淺談建筑節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用

姜士躍

0 引言

建筑節(jié)能包括圍護結(jié)構(gòu)節(jié)能和系統(tǒng)節(jié)能兩大部分。圍護結(jié)構(gòu)節(jié)能是指改善圍護結(jié)構(gòu)的性能,減少能源的消耗,使得供給建筑物的能源在建筑內(nèi)部有效利用,而不是通過建筑物的圍護結(jié)構(gòu)損失掉;系統(tǒng)節(jié)能是指向建筑物供給能源的系統(tǒng),在能源供給的過程中提高效率,而不是在能源的轉(zhuǎn)換或轉(zhuǎn)送的過程中將能源損失掉。實現(xiàn)圍護結(jié)構(gòu)的節(jié)能就要改善墻體、屋面、地面、門窗的保溫隔熱性能,門窗墻體防滲風(fēng)性能等等;建筑圍護結(jié)構(gòu)主要包括屋頂、外墻和外窗三個部分,它是建筑能耗的基礎(chǔ),在節(jié)能建筑中,其通常應(yīng)負擔(dān)節(jié)能率的50%～60%左右。本文僅對圍護結(jié)構(gòu)節(jié)能做一探討。在建筑中,外圍護結(jié)構(gòu)的熱損耗較大,外圍護結(jié)構(gòu)中墻體又占了很大份額。所以建筑墻體改革與墻體節(jié)能技術(shù)的發(fā)展是建筑節(jié)能技術(shù)的一個最重要的環(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)能的主要實現(xiàn)方式。

1 內(nèi)保溫技術(shù)及其特點

外墻內(nèi)保溫施工,是在外墻結(jié)構(gòu)的內(nèi)部加做保溫層。內(nèi)保溫施工速度快,操作方便靈活,可以保證施工進度。內(nèi)保溫應(yīng)用時間較長,技術(shù)成熟,施工技術(shù)及檢驗標準是比較完善的,在2001年外墻保溫施工中約有90%以上的工程應(yīng)用內(nèi)保溫技術(shù)。其中被大面積推廣的內(nèi)保溫技術(shù)有:增強石膏復(fù)合聚苯保溫板、聚合物砂漿復(fù)合聚苯保溫板、增強水泥復(fù)合聚苯保溫板、內(nèi)墻貼聚苯板抹粉刷石膏及抹聚苯顆粒保溫料漿加抗裂砂漿壓入網(wǎng)格布的做法。但內(nèi)保溫會多占用使用面積,“熱橋”問題不易解決,容易引起開裂,還會影響施工速度,影響居民的二次裝修,且內(nèi)墻懸掛和固定物件也容易破壞內(nèi)保溫結(jié)構(gòu)。內(nèi)保溫在技術(shù)上的不合理性,決定了其必然要被外保溫所替代。

2 外保溫技術(shù)及其特點

目前比較成熟的外墻保溫技術(shù)主要有以下幾種:

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(簡稱聚苯板,EPS,XPS),陶?；炷翉?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)是采用粘結(jié)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,壓入玻璃纖維網(wǎng)格布形成保護層,最后加做裝飾涂料。

還有一種做法是專用保溫材料,將鋁板、人造石材、彩色玻璃等加工成集保溫、裝飾為一體的保溫裝飾板,直接形成裝飾面。新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團農(nóng)九師客運站就是采用以鋁板為裝飾面的專用保溫板。這種外掛式的保溫板安裝費時,且施工占用主導(dǎo)工期,待主體驗收完后才可以進行施工。

2)聚苯板與墻體一次澆筑成型。該技術(shù)是在混凝土框—剪體系中將聚苯板內(nèi)置于建筑模板內(nèi),在即將澆筑的墻體外側(cè)澆筑混凝土,混凝土與聚苯板一次澆筑成型的復(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,聚苯板起保溫的作用,可減少外圍圍護保溫措施。但在澆筑混凝土?xí)r要注意均勻、連續(xù)澆筑,否則由于混凝土側(cè)壓力的影響會造成聚苯板在拆模后出現(xiàn)變形和錯槎,影響后續(xù)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)聚苯板與混凝土的粘結(jié)力,其結(jié)合性能良好,具有較高的安全度。單面鋼絲聚苯板與混凝土的連接,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)鋼絲和安裝保溫板前的板外抹灰,節(jié)省了工時和材料。其造價可降低10%左右。但這兩種做法都采用了鋼絲網(wǎng)架,造價較高,且鋼材是熱的良導(dǎo)體,直接傳熱,會降低墻體的保溫效果。也可直接利用混凝土作為粘結(jié)劑來粘貼聚苯板,對聚苯板的背面進行處理之后,其與混凝土的粘結(jié)力進一步提高(其平均粘結(jié)強度可以達到0.07 MPa,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,目前需對其長期耐久性進行論證之后,保溫性能提高,而且板的成本再次降低。

