建筑節(jié)能工程中新材料新技術(shù)的應(yīng)用簡述

陳海邊

深圳福田建設(shè)工程質(zhì)量檢測中心（518031）

隨著我國人民生活水平的不斷提高,建筑節(jié)能面臨新的形勢，建筑節(jié)能的快速發(fā)展也需要相關(guān)的研究提供技術(shù)支持,根據(jù)國內(nèi)外居住建筑節(jié)能規(guī)劃、設(shè)計和技術(shù)應(yīng)用的研究成果,綜合考慮氣候影響因素，從主體結(jié)構(gòu)、圍護(hù)結(jié)構(gòu)、用能設(shè)備影響等方面論述，研究了建筑節(jié)能在建筑物上的落實及節(jié)能技術(shù)在建筑中的應(yīng)用，在保證建筑工程質(zhì)量和建筑物使用過程中室內(nèi)熱環(huán)境質(zhì)量的前提下，使建筑物達(dá)到居住建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)。

1 建筑節(jié)能定義

建筑節(jié)能是指在建筑物的規(guī)劃、設(shè)計、新建（改建、擴(kuò)建）、改造和使用過程中，執(zhí)行節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，采用節(jié)能型的技術(shù)、工藝、設(shè)備、材料和產(chǎn)品，提高保溫隔熱性能和采暖供熱、空調(diào)制冷制熱系統(tǒng)效率,加強(qiáng)建筑物用能系統(tǒng)的運行管理,利用可再生能源，在保證室內(nèi)熱環(huán)境質(zhì)量的前提下，減少供熱、空調(diào)制冷制熱、照明、熱水供應(yīng)的能耗。

2 新能源新材料的應(yīng)用

2.1 自然資源的綜合利用

太陽能、風(fēng)能、地?zé)岬睦?，這些自然資源基本上是取之不盡、用之不竭的能源。無污染、取用方便、使用效果好，對改善城市環(huán)境居功至偉，目前有許多城市已強(qiáng)制要求在建筑工程中使用這些新技術(shù)和新能源的開發(fā)并運用于工程，如太陽能熱水循環(huán)系統(tǒng)、地?zé)崂醚h(huán)系統(tǒng)等，取得了很好的效果。太陽能作為無污染、無止盡能源未來在建筑物中被越來越多的運用，其在建筑節(jié)能中的應(yīng)用主要包括太陽熱能應(yīng)用和光電應(yīng)用兩方面；其熱能應(yīng)用主要是用太陽輻射加熱水作為建筑生活、取暖熱水的水源，該系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)一般包括太陽能收集器、熱能存儲裝置、熱能交換裝置以及自動控制系統(tǒng)等部分組成，其也可以通過吸收式冷凝機(jī)將加熱的水制冷以達(dá)到供冷的目的；而太陽能光電系統(tǒng)則是將太陽輻射直接轉(zhuǎn)化為電能來為建筑物提供服務(wù)。

2.2 墻體材料應(yīng)用

目前各地正陸續(xù)取消使用黏土磚，取而代之的是各種輕質(zhì)保溫隔熱和容重低的砌體材料；常用的墻體隔熱保溫材料包括：灰砂磚、粉煤灰砌塊、陶粒混凝土砌塊、復(fù)合輕質(zhì)隔墻板、加氣混凝土等。節(jié)能墻體同樣要解決防水問題，保溫板與非保溫部位的結(jié)合部容易產(chǎn)生裂縫，在保溫系統(tǒng)的截止部位應(yīng)對不同材料材質(zhì)變換處應(yīng)做柔性防水處理。墻體不僅要求防水而且要求透氣(水汽)，一方面防止水分侵入到保溫系統(tǒng)內(nèi)，外保溫系統(tǒng)應(yīng)具有防雨水和地表水滲透性能，雨水不得透過抗裂防護(hù)層，不得滲透至任何可能對墻體保溫工程隔熱復(fù)合墻體造成破壞的部位，另一方面要求透氣(水汽)，即水蒸氣分子能從內(nèi)往外滲透。因為保溫隔熱層有透汽性的要求，所以對防護(hù)材料又提出透汽性的要求，如此聚合水泥抗裂砂漿就應(yīng)運而生。

2.3 墻體保溫技術(shù)

