时间:2023-05-05 17:04:14
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇保温材料论文,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
被动技术指以非机械电气设备干预手段降低建筑能耗,在建筑规划设计中合理布置建筑朝向、优化遮阳、提高围护结构的保温隔热性能、提倡自然通风等降低建筑供暖、空调、通风等能耗。被动式建筑中建筑师为建筑设计了密封的外壳,建筑几乎无法得到及散失任何热量,也无冷风渗透量。其采用超厚的保温材料和复杂的门窗,通过住宅本身构造做法实现高效保温隔热性能,利用人体及家电设备散热和太阳能为建筑提供热源,几乎不使用主动能源,即便需提供其他能源,尽可能采用清洁的可再生能源,在保证建筑舒适度的基础上提高能源利用效率,实现低能耗乃至零能耗。仅以加厚保温材料的做法在达到一定的限度后,其节能费效比呈指数式上升,根据国外资料研究,随着保温材料厚度的增加,建筑节能费效比急速增加,其间一个骤减点即为一定的保温厚度后供暖能耗急速降低的效果,则在建筑设计过程,需要我们细化设计要点,选取合理的参数,取得最佳节能费效比。围护结构保温和气密性是建筑物减少能耗,提高舒适性的基础。65%节能设计标准执行后,围护结构节能任务分解为40%~45%,即总节能量的60%~70%,可知采取良好节能效果的围护结构是建筑被动式节能的关键技术。
1)积极采用新型保温材料。以工业废渣粉煤灰为原料制备SiO2气凝胶或SiO2—Al2O3复合气凝胶,将其作为添加材料,制成新型复合保温材料,可有效改善保温材料的物理性能,并提高材料防火性能。
2)高性能外窗的研究与利用。高性能外窗是建筑节能重要的工作内容之一。考虑型材、玻璃、密封性能、窗型设计等影响窗户传热系数和密封性能的主要因素,选择新型型材、Low-E玻璃、新型密封材料等。
3)非承重自保温体系研究与利用。非承重砌块自保温体系是由非承重自保温砌块和免拆复合保温模板构成的一体化新型复合体系。研究保温砌块材料、孔型,降低并达到建筑外墙传热系数限值,使用免拆复合保温模板对热桥部位进行处理,达到系统节能和防火。
二高效的主动技术
被动技术看似被动,其实最大限度的利用自身设计、构造和建筑材料,来主动实现建筑自我形式节能;而传统意义的主动式节能技术则指优化的设备系统,选用高效的设备实现建筑节能。本文认为两者是互补关系,前者实现建筑科学合理节约能耗,而后者可使建筑物能耗降得更低,主动式技术的采暖空调及照明是目前建筑能耗的主要构成部分,因此,从“开源节流”的设计角度出发,降低其能耗是建筑主动式节能的关键技术。
1)开发利用新能源和可再生能源。大力推动太阳能、浅层地能等可再生能源在建筑领域应用,实施项目示范、城市示范及农村地区县级示范,完善支持政策,努力提高可再生能源建筑应用技术水平,并做大做强相关产业,增强产业核心竞争力。
2)采用高效建筑供能用能系统及设备。建筑用能中,各种设备消耗的能源最多,占比最大。因此,严格按照设计标准及节能措施选取国家要求的高效节能产品。如室内空调器采用高效电机和压缩机设备;电脑方面采用液晶显示和自动节电休眠;光源采用高效节能灯具;机电动力设备采用如变频高效设备,高能效等级电力变压器等。
3)推行绿色照明工程。建筑照明设计,合理设计与选择照明灯具,克服照度不适、浪费严重,达到绿色照明目标,通过分区集控,实现照明灯具分区开关控制;场景设置,设置常见场景照明控制面板;个人调节,可达到节能的目的,更可体现人文关怀。
4)优化用能系统。建筑用能涉及到冷热源、输送效率、用能末端,作为系统整体进行研究,通过技术集成,提高用能系统能效。
运行环节的节能关键技术:在可行性技术支持下,对建筑设备实施系统化的运行技术措施,将绿色设计和绿色运行结合,实现理想的节能效果。
1)系统化的运行技术。建筑设备系统运行相互影响、制约,但又相互独立,从用能设备环节逐步分析,在不同时段、区域、参数优先级策略下,运行管理系统自调整控制方式,以期达到最佳节能及舒适度效果。系统化的运行技术立足建筑运行设备的控制系统集成信息,具有集中管理、分散控制、系统联动等特点,实现各相关系统之间的软件联动控制,确保建筑设备处于高效、节能、最佳运行状态,并可提供舒适的工作环境。
2)混合照明智能控制技术。混合照明方式,以自然光为主,自然光不足时,辅助以人工光源。将自然光技术与光导管技术相结合,既可扩大自然光利用范围,又可节约一次能源。混合照明系统智能控制系统由于局部自然光影响,其照度分布为自然光及人工光源照度耦合矢量场,且自然光受外界条件影响较大,则人工照明拟采用调光控制,目前调光控制可分为分阶调光控制和连续调光控制。两种调光方式的比较:分阶调光成本较低、容易实现;连续调光可与光导采光系统无缝结合,更具节能潜力,且可防止工作面照度跳变,达到预设定照明效果。
3)中央空调智能控制技术。中央空调系统涉及冷热源产生环节、输配网环节及末端环节,各个环节息息相关且相互影响制约,则其控制系统应观全局而非单个测量参数调控技术的堆砌。基于参数控制模型优化的系统突破传统的定流量控制模式,实现空调冷媒流量跟随负荷变化而变流量运行;改变目前用能系统的离散控制,从宏观上把握及分析建筑设备运行状况,根据负荷实时在线修正及调整设备运行状态,特别是对动力设备加减及群控具有明显的节能效果,特别的,实际运行工况参数与控制模型参数可相互校正,即可自调整系统控制因子,使之更符合实际运行状况。
三结语
关键词:节能,门窗,幕墙工程,施工,验收
引言: 目前我国建筑行业每年平均以20亿平方米左右的速度发展,但另一方面,目前建筑能耗已占全社会终端能耗的27.5%。目前,我国既有的400多亿平方米建筑当中,真正达到节能标准的却不到10%。所以,建筑节能对于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,加快发展循环经济,实现经济社会的可持续发展,有着举足轻重的作用
1 建筑节能技术发展趋势
1.1 建筑节能基本理念
