基于節(jié)能降耗理念的綠色住宅建筑施工技術(shù)研究

【摘要】隨著可持續(xù)理念深入人心，綠色住宅建筑逐漸成為建筑行業(yè)的主流發(fā)展方向。文章探討了基于節(jié)能降耗理念的綠色住宅建筑施工技術(shù)，闡述了綠色住宅建筑的定義和特點，強(qiáng)調(diào)了其在全生命周期中的環(huán)保性，重點研究了墻體保溫隔熱、樓頂節(jié)能、地面節(jié)能和能源節(jié)能等關(guān)鍵施工技術(shù)，并詳細(xì)分析了這些技術(shù)的原理、特點和應(yīng)用要點。

【關(guān)鍵詞】綠色住宅建筑；節(jié)能降耗；保溫隔熱；可再生能源

【中圖分類號】TU741 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號】1673-6028（2024）09-0061-03

0 引言

建筑行業(yè)面臨著能源消耗大、環(huán)境污染嚴(yán)重等問題。據(jù)統(tǒng)計，建筑能耗已占全社會總能耗的30%以上，建筑垃圾排放量占城市垃圾排放總量的30%～40%[1]。如今，可持續(xù)發(fā)展理念日益深入人心，發(fā)展節(jié)能環(huán)保型建筑已成為行業(yè)共識。綠色住宅建筑以節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材和環(huán)境保護(hù)為宗旨，強(qiáng)調(diào)人與自然和諧共生，代表了建筑領(lǐng)域的發(fā)展方向。

1 理論基礎(chǔ)

1.1 節(jié)能降耗的原則

在綠色住宅建筑施工中，節(jié)能降耗應(yīng)遵循系統(tǒng)性、經(jīng)濟(jì)性、因地制宜和持續(xù)性等基本原則。系統(tǒng)性原則要求從建筑全生命周期和整體性能的角度出發(fā)，統(tǒng)籌考慮建筑的節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材和環(huán)保等多方面因素，協(xié)同優(yōu)化建筑的設(shè)計、施工和運(yùn)營管理，以實現(xiàn)建筑系統(tǒng)整體節(jié)能降耗效果的最大化。經(jīng)濟(jì)性原則強(qiáng)調(diào)，在滿足建筑功能和性能要求的前提下，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較和成本效益分析，合理利用節(jié)能降耗技術(shù)和產(chǎn)品，控制建筑的投資和運(yùn)行成本，實現(xiàn)節(jié)能降耗投入與產(chǎn)出的經(jīng)濟(jì)平衡。因地制宜原則注重根據(jù)建筑所在地的氣候條件、資源稟賦、環(huán)境容量等因素，因地制宜地采取節(jié)能降耗措施，優(yōu)先利用當(dāng)?shù)乜稍偕茉春唾Y源，減少建筑對外部能源和資源的依賴，提高建筑的本土適應(yīng)性和可持續(xù)性。持續(xù)性原則要求節(jié)能降耗不僅體現(xiàn)在建筑的設(shè)計和施工階段，更要貫穿于建筑的運(yùn)行和維護(hù)全過程。通過完善節(jié)能管理制度、行為引導(dǎo)機(jī)制和技術(shù)升級改造等措施，持續(xù)優(yōu)化建筑的能耗和環(huán)境性能，確保建筑節(jié)能降耗效果的長期穩(wěn)定。

1.2 綠色住宅建筑定義及特點

綠色住宅建筑是以節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境、減少污染、提供健康舒適生活空間為目標(biāo)的建筑類型[2]。與傳統(tǒng)住宅建筑相比，綠色住宅建筑在設(shè)計理念、材料選用、施工工藝和運(yùn)營管理等方面有著顯著的差異。它強(qiáng)調(diào)建筑全生命周期的綠色環(huán)保，從建筑選址、規(guī)劃設(shè)計到建材生產(chǎn)、施工建造，再到后期運(yùn)營維護(hù)，始終堅持可持續(xù)發(fā)展理念。綠色住宅建筑的顯著特點包括：合理選址和科學(xué)規(guī)劃，最大限度地利用場地自然條件，實現(xiàn)建筑與環(huán)境的和諧共生；采用高性能保溫隔熱材料和先進(jìn)的門窗系統(tǒng)，提升建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能，降低能源需求；優(yōu)化建筑體形系數(shù)和空間布局，改善自然通風(fēng)和日照條件，減少照明和空調(diào)能耗；應(yīng)用太陽能、地源熱泵等可再生能源技術(shù)，提高能源利用效率；優(yōu)先使用本地化、可循環(huán)、低排放的綠色建材，減少材料運(yùn)輸成本和環(huán)境負(fù)荷；運(yùn)用BIM等信息化技術(shù)，實現(xiàn)設(shè)計、施工和運(yùn)維的協(xié)同優(yōu)化，提高建設(shè)效率和質(zhì)量[3]。

