯艾利斯市，住宅樓安裝空調(diào)并不多見，布宜諾斯艾利斯的住宅樓基本采用大窗戶，以保證通風(fēng)順暢，而其特殊之處在于，每一個(gè)窗戶和陽臺(tái)門的外面，都安裝了一層卷簾，卷簾由木片組成，木片大多5厘米寬，1厘米厚，長(zhǎng)度與窗戶取齊。這層卷簾完全放下時(shí)，室內(nèi)幾乎看不見陽光，能充分發(fā)揮遮陽、隔熱的作用。在夏天，人們一般都會(huì)在清晨或傍晚收簾開窗，而白天大部分時(shí)間都把卷簾放下。就是這個(gè)簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)，使得布宜諾斯艾利斯人只有在夏天最潮悶的幾天才需要開空調(diào)，而這樣

4、的日子，一年中總共不到10天。1.1.3我國(guó)建筑節(jié)能的重要意義1實(shí)現(xiàn)建筑“四節(jié)一環(huán)?！钡男枰?。我國(guó)人口眾多，人均可利用土地相對(duì)稀少，所以建筑節(jié)地、節(jié)能、節(jié)水和節(jié)材勢(shì)在必行。建筑能源消耗引起的污染嚴(yán)重，建筑用能對(duì)全國(guó)溫室氣體排放的“貢獻(xiàn)率”已達(dá)25%，中國(guó)北方城市冬季由于燃煤導(dǎo)致空氣污染指數(shù)是世界衛(wèi)生組織推薦的最高標(biāo)準(zhǔn)的2至5倍，從環(huán)保角度考慮，建筑節(jié)能更加迫在眉睫。2建筑節(jié)能是發(fā)展國(guó)民經(jīng)濟(jì)的需要20世紀(jì)70年代的石油危機(jī)使人們終于明白，能源是浪費(fèi)不起的，能源將是制約經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素。我國(guó)能源生產(chǎn)的增長(zhǎng)速度長(zhǎng)期滯后于國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值的增長(zhǎng)速度，據(jù)測(cè)算，我國(guó)年需各種能源共17億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，但生產(chǎn)的能源

5、僅有13.7億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，遠(yuǎn)低于世界平均水平。因此，節(jié)約能源是發(fā)展國(guó)民經(jīng)濟(jì)的客觀需要。3建筑節(jié)能是宜人的建筑熱環(huán)境的需要舒適宜人的建筑熱環(huán)境是現(xiàn)代生活的基本標(biāo)志，適宜的室內(nèi)熱環(huán)境，可使人體易于保持生理平衡，從而使人產(chǎn)生舒適感。我國(guó)夏熱冬冷問題比較突出，創(chuàng)造舒適宜人的室內(nèi)熱環(huán)境，冬天需采暖，夏天要用空調(diào)，這些都需要能源的支持。然而我國(guó)能源供應(yīng)十分緊張，這樣，在節(jié)能技術(shù)的支持下改善室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量就是必然之路。建筑節(jié)能是建筑領(lǐng)域中一個(gè)新的極為重要的熱點(diǎn), 是建筑業(yè)技術(shù)進(jìn)步的一個(gè)重要標(biāo)志, 也是貫徹國(guó)家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的一個(gè)關(guān)鍵問題。建筑節(jié)能是涉及人類生存環(huán)境的大課題, 其戰(zhàn)略目標(biāo)不僅是要節(jié)約有限的資源,

6、造福子孫萬代, 還要改善被能耗所污染的環(huán)境, 使人類賴以生存的空間更潔凈、更舒適。建筑節(jié)能的大發(fā)展不僅能帶來重大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益, 還能帶來相關(guān)節(jié)能產(chǎn)業(yè)的大力發(fā)展和建筑技術(shù)水平的提高, 有力地促進(jìn)整個(gè)建筑業(yè)的大發(fā)展。2.實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能的技術(shù)途徑有效的建筑技術(shù)措施可以降低2/33/4的建筑能耗,在滿足室內(nèi)環(huán)境舒適、衛(wèi)生、健康的條件下,主要體現(xiàn)在維護(hù)結(jié)構(gòu)的新材料和新技術(shù)的利用及其設(shè)計(jì)合理、科學(xué)的設(shè)計(jì)方面。由以下幾個(gè)方面。2.1 門窗的節(jié)能技術(shù)措施門窗是建筑能耗散失的最薄弱部位,其能耗約占建筑總能耗的2/3,其中傳熱損失為1/3,門窗是外圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能的重點(diǎn)。在保證日照、采光、通風(fēng)、觀景條件下,盡量