3)聚苯顆粒保溫料漿外墻保溫。將廢棄的聚苯乙烯塑料(簡稱為EPS)加工破碎成為0.5 mm～4 mm的顆粒,作為輕集料來配制保溫砂漿。該技術(shù)包含保溫層、抗裂防護層和抗?jié)B保護面層(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)部列為國家級工法。這種工法是目前被廣泛認可的外墻保溫技術(shù)。該施工技術(shù)簡便,可以減少勞動強度,提高工作效率;不受結(jié)構(gòu)質(zhì)量差異的影響,對有缺陷的墻體施工時墻面不需修補找平,直接用保溫料漿找補即可,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,從而實現(xiàn)外墻保溫技術(shù)的重要突破。與別的外保溫相比較,在達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。與聚苯板外保溫相比較,每平方米可降低25元左右。

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)場發(fā)泡直接噴涂于墻體,如新疆塔城市廣場花苑住宅小區(qū)工程外墻即是采用的此種材料)等填入夾層中,形成保溫層。

門窗節(jié)能措施:建筑圍護結(jié)構(gòu)熱工性能最薄弱的環(huán)節(jié)是門窗,其能耗占建筑總能耗的比例較大,其中傳熱損失和冷風(fēng)滲透各約占 1/3。在保證日照、采光、通風(fēng)、觀景等要求的條件下,應(yīng)盡量減小建筑外門窗的面積,并提高門窗的氣密性和門窗本身的保溫性能,以減少冷風(fēng)滲透及門窗本身的傳熱量。

1)控制窗墻比。JGJ 26-1995民用建筑節(jié)能設(shè)計標準(采暖居住部分)規(guī)定中指出“北向、東向和西向、南向的窗墻比分別不應(yīng)超過20%,30%,35%”。控制窗墻比,提高窗戶的保溫隔熱性能,是提高建筑外圍護結(jié)構(gòu)節(jié)能指標的有效途徑。

2)提高建筑外窗的氣密性和門窗的制作質(zhì)量,減少冷空氣滲透。根據(jù)不同門窗的具體情況,設(shè)置泡沫塑料封條,使用新型的、密封性能良好的門窗材料等。門窗框與墻間的縫隙可用彈性松軟型材料、彈性密閉型材料、密封膏以及邊框設(shè)灰口等密封;框與扇用橡膠、橡塑或泡沫密封條以及高低縫、回風(fēng)槽,扇與扇之間用密封條、高低縫及外壓條,扇與玻璃可用各種彈性壓條等密封,這些措施能有效降低冬季室外冷空氣通過門窗縫隙進入到室內(nèi)。

3)改善建筑門窗的保溫性能。為改善窗戶的保溫效果,可采用增加窗玻璃層數(shù),使用高強度的鋼塑門窗和絕熱性好的塑料門窗等新型節(jié)能門窗。窗戶采用鋼塑復(fù)合窗和塑料窗,以避免金屬窗產(chǎn)生的冷橋;一般可設(shè)置雙層玻璃或三層玻璃,應(yīng)采用中空玻璃、鍍膜玻璃或低輻射玻璃;要縮短窗扇的縫隙長度,采用大窗扇、減少小窗扇,使用單塊面積大的玻璃,合理減少窗芯及可開啟的窗扇面積,適當增加固定玻璃及固定窗扇的面積。戶門與陽臺門應(yīng)結(jié)合防火、防盜要求,在門的空腹內(nèi)填充聚苯乙烯板或巖棉板,以增強其絕熱性能。

3 設(shè)置“溫度阻尼區(qū)”

設(shè)置“溫度阻尼區(qū)”也就是在室內(nèi)與室外之間設(shè)置像熱閘一樣的中間層次,能有效阻止室外冷風(fēng)的直接滲透,減少外墻、外窗的熱耗損。例如,將住宅建筑北陽臺的外門窗全部用密封陽臺封閉起來,外門設(shè)防風(fēng)門斗,樓梯間設(shè)計成封閉式,對屋頂上人孔進行封閉處理等措施,其節(jié)能效果較好。

屋面節(jié)能措施:不斷改進建筑外墻、外窗的保溫性能后,還必須進一步加強屋頂保溫隔熱性能,屋頂宜采用高效的保溫隔熱屋面,其傳熱系數(shù)、熱惰性指標應(yīng)滿足規(guī)定,有條件的可采取屋頂綠化等措施,以降低夏季太陽輻射。

屋面節(jié)能措施的重點:1)屋面保溫不宜選用密度大,導(dǎo)熱系數(shù)高的保溫材料,以免屋面重量、厚度過大;2)屋面保溫層不宜選用吸水率大的保溫材料,以防屋面濕作業(yè)時大量吸水,屋面上應(yīng)設(shè)置排氣孔以排除保溫層內(nèi)不易排出的水分。

4 結(jié)語

以上對建筑節(jié)能技術(shù)進行了簡單的探討,雖然目前對于建筑節(jié)能工程有多種做法,但在實際施工中對于任何一種節(jié)能方法均應(yīng)按照節(jié)能施工技術(shù)標準進行施工,在施工過程中嚴格把關(guān),確保節(jié)能工程真正起到節(jié)能的效果,對建設(shè)資源節(jié)約型社會做出應(yīng)有的貢獻。