要堯
(榆次區(qū)建筑工程質(zhì)量安全監(jiān)督管理站,山西晉中 030600)
建筑工程行業(yè)長期以來一直是高能耗產(chǎn)業(yè),在節(jié)能減排與環(huán)境保護(hù)需求越發(fā)嚴(yán)峻的先進(jìn),如何利用新型節(jié)能技術(shù)降低建筑能耗,實現(xiàn)綠色可持續(xù)發(fā)展是建筑工程領(lǐng)域必須研究的重要課題,對此,我國要加大建筑節(jié)能環(huán)保技術(shù)研發(fā)投入,并積極推動新技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用,從而全面提升建筑工程環(huán)境友好性,為實現(xiàn)節(jié)約型社會奠定良好的基礎(chǔ)。
目前,我國建筑造價成本長期處于高位,特別是在土地資源稀缺的大型城市,成品房價格一直處于上漲趨勢,因此控制建筑整體成本造價是很多建筑企業(yè)在激烈的市場競爭環(huán)境下不得不面臨的問題。如果在建筑工程施工過程中采用新型的建筑材料和新的節(jié)能環(huán)保技術(shù),盡管可以達(dá)到節(jié)能環(huán)保效果,并且能夠給建筑用戶在后續(xù)的使用過程中帶來經(jīng)濟(jì)收益,但對于建筑商來說,這些節(jié)能環(huán)保附加收益是無法直接兌現(xiàn)的,反而需要因為采用新材料新技術(shù)投入更多的建設(shè)資金,根據(jù)世界可持續(xù)發(fā)展小組的研究,綠色環(huán)保建筑單位造價要比普通建筑單位面積造價高出2~3 個百分點(diǎn),這對于經(jīng)濟(jì)尚不發(fā)達(dá)的中國社會來說,很少有人愿意承擔(dān)一部分成本支出,因此,在某種程度上造成應(yīng)用推廣速度緩慢。
與發(fā)達(dá)國家相比,我國建筑節(jié)能減排技術(shù)的發(fā)展歷史較短,很多核心技術(shù)尚未掌握,工程應(yīng)用實踐經(jīng)驗也不多,特別是一些新型的節(jié)能技術(shù)尚未成熟,比如像太陽能玻璃、光伏薄膜發(fā)電等新能源系統(tǒng)的能源轉(zhuǎn)化率依然不高,設(shè)備發(fā)電效率偏低,導(dǎo)致此類高技術(shù)節(jié)能產(chǎn)品性價比依然不高,盡管具有很好的節(jié)能效果,但難以大批量應(yīng)用在普通民用建筑上。
當(dāng)前,我國高層建筑越來越多,建筑內(nèi)的人口居住密度很大,包括電梯、空調(diào)、采暖、照明、消防等諸多電力負(fù)載設(shè)備,這些公共電氣設(shè)施占據(jù)建筑能源消耗的30%以上。特別是商場、酒店和一些劇場影院等文化娛樂場所,電氣設(shè)備能耗更高,比普通民用建筑超出5 倍以上,這一方面是由于建筑固有的功能要求導(dǎo)致的高能耗,但除此之外依然存在建筑追求高檔奢華,缺乏節(jié)能環(huán)保意識造成的能源浪費(fèi)。
2.1.1 節(jié)能發(fā)電玻璃
建筑工程玻璃材料很大程度上影響建筑的保溫性能,如果玻璃保溫性能良好,且能根據(jù)環(huán)境溫度和室外光線強(qiáng)度起到一定的溫度調(diào)節(jié)作用,對建筑整體的節(jié)能降耗效果有非常明顯的促進(jìn)作用。在新型的節(jié)能玻璃材料中,光伏發(fā)電玻璃是一種全新的新能源材料,與普通玻璃不同,光伏發(fā)電玻璃不但具有良好的保溫性和密封性,同時還能吸收太陽能進(jìn)行發(fā)電,光能轉(zhuǎn)化效率為15%左右,此外,光伏發(fā)電玻璃控制系統(tǒng)可以根據(jù)室內(nèi)溫度和光照強(qiáng)度來控制發(fā)電功率,一方面保證室內(nèi)的舒適性,同時能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能減排,是建筑工程未來發(fā)展的一項重要環(huán)保技術(shù)。
2.1.2 保溫門窗
建筑門窗的密封性對建筑的能源消耗也有很大的影響,特別是在冬季寒冷,夏季炎熱的地區(qū),如果門窗密閉性不好,室內(nèi)溫度將非常容易受到自然環(huán)境的影響,從而增加供暖和空調(diào)設(shè)備負(fù)載消耗。傳統(tǒng)的門窗主要包括木質(zhì)結(jié)構(gòu)和鋼材結(jié)構(gòu),容易受環(huán)境影響出現(xiàn)形變,特別是鋼材窗體容易發(fā)生腐蝕生銹現(xiàn)象,導(dǎo)致壽命縮短,密封性下降。新型的保溫門窗主要為PVC 塑料酯窗和斷橋保溫窗兩種,PVC 塑料窗體可以減少鋼材的使用,受環(huán)境影響較小,很難出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象,保溫性能也很優(yōu)良,近年來廣泛應(yīng)用于民用建筑之中。斷橋保溫窗是在鋁合窗上安裝聚氯乙烯絕緣條,從而降低鋁合金導(dǎo)熱系數(shù),提高窗戶的隔熱性能。
2.1.3 新型密封材料