建筑节能的一个基本理念第一个是减少需求,建筑物减少对能源的需求。第二个就是用同样的能耗能够满足更多的需求,这个是提高效率的问题。第三充分利用自然能或者是其他一些自然资源(太阳能、地热等)
1.2 建筑节能新技术的主要内容
“新技术、新设备、新材料、新工艺”通常被称之为“四新”。国家鼓励建筑节能工程施工中采用“四新”技术,对于“四新”技术要进行技术鉴定或实行备案等措施,节能施工中应遵照执行。科技论文,验收。
1.3 国内外建筑节能技术的发展趋势
各发达国家在建筑节能方面取得了长足的进步,第一,减少建筑物的耗能量,加强保温隔热措施;第二,有效利用自然能源;第三,加强节能管理工作;第四,限制居住环境水平,加强节能道德意识。具体节能技术措施有以下几个方面:
1)在规划设计上有利用于节能的建筑朝向和平面形状。限制建筑的体形系数;限制建筑物的窗墙比。
2)改善外围护结构的热工性能。衡量围护结构热工性能优劣的一个重要指标是传热系数,有些发达国家已经降到0.2-0.35(w/m2·k)之间,远低于我国现有规范标准。此外,发达国家都十分注重外墙及屋顶的气密性,防止空气和水蒸汽的渗透。
3)改善窗户设计,减少能耗。通常做法是采用双层玻璃、吸热玻璃、热反射玻璃等隔热性能良好的窗玻璃。最近美国又研制出一种涂金属薄膜的窗玻璃,夏季把大部分太阳能和热能反射掉,具有良好的隔热泪盈眶性能,可以使窗的保温性能提高一倍以上。
4)利用自然条件减少能耗,也是降低建筑能耗的方式之一。发达国家十分重视这种经济的节能措施;在设计方面重视屋檐、窗帘、遮阳板、挑阳台等构造措施,对调节自然节省能源十分有效。
2 建筑节能设计要求
2.1 加强建筑节能意义的宣传和国家及省有关文件、标准的贯彻执行,从建筑节能立法和节能技术的研究推广下工夫,鼓励节能,限制建筑耗能,保证经济的可持续发展。
2.2 建筑节能设计必须依靠各专业的通力合作,使建筑科学技术各学科通力协作,相互支持、配合,创作既符合建筑学原理,有符合节能原则的优秀建筑。
2.3 采用高效、经济的节能型建材和先进的构造技术。科技论文,验收。
2.4 借鉴国外在建筑节能方面的成功经验。欧美各国将隔热保温作为建筑节能措施中最主要的一项,他们几乎所有新建建筑都采用隔热材料,并大力研究和生产各种性能良好的保温材料。
2.5 尽可能利用环境能源,减少矿物能的消耗量。从规划、设计、构造、园林绿化等方面充分合理的利用当地气候资源,寻求人、建筑、环境与经济、节能之间的最佳结合,以提高建筑的整体效益。
3 门窗及幕墙工程节能技术的应用
3.1 建筑门窗特点 门窗是建筑围护结构中的主要部件,具有采光、通风、装饰等多种功能。门窗与墙体、屋面、地面相比,其传热系数大,空气交换量多,能量损失大,是建筑节能的重要环节也是薄弱环节,必须加强综合技术措施,提高门窗的技术性能;门窗的主要技术指标如下:
(1)传热系数不大于3.0W/(m2·K);(2)夏季太阳辐射热透过率不大于20%;(3)南北向窗墙面积比不宜超过0.3。
3.2 节能门窗的选择方案 为了使门窗的性能达到预期的节能效果,必须从门窗材料、窗型选择、遮阳措施等方面加以考虑。建筑门窗和建筑幕墙全周边高性能密封技术,降低空气渗透热损失,提高气密、水密、隔声、保温、隔热等主要物理性能。
3.3 门窗材质选择 我国目前常用的窗框材料有木材、塑料(PVC)、铝合金和钢材。木、塑材料的导热系数远低于金属材料,保温隔热性能优良。但木材资源短缺,不可能大面积推广应用。PVC塑料具有良好的保温、隔热、隔声、耐腐蚀、美观等综合性能,故选用PVC塑料型材为优选。
3.4 建筑幕墙设计项目优化 性能方面设计有:幕墙节能、防结露设计,中空玻璃设计;各种优良性能设计还包括气密性、水密性、抗风压性能、隔热保温性能、耐冲击(硬冲击、软冲击)设计、隔音设计;安全性设计包括抗7烈度防震设计、防火设计、防中空玻璃自爆设计、防雷击和防静电干扰设计,防腐蚀设计,通风防热应力设计。
4 建筑节能中保温系统的施工要点
4.1 节能墙体工程保温系统的施工要点
4.1.1 施工单位应严格按照《民用建筑节能工程施工质量验收规程》(DGJ32/J19-2006)及《建筑节能工程施工质量验收规范》(GB50400-2007)的要求进行材料复检,监理单位做好见证工作;复检应涉及规范要求的全部指标,不得擅自减少。
4.1.2 应纳入隐蔽验收的内容:基层及表面处理;保温板黏结及固定;锚固件;增强网铺设;墙体热桥部位处理;预制保温板(墙板)板缝和构造节点;现场喷涂或浇注有机类保温材料的界面;被封闭的保温材料厚度;保温隔热砌块填充墙体。
4.1.3 对于外保温系统饰面层采用面砖做法时候,根据DGJ32/J19-2006第5.1.7条规定,应按外保温检验批实施现场粘结强度拉拔试验(即每实施500~1000㎡外墙外保温做一次)。
4.1.4 外保温材料应全面粘贴,凡与室内有关联的天沟、檐沟、窗侧处(即热桥部位)均应铺设保温层;如有变化应由原设计单位出具书面变更并履行相关程序。
4.1.5 对于涂料饰面保温砂浆系统,抗裂砂浆总厚度宜控制在3~6mm,在阴阳角部位和窗边应用加强网加强;涂料饰面前应采用柔性耐水腻子。科技论文,验收。
4.1.6 对胶粉聚苯颗粒保温浆料现场进行湿容重检测。科技论文,验收。科技论文,验收。其方法是:对现场砂浆搅拌机内的保温浆料抽检取样,用容积为1升的量筒进行称量,要求其在0.4kg以下。施工单位应对胶粉聚苯颗粒保温浆料制作同条件养护试块。
4.1.7 耐碱网格布施工方法:在保温层上抹抗裂砂浆,厚度控制在3mm左右(网格搭接处可加厚度至5mm),立即用铁抹子将耐碱网格布压入抗裂砂浆内,网眼砂浆饱满度应为100%;耐碱网格布搭接宽度不应小于50mm,耐碱网格布的边缘严禁干搭接,必须嵌在抗裂砂浆中。
4.1.8 保温板材和基层的黏结强度应做现场拉拔试验;后置锚固件应进行锚固力现场拉拔试验
4.2屋面节能工程保温系统的施工要点:
4.2.1 屋面保温隔热工程的施工必须在基层(结构层)质量验收合格后进行。
4.2.2 铺设保温材料的基层(结构层)施工验收完以后,将预制构件的吊钩、铁件等进行处理,处理点应抹入水泥砂浆,经检查验收合格,方可铺设保温材料。