2 基于節(jié)能降耗理念的綠色住宅建筑施工關(guān)鍵技術(shù)

2.1 墻體保溫隔熱技術(shù)

在綠色住宅建筑施工中，應(yīng)根據(jù)建筑所在地的氣候特點和節(jié)能目標(biāo)，合理選擇墻體保溫隔熱技術(shù)[4]。目前，常用的墻體保溫隔熱技術(shù)主要包括外墻外保溫、外墻內(nèi)保溫和復(fù)合保溫等。外墻外保溫技術(shù)具有保溫隔熱效果好、施工便捷、對結(jié)構(gòu)影響小等優(yōu)點，適用于各種氣候區(qū)，是目前應(yīng)用最為廣泛的墻體保溫隔熱技術(shù)之一。該技術(shù)通過在墻體外側(cè)設(shè)置保溫隔熱層，利用保溫材料的低熱導(dǎo)率特性阻斷熱量傳遞，從而提升墻體的保溫隔熱性能。常用的外墻外保溫材料包括模塑聚苯乙烯泡沫板（EPS）、擠塑聚苯乙烯泡沫板（XPS）、聚氨酯泡沫板（PU）等[5]，其熱工性能參數(shù)如表1所示。為了進(jìn)一步提升外墻外保溫體系的節(jié)能效果，還可采用低輻射率涂層、高反射率面層等技術(shù)措施，提高墻體表面對太陽輻射的反射率，降低墻體對熱量的吸收。在實際工程中，應(yīng)注重保溫層與基層墻體的密實連接，避免保溫層脫落或開裂，同時做好保溫層的防水、防火和抗沖擊等工作，確保外保溫系統(tǒng)的安全耐久性。內(nèi)保溫和復(fù)合保溫技術(shù)可根據(jù)工程實際需求靈活選用，但應(yīng)注意內(nèi)保溫技術(shù)可能會導(dǎo)致墻體結(jié)露，復(fù)合保溫技術(shù)則施工工序較為復(fù)雜，在應(yīng)用時需要特別留意。

2.2 樓頂節(jié)能技術(shù)

樓頂是建筑物的重要部位，其熱損失量占建筑總熱損失量的20%～30%。由于樓頂直接暴露于室外環(huán)境，受太陽輻射和大氣環(huán)境的影響較大，應(yīng)采取有效的樓頂節(jié)能技術(shù)，以提高樓頂?shù)母魺嵝阅堋３Ｓ玫臉琼敼?jié)能技術(shù)包括屋面保溫隔熱、屋面綠化和反射隔熱涂料等。屋面保溫隔熱是在屋面基層上鋪設(shè)保溫隔熱材料，形成保溫隔熱層，阻斷熱量傳遞。常用的屋面保溫隔熱材料有膨脹珍珠巖、水泥珍珠巖、泡沫玻璃、XPS擠塑聚苯板等。根據(jù)屋面形式和使用要求，可采用單層或多層保溫隔熱材料。

選擇合適的保溫隔熱材料，并確保與基層的黏結(jié)處理得當(dāng)。保溫隔熱層的鋪設(shè)應(yīng)密實平整，搭接嚴(yán)密，避免產(chǎn)生空鼓、開裂等缺陷。鋪設(shè)完成后，應(yīng)進(jìn)行保護(hù)層施工，以延長保溫隔熱層的使用壽命。屋面綠化是在屋面上鋪設(shè)土壤，種植植被，利用植被的蒸騰作用和土壤的熱容效應(yīng)，達(dá)到隔熱降溫的目的。施工時應(yīng)確保屋面防水和排水措施到位，并根據(jù)屋面荷載選擇合適的土壤和植被。為了減輕屋面荷載，可采用無土栽培技術(shù)，以無機(jī)非土基質(zhì)材料代替自然土壤。反射隔熱涂料是在屋面表面涂刷高反射率涂料，提高屋面對太陽輻射的反射比，減少屋面對熱量的吸收。施工中應(yīng)徹底清理和處理基層，以保證涂料與基層的黏結(jié)力。涂刷應(yīng)均勻一致，避免漏涂或厚薄不均。涂料固化后，應(yīng)定期進(jìn)行清潔和維護(hù)，以保證其反射性能的持久性。

