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摘要:随着人类社会各个方面的高速发展,全世界能源短缺问题日益加剧,能源问题已被列入人类面临的四大生存问题之一。而建筑业是用能大户,建筑节能是发展建筑业需要,也是贯彻我国可持续发展战略的关键问题,因此,建筑节能施工技术成为节能的重点。本文主要就高层建筑节能施工技术的要点进行了详细探讨。
关键词:高层建筑;节能施工;墙体保温;屋面;气密性
Abstract: with the rapid development of all aspects of human society, the growing worldwide energy shortage problem, energy problem has already been listed as one of the four survival problems facing humanity. And construction is energy-intense, building energy efficiency is the development of construction need, also is the key to implement sustainable development strategy in our country, therefore, become the focus of the energy-saving building energy conservation construction technology. This paper has discussed the main points of the high-rise building energy-saving construction technology in detail.
Key words: high-rise buildings; Energy-saving construction; The wall heat preservation; The roof; Air tightness
中图分类号:[TU208.3]文献标识码:A文章编号:2095-2104(2013)
一、高层建筑节能施工的意义
(一)围护结构的节能技术
围护结构的设计对高层建筑的环境性能、能耗、室内的空气质量以及建筑外观等起着很重要的影响作用。通常加强维护结构的成本支出只占总投资额的3%~6%,但是节能的效果却比无节能设计要高出10%~20%。
(二)降低建筑设施运行的能耗
在建筑物当中,照明采暖与制冷是主要的耗能因素。通常同时采用高效能的采暖设备、空调系统以及低功率的照明灯具,可以降低建筑设施运行的能耗。一般市场上对节能产品都有节能认证说明的,如美国一般鼓励采用“能源之星”的产品,而澳大利亚对耗能大的家电产品实施最低能效标准(MEPS),这样才能真正地降低建筑设施的能耗。
(三)提高能源总利用率
通常一次能源在转换成建筑设备系统使用的终端能源的过程中,会损失一部分能源,从而降低了能源的总利用率。所以,在进行节能设计时,要考虑一次能源转化的损失作用,对建筑中耗能比较大的电器产品,应采用效率较高的能源,如天然气的效率比电能高。
(四)开发利用新能源技术
在高层建筑节能技术中,开发利用新能源是一个重要的研究课题,同时这也是为未来非可再生资源枯竭做准备。现代高科技技术已经能够实现新能源的开发利用愿望,例如太阳能技术、风能利用技术、水能利用技术、地热能开发技术以及潮汐能利用技术等。建筑设计者在房屋上利用太阳能技术,不仅可以进行取暖,还能转化为電能再利用,如果能将光电产品与建筑构件设计为一体,如光电外墙板、电遮阳板、光电天窗、光电玻璃幕墙以及光电屋面板等,可以将建筑的耗能转变为产能,极大地节约了能源。