4.2.3 找坡层为粒径在5~40mm,不含有石块、土块、重矿渣和末燃尽的煤块的炉渣,铺设时需配比均匀、分层敷设,按要求压实、表面平整,并按图纸要求找坡。
4.2.4板状保温材料应紧贴(靠)防水层,错缝铺贴、铺平垫稳、拼缝严密平整、坡向正确。板状保温材料的保温层厚度允许偏差为±5%,且不得大于4mm。
4.2.5 施工注意事项:
1)板状保温材料运输、存放应注意保护,防止损坏、污染和受潮,雨季应采取遮盖措施,防止水浸或雨淋;2)聚苯保温板陈化时间自然养护条件下,不得少于48d,60℃蒸汽养护不得少于7d,以防止板材收缩变形产生裂缝;3)保温板上面注意加铺铝箔防潮层;4)严禁在雨天进行保温层施工。科技论文,验收。
5 建筑节能工程的验收
5.1施工单位应通过有关围护结构节能性能检验、系统功能检验和整个分部工程的无生产负荷系统联合试运转与调试和观感质量的检查,按本规范要求将质量合格的节能分部工程移交建设单位的验收过程。
5.2 围护结构节能性能检验的主要项目应包括:1)墙体、屋面的传热系数、隔热性能;2)幕墙气密性能;3)外窗气密性和传热系数;4)工程合同约定的项目;5)必要时可检验其他项目。
5.3 建筑节能分部工程的质量验收,应由建设单位负责,组织监理、设计、施工等单位共同进行,合格后应及时办理竣工验收手续,并详细填写在保修期内建筑节能性能现场检验的围护结构节能性能检验和系统功能检验的内容。
参考文献:《建筑节能工程施工质量验收规范》《建筑节能监理细则》
[论文摘要]文章根据我国主要保温材料的应用,分析其各自特点,结合国外保温材料的发展现状,分析今后我国保温材料的发展。
一、概述
据有关部门估计,我国每年城乡新建房屋建筑面积近20亿平方米,其中80%以上为高能耗建筑;既有建筑近400亿平方米,95%以上是高能耗建筑。目前我国单位建筑面积能耗是发达国家的2-3倍以上。据建设部预测,未来10年我国建筑业发展速度仍会高于国民经济的发展速度,其中住宅建设也将处于增长型发展时期。预计“十一五”期间,全社会房屋竣工面积将达到90亿平方米,其中新建住宅将达到60亿平方米以上。按照《建筑节能标准》要求,如此巨大的建筑工程量,将带动建筑保温材料市场的蓬勃发展。
目前,我国用于建筑外保温的节能材料种类较多,主要有:岩物棉板、聚苯乙烯泡沫塑料板、发泡水泥、新型膨胀珍珠岩保温系统、聚苯颗粒保温料浆等。由于我国各地经济发展、资源分布不平衡,导致以上保温材料在我国不同地区有不同程度的应用。我国的保温材料市场还普遍存在技术水平低、低档产品多的现状。但可以看到,我国正大力发展保温技术,研发生产质量稳定可靠的产品,组建专业工程队伍进行专业化施工,保温材料及技术正逐渐向高效率、高性能、高环保的方向发展。以下先介绍现今我国正不同程度应用的各类保温材料。
二、我国保温材料简介
(一)矿物棉
岩(矿)棉和玻璃棉有时统称为矿物棉,它们都属于无机材料。岩棉是一种来自天然矿物、无毒无害的绿色产品。其防火性能好、耐久性好,能够做到与结构寿命同步,价格较低,在满足保温隔热性能的同时还能够具有一定的隔声效果。但岩棉的质量优劣相差很大,保温性能好的密度低,其抗拉强度也低,耐久性比较差。玻璃棉与岩棉在性能上有很多相似之处,其手感好于岩棉,可改善工人的劳动条件,但价格较岩棉为高。
(二)聚苯乙烯泡沫塑料板
聚苯乙烯泡沫塑料板是以聚苯乙烯树脂为主要原料,经发泡剂发泡而制成的内部具有无数封闭微孔的材料。其表观密度小、导热系数小、吸水率低、隔音性能好、机械强度高而且尺寸精度高、结构均匀,主要应用有聚苯板、钢丝网架夹芯复合内外墙板、金属复合夹芯板。虽然聚苯板作为保温材料在使用中具有良好的保温效果,但由于板材的特点使得聚苯板在施工中与主体连接时是以点固定为主、面固定为辅,板材之间要进行必要拼接、黏结,不适应外形较复杂建筑物的保温,施工工艺较复杂、综合成本高。同时,由于聚苯板的憎水性与常规的亲水性材料不适应,导致其面层以外的后续施工质量不易保证,容易出现面层砂浆开裂、脱落、空鼓等质量问题,对建筑物的外装饰如面砖、涂料的施工构成了很大的制约。
(三)发泡水泥
使用发泡水泥制作保温层,用于屋面保温和外墙保温,与聚苯乙烯板等其他隔热材料相比,导热系数较高,但是发泡水泥与结构层的附着性能较强,施工较方便、环保性较好。采用发泡水泥作为屋面保温隔热材料,使得隔热层与楼板基面之间结合附着性能大大提高。过去大多数地暖施工中采用苯板做隔热层,不能与原基面很好地结合,更没有有效的附着力,造成脱层、空鼓、龟裂等。采用发泡水泥体作为保温隔热层,使发泡水泥隔热层与原楼板细小凸凹不平的基面填平,并可抓实、抓牢形成强有力的附着性能。施工后使原有面层基本达到水平程度,给下道工序带来方便,并可保证面层薄厚均匀的整体效果。
(四)新型膨胀珍珠岩外墙外保温系统
膨胀珍珠岩是一种传统的建筑保温材料,应用非常广泛。上个世纪,由于膨胀珍珠岩吸水率较高,在墙体温度变化时,珍珠岩因吸水膨胀产生鼓泡开裂现象,降低了材料的保温性能。另外,由于珍珠岩保温材料多出于珍珠岩与水泥结合体,就出现了难以解决的强度与导热系数的矛盾,这给其作为建筑保温材料带来了致命的缺陷。国家建设部一度下文限制使用膨胀珍珠岩作为内保温浆料。科研人员经过几年的科研攻关,先后成功研制了闭孔珍珠岩和玻化微珠。
闭孔珍珠岩加工工艺是采用电炉加热的方式,‘通过对珍珠岩矿砂的梯度加热和滞空时间的精确控制,使产品表面溶融,气孔封闭,内部保持蜂窝状结构不变。闭孔珍珠岩克服了传统膨胀珍珠岩吸水率大、强度低、流动性差的特点,延伸了膨胀珍珠岩的应用领域。
玻化微珠,是一种无机玻璃质矿物材料,经过特殊生产工艺技术加工而成,呈不规则球状体颗粒,内部多孔空腔结构,表面玻化封闭,光泽平滑,理化性能稳定,具有质轻、绝热、防火、耐高低温、抗老化、吸水率小等优异特性,可替代粉煤灰漂珠、玻璃微珠、膨胀珍珠岩、聚苯颗粒等诸多传统轻质骨料在不同制品中的应用,是一种环保型高性能新型无机轻质绝热材料。从以下产品主要性能对照,就可以根据不同理化性能分别加以应用。
闭孔珍珠岩和玻化微珠不但具有珍珠岩具有的重量轻、稳定抗老化、防火、绿色环保等特点,又克服了一般珍珠岩导热系数高的弊端,是理想的外墙保温系统的轻质骨料。