2.3 地面節(jié)能技術(shù)

地面作為建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的下部，對建筑物的熱損失和室內(nèi)熱環(huán)境品質(zhì)具有重要影響。在綠色住宅建筑施工中，應(yīng)采用合適的地面節(jié)能技術(shù)，以降低地面的傳熱損失并提高室內(nèi)的熱舒適度。常用的地面節(jié)能技術(shù)包括地面保溫隔熱和地面輻射供暖等。地面保溫隔熱是在地面基層上鋪設(shè)保溫隔熱材料，形成保溫隔熱層，減少地面與室外或非供暖空間的熱量交換。保溫隔熱材料的選擇應(yīng)綜合考慮其導(dǎo)熱系數(shù)λ和d鋪設(shè)厚度，以獲得較大的熱阻$R$，從而提高保溫隔熱效果。熱阻$R$計算見式（1）。

" "

（1）

式中：d為保溫隔熱材料的厚度，m；λ為保溫隔熱材料的導(dǎo)熱系數(shù)，W .m-1 .K-1。

常用的地面保溫隔熱材料有膨脹珍珠巖、硬質(zhì)泡沫塑料、加氣混凝土等，其導(dǎo)熱系數(shù)λ通常在0.03～0.12 W .m-1 .K-1之間。施工時，應(yīng)根據(jù)設(shè)計要求和地面類型選擇合適的保溫隔熱材料，并確保與基層的黏結(jié)處理得當(dāng)。對于架空樓板等懸挑結(jié)構(gòu)，應(yīng)在保溫隔熱層下方設(shè)置吊頂，形成封閉的保溫空間。在鋪設(shè)保溫隔熱材料時，應(yīng)注意控制鋪設(shè)厚度d和平整度，避免出現(xiàn)局部壓實或空鼓現(xiàn)象，確保保溫隔熱層的熱工性能滿足設(shè)計要求。鋪設(shè)完成后，應(yīng)及時鋪設(shè)面層，避免保溫隔熱材料受潮變形。

地面輻射供暖是在地面內(nèi)埋設(shè)供暖管道，利用熱水或電加熱裝置提供熱量，通過地面輻射向室內(nèi)傳遞熱量，達(dá)到供暖的目的。與傳統(tǒng)對流供暖方式相比，地面輻射供暖具有供熱均勻、熱舒適性好、能耗低等優(yōu)點。在施工中，應(yīng)根據(jù)設(shè)計要求合理布置管道，并確保管道與地面的固定連接。管道應(yīng)采用耐腐蝕、耐高溫、高強(qiáng)度的材料，并進(jìn)行防銹處理。在管道鋪設(shè)過程中，應(yīng)嚴(yán)格控制管道間距和鋪設(shè)深度，確保管道布置的均勻性和穩(wěn)定性。鋪設(shè)完成后，應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格的密閉性試驗和調(diào)試，確保系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行。

2.4 能源節(jié)能技術(shù)

能源節(jié)能技術(shù)是綠色住宅建筑實現(xiàn)節(jié)能降耗的重要手段，主要包括太陽能利用、地源熱泵、空氣源熱泵和節(jié)能照明等技術(shù)。太陽能利用技術(shù)可分為光熱利用和光電利用兩種形式。其中，太陽能光熱利用技術(shù)通過集熱器將太陽輻射能轉(zhuǎn)換為熱能，用于建筑物的采暖、制冷和生活熱水供應(yīng)等；太陽能光電利用技術(shù)則利用光伏電池將太陽輻射能直接轉(zhuǎn)換為電能，用于建筑物的照明、家電和動力設(shè)備等。在施工中，應(yīng)根據(jù)建筑物的朝向、坡度和遮擋條件等因素，優(yōu)化太陽能集熱器和光伏電池板的布置方式和安裝角度，以確保最佳的采光和發(fā)電效果。同時，應(yīng)做好集熱器和光伏電池板與建筑物的一體化設(shè)計，注重與建筑立面的協(xié)調(diào)性和美觀性。地源熱泵技術(shù)利用地表淺層土壤、地下水或地表水等作為冷熱源，通過熱泵系統(tǒng)實現(xiàn)建筑物的冬季采暖和夏季制冷。在施工中，應(yīng)根據(jù)地質(zhì)勘察資料和建筑物的熱負(fù)荷需求，合理確定地埋管的埋設(shè)深度、間距和長度等參數(shù)，并采用專用的地埋管材料和鋪設(shè)工藝，確保地埋管系統(tǒng)的高效傳熱和長期穩(wěn)定運(yùn)行。常用的能源對比見表2。