二、高层建筑节能的施工要求
高层建筑节能施工主要从外墙、屋面、门窗等方面提高围护结构的热阻值和密闭性,达到节约建筑物的使用能耗的目的。施工单位的项目经理和技术负责人应根据节能建筑设计施工图,结合其特殊性,制定施工方案,设立有效的质量控制点,严格按操作程序施工,保证必需的施工周期。加强施工操作人员的岗前培训和施工技术交底。材料员应根据设计技术指标,采购质优价低的节能建材,并查验有关质保资料,必要时应进行试配,经测试后确定。质检人员应从材料购进、施工各工序、隐蔽工程验收等方面把好质量关,并做好记录。
高层建筑节能施工技术要点
(一)墙体节能施工
1、空心砖墙体
空心砖承重墙一般采用整砖平砌,孔洞垂直方向且长圆孔顺墙长方向设置,空心砖不宜砍凿,不够整砖时用实心砖外砌,墙中洞口预埋件和管道处,应用实心砖砌筑,并在砌筑时留出或预埋,不得随意凿孔和用水泥砂浆填孔。避免外墙体出现通缝、不密实、冷热桥的现象。
2、空心砌块墙体
施工技术部门根据设计施工图和工程的具体要求及施工条件绘制砌块排列图。要针对砌块建筑的墙体热阻值低、砌体和粉刷易开裂、灰缝和裂缝处易渗漏等不利因素,从施工角度采取技术措施予以确保。
提高砌块墙体的施工质量,主要从砌块质量、砌筑砂浆的质量和灰缝饱满度、砌块的整体性和均匀性、粉刷层与砌块的粘结性和变形协调等方面加强技术措施。在砌块与构造梁柱交接处、门窗洞口部位、屋面檐口和女儿墙、有集中荷载的应力变化、墙面曲折和突变等重点部位更需要重视。
3、墙体保温施工
墙体保温系统的施工是墙体节能措施的关键环节。墙体的保温层通常设置在墙体的内侧或外侧,设在内侧技术措施简单,但保温效果不如外侧,设在外侧可节省使用面积,但措施不当易产生开裂、渗水、脱落、耐久性减弱等问题,造价一般也高于内设置。施工工艺一般采用抹灰、喷涂、干挂、粘贴、复合等方式。针对不同的保温材料、不同的施工方法,采用不同的施工技术措施。
(1)抹灰工艺措施
以各种轻骨料(如膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、超轻陶砂、聚苯乙烯粒、浮石、火山灰、粉煤灰等)加入水泥、石灰、石膏、化学聚合物等胶结料,并加入少量助剂按一定比例配制而成的保温砂浆,一般都采用抹灰的施工方式。保温砂浆应在基层质检验收合格,屋面防水层完工,与墙体相连的隔墙、门窗框、管线施工不破坏保温层的情况下方可施工,施工时环境温度不低于5℃,夏季应注意保湿养护。
(2)喷涂工艺措施
聚胺酯泡沫塑料、各种保温涂料等一般采用喷涂施工方式。根据不同产品的要求严格控制施工环境温度,喷涂前基层应清洁、干燥、平整、要特别注意保温涂层的均匀一致和厚度达标。要注意喷涂距离、角度、速度和流量。
(3)干挂工艺措施
干挂工艺一般用于外保温,不仅保温效果好,而且利用空气层可大大提高隔热和防水性能,但由于建筑成本较高,一般用于公共高层建筑,多层住宅很少采用,干挂系统要考虑风力、地震、温度、雨水、大气腐蚀、耐久性等不利因素,保证体系的稳定性、强度,施工中要特别注意与墙体锚固的可靠性、连接节点的质量、金属件的防腐、防水措施等。
(4)粘贴复合工艺措施
分为夹心保温、内置式保温和外置式保温三种。
夹心保温墙体是通过拉结筋将两层墙体连接起来,其墙体厚。
内置式保温施工顺序为自上而下,从阴角开始,粘贴前应做好踢脚线和门窗洞护角。在给保温层粘贴或加机械锚固时,需在内墙表面设平薄板、钢丝网粉刷层、胶粘剂加耐碱玻纤网抹面层等防护层。应保持粘贴面平整、清洁、湿度适宜,且屋面防水层完好和上层无施工水下渗。
外置式保温,通常将聚苯乙烯板、玻璃棉板、岩棉板、水泥聚苯板等保温板用黏结剂或锚固件将其与面层固定在基层墙体上,面层内设加强网。聚苯板作保温层时用耐碱玻纤网聚合物水泥砂浆作面层,岩棉板、水泥聚苯板等用钢丝网防水水泥砂浆作面层。
(二)门窗节能施工
1、增强门窗的气密性和保温性
