綠色建筑工程中節(jié)能施工技術(shù)的應(yīng)用探究

【摘要】為進(jìn)一步推動(dòng)建筑行業(yè)實(shí)現(xiàn)綠色低碳、可持續(xù)發(fā)展，文章研究了節(jié)能施工技術(shù)的應(yīng)用意義，報(bào)告了節(jié)能施工關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀。詳細(xì)闡述了墻體保溫施工、外窗節(jié)能施工、屋面節(jié)能施工、地源熱泵施工技術(shù)等關(guān)鍵環(huán)節(jié)。通過節(jié)能施工技術(shù)的運(yùn)用，有助于推動(dòng)節(jié)能施工技術(shù)與綠色建筑工程深度融合，進(jìn)而全面提升工程建設(shè)質(zhì)量和節(jié)能系數(shù)。

【關(guān)鍵詞】綠色建筑；節(jié)能施工；墻體保溫；外窗節(jié)能

【中圖分類號(hào)】TU74 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1673-6028（2024）09-0052-03

0 引言

近年來，為應(yīng)對(duì)能源危機(jī)并建設(shè)環(huán)境友好型社會(huì)，綠色可持續(xù)發(fā)展成為國(guó)內(nèi)建筑行業(yè)的主旋律。積極推動(dòng)建筑節(jié)能已成為行業(yè)共識(shí)。節(jié)能技術(shù)在現(xiàn)代建筑工程中展現(xiàn)了廣闊的應(yīng)用前景，能夠在不影響建筑使用體驗(yàn)的前提下，避免不必要的能源浪費(fèi)，將總體能耗控制在合理范圍內(nèi)，契合節(jié)能環(huán)保理念。同時(shí)，為進(jìn)一步提高現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量，應(yīng)深入研究和實(shí)踐節(jié)能施工技術(shù)，總結(jié)施工經(jīng)驗(yàn)并提出技術(shù)細(xì)節(jié)，促進(jìn)節(jié)能施工技術(shù)的高質(zhì)量應(yīng)用和創(chuàng)新發(fā)展。

1 節(jié)能施工技術(shù)在綠色建筑工程中的應(yīng)用意義

1.1 改善建筑使用體驗(yàn)

在嚴(yán)寒或炎熱地區(qū)，一些建筑工程面臨室內(nèi)溫度受外部氣溫影響的問題，即便長(zhǎng)期運(yùn)行暖通空調(diào)系統(tǒng)，室內(nèi)溫度仍舊會(huì)受到外部環(huán)境影響，建筑使用體驗(yàn)不夠理想。問題根源在于圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能不足，導(dǎo)致室內(nèi)外持續(xù)進(jìn)行熱交換，并引起熱橋、冷橋在內(nèi)的一系列問題。隨著墻體保溫、門窗節(jié)能、屋面節(jié)能等多項(xiàng)技術(shù)的落地應(yīng)用，顯著提升了圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能，從而營(yíng)造室內(nèi)恒溫環(huán)境。同時(shí)，對(duì)建筑電氣設(shè)備進(jìn)行智能改造，智能控制系統(tǒng)能精準(zhǔn)感知使用需求，對(duì)室內(nèi)溫度、空氣濕度等參數(shù)進(jìn)行精確調(diào)控，可進(jìn)一步改善建筑使用體驗(yàn)[1]。

1.2 環(huán)保效益顯著

建筑行業(yè)是耗能大戶與碳排放大戶，建筑全壽命周期內(nèi)消耗大量電力能源并不斷排放二氧化碳等溫室氣體，對(duì)生態(tài)環(huán)境造成干擾，導(dǎo)致質(zhì)量狀況惡化。根據(jù)《2022中國(guó)能耗與碳排放研究報(bào)告》統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來看，2020年全年，國(guó)內(nèi)建筑全過程能耗總量為22.7億t標(biāo)準(zhǔn)煤，碳排放總量為50.8億t，分別占據(jù)45.5%全國(guó)能耗總量和50.9%全國(guó)碳排放總量。節(jié)能施工技術(shù)的落地應(yīng)用，可以顯著降低空調(diào)、照明等系統(tǒng)的能耗水平，通過減少耗電量的方式來減少碳排放規(guī)模，助力“碳中和”“碳達(dá)峰”雙碳目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。此外，建筑企業(yè)必須嚴(yán)格遵循GB 55015—2021《建筑節(jié)能與可再生能源利用通用規(guī)范》，根據(jù)工程情況、所處氣候區(qū)域來確定建筑應(yīng)達(dá)到的能耗水平[2]。