7、減少外門窗洞口的面積,窗墻比在3050范圍內(nèi)時(shí);通過改進(jìn)門窗產(chǎn)品結(jié)構(gòu)(如加裝密封條),采用熱阻大、能耗低的節(jié)能材料制造的新型保溫節(jié)能門窗(塑鋼門窗)可大大提高熱工性能,提高門窗氣密性;設(shè)置遮陽設(shè)施,門窗的遮陽設(shè)施可選用特種玻璃、雙層玻璃、窗簾或遮陽板等;窗玻璃盡量選特性玻璃,如吸熱玻璃,反射玻璃,隔熱遮光薄膜。2.2 墻體的節(jié)能技術(shù)措施(1)復(fù)合墻體多年以來,建筑墻體一般采用單一材料,如空心砌塊墻體、加氣混凝土墻體等。由于單一材料導(dǎo)熱系數(shù)太大,一般為高效保溫材料的20倍,不能滿足保溫隔熱的要求,因此,根據(jù)建筑節(jié)能的需要往往采用承重材料與高效保溫材料(如巖棉、礦棉板或聚苯乙烯板等)組成復(fù)合墻體。

8、(2)保溫材料按保溫材料所處位置不同,分為多種方式,其中外墻內(nèi)保溫和外墻外保溫是目前最常用的兩種方式。復(fù)合墻體很好地發(fā)揮了兩種材料的長(zhǎng)處,既不會(huì)使墻體過厚,又能承重,保溫效果又好。外墻內(nèi)保溫現(xiàn)今保溫措施大多以巖棉或礦棉與石膏板復(fù)合、玻璃棉與石膏板復(fù)合、聚苯乙烯泡沫塑料與石膏板復(fù)合、充氣石膏板和墻體上涂抹絕熱砂漿為主要方式。2.3 市政工程設(shè)計(jì)中的節(jié)能措施(1)供熱設(shè)計(jì)中的節(jié)能措施外網(wǎng)設(shè)計(jì)必須經(jīng)過嚴(yán)格的水力計(jì)算,以避免出現(xiàn)失調(diào)。為了解決水平和垂直失調(diào)的問題,應(yīng)在分支入口加流量控制裝置。保溫厚度也要根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂蚯闆r、保溫材質(zhì)進(jìn)行計(jì)算核準(zhǔn)。鍋爐房換熱站的設(shè)計(jì)要滿足設(shè)計(jì)負(fù)荷、部分負(fù)荷、各種設(shè)備均在高效

9、率運(yùn)行的合理配臺(tái)數(shù)和設(shè)備型號(hào)。(2)建筑給排水設(shè)計(jì)中的節(jié)能措施掌握準(zhǔn)確的市政管網(wǎng)水壓、水量等可靠資料,系統(tǒng)設(shè)計(jì)中為了減少一根立管而低層部分不利用市政管網(wǎng)壓力供水整個(gè)建筑均采用加壓泵二次供水導(dǎo)致人為耗能是不被允許的。另外支管減壓也作為節(jié)能節(jié)水的重要措施,限制水龍頭前的水壓對(duì)節(jié)水、節(jié)能意義很大,在給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中應(yīng)廣泛推廣支管減壓的措施如采用質(zhì)量好的可調(diào)式小減壓閥等是非常必要的。采用常速泵組加高位水箱疊壓供水是最節(jié)能、節(jié)水的供水方式。3.建筑節(jié)能與新型墻體應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展方向3.1發(fā)展混凝土小型空心砌塊建筑體系為了節(jié)約資源，必須盡快減少實(shí)心粘土磚用量，積極發(fā)展混凝土小型空心砌塊，努力提高砌體建筑的保溫