在人们选择住宅和住宅装修时,门窗的气密性、保温性成了选用者考虑的主要方面。过去一些地区采用的是单玻实腹钢窗,这样的设计保温性和气密性都较差,所以现在普遍使用内衬钢材窗框,有的住宅还采用了段热型铅合金窗户,配合中空玻璃或者低辐射中空玻璃的使用,明显地提高了热舒适性效果。
另外,户门的保温依据节能标准,降低门窗的传热系数,改善了门窗保温的效果。必须要做到真正的断热,只有五金配件与铝合金断热型材配套,才能使断热型材传热能力加强。此外,增加窗户玻璃层数、加膜,改变内外层玻璃之间的空气层,并可在内外玻璃间的密封空气中添加一定量的干燥剂,在窗户外加密封条,可很大程度上改善窗的保温效果。
2、使用低辐射新型玻璃
低辐射新型玻璃,是在原有玻璃的表层镀上半导体氧化物(如一锡氧化物)薄膜而成,其主要特征是反射率非常低。低辐射率新型玻璃对于红外光以及其他可见光的透光率较高,减少对光的反射作用,使建筑物能获取大量太阳光辐射能。同时,低辐射率新型玻璃对于长波红外光的透光率较低,对长波红外光的反射作用大,进一步增加了建筑物的保温性能。将低辐射率新型玻璃制作成中空玻璃,与普通的单层玻璃相比,其传热系数可降低60%-75%,具有很好的保温效果。
3、门窗节能施工中应注意的问题
(1)根据设计要求选择门窗时,要复查其抗风压性、空气渗透性、雨水渗漏性等性能指标。
(2)安装门窗框时要反复检查框角的垂直度,变形严重、缝隙超标、密封条不密闭的窗扇不能上墙。
(3)框与扇、扇与扇之间须设密封条,以防渗水、透气,推拉窗的轨道处须增加密封处理,局部缝隙较大的位置可用单组份密封膏挤注。
(4)门窗框四周与墙或柱、梁、窗台等交接处,须用水泥砂浆进行严密处置,在靠室外一侧须结合外装修进行处理,以防渗水、透气。
(5)贴密封条或挤注密封膏时,应事先将接缝处清理干凈干燥,无灰尘和污物。
(三)保温屋面施工
1、建筑节能材料的选择
一般情况下,在屋面板和防水层之间设置导热系数小、容重低、吸水系数低的保温材料,如散料加水泥现场浇筑的珍珠岩、浮石、炉渣;板块状有聚苯乙烯、水泥或沥青珍珠岩板、加气混凝土块、水泥蛭石板;现场发泡浇筑的有粉煤灰、水泥和硬质聚氨脂泡沫塑料为主料的泡沫混凝土。
2、屋面保温施工的准备工作
屋面保温施工时的隔热材料,可以采用60mm厚挤塑板聚苯乙烯板。进场前,应检查保温材料是否具有技术性能检测报告、质量合格证等相关资料,导热系数、抗拉强度、软化系数等指标是否符合设计要求。在完成基层施工后,要清扫干净基层表面,使之干燥、平整后,才可以进行保温材料的铺设。
3、屋面保温层的施工
施工现场存放保温材料时,应注意防潮,防止污染和损伤。屋面保温层不能在雨天施工,同时,在雨季应采取遮盖措施。施工过程中,聚苯板块要铺平垫稳,用同类材料的碎屑嵌填实相邻两块板之间缝隙,表面要和相邻两板的高度相同。
4、屋面保温层的质量验收
对于基层、隔气层和屋面热桥等部位,应进行隐蔽工程验收,并有详细的图片的资料和文字说明。用于屋面的保温隔热材料,其压缩强度、阻燃性、干密度或密度等应符合相关标准的规定。屋面保温隔热层的厚度、敷设方式、屋面热桥部位、缝隙填充质量的保温隔热做法,应符合相关要求。板状保温材料的保温层厚度不能大于4mm,误差不能超过±5%。
结语
综上,高层建筑节能有利于从根本上促进能源资源节约和合理利用,缓解我国能源资源供应与经济社会发展的矛盾;有利于加快发展循环经济,实现经济社会的可持续发展。节能施工中应重点做好建筑墙体、门窗和屋面的节能施工,施工单位要严格按设计和材料施工工艺的技术措施执行,做好各质量控制点的验收,确保高层建筑节能环保施工的质量。
参考文献
[1]冉立明.谈建筑节能施工技术措施[J].四川建材,2010.4.
[2]王红兵,胡爱珍.浅谈节能建筑发展之可持续性[J].甘肃科技纵横,2010.5.
[3]叶宇凡,吴建英.房屋建筑节能设计初探[J].科技创新导报,2009.19.