密封材料的防水密封性能和抗疲勞特性也會影響建筑的保溫特性,常用的新型防水密封材料主要分為防水膜、密封條和防水密封涂料幾種類型。其中防水膜主要采用有機(jī)聚合物如聚氯乙烯膜、三元乙丙橡膠板等,密封條主要有氯丁橡膠、聚氨酯密封條等,防水密封涂料包括改性瀝青,高分子有機(jī)涂料等,利用防水密封材料,可以提高建筑的密閉性,更好地防止建筑室內(nèi)和室外的能量交換,減少熱(冷)量損失,從而起到節(jié)能環(huán)保的作用。
保溫與結(jié)構(gòu)一體化施工技術(shù)能夠有效實現(xiàn)建筑外墻結(jié)構(gòu)與保溫的同步施工,不但能實現(xiàn)建筑的節(jié)能降耗需求,同時也會提高建筑工程施工效率,該類技術(shù)也可以稱作墻體的自保溫技術(shù),與傳統(tǒng)的墻體與保溫分部施工相比,一體化保溫墻體注重二者的同步施工,因此在施工技術(shù)和工藝流程上存在一定的差異,主要需要滿足以下三個條件:①外墻與保溫層同步施工,施工過程中要保證保溫層外側(cè)混凝土的厚度能夠滿足建筑結(jié)構(gòu)要求,也可以利用其他無機(jī)材料防護(hù)層提升保溫性能;②一體化施工完成后不需要再進(jìn)行單獨(dú)的保溫施工即能達(dá)到建筑的保溫要求;③一體化保溫外墻使用壽命要能和建筑整體壽命相一致,從而減少建筑墻體和保溫層的后期維修維護(hù)成本。當(dāng)前施工技術(shù)中,可以同時滿足以上三個條件的施工技術(shù)主要有CL 類和IPS 類夾芯保溫現(xiàn)澆墻體施工技術(shù),在采用此類技術(shù)施工時,需要對保溫板側(cè)邊進(jìn)行找平處理,并且需要利用粘性較高的現(xiàn)澆混凝土保證墻體與保溫層的整體性,實現(xiàn)保溫墻體的一體化施工。
加氣混凝土是一種新型的節(jié)能環(huán)保建筑材料,其機(jī)械性能穩(wěn)定,保溫效果良好,且施工工藝簡單,并且具有一定的成本優(yōu)勢,具有較高的性價比,是未來在建筑工程領(lǐng)域很有發(fā)展前景的一類施工技術(shù)。加氣混凝土砌塊主要由含鈣材料、含硅材料和引氣劑經(jīng)粉磨、配料、攪拌、澆注、切割、蒸壓養(yǎng)護(hù)等工藝制成。蒸壓加氣混凝土砌塊自保溫體系是由加氣混凝土砌塊自保溫墻體、支承合理的剪力墻保溫處理措施、保溫橋梁保溫結(jié)構(gòu)措施組成。蒸壓加氣混凝土砌塊自保溫系統(tǒng)與工程上常用的外熱絕緣系統(tǒng)相比,具有以下優(yōu)點(diǎn):①蒸壓加氣混凝土砌塊采用規(guī)范化工藝生產(chǎn),保證了產(chǎn)品質(zhì)量;②加氣混凝土材料上的小孔具有良好的密閉性,防水效果能夠滿足墻體的密封需求,并且能夠有效減少室內(nèi)與外界間的能量交換,從而實現(xiàn)保溫節(jié)能效果;③加氣混凝土砌塊結(jié)構(gòu)屬于干法施工,能夠有效解決墻體含水率高導(dǎo)致的裂縫,在施工過程中配合砂漿共同使用,可以有效提高墻體熱工特性,并且能夠同時解決墻面滲漏與裂縫問題;④加氣混凝土外墻自保溫砌體材料保溫性能優(yōu)異,不再需要單獨(dú)安裝保溫層,可以解決傳統(tǒng)保溫結(jié)構(gòu)無法達(dá)到建筑整體壽命的難題;⑤加氣混凝土由于不需要額外布置有機(jī)保溫材料,因此具有很強(qiáng)的阻燃特性,一旦發(fā)生火災(zāi)時,墻體能夠起到隔絕火焰的作用,并且沒有污染煙氣釋放,安全性更強(qiáng)。
在建筑工程中,很多公共設(shè)施如電梯、供水設(shè)備、暖通空調(diào)系統(tǒng)都需要消耗較多電能,如何降低電氣負(fù)載消耗也是建筑工程節(jié)能減排的一個重要方面。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展,變頻驅(qū)動成為降低電氣負(fù)載的關(guān)鍵技術(shù),變頻驅(qū)動技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)電機(jī)的平滑啟動和變速運(yùn)行,根據(jù)不同工況特點(diǎn)控制電機(jī)負(fù)載運(yùn)行在最佳效率區(qū),從而實現(xiàn)節(jié)能效果。比如建筑電梯、空調(diào)、風(fēng)機(jī)、供水泵類負(fù)載均可以利用變頻驅(qū)動技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)降低能耗30%以上,并且能夠有效降低負(fù)載對建筑供電系統(tǒng)的沖擊,時配電系統(tǒng)更加安全穩(wěn)定。
綜上所述,隨著我國建立節(jié)約型社會的理念不斷深入,建筑工程領(lǐng)域的節(jié)能環(huán)保需求將會越來越明顯,目前主要的制約因素主要包括節(jié)能技術(shù)不成熟以及新型環(huán)保材料成本偏高等因素,隨著先進(jìn)的節(jié)能環(huán)保技術(shù)的不斷研發(fā)和大量應(yīng)用,技術(shù)和成本問題將會得到極大的改善,在具體的應(yīng)用過程中,可以從新型保溫材料、建筑結(jié)構(gòu)和保溫一體化設(shè)計、建筑電氣設(shè)備變頻驅(qū)動以及加氣混凝土施工技術(shù)等多方面入手,進(jìn)而不斷提升建筑的節(jié)能減排環(huán)保性能。