1.3 緩解能源供需矛盾

對(duì)于綠色建筑工程，節(jié)能技術(shù)主要分為被動(dòng)節(jié)能、主動(dòng)節(jié)能兩種類型。被動(dòng)節(jié)能通過增強(qiáng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能等手段，縮短建筑用電設(shè)備運(yùn)行時(shí)間；主動(dòng)節(jié)能則是對(duì)風(fēng)能、太陽(yáng)能、地?zé)崮艿瓤稍偕茉催M(jìn)行開發(fā)利用，滿足建筑負(fù)荷一部分供電需求。將被動(dòng)節(jié)能和主動(dòng)節(jié)能技術(shù)相結(jié)合，可以減輕綠色建筑對(duì)外部能源的依賴程度，僅從公共電網(wǎng)獲取一部分電力，有利于緩解能源供需矛盾，減輕電網(wǎng)運(yùn)行負(fù)擔(dān)。

1.4 降低總體使用成本

對(duì)于建筑全生命周期，用電成本在總體成本結(jié)構(gòu)中的比重較大，且節(jié)能系數(shù)與實(shí)際用電成本密切相關(guān)。早期建筑缺乏節(jié)能措施，投運(yùn)使用階段持續(xù)會(huì)產(chǎn)生不必要的能源浪費(fèi)，導(dǎo)致總體使用成本居高不下。對(duì)于新一代綠色建筑，必須全面推廣節(jié)能技術(shù)，穩(wěn)步優(yōu)化建筑用能結(jié)構(gòu)，持續(xù)提升建筑能源利用效率，形成綠色、低碳、循環(huán)的健康發(fā)展模式，把建筑總體使用成本控制在較低水平。同時(shí)，《“十四五”建筑節(jié)能與綠色建筑發(fā)展規(guī)劃》把建設(shè)綠色節(jié)能建筑作為重要目標(biāo)，強(qiáng)調(diào)在2025年，既有建筑節(jié)能改造面積超過3.5億 m2，超低能耗與近零能耗建筑建成面積超過0.5億 m2。

2 節(jié)能施工技術(shù)在綠色建筑工程中的應(yīng)用

2.1 墻體保溫施工

外墻是建筑圍護(hù)體系的主體部分，外墻面積所占比重相對(duì)最大，室內(nèi)熱量通過外墻持續(xù)散失，熱量散失規(guī)模超過圍護(hù)結(jié)構(gòu)總體散熱量的30%。為強(qiáng)化圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能，減少建筑空調(diào)制冷負(fù)荷與暖通供熱負(fù)荷，必須對(duì)外墻進(jìn)行保溫施工，具體采取EPS板薄抹灰外保溫形式，基層表面涂刷黏結(jié)劑與牢固鋪設(shè)EPS保溫板。保溫層上依次施作抹灰層與裝飾面層，具有工藝簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)的優(yōu)勢(shì)，還可根據(jù)工程節(jié)能要求與墻體保溫需求，調(diào)整EPS板厚度，環(huán)境適應(yīng)能力較強(qiáng)。墻體保溫施工期間，重點(diǎn)掌握基層處理、涂刷黏結(jié)劑、EPS板鋪貼、抹灰施工四道步驟的技術(shù)要點(diǎn)。

1）基層處理。清理外墻基層表面的灰塵污垢，對(duì)細(xì)微裂縫等破損部位進(jìn)行修補(bǔ)處理。保持基層表面潔凈、光滑狀態(tài)，檢查基層平整度誤差是否超標(biāo)。在現(xiàn)場(chǎng)空氣濕度較大情況下，額外對(duì)基層采取防潮處理。

