綠色節(jié)能技術(shù)在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用

張 宇 江國偉

(齊齊哈爾大學(xué)建筑與土木工程學(xué)院，黑龍江 齊齊哈爾 161006)

綠色節(jié)能技術(shù)在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用

張 宇 江國偉

(齊齊哈爾大學(xué)建筑與土木工程學(xué)院，黑龍江 齊齊哈爾 161006)

現(xiàn)階段世界各國面臨的能源危機(jī)和環(huán)境污染問題愈發(fā)嚴(yán)重，建筑行業(yè)要加快發(fā)展綠色節(jié)能技術(shù)，從而做到降低建筑能耗，綠色節(jié)能技術(shù)在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用主要是使用綠色材料代替?zhèn)鹘y(tǒng)材料、對圍護(hù)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)保溫隔熱措施和充分實(shí)現(xiàn)對太陽能的合理利用，為此，主要從上述三個方面進(jìn)行了闡述和分析，以實(shí)現(xiàn)對建筑能耗的降低。

綠色節(jié)能技術(shù)，綠色材料，圍護(hù)結(jié)構(gòu)，太陽房

0 引言

隨著人類文明的不斷進(jìn)步，生活水平的不斷提高，科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展以及對住房的迫切需求，傳統(tǒng)的建筑已經(jīng)不再適應(yīng)社會的發(fā)展和滿足人們的需求。20世紀(jì)60年代，世界各國不斷探索新的建筑模式，由美國建筑師保羅·索勒瑞首先提出綠色建筑的理念[1]。綠色建筑的概念是：在建筑物的設(shè)計(jì)、施工和使用的周期內(nèi)，做到建筑物與自然和諧共處，盡可能的保護(hù)環(huán)境和節(jié)約資源，為人們提供健康、舒適的生活空間，與大自然相互融合，充分利用自然資源，使建筑回歸自然，實(shí)現(xiàn)建筑與自然的和諧[2]。

1 綠色材料在建筑中的應(yīng)用

1.1 綠色高性能混凝土

綠色高性能混凝土的提出是建筑材料發(fā)展的要求，水泥相比較于鋼材、塑料而言，原材料廣泛、容易制備，但是其生產(chǎn)過程能耗較大，造成環(huán)境污染[3]。雖然各國對其的定義有些差異，但歸結(jié)起來都是要求其具有高強(qiáng)度、高耐久性、盡量減少水泥用量的使用。我國的綠色混凝土是由吳中偉教授提出的，他認(rèn)為其在配制上應(yīng)選擇合適的配合比、選用優(yōu)質(zhì)的原材料從而保證其強(qiáng)度、耐久性、抗?jié)B性和抗侵蝕能力等各項(xiàng)性能。

1.2 可再生混凝土

可再生混凝土的表觀密度、吸水率、強(qiáng)度和耐久性均比普通混凝土差，如果不對其采用新技術(shù)、新工藝處理，來實(shí)現(xiàn)可再生混凝土的綠色發(fā)展與廣泛應(yīng)用，那么這一課題的研究將毫無意義。

針對可再生混凝土的高吸水率和含水率、低表觀密度的問題，我們可以通過利用PVA聚合物溶液或有機(jī)硅防水劑對其進(jìn)行處理，主要原理是利用它們來填充可再生混凝土的孔隙，降低其孔隙率，這種處理的方法可以取得不錯的效果，可明顯改善混凝土的工作性能，我們通過實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)過聚合物處理的可再生混凝土的吸水率見表1。

表1 經(jīng)處理后的吸水率對比

由表1中數(shù)據(jù)明顯發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過聚合物或有機(jī)硅處理后的再生骨料的吸水率有顯著的降低。針對可再生混凝土的強(qiáng)度和耐久性較低可以通過摻加粉煤灰等摻合料代替部分水泥，在攪拌過程中加入高效減水劑等措施。

2 節(jié)能技術(shù)在圍護(hù)結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

2.1 墻體的保溫設(shè)計(jì)