[4]公共建筑节能设计标准(GB50189-2005)[S].中国建筑工业出版社,2005.
[5]GJ26—95民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分)[S].中国建筑工业出版社,1995.
关键词:高层建筑;节能施工;墙体保温;屋面;气密性
Abstract: with the rapid development of all aspects of human society, the growing worldwide energy shortage problem, energy problem has already been listed as one of the four survival problems facing humanity. And construction is energy-intense, building energy efficiency is the development of construction need, also is the key to implement sustainable development strategy in our country, therefore, become the focus of the energy-saving building energy conservation construction technology. This paper has discussed the main points of the high-rise building energy-saving construction technology in detail.
Key words: high-rise buildings; Energy-saving construction; The wall heat preservation; The roof; Air tightness
中图分类号:[TU208.3]文献标识码:A文章编号:2095-2104(2013)
一、高层建筑节能施工的意义
(一)围护结构的节能技术
围护结构的设计对高层建筑的环境性能、能耗、室内的空气质量以及建筑外观等起着很重要的影响作用。通常加强维护结构的成本支出只占总投资额的3%~6%,但是节能的效果却比无节能设计要高出10%~20%。
(二)降低建筑设施运行的能耗
在建筑物当中,照明采暖与制冷是主要的耗能因素。通常同时采用高效能的采暖设备、空调系统以及低功率的照明灯具,可以降低建筑设施运行的能耗。一般市场上对节能产品都有节能认证说明的,如美国一般鼓励采用“能源之星”的产品,而澳大利亚对耗能大的家电产品实施最低能效标准(MEPS),这样才能真正地降低建筑设施的能耗。
(三)提高能源总利用率
通常一次能源在转换成建筑设备系统使用的终端能源的过程中,会损失一部分能源,从而降低了能源的总利用率。所以,在进行节能设计时,要考虑一次能源转化的损失作用,对建筑中耗能比较大的电器产品,应采用效率较高的能源,如天然气的效率比电能高。
(四)开发利用新能源技术
在高层建筑节能技术中,开发利用新能源是一个重要的研究课题,同时这也是为未来非可再生资源枯竭做准备。现代高科技技术已经能够实现新能源的开发利用愿望,例如太阳能技术、风能利用技术、水能利用技术、地热能开发技术以及潮汐能利用技术等。建筑设计者在房屋上利用太阳能技术,不仅可以进行取暖,还能转化为電能再利用,如果能将光电产品与建筑构件设计为一体,如光电外墙板、电遮阳板、光电天窗、光电玻璃幕墙以及光电屋面板等,可以将建筑的耗能转变为产能,极大地节约了能源。
二、高层建筑节能的施工要求