2）涂刷黏結(jié)劑。要求黏結(jié)劑具備良好耐候性與附著性，具體可選用聚合物改性膠黏劑或是水性丙烯酸酯膠黏劑，并掌握相應(yīng)施工技巧。對(duì)于聚合物改性膠黏劑，施工技巧包括保持基層表面干燥堅(jiān)固狀態(tài)、控制現(xiàn)場(chǎng)施工溫度、選擇恰當(dāng)工具。對(duì)于水性丙烯酸酯膠黏劑，施工技巧包括修復(fù)不平整表面、使用絕熱材料固定黏結(jié)劑、使用環(huán)保型膠黏劑、利用刮板排除空氣泡。確定膠黏劑品種后，直接涂抹到外墻基層，或是涂抹到絕熱材料背面，徹底干燥前把絕熱材料鋪貼至基層表面，經(jīng)過滾壓處理后排除空氣泡[3]。

3）EPS板鋪貼。為取得理想黏結(jié)效果，在膠黏劑徹底干燥前，必須把保溫板鋪貼就位，按照從下到上順序鋪貼各塊保溫板，板體和外墻基層充分接觸，輕輕按壓保溫板，使用刮板、輥?zhàn)拥裙て骶哌M(jìn)行壓實(shí)排氣。此外，還應(yīng)處理建筑角部，包括墻角、門框、窗框等位置，提前把保溫板裁剪為特定尺寸，完全適應(yīng)角部形狀，接縫部位嵌入密封材料與涂抹黏結(jié)劑。

4）抹灰施工。以水泥砂漿作為抹灰材料，按照設(shè)計(jì)方案來控制抹灰厚度，正常情況下，抹灰層厚度保持為5～20 mm。利用垂直線、水平線來控制抹灰層平整度與垂直度，使用抹子對(duì)抹灰層表面加以抹壓整平處理，必要時(shí)可以在抹灰層內(nèi)鋪設(shè)一層玻璃纖維網(wǎng)格布，起到抗裂作用。抹灰結(jié)束后，立即進(jìn)行保濕養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)期間保持抹灰層濕潤(rùn)狀態(tài)，避免因過快干燥而無法獲取足夠強(qiáng)度。

2.2 外窗節(jié)能施工

在建筑結(jié)構(gòu)體系，外窗作為主要開口部位，具備防噪、保溫、隔熱、遮陽(yáng)、擋雨等多重實(shí)用功能，也是圍護(hù)體系內(nèi)熱交換與熱傳導(dǎo)最為活躍的部位。根據(jù)早期建筑投運(yùn)使用情況，外窗部位能量損失情況十分嚴(yán)重，致使建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行能耗升高，建筑室內(nèi)溫度變化較大。對(duì)此，必須應(yīng)用外窗節(jié)能技術(shù)，選用新型外窗材料，包括中空玻璃外窗、塑鋼外窗、鋁塑復(fù)合外窗、玻璃鋼外窗和鍍膜玻璃外窗。同時(shí)，針對(duì)外窗和墻體傳熱損失過大問題，傳統(tǒng)的“先立口”“后塞口”兩種安裝方法存在一定的局限性，前者存在窗框容易污染損壞的技術(shù)難題，后者存在窗框窗臺(tái)封閉不嚴(yán)的技術(shù)難題。為解決這些問題，可以在外窗部位增設(shè)鋼副框，使用密封膠來閉合窗框、鋼副框?，F(xiàn)場(chǎng)施工期間，需重點(diǎn)掌握鋼副框安裝、塞縫、外窗安裝三道步驟的技術(shù)要點(diǎn)。

1）鋼副框安裝。按照?qǐng)D紙與結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況來確定鋼副框尺寸，下料加工制作鋼副框，要求下料誤差不超過±2 mm，對(duì)角線誤差不超過±3 mm，且不存在砂眼、夾渣等質(zhì)量缺陷?，F(xiàn)場(chǎng)彈放多條控制線當(dāng)作施工參照物，包括窗洞口垂直控制線、進(jìn)出控制線，確定窗框安裝位置，剔鑿處理不順直洞口，要求鋼副框和周邊墻體縫隙不超過10 mm。完成準(zhǔn)備工作后，把鋼副框平穩(wěn)裝入預(yù)留洞口，保持洞口中線、上下框中線對(duì)齊狀態(tài)，上下框和四角部位嵌入木楔，精細(xì)調(diào)整垂直度和水平度，打入膨脹螺栓進(jìn)行固定，螺栓間距控制在0.6 m以內(nèi)[4]。