我國保溫材料不斷更新，本文主要闡述聚苯板外墻外保溫設(shè)計(jì)。聚苯板外墻外保溫設(shè)計(jì)中需要用到的原材料有聚苯板、膠粘劑、玻纖網(wǎng)格布和錨栓等四種，整個保溫系統(tǒng)是由基層墻體、保溫層、薄抹面層和飾面涂層等四大主要部分組成，具體構(gòu)造見圖1。這個保溫設(shè)計(jì)中的基層墻體可以是混凝土墻體、砌體墻體或者是磚墻，在施工之前要對這些墻體進(jìn)行處理以保證這些墻體表面清潔，沒有殘留的油污，沒有空鼓和孔洞等現(xiàn)象，保證聚苯板可以和基層墻體很好的粘結(jié)在一起，不發(fā)生脫落。

保溫層中的聚苯板是一種常用的保溫材料，具有熱導(dǎo)系數(shù)小和吸水率小的優(yōu)良性質(zhì)，可以有效阻止熱量的傳導(dǎo)和對水分的吸收，因此保溫隔熱效果和防潮效果明顯，是一種較為常見的阻燃型保溫板材。

玻纖網(wǎng)格布是一種纖維材料，被廣泛的應(yīng)用于墻體保溫中，其優(yōu)越性顯而易見，其主要性能指標(biāo)見表2[5]。

表2 耐堿網(wǎng)格布主要性能指標(biāo)

2.2 屋頂節(jié)能設(shè)計(jì)

屋頂除了滿足保溫設(shè)計(jì)，在夏季比較炎熱的地區(qū)還應(yīng)考慮隔熱設(shè)計(jì)。在夏季太陽輻射下，從屋頂傳入室內(nèi)的熱量是不可能忽略的，尤其是在我國南方地區(qū)，夏季溫度較高，需要對屋頂進(jìn)行隔熱節(jié)能設(shè)計(jì)。

1)蓄水隔熱屋頂。

蓄水隔熱屋頂就是在屋面上設(shè)置一層蓄水層，利用水的熱容量大，水在經(jīng)過強(qiáng)烈的太陽直射后就會蒸發(fā)，蒸發(fā)吸收了屋面大量的熱量，這樣就降低了屋頂表面的溫度。更為理想的是在蓄水層里面種植一些綠色浮游植物，利用植物的光合作用降低周圍環(huán)境的溫度，這樣會使蓄水屋頂更大程度的減少屋頂吸收太陽輻射熱，起到降低室內(nèi)溫度的作用，增加室內(nèi)的舒適度。

2)通風(fēng)隔熱屋頂。

通風(fēng)隔熱屋頂在我國夏熱冬冷地區(qū)應(yīng)用普遍，其做法是在屋頂設(shè)置通風(fēng)層，可以利用通風(fēng)層的上表面遮擋陽光，使屋頂變?yōu)閮纱蝹鳠?，減少了進(jìn)入室內(nèi)的太陽輻射熱；此外，在風(fēng)壓和熱壓的共同作用下，通過空氣對流使得室內(nèi)熱空氣和室外冷空氣不斷發(fā)生熱量交換，將屋頂傳來的熱空氣不斷排走，使層間的熱量減少，從而減少室外太陽照射對屋頂內(nèi)表面的影響。

對屋頂進(jìn)行保溫設(shè)計(jì)一般的做法是加設(shè)保溫層，為了使構(gòu)造受周邊的熱橋影響較小，大部分采用外保溫構(gòu)造。根據(jù)保溫層設(shè)置的不同位置可以把屋面分為正置式屋面和倒置式屋面兩種類型，見圖2。正置式屋面是保溫層設(shè)在結(jié)構(gòu)層上面，防水層的下面，而倒置式屋面則是將保溫層放在防水層上面。

3 太陽房的利用

隨著我國太陽能技術(shù)和建筑業(yè)的不斷發(fā)展，被動式太陽房已經(jīng)在我國有了廣泛的應(yīng)用，根據(jù)采集太陽光照的不同形式可以將被動式太陽房劃分為三類，應(yīng)用比較廣泛的主要有兩種。

3.1 直接受益式

直接受益式主要在太陽光照比較充足的地區(qū)使用比較多，是三種形式中最為簡單的一種。直接受益式是利用南窗采光比較好的特性，太陽光照從南側(cè)窗戶照射到室內(nèi)地面，被地面、家具、墻壁等材料吸收，如果室內(nèi)溫度比較低，這些材料吸收的熱量會通過對流和輻射等形式將室內(nèi)空氣加熱，保持室內(nèi)溫度不致過低，剩余的熱量則會儲存在材料中，等到夜晚室內(nèi)溫度較低時(shí)，熱量再釋放出來，見圖3。