经过多年来对膨胀珍珠岩内外墙保温砂浆的分析研究,我国研制开发了新型膨胀珍珠岩外墙外保温系统。新型膨胀珍珠岩外墙外保温系统是由与基础墙体相黏接的保温界面层、珍珠岩骨料层、表面抗裂层组成的复合保温系统。黏接保温界面层浆料采用无机材料和有机添加剂合成,用喷枪在基础墙体上喷涂1cm厚,与基础墙体形成一体。同时黏接保温界面层具有一定的弹性,以保持与基础墙体的稳定性。中间珍珠岩骨料层由闭孔珍珠岩或玻化微珠与无机材料和有机添加剂合成,由人工披涂在中间层。最后,可用喷枪喷涂外层抗裂层。这种保温体系具有抗风强、抗裂性好、保温性好、防火性好、耐老化等优点。
(五)聚苯颗粒保温料浆
聚苯颗粒保温料浆是由聚苯颗粒和保温胶粉料分别按配比包装组成。胶粉料采用预混干拌技术在工厂将水泥与高分子材料、引气剂等各种添加剂混均后包装,使用时按配比加水在搅拌机中搅拌成浆体后再加入聚苯颗粒,充分搅拌后形成塑性良好的膏状体,将其抹于墙体干燥后便形成保温性能优良的隔热层。此种材料施工方便,保温性能良好。其中聚苯颗粒可以采用工业品,也可以采用废旧聚苯保温板经机械破碎后的颗粒,这对于防止白色污染、保护环境十分有益。但此种保温材料吸水率较其他材料高,使用时必须加做抗裂防水层。抗裂防水保护层材料由抗裂水泥砂浆复合玻纤网组成,可长期有效控制防护层裂缝的产生。聚苯颗粒保温料浆可以克服板材类的不足,因此它构成了建筑保温隔热材料的重要组成部分。
三、我国保温材料的发展
以上保温材料在我国建筑保温施工中都有不同程度的应用,因为我国幅员辽阔,保温原材料分别不均,生产力发展不平衡,在选择保温材料时,各地都有不同的考虑。但就其综合性能来讲,聚苯乙烯泡沫塑料板的应用较广,它保温效果好、成本低,但施工性能差、强度低、与基体结合不牢的缺点突出,该材料仍有待提高。作为新型复合保温材料的代表,聚苯颗粒保温料浆正得到不断的推广和应用,它结合了水泥的施工优点和高分子材料的保温优点,再配以引气剂、憎水剂等外加剂,综合性能尤为突出,应用前景非常广阔。目前,发达国家在浆体保温材料研制开发方面,以轻质多功能复合浆体保温材料为主。此类浆体保温材料的各项性能较传统浆体保温材料明显提高,如具有较低的导热系数和良好的使用安全性及耐久性等。同时,这类复合浆体保温材料又具有优异的功能性,如无氟里昂阻燃型聚氨酯泡沫复合浆体保温材料、超轻质全憎水硅酸钙浆体保温材料等,可以满足不同使用条件的要求。此外,国外非常重视保温材料工业的环保问题,积极发展“绿色”保温材料制品,从原材料准备(开采或运输)、产品生产及使用,日后的处理问题,都要求最大限度地节约资源和减少对环境的危害。
1行业发展状况分析
1.1新型墙体材料发展状况
新型墙体材料品种较多,主要包括砖、块、板,如粘土空心砖、掺废料的粘土砖、非粘土砖、建筑砌块、加气混凝土、轻质板材、复合板材等,但数量较小。论文百事通只有促使各种新型材料因地制宜快速发展,才能改变墙体材料不合理的产品结构,达到节能、保护耕地、利用工业废渣、促进建筑技术的目的。
近年来,自我国研制开发和引进的国外生产技术和设备,墙体材料工业已经开始走上多品种发展的道路,初步形成了以块板为主的墙材体系,如混凝土空心砌块、纸面石膏板、纤维水泥夹心板等,但代表墙体材料现代水平的各种轻板、复合板所占比重仍很小,与工业发达国家相比,还相对落后。主要表现在:产品档次低、企业规模小、工艺装备落后、配套能力差。新型墙体材料发展缓慢的重要原因之一是对实心粘土砖限制的力度不够,缺乏具体措施保护土地资源,以毁坏土地为代价制造粘土砖成本极低,使得任何一种新型墙体材料在价格上无法与之竞争。
1.2保温隔热材料
改革开放以来,我国保温隔热材料有了长足的进步,已发展成为品种比较齐全,初具规模的保温材料的生产和技术体系。我国保温材料与工业发达国家相比的主要差距是:①保温隔热材料在国外的最大用户是建筑业,约占产量的80%,而在我国在建筑业其应用仅占产量的20%;②生产工艺整体水平和管理水平需进一步提高,产品质量不够稳定;③科研投入不足,应用技术研究和产品开发滞后,特别是保温材料在建筑中的应用技术研究与开发多年来进展缓慢,严重地影响了保温材料工业的健康发展。加强新型保温隔热材料和其他新型建材制品设计施工应用方面的工作,是发展新型建材工业的当务之急。新晨
我国保温材料不少产品已从无到有,从单一到多样化,质量从低到高,形成以膨胀珍珠岩、矿物棉、玻璃棉、泡沫塑料、耐火纤维、硅酸钙绝热制品等为主的品种比较齐全的产业,技术、生产装备水平也有了较大提高。但总体技术和装备水平仍较低,在建筑领域的应用技术还有待完善,在很大程度上影响了保温材料的推广应用。另外,保温材料工业重复建设现象严重,全国各地蜂涌而上,而在应用领域的开发上却投入不多,造成了目前投资效益低、供大于求的局面。
1.3防水密封材料
防水材料是建筑业及其他有关行业所需要的重要功能材料,是建筑材料工业的一个重要组成部分。随着我国国民经济的快速发展,不仅工业建筑与民用建筑对防水材料提出了多品种高质量的要求,在桥梁、隧道、国防军工、农业水利和交通运输等行业和领域中也都需要高质量的防水密封材料。
我国的防水材料现早已摆脱了纸胎油毡一统天下的落后局面,目前拥有包括沥青油毡(含改性沥青油毡)、合成高分子防水卷材、建筑防水涂料、密封材料、堵漏和刚性防水材料等类产品。防水材料基本上形成了品种门类齐全、产品规格、档次配套,工艺装备开发已初具规模的防水材料工业体系,国外有的品种我国基本上都有。
目前我国防水材料与国外先进国家相比存在以下主要问题:一是产品结构不合理,目前新型防水密封材料的生产量和使用量都很小,纸胎油毡仍占防水卷材的95%;二是产品质量普遍偏低,假冒产品充斥市场;三是设计施工应用技术有待提高,建筑渗漏还相当严重,防水材料工业亟待调整结构、规范市场。
【关键词】 建筑设计节能材料应用
中图分类号: TE08 文献标识码: A
一.引言。
在建筑设计中采用新型优质的建筑节能材料,一方面使得建筑物的使用功获得有效改善,使房屋环境质量和居住舒适度都能显著提高;另一方面,采用新型的循环利用的建筑节能材料,还能将各类工业固体废物“变废为宝、重复利用”。在建筑领域加强研发并推广应用以固体废物为原料的新型建筑节能材料,是提高我国资源利用率、改善环境、节能减排、走可持续发展道路的重要途径。建筑节能设计是我国大型公共建筑设计的重要环节,也是今后居民住宅建设发展的方向,但建筑节能的效果很大程度上取决于节能材料的质量。伴随着节能减排工作在建筑领域的不断深入开展,节能措施的实施质量检测成为确保建筑节能的效率和质量,实现建筑节能目标的重要环节。