2）塞縫。鋼副框安裝就位后，在窗框、墻體縫隙部位嵌入發(fā)泡膠進(jìn)行封閉處理，窗臺(tái)縫隙內(nèi)部澆筑C20細(xì)石混凝土，提前清理縫隙內(nèi)部灰塵污漬，連續(xù)飽滿注入發(fā)泡膠，不得遺漏。同時(shí)，保持外墻裝飾面、鋼副框外表面平齊狀態(tài)，窗臺(tái)外側(cè)和鋼副框表面高差控制在5 mm以內(nèi)。

3）外窗安裝。利用自鉆自攻螺釘，把窗框固定安裝在鋼副框上，螺釘間距控制在0.5 m以內(nèi)，單邊螺釘數(shù)量在2個(gè)及以上，密封膠封閉填充窗框、鋼副框間隙，以及對(duì)窗框和抹灰層接觸位置陰角部位加以封閉處理。

2.3 屋面節(jié)能施工

以強(qiáng)化熱工性能、減少室內(nèi)外溫差傳熱耗熱量作為建筑屋面節(jié)能改造方向，采取新型屋面型式來取代傳統(tǒng)屋面，包括種植綠化屋面、蓄水屋面、淺色坡屋面和倒置式屋面。以種植綠化屋面為例，屋面上部增設(shè)種植土層和植物層，間接增強(qiáng)屋面熱工性能，并把屋頂閑置空間改造為屋頂花園，節(jié)能環(huán)保效果十分顯著。相比普通隔熱屋面，種植綠化屋面的表面溫度平均降低6.3 ℃ ，室內(nèi)溫度平均降低2.6 ℃ ，建筑空調(diào)容量降低6%左右?，F(xiàn)場(chǎng)施工期間，對(duì)工藝做法進(jìn)行優(yōu)化改良，有序完成基層處理、卷材鋪貼、細(xì)部節(jié)點(diǎn)處理等工藝操作后，額外鋪設(shè)保濕毯、過濾層、種植土層并栽種綠化植物。施工人員選用滌綸等材質(zhì)的保濕毯，要求單位面積質(zhì)量不小于200 g/m2，直接把保濕毯空鋪在屋面防水層上，搭接邊寬度控制在0.1 m以上。隨后，排水板上鋪設(shè)過濾層，以無紡布作為過濾材料，要求邊緣預(yù)留足夠余量，鋪設(shè)就位后把邊緣修整為順直狀態(tài)，無紡布單位面積質(zhì)量不小于200 g/m2，搭接邊寬度不小于0.1 m。最后，鋪設(shè)種植土層，土層內(nèi)栽種綠化植物，根據(jù)屋面荷載情況來確定種植土層厚度，實(shí)際厚度在0.6～1.2 m不等，盡量栽種當(dāng)?shù)刂参?，按照土層厚度來確定植物種類[5]。

2.4 地源熱泵施工

新能源開發(fā)利用是打造超低能耗建筑的重要舉措，通過高效利用可再生能源來替代部分電力能源，成熟的新能源開發(fā)利用模式包括地源熱泵和光伏建筑一體化。以地源熱泵技術(shù)為例，搭建土壤源熱泵系統(tǒng)，地下空間設(shè)置地埋管換熱器，僅需消耗少量電力或其他高品位能源，即可獲取土壤低品位能源，用于空調(diào)制冷、暖通供暖，換熱器內(nèi)部選用水溶液當(dāng)作工作介質(zhì)。現(xiàn)場(chǎng)施工期間，重點(diǎn)控制地埋管換熱器安裝質(zhì)量，掌握鉆孔、換熱器安裝、封井、水平管施工四道步驟的技術(shù)要點(diǎn)。