高层建筑节能施工主要从外墙、屋面、门窗等方面提高围护结构的热阻值和密闭性,达到节约建筑物的使用能耗的目的。施工单位的项目经理和技术负责人应根据节能建筑设计施工图,结合其特殊性,制定施工方案,设立有效的质量控制点,严格按操作程序施工,保证必需的施工周期。加强施工操作人员的岗前培训和施工技术交底。材料员应根据设计技术指标,采购质优价低的节能建材,并查验有关质保资料,必要时应进行试配,经测试后确定。质检人员应从材料购进、施工各工序、隐蔽工程验收等方面把好质量关,并做好记录。
高层建筑节能施工技术要点
(一)墙体节能施工
1、空心砖墙体
空心砖承重墙一般采用整砖平砌,孔洞垂直方向且长圆孔顺墙长方向设置,空心砖不宜砍凿,不够整砖时用实心砖外砌,墙中洞口预埋件和管道处,应用实心砖砌筑,并在砌筑时留出或预埋,不得随意凿孔和用水泥砂浆填孔。避免外墙体出现通缝、不密实、冷热桥的现象。
2、空心砌块墙体
施工技术部门根据设计施工图和工程的具体要求及施工条件绘制砌块排列图。要针对砌块建筑的墙体热阻值低、砌体和粉刷易开裂、灰缝和裂缝处易渗漏等不利因素,从施工角度采取技术措施予以确保。
提高砌块墙体的施工质量,主要从砌块质量、砌筑砂浆的质量和灰缝饱满度、砌块的整体性和均匀性、粉刷层与砌块的粘结性和变形协调等方面加强技术措施。在砌块与构造梁柱交接处、门窗洞口部位、屋面檐口和女儿墙、有集中荷载的应力变化、墙面曲折和突变等重点部位更需要重视。
3、墙体保温施工
墙体保温系统的施工是墙体节能措施的关键环节。墙体的保温层通常设置在墙体的内侧或外侧,设在内侧技术措施简单,但保温效果不如外侧,设在外侧可节省使用面积,但措施不当易产生开裂、渗水、脱落、耐久性减弱等问题,造价一般也高于内设置。施工工艺一般采用抹灰、喷涂、干挂、粘贴、复合等方式。针对不同的保温材料、不同的施工方法,采用不同的施工技术措施。
(1)抹灰工艺措施
以各种轻骨料(如膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、超轻陶砂、聚苯乙烯粒、浮石、火山灰、粉煤灰等)加入水泥、石灰、石膏、化学聚合物等胶结料,并加入少量助剂按一定比例配制而成的保温砂浆,一般都采用抹灰的施工方式。保温砂浆应在基层质检验收合格,屋面防水层完工,与墙体相连的隔墙、门窗框、管线施工不破坏保温层的情况下方可施工,施工时环境温度不低于5℃,夏季应注意保湿养护。
(2)喷涂工艺措施
聚胺酯泡沫塑料、各种保温涂料等一般采用喷涂施工方式。根据不同产品的要求严格控制施工环境温度,喷涂前基层应清洁、干燥、平整、要特别注意保温涂层的均匀一致和厚度达标。要注意喷涂距离、角度、速度和流量。
(3)干挂工艺措施
干挂工艺一般用于外保温,不仅保温效果好,而且利用空气层可大大提高隔热和防水性能,但由于建筑成本较高,一般用于公共高层建筑,多层住宅很少采用,干挂系统要考虑风力、地震、温度、雨水、大气腐蚀、耐久性等不利因素,保证体系的稳定性、强度,施工中要特别注意与墙体锚固的可靠性、连接节点的质量、金属件的防腐、防水措施等。
(4)粘贴复合工艺措施
分为夹心保温、内置式保温和外置式保温三种。
夹心保温墙体是通过拉结筋将两层墙体连接起来,其墙体厚。
内置式保温施工顺序为自上而下,从阴角开始,粘贴前应做好踢脚线和门窗洞护角。在给保温层粘贴或加机械锚固时,需在内墙表面设平薄板、钢丝网粉刷层、胶粘剂加耐碱玻纤网抹面层等防护层。应保持粘贴面平整、清洁、湿度适宜,且屋面防水层完好和上层无施工水下渗。
外置式保温,通常将聚苯乙烯板、玻璃棉板、岩棉板、水泥聚苯板等保温板用黏结剂或锚固件将其与面层固定在基层墙体上,面层内设加强网。聚苯板作保温层时用耐碱玻纤网聚合物水泥砂浆作面层,岩棉板、水泥聚苯板等用钢丝网防水水泥砂浆作面层。
(二)门窗节能施工
1、增强门窗的气密性和保温性
在人们选择住宅和住宅装修时,门窗的气密性、保温性成了选用者考虑的主要方面。过去一些地区采用的是单玻实腹钢窗,这样的设计保温性和气密性都较差,所以现在普遍使用内衬钢材窗框,有的住宅还采用了段热型铅合金窗户,配合中空玻璃或者低辐射中空玻璃的使用,明显地提高了热舒适性效果。