10、隔熱性能，切實(shí)解決墻體“滲、漏、裂”等工藝與技術(shù)問題。3.2發(fā)展框架輕墻建筑體系積極采用異形柱框架結(jié)構(gòu)或整體預(yù)應(yīng)力板柱結(jié)構(gòu)體系，開發(fā)輕質(zhì)保溫隔熱墻體材料和框架輕墻多層建筑工藝體系。3.3外墻外保溫隔熱技術(shù)建筑維護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫主要應(yīng)發(fā)展外保溫技術(shù)。將發(fā)泡的聚苯乙烯板粘貼在維護(hù)結(jié)構(gòu)基層墻體外側(cè)，上抹聚合物砂漿，并在其內(nèi)用滿鋪耐堿的玻璃纖維網(wǎng)布增強(qiáng)。外保溫技術(shù)的成敗關(guān)鍵在于認(rèn)真選材，精心組織施工，以確保外保溫技術(shù)在我國(guó)北方地區(qū)的成功應(yīng)用。3.4積極采用節(jié)能保溫門窗和門窗的密封技術(shù)改進(jìn)節(jié)能門窗構(gòu)造，重點(diǎn)在推廣塑料門窗和門窗封閉條，切實(shí)保證其制作質(zhì)量與安裝技術(shù)水平。3.5高效先進(jìn)的供熱、制冷系統(tǒng)應(yīng)用高效鍋

11、爐及古引風(fēng)機(jī)、水泵、換熱器和先進(jìn)的制冷設(shè)備；直埋式保溫管道、水力平衡閥和管網(wǎng)雙管接入系統(tǒng)，以及分室控制溫度，按戶安裝熱表等先進(jìn)節(jié)能技術(shù)與設(shè)備，努力提高科學(xué)管理水平。在建筑中，外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱損耗較大，外圍護(hù)結(jié)構(gòu)中墻體又占了很大的份額。所以建筑墻體改革與墻體技術(shù)的發(fā)展是建筑節(jié)能的一個(gè)最重要的環(huán)節(jié)，發(fā)展外墻保溫技術(shù)及節(jié)能材料則是建筑節(jié)能的主要實(shí)現(xiàn)方式。目前比較成熟的外墻保溫技術(shù)主要有以下幾種：4.外墻外保溫技術(shù)4.1外掛式外保溫外掛的保溫材料有巖（礦）棉、玻璃棉氈、聚苯乙烯泡沫板（簡(jiǎn)稱聚苯板，EPS、XPS）、陶粒混凝土復(fù)合聚苯仿石裝飾保溫板、鋼絲網(wǎng)架夾芯墻板等。其中聚苯板因具有優(yōu)良的物理性能和廉價(jià)

12、的成本。已經(jīng)在全世界范圍內(nèi)的外墻保溫外掛技術(shù)中被廣泛應(yīng)用。該外掛技術(shù)是采用粘接砂漿或者是專用的固定件將保溫材料貼、掛在外墻上。然后抹抗裂砂漿，壓人玻璃纖維網(wǎng)格布形成保護(hù)層。最后加做裝飾面。還有一種做法是用專用的固定件將不易吸水的各種保溫板固定在外墻上，然后將鋁板、天然石材、彩色玻璃等外掛在預(yù)先制作的龍骨上，直接形成裝飾面。由貝聿銘先生設(shè)計(jì)的中國(guó)銀行總行辦公樓的外保溫就是采用的這種設(shè)計(jì)。這種外掛式的外保溫安裝費(fèi)時(shí)，施工難度大。且施工占用主導(dǎo)工期，待主體驗(yàn)收完后才可以進(jìn)行施工。在進(jìn)行高層施工時(shí)，施工人員的安全不易得到保障。案例一某單位三棟住宅山墻內(nèi)側(cè)出現(xiàn)嚴(yán)重的泛霜、結(jié)露現(xiàn)象，居民多次反映，該單位也

13、進(jìn)行了多次處理均無效果經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)了解該建筑山墻為37 cm厚磚墻。保溫效果差，致使產(chǎn)生上述現(xiàn)象。該山墻飾面層為干粘石手摸有脫落現(xiàn)象。根據(jù)上述情況，我們進(jìn)行了熱工計(jì)算，確定出滿足現(xiàn)行節(jié)能規(guī)范要求的保溫層厚度，并制定了全套施工方案。首先進(jìn)行基層處理，用鋼刷去除松動(dòng)的干粘石顆粒其次涂刷一層聚合物膠漿型界面劑，使基層變得牢固；然后直接在上面粘貼聚苯板做保護(hù)層，并在保護(hù)層表面重新做干粘石飾面，與原建筑墻體保持一致進(jìn)行上述改造后，徹底消除了泛霜和結(jié)露現(xiàn)象，保溫效果極佳，受到用戶的好評(píng)案例二某開發(fā)單位前一年開發(fā)的六棟住宅的外墻內(nèi)側(cè)出現(xiàn)嚴(yán)重的泛霜、結(jié)露、甚至長(zhǎng)毛等現(xiàn)象。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)觀察并研究圖紙，我們了解到，這些建筑的