二.建筑节能的含义以及重要性。
1.建筑节能的含义。
所谓建筑节能,是指在保证建筑可以正常使用,并能提供舒适温度的环境下,借助科学技术的力量,通过利用新型建筑材料和节能技术把建筑物中的采暖能耗和降温能耗降低。
2.建筑节能的重要性。
我国地域辽阔,冬季处于低温状态的占地面积大,建筑物多。由于我国在早期的建设环节中对保建筑物的保温性能,隔热性能以及密闭程度不够重视,导致我国百分之九十的建筑物都属于高耗能建筑。随着近年来建筑行业的不断发展,大量的建筑物拔地而起,如果建筑物设计过程再不采取节能保温措施的话,居民还是会通过安装空调或地暖的形式来进行采暖,这样必定会增加建筑物的能耗,造成我国的能源紧张。全面的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;有利于长远的保障国家能源安全、保护环境、提高人民群众生活质量、贯彻落实科学发展观。
三.建筑围护结构节能设计。
建筑结构保温隔热层的设置方式取决于其围护结构,建筑围护结构的设置一般都需满足结构承重和室内保温两方面的要求。通常情况下,采用单一构造的砖砌体作为围护结构,如加气混凝土墙体或屋面等;另外,在有特殊功能要求的情况下,在结构承重墙体的基础上增设附加围护材料以达到建筑室内保温隔热效果,一般则选用一些轻质材料作为保温材料(如珍珠岩棉、泡沫聚苯乙烯等),以尽量减少墙体结构的承重负担。
在建筑围护结构设计时,对于永久性的机械锚固、水电设备、暖通空调的穿墙管道,或者建筑外墙上的附着物固定支撑等,都会造成围护结构上的局部热桥导致热量散失。所以,在建筑节能设计和围护结构施工过程中,应力求使建筑外墙上的热桥散热对围护结构保温性能不致产生过大影响。
四.我国建筑设计中主要节能材料的应用。
合理选用建筑节能材料可以实现建筑节能。建筑材料的选择应遵循健康、高效、经济、节能的原则。建筑节能材料可以从墙体的保温节能出发,通过采用新型的材料来增强建筑外墙的保温隔热,也可以从建筑的门窗和幕墙等出发,最终达到节能的效果。
节能墙面(轻质隔断)。
墙面受建筑室内使用功能要求的制约,考虑墙面造型时不能存在明显的凹凸,在确保满足建筑室内防火等级要求的前提下,应选择采用保温性能好的节能环保材料,最大限度地减少室内热量的散失。在采用轻质隔断墙体的区域,特别是在严格控制热量传导的区域分隔时(如办公室与仓库隔墙),为有效减少热量不必要地传导到无需控温的房间,应选择采用新型的节能环保墙面材料,如在轻质隔断内加入保温材料,在轻钢龙骨纸面石膏板隔墙中加入保温材料或在需保温的房间墙面进行保温处理,以最大限度地减小热量散失。
建筑物门窗的保温节能。
建筑物中需要耗能来增加热量,更需要采取措施来改善建筑物的热环境来防止热量散失。门窗是建筑围护结构的重要组成部分,是建筑物开口部位,也是房屋室内与室外能量阻隔最薄弱的环节。有关资料表明,通过门窗传热损失能源消耗约占建筑能耗的28%,通过门窗空气渗透能源消耗约占建筑能耗的27%,两者总计占建筑能耗的50%以上,所以在建筑物设计过程中要特别注意门窗的保温设计。目前,在我国的北方地区,建筑物的窗户常采用双层玻璃的塑钢窗来进行保温隔热。采用这种窗户可以降低屋内向外界的热传递,且密闭性良好,具有很好的隔音效果。近年来,一些具有节能、环保、防火等技术特性的材料,如Low-E玻璃、具有保温隔热性能的铝合金型材、真空玻璃、各种人造幕墙板材等,这些产品的应用大大促进了传统幕墙产业的发展。特别是在节能、环保、降噪等技术方面取得的重大突破,为实现我国建筑节能的总体目标奠定了良好的基础。
节能外圈护材料 。
建筑节能的65%主要由建筑围护结构体系承担。目前,大面积玻璃幕墙仍然是大型公共建筑外部围护结构体系的主导形式,应尽量选择采用透光率高、保温隔热性强的玻璃材料,或者采用能够合理利用太阳能等新能源的玻璃材料。如北京南站的主站屋顶采用了大量的太阳能光电板,其整体面积约6700m2,占整个建筑屋顶采光面积的50%左右,总发电量达320kW。大面积玻璃采光屋顶的应用,可有效增加建筑室内白天的采光面积。通过利用自然光达到节能省电的效果;大面积太阳能光电板的应用,还可以发电供其它电气设备利用,是真正意义的建筑节能材料。当前,我国居民住宅的节能护材料使用不多,但也正朝着轻质保温复合材料的方向发展。
节能玻璃幕墙、门窗 。
大面积玻璃幕墙的应用是现代建筑的发展趋势和潮流。但是,玻璃幕墙和门窗作为建筑围护结构的重要组成部分,是建筑室内、外进行热量交换、热量传导最敏感、活跃的部位,相关研究资料表明,建筑物通过门、窗传热损失的能源消耗约占建筑总能耗的27%,通过门、窗部位的空气渗透导致的能源消耗约占建筑能耗的25%,两者合计超过了建筑运行维护总能耗的50%,是墙体热损失的6-8倍。可见,门、窗节能是建筑节能的关键部位之一,具有极其重要的地位,做好门、窗和玻璃幕墙的节能措施,能使建筑节能40%左右以上。
目前,我国建筑工程采用的节能玻璃材料主要有:节镀膜玻璃、真空玻璃、中空玻璃和带薄膜型热反射材料玻璃、Low-E光化玻璃等。另外,建筑围护结构的门、窗和玻璃幕墙要不断加强保温隔热等节能技术特性,更应该把节能和合理利用太阳能、地下热(水)能、风能等新型节能技术结合起来,开发并利用节能省电(利用太阳能、风能、地热能等)相结合的新型门、窗及幕墙材料。
五.结束语。
随着我国经济的发展,人们生活水平的日益提高,人们对居住的要求也越来越高,随着能源的日益匮乏,可持续发展战略在全球得到普遍认同,在我国也得到包括各级政府在内的高度重视。社会主义的现代化发展必须要靠人民群众的力量,力求将可持续发展战略实施到底,使我国在建筑设计中节能材料的使用走向国际化发展道路。
参考文献:
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【4】王海红 商彪 节能材料在建筑设计中的应用探讨 [期刊论文] 《城市建设理论研究(电子版)》 -2011年32期