另外,户门的保温依据节能标准,降低门窗的传热系数,改善了门窗保温的效果。必须要做到真正的断热,只有五金配件与铝合金断热型材配套,才能使断热型材传热能力加强。此外,增加窗户玻璃层数、加膜,改变内外层玻璃之间的空气层,并可在内外玻璃间的密封空气中添加一定量的干燥剂,在窗户外加密封条,可很大程度上改善窗的保温效果。
2、使用低辐射新型玻璃
低辐射新型玻璃,是在原有玻璃的表层镀上半导体氧化物(如一锡氧化物)薄膜而成,其主要特征是反射率非常低。低辐射率新型玻璃对于红外光以及其他可见光的透光率较高,减少对光的反射作用,使建筑物能获取大量太阳光辐射能。同时,低辐射率新型玻璃对于长波红外光的透光率较低,对长波红外光的反射作用大,进一步增加了建筑物的保温性能。将低辐射率新型玻璃制作成中空玻璃,与普通的单层玻璃相比,其传热系数可降低60%-75%,具有很好的保温效果。
3、门窗节能施工中应注意的问题
(1)根据设计要求选择门窗时,要复查其抗风压性、空气渗透性、雨水渗漏性等性能指标。
(2)安装门窗框时要反复检查框角的垂直度,变形严重、缝隙超标、密封条不密闭的窗扇不能上墙。
(3)框与扇、扇与扇之间须设密封条,以防渗水、透气,推拉窗的轨道处须增加密封处理,局部缝隙较大的位置可用单组份密封膏挤注。
(4)门窗框四周与墙或柱、梁、窗台等交接处,须用水泥砂浆进行严密处置,在靠室外一侧须结合外装修进行处理,以防渗水、透气。
(5)贴密封条或挤注密封膏时,应事先将接缝处清理干凈干燥,无灰尘和污物。
(三)保温屋面施工
1、建筑节能材料的选择
一般情况下,在屋面板和防水层之间设置导热系数小、容重低、吸水系数低的保温材料,如散料加水泥现场浇筑的珍珠岩、浮石、炉渣;板块状有聚苯乙烯、水泥或沥青珍珠岩板、加气混凝土块、水泥蛭石板;现场发泡浇筑的有粉煤灰、水泥和硬质聚氨脂泡沫塑料为主料的泡沫混凝土。
2、屋面保温施工的准备工作
屋面保温施工时的隔热材料,可以采用60mm厚挤塑板聚苯乙烯板。进场前,应检查保温材料是否具有技术性能检测报告、质量合格证等相关资料,导热系数、抗拉强度、软化系数等指标是否符合设计要求。在完成基层施工后,要清扫干净基层表面,使之干燥、平整后,才可以进行保温材料的铺设。
3、屋面保温层的施工
施工现场存放保温材料时,应注意防潮,防止污染和损伤。屋面保温层不能在雨天施工,同时,在雨季应采取遮盖措施。施工过程中,聚苯板块要铺平垫稳,用同类材料的碎屑嵌填实相邻两块板之间缝隙,表面要和相邻两板的高度相同。
4、屋面保温层的质量验收
对于基层、隔气层和屋面热桥等部位,应进行隐蔽工程验收,并有详细的图片的资料和文字说明。用于屋面的保温隔热材料,其压缩强度、阻燃性、干密度或密度等应符合相关标准的规定。屋面保温隔热层的厚度、敷设方式、屋面热桥部位、缝隙填充质量的保温隔热做法,应符合相关要求。板状保温材料的保温层厚度不能大于4mm,误差不能超过±5%。
结语
综上,高层建筑节能有利于从根本上促进能源资源节约和合理利用,缓解我国能源资源供应与经济社会发展的矛盾;有利于加快发展循环经济,实现经济社会的可持续发展。节能施工中应重点做好建筑墙体、门窗和屋面的节能施工,施工单位要严格按设计和材料施工工艺的技术措施执行,做好各质量控制点的验收,确保高层建筑节能环保施工的质量。
参考文献
[1]冉立明.谈建筑节能施工技术措施[J].四川建材,2010.4.
[2]王红兵,胡爱珍.浅谈节能建筑发展之可持续性[J].甘肃科技纵横,2010.5.
[3]叶宇凡,吴建英.房屋建筑节能设计初探[J].科技创新导报,2009.19.
[4]公共建筑节能设计标准(GB50189-2005)[S].中国建筑工业出版社,2005.
[5]GJ26—95民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分)[S].中国建筑工业出版社,1995.