3.2 集熱蓄熱墻式

集熱蓄熱墻式太陽房主要是利用墻體收集太陽輻射熱，是一種間接的對太陽能的利用。外墻的表面為了具有良好的集熱蓄熱能力，通?？赏磕ㄉ衔鼰岵牧?，且在外墻的表面設(shè)置一層玻璃，與墻體之間形成空氣夾層，墻體上設(shè)置有上風(fēng)口和下風(fēng)口。它的工作機(jī)理是：太陽輻射能被涂有吸熱材料的墻體吸收后，墻體內(nèi)表面溫度顯著升高，通過熱傳導(dǎo)將熱量直接傳入室內(nèi)，保證室內(nèi)溫度不致過低，見圖4。

4 結(jié)語

如今，世界各國的建筑師們都在積極探索節(jié)能技術(shù)的運(yùn)用，這對于減少能源消耗，減少環(huán)境污染有至關(guān)重要的意義，應(yīng)該樹立這種節(jié)能環(huán)保的理念。那些耗能巨大，對環(huán)境造成巨大污染的施工技術(shù)逐漸被建筑師所摒棄，取而代之的是綠色節(jié)能技術(shù)的運(yùn)用，建筑師不僅要設(shè)計(jì)出滿足人們對基本的住宅的需要，更是要建造出能耗小、污染少的綠色建筑，充分利用自然環(huán)境來進(jìn)行設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)人與自然的完美融合，這是當(dāng)今綠色建筑發(fā)展的方向。在過去的30多年里，我國的節(jié)能技術(shù)有了長足的發(fā)展，我國建筑師們不斷創(chuàng)新，不斷發(fā)展，引進(jìn)和探索國外先進(jìn)技術(shù)，形成了有中國特色的建筑節(jié)能體系，充分貫徹著節(jié)約能源，減少建筑能耗，為我國的節(jié)能技術(shù)和綠色建筑的發(fā)展做出了巨大貢獻(xiàn)，推進(jìn)了生態(tài)文明的建設(shè)。

[1] 劉 鑫.綠色節(jié)能技術(shù)在綠色建筑工程中的應(yīng)用研究[D].長春：吉林大學(xué)，2014.

[2] 紀(jì)穎瑤.綠色建筑與節(jié)能技術(shù)[D].青島：青島理工大學(xué)，2014.

[3] 趙 偉.綠色高強(qiáng)高性能再生混凝土實(shí)驗(yàn)研究[D].武漢：武漢大學(xué).2004.

[4] 徐炳范.建筑外墻保溫技術(shù)的應(yīng)用研究[D].長春：吉林大學(xué)，2005.

[5] 曹遠(yuǎn)忠.EPS外墻保溫系統(tǒng)材料組成與施工要點(diǎn)[J].探索之窗，2008(16)：94-95.

[6] 郭凡榮.節(jié)能技術(shù)在建筑幕墻設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究[J].住宅與房地產(chǎn)，2016(21)：16-17.

[7] Werener Lang,Thomas Herzog.Using multiple glass skins to Clad building[J].Architectural Record,2000,7(18)：181-182.

[8] 沈方亮.綠色節(jié)能技術(shù)在建筑改造中的應(yīng)用[D].天津：天津大學(xué)，2007.

Seismic behacior analysis of the kiln hall in bukul mosque

Zhang Yu Jiang Guowei

(SchoolofArchitectureandCivilEngi.,QiqiharUniv.,Qiqihar161006,China)

At present, the energy crisis and environmental pollution problems facing the world become more and more serious, therefore, the construction industry to accelerate the development of green energy technology, so as to reduce building energy consumption, the application of green energy saving technology in the construction field is mainly to use green materials instead of traditional materials, to achieve insulation and insulation measures and fully realize the rational use of solar energy. Therefore, this article mainly elaborates and analyzes the above three aspects to realize the reduction of building energy consumption.

energy saving technology, green material, enclosure structure, solar house

1009-6825(2017)22-0190-02

2017-05-26

張 宇(1988- )，男，碩士，助教； 江國偉(1994- )，男，在讀碩士

TU201.5

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