我國傳統(tǒng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)墻多為無機(jī)材料組成，如磚石砌體、混凝土、水泥砂漿等，如今為了節(jié)能保溫的需要，引入了大量有機(jī)保溫材料如模塑聚苯乙烯泡沫板、擠塑聚苯乙烯泡沫板、硬發(fā)泡聚氨酯等，因為這些有機(jī)保溫材料的保溫性能要比傳統(tǒng)墻體材料的保溫性能強(qiáng)得多，所以有機(jī)保溫材料在建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能中廣泛應(yīng)用，形成了一種無機(jī)與有材料復(fù)合墻體，這樣就對施工工藝提出了新的要求。如抹面砂漿的柔韌極限拉伸變形應(yīng)大于最不利情況下的自身變形及基層變形之和，從而保證抗裂防護(hù)層抗裂性要求，復(fù)合在抹面砂漿中的增強(qiáng)網(wǎng)，一方面能夠有效地增加抗裂防護(hù)層的拉伸強(qiáng)度，另一方面由于能有效分散應(yīng)力。特別強(qiáng)調(diào)現(xiàn)場配制的普通水泥砂漿抹在保溫層上不容易解決抗裂問題，水泥砂漿的體積收縮相當(dāng)大,與保溫材料組合在一起工作，由于它們各自的收縮膨脹性能不同，在交界面上容易產(chǎn)生裂縫，因此傳統(tǒng)意義上的水泥砂漿抹灰在有機(jī)保溫材料上很容易產(chǎn)生裂縫，起不到保護(hù)保溫材料不受潮的作用，所以新型復(fù)合材料的選擇與使用是對傳統(tǒng)的施工工藝的挑戰(zhàn)。

2.4 空調(diào)暖通節(jié)能

目前在建筑的總能耗中空調(diào)和照明設(shè)備的消耗所占比例很高，因而也是節(jié)能的重點，國內(nèi)目前有些建筑已采用地泵系統(tǒng)替代傳統(tǒng)的通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)，節(jié)約了大量的能源，全國范圍內(nèi)節(jié)能燈的使用更是功不可沒的?？照{(diào)暖通節(jié)能主要體現(xiàn)在設(shè)備的裝機(jī)容量減少和經(jīng)濟(jì)運行方面，因此新風(fēng)微循環(huán)系統(tǒng)、地源(水源)熱泵空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)運而生。新風(fēng)微循環(huán)系統(tǒng)是將新鮮空氣通過除塵、消毒、除濕等多級處理之后以略低于室內(nèi)溫度將其以不小于0.2 m／s的速度從室內(nèi)窗下或踢腳下送入室內(nèi)，該種方法既沒有噪聲也沒有吹風(fēng)感覺。由于進(jìn)入室內(nèi)的新風(fēng)濃度低、密度大因此很快沿地面蔓延，而室內(nèi)原有廢氣則緩慢上升最終通過設(shè)在頂部的排風(fēng)口進(jìn)行排放，該種方法實現(xiàn)了不用開啟門窗則室內(nèi)實現(xiàn)換氣的目的，從而減少能源消耗；水源地源熱泵是利用水及淺層大地能作為冷熱源，其通過換熱設(shè)備而將大地或水源的冷量或熱量儲存，之后通過安裝在室內(nèi)頂棚或地板的散熱設(shè)備將冷量或熱量送進(jìn)建筑室內(nèi)，該種方法可以大幅度的節(jié)約能源，同時能減少CO等有毒有害氣體的排放，從而在很大程度上保持了周圍環(huán)境的整潔。

2.5 主體材料節(jié)能

現(xiàn)代建筑中主體材料主要為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)及鋼結(jié)構(gòu)等，針對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)而言提高其強(qiáng)度和耐久性，延長建筑物使用壽命則是節(jié)能的重要途徑；建筑用鋼材的應(yīng)力應(yīng)變曲線其屈服點在100～780 n／mm2的范圍，其中屈服點為400 n／mm2的鋼材占一半以上。在鋼材在生產(chǎn)過程中適當(dāng)提高鋼材屈服點，在設(shè)計方面就需要保證結(jié)構(gòu)的剛度要求，防止局部屈曲，在施工方面就要保證結(jié)構(gòu)的可焊性，從而在提高屈服點的同時又滿足配筋率的要求使建筑的用鋼量減少也是節(jié)能降耗的重要舉措；在混凝土使用上，新建的綠色建筑應(yīng)采用高耐久性的高性能混凝土為出發(fā)點，試驗證明6層以上的鋼混結(jié)構(gòu)中受力鋼筋使用HRB400級或以上鋼筋、混凝土豎向承重結(jié)構(gòu)采用C5O或以上等級的混凝土，建筑物的強(qiáng)度、耐久性及使用壽命可大幅度提高；鋼結(jié)構(gòu)由于具備自重輕、高強(qiáng)度、施工取土量少等系列優(yōu)點，同時使用鋼結(jié)構(gòu)有利于環(huán)境保護(hù)并且其建筑物在拆除時材料回收率高，因此在今后建筑中應(yīng)廣泛采用鋼結(jié)構(gòu)而取代原來的鋼混結(jié)構(gòu)。

3 結(jié)語

建筑節(jié)能是一項設(shè)計技術(shù)、材料、能源、智能、廢物利用等多領(lǐng)域的綜合性系統(tǒng)工程，建筑節(jié)能工程施工中采用了大量新材料、新技術(shù)、新工藝，這將對建筑施工技術(shù)創(chuàng)新帶來有利的影響，建筑節(jié)能是一個關(guān)乎國計民生的大問題，是節(jié)約能源的一個重要組成部分;我國建筑節(jié)能工作若要獲得更大進(jìn)展，需要我們?nèi)w動員起來,要研究建筑節(jié)能的突破點，優(yōu)化配置有限資源，進(jìn)而推動我國建筑節(jié)能事業(yè)健康發(fā)展。