【关键词】建筑节能,环境保护,施工技术
中图分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号:
一.前言
随着社会经济的发展,人民的生活水平日益提高,国民的综合素质得到显著提升,伴随着一系列资源和环保问题的出现,居民的环保节能意识显著增强,环保型,清洁型,节能型的建筑设计和施工受到了广大消费群体的偏好。近些年来,我国的城市化水平飞速提升,城市的规模不断扩大,建筑能耗日益增长,给我国的能源增添了沉重的负担,因此,加强住宅建筑节能设计和施工,建设节能型住宅,已经是我国可持续发展的必然要求。
二.建筑节能施工和其中存在的问题分析
1.建筑节能的重要意义
随着我国建筑行业的快速发展,在日益严峻的生态环境的背景下,加强建筑的节能施工,发展建筑节能的施工技术有着十分重要的意义,笔者将简单的做出一些介绍。
(一)加强建筑节能施工是缓解能源压力,建设节约型社会的客观要求。我国整体上而言,能源资源蕴藏量很大,能源资源的种类比较齐全,但是伴随着我国经济的高速发展和城市化进程的不断加快,对各种能源资源的开采力度不断加大,各种能源的消耗量日渐上升,但目前我国已经面临着严重的能源危机,在各种能源消耗中,建筑能源消耗占据着庞大的比例,加强新型建筑的节能设计施工,大幅度降低住宅建筑的能耗,将会大幅度缓解我国的能源压力,为建设节约型社会注入新的活力。
(二)建筑节能施工是提高居民生活品位的必然选择。经济的繁荣促进了人们生活水平不断提高,随着国民的素质提高,对生活有了新的品质要求,对住宅要求条件越来越高,绿色环保,生态节能型住宅建筑已经日渐成为了一种新的住宅需求,通过加强对住宅的节能设计施工,可以大幅减少各种有害有毒建筑材料的使用,更加注重住宅的温度,湿度,光线,外部景观和内部设施的设计完善,不仅仅很大程度上降低了住宅能耗,节约了住宅运营成本,更很大程度提高了住宅建筑的舒适度,提高了居民的生活品位。
2.建筑节能的现状和问题探讨
进入21世纪以后我国的建筑行业飞速发展,我国将在2l世纪的头2O年建筑行业达到鼎盛时期,每年建成的住房面积将超过所有发达国家之和。随着人们生活水平的提高,人们对住房面积以及住房层数的要求越来越高。同时随着能源紧缺以及能源价格的攀升,人们越来越关注建筑的节能问题。
从总体上看,我国目前的建筑节能方面呈现着总量大、比例高、能效低、污染重的特点,建筑节能形势不容乐观,建筑节能的任务比较重,但是同时建筑节能的潜力也很大。这就要求我们各级政府加大对新建建筑的节能审批,同时我们用户也应加大对建筑后期能耗高带来的使用费用高的认识,齐心协力搞好建筑节能工作。
(一)建筑的节能设计施工在我国起步较晚,发展还不完善,很多节能技术还没有通过专业的系统验证,没有在实践中完善便运用到建筑的设计施工中来,不仅仅没有能达到节能环保的效果,更隐藏着一些有安全故障,不仅降低房屋的耐久性,破坏了建筑结构的稳定性,缩短房屋的寿命,例如,外墙内保温、外墙外保温、夹芯保温等做法所产生的一些问题正在加剧一些垃圾建筑和建筑垃圾产生的速度。
(二)新型的节能材料种类单一,发展缓慢。节能材料是建筑节能设计的物质基础,节能材料的种类和质量直接关系到建筑节能设计的实施效果,更对居民的生命财产安全有着很重要的影响,但是我国目前市场上,节能材料种类单一,多为一次性材料,例如,外墙保温大多采用聚苯板、聚氨酯,采暖、制冷、通风所需要的能源也大多为煤炭或石油,节能材料市场管理不规范,质量得不到监控,假冒伪劣材料泛滥,严重阻碍了建筑节能设计的进程。
三.加强建筑节能环境保护的措施探讨
1.墙体的施工
(一)墙体保温设计和施工
对墙体进行节能保温设计,是整个建筑节能设计中的重要环节,一般有三种设计方式通过使用。首先,进行外墙保温设计,在按照热工规范计算的基础上,采取隔热保温材料,使用一定的设备进行粉刷,喷雾,粘贴等多种方式施工,在外墙上形成保温层,减少保持室内温度的适宜。其次,进行内保温设计施工,将优质保温材料对内层墙壁施工形成保温层,传热隔热能够符合国家节能标准。
最后是加强隔热保温材料的开发,利用保温材料自身的特性进行墙体的设计,促使其他自发的具有保温功能,且墙体新型材料的节能符合国家标准。
(二)墙体材料的节能施工
空心砖和实心砖的制作方式颇为相似,但是空心砖与实心砖相比较来说,具有很大的优势,它能够减轻结构自重。因此,为节能减排,建筑上普遍采用空心砖替代实心砖。因此不少专家建议以生产块大、质轻的灰砂空心砖来减轻建筑物重量,提高灰砂砖建筑物抗震性能,节约资源,降低生产成本
2.门窗保温施工
加强门窗的保温性能设计,可以再门户的内部填充聚苯乙烯板或岩棉板,使得门户的隔热绝热的作用增强,窗户可以用钢塑或者是全塑料窗户,大幅度降低发生冷桥的几率,为了增强保温性能,可以设置多层玻璃,甚至可以采用中空玻璃、镀膜玻璃,有条件的住宅可采用低辐射玻璃;缩短窗扇的缝隙长度,采用大窗扇,减少小窗扇,扩大单块玻璃的面积,减少窗芯,合理地减少可开启的窗扇面积,适当增加固定玻璃及固定窗扇的面积。
3.室内节能施工
建筑的节能施工,室内的电气设备设计与选择是其中重要的节能组成部分,建筑的高能耗很大程度上是各种高能耗的电气设备消耗而来,某些商业楼宇中的中央空调系统的能耗接近整个建筑能耗的50%,因此,在建筑设计的前期就应该充分考虑到后期这些电气设备的管理使用,以建筑楼宇的中央空调系统、灯光照明系统等自动化管理系统代替人为地,个体地操作,其中水、电、煤气等能源管理系统和分户计量可给用户提供清晰的能源消耗比例,使下一步节能措施可有的放矢,除此之外可以选用节能灯具,节能灶,减少电力煤炭的消耗,安装净水系统,小范围的促进水资源的循环利用,比如可以小范围进行雨水收集,并净化利用。
4.加强太阳能等新能源的推广应用