1）鉆孔。選用小型勘察鉆機(jī)，現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)記孔位，經(jīng)過擴(kuò)孔處理后下放套管，連續(xù)鉆進(jìn)到終孔深度，清理孔內(nèi)沉渣，取出套管后回填材料。必須根據(jù)地層類型來控制鉆進(jìn)參數(shù)，例如，對(duì)于砂土層和黏土層，轉(zhuǎn)速控制在150～200 r/min，泵量控制在150 L/min；對(duì)于卵石層和礫石層，轉(zhuǎn)速控制在200～300 r/min，泵量控制在150～200 L/min。

2）換熱器安裝。推薦使用PE100聚乙烯給水管當(dāng)作地埋管換熱器，提前試壓沖洗換熱器，密封兩處端口，使用專用設(shè)備下管，連接下管器與U型彎頭，換熱器送入鉆井設(shè)計(jì)深度。

3）封井。采取機(jī)械回填方式，使用細(xì)砂、膨潤(rùn)土等原材料制備回填材料，通過活塞加壓方式向鉆井內(nèi)回填，檢查回填高度、回填密實(shí)度是否達(dá)標(biāo)。

4）水平管施工?，F(xiàn)場(chǎng)開挖溝槽，要求開挖深度超出當(dāng)?shù)貎鐾翆雍穸?，定位管道?biāo)高與檢查管體完好性及質(zhì)量。把水平管居中放入溝槽底部，槽底鋪設(shè)10 cm墊層，連接相鄰節(jié)段管道，接管結(jié)束后繼續(xù)鋪設(shè)墊層，墊層最終高度在管頂上方0.1 m以上。

2.5 空調(diào)風(fēng)節(jié)能施工

空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)安裝期間，受到工藝操作影響，風(fēng)管系統(tǒng)安裝質(zhì)量不佳，風(fēng)管支架吊卡位置標(biāo)高誤差、法蘭和風(fēng)管中軸線不垂直、法蘭連接位置螺栓間距超標(biāo)、風(fēng)管咬口開裂等施工問題時(shí)有發(fā)生，致使風(fēng)管系統(tǒng)風(fēng)量減少，消耗更多電力能源才能滿足系統(tǒng)用風(fēng)量要求。對(duì)此，必須著手改進(jìn)工藝技術(shù)并采取多項(xiàng)防治處理措施。例如，針對(duì)風(fēng)管支架、吊卡位置標(biāo)高誤差問題，按照施工圖紙，現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)確定位支架和吊卡具體安裝位置，并在吊桿安裝步驟預(yù)留適當(dāng)長(zhǎng)度作為調(diào)整余量。配件安裝就位后，風(fēng)管上架設(shè)水平尺，測(cè)量水平位置與安裝高度偏差值是否超標(biāo)，避免后續(xù)出現(xiàn)風(fēng)管受力不均、彎曲變形現(xiàn)象。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，節(jié)能施工技術(shù)具有顯著的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，是綠色建筑工程施工體系的必然發(fā)展趨勢(shì)，也是充分挖掘綠色建筑節(jié)能潛力和取得理想生態(tài)效益的重要舉措。建筑企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)節(jié)能施工技術(shù)的重視程度，全面推廣墻體保溫、外窗節(jié)能、屋面節(jié)能在內(nèi)的多項(xiàng)節(jié)能施工技術(shù)，掌握技術(shù)細(xì)節(jié)和正確工藝做法，為工程建設(shè)質(zhì)量提供可靠的技術(shù)保障。

參考文獻(xiàn)

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[2] 鄒文祥.綠色建筑工程中節(jié)能施工技術(shù)應(yīng)用研究[J].房地產(chǎn)世界，2023（21）：136-138.

[3] 孫連營(yíng).東北地區(qū)綠色節(jié)能建筑施工技術(shù)優(yōu)選研究[D].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)，2009.

[4] 周金華.節(jié)能施工技術(shù)在綠色建筑中的應(yīng)用與推廣[J].建筑安全，2018，33（8）：16-18.

[5] 趙君毅.房屋建筑工程節(jié)能施工技術(shù)探析[J].中國(guó)設(shè)備工程，2021（23）：218-219.

[作者簡(jiǎn)介]文振東（1987—），男，廣東潮州人，本科，工程師，研究方向：建筑施工。