空氣源熱泵技術(shù)是利用空氣作為冷熱源，為建筑物提供冬季采暖和夏季制冷。與地源熱泵相比，空氣源熱泵具有投資低、安裝方便等優(yōu)點，但受氣候條件的影響較大。在施工中，應(yīng)合理選擇熱泵機(jī)組的型號和數(shù)量，優(yōu)化室內(nèi)外機(jī)的布置位置和安裝方式，并做好噪聲和振動控制。

節(jié)能照明技術(shù)主要包括自然采光和高效照明兩個方面。合理的建筑布局和開窗設(shè)計可以最大限度地利用自然光，從而降低照明能耗；采用LED等高效光源和智能照明控制系統(tǒng)，可以顯著提高照明系統(tǒng)的能效水平。在施工中，應(yīng)嚴(yán)格按照照明設(shè)計要求，合理選用和布置燈具，并做好燈具的安裝和調(diào)試工作，確保照明效果和節(jié)能效果達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。

2.5 門窗節(jié)能技術(shù)

門窗節(jié)能技術(shù)是綠色住宅建筑施工中不可或缺的重要環(huán)節(jié)，它通過提高門窗的隔熱性能和氣密性能，顯著降低建筑物的能源消耗。在門窗節(jié)能施工中，應(yīng)優(yōu)先選用隔熱性能優(yōu)異的框料和填縫材料，如斷橋鋁合金、聚氯乙烯（PVC）、玻璃纖維增強(qiáng)塑料（FRP）等，這些材料具有低導(dǎo)熱系數(shù)、高強(qiáng)度和良好的耐久性，能有效阻斷門窗框架的熱橋效應(yīng)。在玻璃選擇方面，應(yīng)根據(jù)建筑物所在地區(qū)的氣候特點，合理采用Low-E玻璃、中空玻璃、真空玻璃等高性能節(jié)能玻璃，通過增加玻璃層數(shù)、填充惰性氣體等手段，提升玻璃的保溫隔熱性能。同時，還應(yīng)優(yōu)化玻璃的可見光透射比、太陽得熱系數(shù)等光學(xué)參數(shù)，在保證采光性能的同時，最大限度地降低太陽輻射的熱量。

在門窗安裝施工中，應(yīng)嚴(yán)格控制門窗部品的加工精度和安裝工藝，確保門窗框扇的吻合度和氣密性。并采用高彈性、高黏結(jié)強(qiáng)度的密封材料，如硅酮、聚氨酯等，對門窗框與墻體的連接縫進(jìn)行可靠密封，從而杜絕冷熱空氣滲透和結(jié)露發(fā)生。必要時，可在門窗周邊增設(shè)保溫隔熱措施，如設(shè)置門窗套等，進(jìn)一步提升門窗節(jié)點的隔熱效果。

3 結(jié)語

綠色住宅建筑是建筑業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然趨勢，其核心理念是通過節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材和環(huán)境保護(hù)等手段，實現(xiàn)建筑物全生命周期的綠色化和低碳化。本文圍繞節(jié)能降耗理念，重點研究了綠色住宅建筑施工的關(guān)鍵技術(shù)，包括墻體保溫隔熱、屋頂隔熱、地面保溫和能源利用等方面，并對這些施工技術(shù)的原理、特點和應(yīng)用進(jìn)行了分析和討論。隨著綠色建筑理念的深入推廣和節(jié)能減排要求的不斷提高，綠色住宅建筑必將得到更廣泛應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

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[作者簡介]吳寒杰（1991—），男，湖北松滋人，本科，工程師，研究方向：工程項目實施全過程管理。