太阳能具有清洁无污染,可以再生等优势,是人类可以利用的最为环保,最为丰富的资源能源种类之一。随着我国建筑行业的发展,在建筑施工过程中,太阳能技术已经得到了广泛的运用。在建筑施工过程中,太阳能具有很多节能功能,主要表现在以下几个方面。其一,在建筑的楼顶可以设计安装太阳能电池发电系统,这种发电系统,可以将太阳能转化为热能和电力,并将这些转化而来的电能或者是热量通过专业的技术手段进行能量的存储,在需要使用这种电能和热能的供电设备上开始接线,如此,可以充分满足整个建筑物内部的动力和照明系统的各种能量需求。同时,充分利用太阳能作为采暖和供热功能,既可以减少日常的能源消耗,也使得建筑物的日常热能得到满足。同时,在建筑施工过程中,可以利用太阳能来控制建筑物的采光,使得整个建筑内部的环境更为舒适。
四.结束语
未来很长一段时间,绿色环保,生态节能将会是我国建筑行业设计施工发展的主流趋势,加强房屋建筑的节能设计施工,不仅有助于我国人们生活水平提高有助于经济的发展,更有助于推动我国可持续发展战略的落实,为我国生态文明建设注入新的活力。因此,要大力加强节能技术的研究,将节能理念贯穿到整个建筑节能设计施工过程之中,为建设社会主义和谐社会奠定坚实的基础。
参考文献:
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关键词:建筑节能;墙体材料;节能环保;
Abstract: with the wall construction materials technology development, new green energy-saving wall materials in the construction sector has been wide application, a new type of energy saving wall material as the material of body of our country wall development trend, for the realization of building energy efficiency has an important role in. This paper first introduces the building wall material for building the important significance of energy saving, and then introduces the present widely used in several kinds of energy saving environmental protection wall material, can provide new wall material development and application to provide a reasonable reference.
Key words: building energy-saving; wall material; energy saving and environmental protection;
中图分类号:TE08文献标识码: A 文章编号:
0引言
在建筑材料应用领域坚持节能减排,推广绿色节能技术的应用是国家对于建筑应用技术的新要求,因此节能环保的绿色新型节能墙材,已经成为现阶段新型墙材的主要发展趋势。新型墙材不仅可以降低建筑工程整体施工成本,而且由于具有节能环保的特点,可以产生较好的经济效益与社会效益。
1节能建筑墙体材料对于建筑工程的意义
(1)节能建筑墙体材料作为节能建筑的材料基础,也是保证建筑节能得以实现的根本途径。若在建筑工程领域推广使用各种节能建材,不仅可以大幅度的可提高建筑物的隔热保温效果,而且可以有效的降低采暖空调所带来的能源消耗,进而通过利用建筑节能墙体材料可以改善建筑居民的生活以及工作环境。
(2)节能建筑墙体材料是实现建筑工程可持续发展的基本途径。随着国家对于建筑工程领域节能要求的不断提高,墙体材料遵循环保节能原则,已经成为墙体材料的发展趋势。研发推广各种高品质的节能建材,也是节约能源、降低能耗,保护生态环境的有效手段,对于实现建筑工程领域的可持续性发展有着现实和深远的意义。
(3)节能建筑墙体材料是改善建筑功能的基本手段。由于建筑节能环保要求的不断提高,新型建筑材料指在加工制造过程中必须综合运用各种新工艺技术以便于实现墙体材料节能、节土以及环保的要求,这也是利用建筑墙体材料改善建筑功能的基本手段。
2新型节能建筑墙体材料概述
新型节能墙体材料的发展应用必须符合环境保护以及节约能源基本要求,而且能够适应国家的产业政策要求,有利于改善建筑物的使用功能,尽可能的利用建筑废弃材料加工制作,生产加工制作工艺简单,有利于墙体材料的安装施工。现阶段,新型墙体材料主要有以下几种:
2.1加气混凝土
加气混凝土作为一种轻型的新型的墙体材料,由于具有较好的隔热能力与保温能力,对于实现建筑墙体材料的节能环保十分有利。加气混凝土主要是通过料浆与发气剂发生化学发应,在蒸压或者蒸养的条件下制备而成的多孔混凝土。
加气混凝土的基本性能如下表所示:
从上表可以看出,加气混凝土的孔隙率较大,可以达到70-85%,密度较小,因而不仅可以实现建筑墙体材料的节能环保,同时可以大幅度的降低建筑物的自重,减小工程施工成本。由于加气混凝土内部含有较多的孔隙,因而具有相对较强的保温隔热性能,通常情况下导热系数在0.11-0.18W/MK左右,保温隔热效果非常好。此外,加气混凝土还具有防火抗渗、耐久环保以及经济便捷的特点,作为墙体材料的应用性能较好。
2.2陶粒混凝土空心砌块
陶粒混凝土空心砌块主要使用陶粒作为粗集料,并利用陶砂以及水泥等材料,经过搅拌成型以及自然养护制作而成的空心砌块。由于陶粒混凝土制作加工工艺简单,因而采用陶粒混凝土作为墙体材料,能够实现建筑材料的节约利用,而且用于墙体粉刷不会出现空鼓的现象,也不易出现墙面开裂的现象。陶粒混凝土的容重小,只有混凝土容重的1/3-1/5,因此陶粒混凝土的自重相对较小,能够大幅度的减小建筑物的自重。更重要的是陶粒混凝土具有较好的保温性能,根据试验检测研究,陶粒混凝土的导热系数只有混凝土的1/2,因此实现较薄的墙体即可实现较好的保温隔热性能,其具体热工性能指标如下表所示:
陶粒混凝土空心砌块外墙热工性能指标