14、墻體均采用24 cm厚的山墻外貼68 cm厚的泡沫玻璃。由于采用的泡沫玻璃質(zhì)量不穩(wěn)定而且泡沫玻璃塊之間均采用普通砂漿砌筑，形成許多冷橋所以，僅過一個(gè)冬天就沿砂漿灰縫出現(xiàn)了上述現(xiàn)象由于現(xiàn)有泡沫玻璃保溫層已無法滿足保溫要求。因此必須進(jìn)行節(jié)能改造。該建筑原外墻飾面為部分瓷磚、部分涂料飾面，瓷磚和涂料飾面均很堅(jiān)固，除掉困難。因此。我們首先做了牯結(jié)劑與瓷磚和涂料的粘結(jié)強(qiáng)度試驗(yàn)，結(jié)果證明，完全可以采用我們自配的粘結(jié)劑，直接把聚苯板粘到上述兩種墻面上進(jìn)行EPS墻體外保溫施工通過計(jì)算根據(jù)不同施工部位原保溫層厚度情況分別采用23 cm厚的聚苯板，經(jīng)過改造的墻體既徹底解決了泛霜、結(jié)露、長(zhǎng)毛的現(xiàn)象，又滿足了現(xiàn)行節(jié)能

15、規(guī)范的要求。節(jié)約了能源。4.2聚苯板與墻體一次澆注成型該技術(shù)是在混凝土框一剪體系中將聚苯板內(nèi)置于建筑模板內(nèi)，在即將澆注的墻體外側(cè)，然后澆注混凝土，混凝土與聚苯板一次澆注成型為復(fù)合墻體。該技術(shù)解決了外掛式外保溫的主要問題，其優(yōu)勢(shì)是很明顯的。由于外墻主體與保溫層一次成活。工效提高，工期大大縮短，且施工人員的安全性得到了保證。而且在冬季施工時(shí)。聚苯板起保溫的作用，可減少外圍圍護(hù)保溫措施。但在澆注混凝土?xí)r要注意均勻、連續(xù)澆注，否則由于混凝土側(cè)壓力的影響會(huì)造成聚苯板在拆模后出現(xiàn)變形和錯(cuò)茬，影響后序施工。其中內(nèi)置的聚苯板可以是雙面鋼絲網(wǎng)的，也可以是單面鋼絲網(wǎng)的。雙面鋼絲網(wǎng)聚苯板與混凝土的連接，主要是依靠?jī)?nèi)

16、側(cè)鋼絲網(wǎng)架與墻體外側(cè)配筋相綁扎及混凝土與聚苯板的粘接力，其結(jié)合性能良好，具有較高的安全度。單面鋼絲網(wǎng)聚苯板與混凝土的連接，主要依靠混凝土與聚苯板的粘接力以及斜插鋼筋、L型鋼等與混凝土墻體的錨固力，結(jié)合性能也較好。與雙鋼絲網(wǎng)相比較，單面鋼絲網(wǎng)技術(shù)因取消了內(nèi)側(cè)鋼絲網(wǎng)和安裝保溫板前的板外側(cè)抹灰，節(jié)省了工時(shí)和材料。其造價(jià)可降低10左右。但此兩種做法都采用了鋼絲網(wǎng)架，造價(jià)較高，且鋼材是熱的良導(dǎo)體，直接傳熱，會(huì)降低墻體的保溫效果。對(duì)混凝土與無網(wǎng)架聚苯板一次成型復(fù)合墻體進(jìn)行了試驗(yàn)研究。試驗(yàn)結(jié)果表明，在混凝土中水泥漿量合適的條件下，直接利用混凝土作為粘接劑來粘貼聚苯板，是完全可能的。當(dāng)我們對(duì)聚苯板的背面進(jìn)行處

17、理之后，其與混凝土的粘接力進(jìn)一步提高（其平均粘接強(qiáng)度可以達(dá)到0.07Mpa，而且破壞均發(fā)生在聚苯板內(nèi)）。此技術(shù)取消了鋼絲網(wǎng)架，其保溫性能提高，而且板的成本再次降低。在經(jīng)過對(duì)其長(zhǎng)期耐久性論證之后。工程中可以推廣使用。4.3聚苯顆粒保溫料漿外墻保溫將廢棄的聚苯乙烯塑料（簡(jiǎn)稱為EPS）加工破碎成為0.54mm的顆粒，作為輕集料來配制保溫砂漿。該技術(shù)包含保溫層、抗裂防護(hù)層和抗?jié)B保護(hù)面層（或是面層防滲抗裂二合一砂漿層）。其中ZL膠粉聚苯顆粒保溫材料及技術(shù)在1998年就被建設(shè)部列為國(guó)家級(jí)工法。這種工法是目前被廣泛認(rèn)可的外墻保溫技術(shù)。該施工技術(shù)簡(jiǎn)便?？梢詼p少勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率；不受結(jié)構(gòu)質(zhì)量差異的影響，對(duì)

18、有缺陷的墻體施工時(shí)墻面不需修補(bǔ)找平，直接用保溫料漿找補(bǔ)即可，避免了別的保溫施工技術(shù)因找平抹灰過厚而脫落的現(xiàn)象。同時(shí)該技術(shù)解決了外墻保溫工程中因使用條件惡劣造成界面層易脫粘空鼓、面層易開裂等問題，從而實(shí)現(xiàn)外墻外保溫技術(shù)的重要突破。與別的外保溫相比較，在達(dá)到同樣保溫效果的情況下，其成本較低，可降低房屋建筑造價(jià)。例如與聚苯板外保溫相比較，每平方米可降低25元左右。在天津云瑯新居高層外墻保溫工程中采用的就是此種技術(shù)。此外，節(jié)能保溫墻體技術(shù)中還有將墻體做成夾層，把珍珠巖、木屑、礦棉、玻璃棉、聚苯乙烯泡沫塑料、聚氨酯泡沫塑料（也可以現(xiàn)場(chǎng)發(fā)泡）等填入夾層中，形成保溫層。結(jié)束語利用建筑節(jié)能對(duì)建筑維護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行高

19、水平的保溫隔熱，是建筑節(jié)能的主要措施，挖墻外保溫系統(tǒng)所具備的保溫功能是建筑及節(jié)能的關(guān)鍵技術(shù)，這種技術(shù)可以有效解決我國(guó)冬夏兩季室內(nèi)外溫差而造成的能源損失問題，他代表了我國(guó)節(jié)能保溫技術(shù)的發(fā)展方向。該系統(tǒng)集保溫、防水及裝飾功能為一體，適用于新建工業(yè)與民用建筑，也適用于舊樓的節(jié)能改造。據(jù)專家介紹，與其他建筑節(jié)能技術(shù)相比較，外墻外保溫不會(huì)產(chǎn)生“熱橋”、“冷橋”現(xiàn)象，具有良好的建筑節(jié)能效果。冬天，當(dāng)室內(nèi)的熱量經(jīng)過墻體保溫材料是隔絕保存下來，而當(dāng)室內(nèi)溫度降下來墻體內(nèi)的熱量又會(huì)釋放出來，調(diào)節(jié)室內(nèi)的溫度。在夏天外墻外保溫同樣會(huì)阻止太陽的輻射和外部熱量傳入室內(nèi)，從而使建筑物室內(nèi)環(huán)境“冬暖夏良”，四季怡人，住宅的室內(nèi)環(huán)境和物理性能得到明顯的改善。在大力推廣外墻保溫技術(shù)的同時(shí)，要加強(qiáng)新型節(jié)能材料的開發(fā)和利用，從真正的實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能。參考文獻(xiàn) ：1 王華.建筑業(yè)10項(xiàng)新技術(shù)應(yīng)用.南京：江蘇科學(xué)技術(shù)出版社，20022 楊善勤.民用建筑節(jié)能手冊(cè).北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，19983 王亞明，申長(zhǎng)雨.塑料門窗制造新技術(shù).北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社，20004李田書.新型建筑維護(hù)材料與施工.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，20005吳元乃等.建筑業(yè)10項(xiàng)新技術(shù)及其應(yīng)用.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2001 6 房志勇