此外,陶粒混凝土的耐久性能与抗渗性能较好,而且由于加工生产流程相对简单,还具有便于施工的特点。
2.3钢丝网架夹芯墙板
钢丝网架夹芯墙板应用最广泛的主要是GBF钢丝网架夹芯墙板, GBF夹芯板主要是利用钢丝网架,并利用加气混凝土或者是岩棉作为板芯,进而形成钢丝网架芯板,在建筑墙体施工过程中通过在GBF钢丝网架夹芯墙板的两侧利用防裂水泥砂浆进行处理,进而作为建筑构件形成墙体。GBF钢丝网架夹芯墙板具有较好的透气性以及较高的强度,由于GBF钢丝网架夹芯墙板具有憎水性,因而防渗性能较好。而且受到材料特性的影响,GBF钢丝网架夹芯墙板保温隔热,非常利于建筑墙体内部的管线布设。
2.4石膏空心墙板
石膏空心墙板主要是以以建筑石膏作为生产原料,同时添加纤维、珍珠岩、水泥、河沙、粉煤灰、炉渣等添加材料并加水搅拌浇筑而成的轻质建筑石膏制品。由于石膏特性的影响石膏空心墙板具有节能环保、强度高、自重轻以及耐火隔热、加工方便简单的特点,属于新型的节能环保材料。根据相关的检测研究结果表明,石膏空心墙板的导热系数在0.20~0.28 W/m.K之间,由于具有较小的导热系数,因而石膏空心墙板的传热速度较低,作为建筑墙体材料能够达到较好的保温隔热效果。而且由于建筑石膏的初终凝时间在6~30左右,相比混凝土材料由于具有较好的凝结硬化特性,生产加工速度快,建筑施工成本可以得到大幅度的降低。
2.5复合自保温砌块
复合自保温砌块作为一种新型的墙体材料,主要是利用高性能混凝土制作而成的空心砌块为壳体,进而在混凝土孔腔内采取泡沫塑料或者是混凝土等保温材料,进而利用特殊的加工工艺将砌块壳体与保温材料注塑形成的保温砌块。由于自保温砌块主要由普通混凝土空心壳体作为框架,通过具有保温隔热性能的无机泡沫混凝土充当墙体材料,或者是利用聚苯乙烯泡沫塑料板发挥减轻自重以及隔热功能,最终形成具有良好热工性能的砌块整体。由于复合自保温砌块具有自重轻、保温隔热、施工工艺技术成熟以及施工成本较低的优点,因此作为新型的建筑墙体材料具有较好的前景。
结语
随着我国建筑领域科技的不断发展,对于建筑墙体材料的技术标准也提出了更高的要求。保温隔热以及节能环保作为建筑墙体材料新的技术要求,已经成为建筑墙体材料应用性能的评价指标。因此,应该结合建筑工程墙体施工方面的基本要求,不断提高墙体材料的各项性能,加快新型节能墙体材料的推广应用,推动建筑墙体材料研发应用技术的不断前进。
参考文献:
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关键词:建筑节能;非稳态导热; 复合墙体
中图分类号: TE08 文献标识码: A 文章编号:
一、我国建筑节能的现状分析
上个世纪80年代开始,我国的建筑节能工作正式开展,国内北方地区在全国人口供暖总数占到了13.6%,但是集中供暖的建筑总面积在全国房屋面积中占据了50%左右,加之北方地方平均每年3-6个月时间为主要供暖区。从实际情况分析北方进行供暖时,冬季已经达到了1.3亿吨煤的消耗量,在全国每年总能耗的十分之一左右,占社会能源消耗的五分之一左右,所有我国建筑节能工作的主要重点则是以北方地区的能源消耗而开展的。
当前国内开展建筑技能工作通常采用由点及面、从易到难、分阶段、分步骤进行实施。以建筑节能重点工作区域北方地区为例,建筑节能在北方供暖中主要进行了三个阶段的措施:第一阶段,针对上个世纪80年代初期设计设计使用的供暖居民建筑能耗问题,在1996年度采暖建筑进行了设计,普遍降低了30%的能耗;第二阶段在第一阶段的基础上提升了接近50%的节能率;第三阶段为自2005年开始,对采暖建筑进行全新设计,在第一阶段的基础上又提升了66%左右的节能能耗水平。
对于建筑复合墙体而言,墙体传热过程较为复杂且不稳定,墙体传热过程主要包括建筑墙体的吸热、导热以及放热过程。所谓的非稳态导热及时对建筑墙体的热流量场与温度场的变化规律进行分析。在对导热问题进行解答的过程中有很多种方法,从解答问题方法的求解性质以及获得结果主要分为三大部分、主要为模拟与实现求解法、数值求解法以及解析求解法。解析求解法主要是利用数学解析方法对由边值条件、导热微分程构成的定解问题进行求解。
数值求解方法主要是利用离散温度场概念将导热微分方程用导热代数进行取代,利用数值计算方法进行推导,所获得结果不是函数公式,主要是系列离散温度数值,这一求解法又被称之为离散接法。数值求解方法在进行建筑墙体导热过程中主要有三种方法:有限元法、有限差分法、数值积分法。须说明的是数值积分求解法包含在有限差分法之内,因此,导热求解的主要方法为前两种。
模拟实验求解法主要是利用实型、模型进行实验的方法或者模拟解法。所谓的模拟解法是在不同性质物理反应过程中,利用同一数学表达方式的相近原理,在一个物理过程中反应另一种物理过程,例如电热模拟物理实验等。如果出现在某些具体的导热相关问题中无法利用数值求解法以及解析求解法进行准确解析的时候,选择模型实验解析法则较为实用和可靠。
另外,较之单一均质、传统的的建筑墙体,建筑符合墙体存在多层板的墙壁结构,须进行导热解析过程更为复杂,须利用更多哟=有效地计算街消防队对费稳态导热问题做出解析和分析。
二、建筑节能的具体应用
建筑节能对材料的运用提出了更高的要求,以往的实心粘土砖等单一型的材料在承重上起着积极作用,其砌筑的外墙承重能力强,但是在墙体保温性能上不能满足建筑节能的要求。将重质材料与保温材料相互结合,充分发挥二者的长处,从而使外墙既能承重又能够保温,同时墙体的厚度并没有随之增加,墙体并不过厚。
根据保温材料在墙体所处位置的不同,可以将复合墙体分为内保温型、外保温型、夹心保温型。所谓内保温型复合墙体,也就是将保温材料粘贴在在外墙的内侧室内,这样的方式具有投资少的优势,而且在室内施工构造与其他相比更为简单。内保温型复合墙体,能够将墙体保温层的湿气、潮气有效的控制起来,并且能够有效防止热桥部位的内表面在冬季的时候不结露,同时能够将热桥引起的附加热损失降至最低。
而所谓外保温型复合墙体,也就是将保温材料粘贴在墙体外侧,保温材料多为膨胀型聚苯乙烯、岩棉板、挤塑型聚苯乙烯、玻璃棉粘等,而结构承重墙体常常为混凝土空心砌块、灰砂砖、粘土多孔砖、炉渣砖等新型墙砖砌块。
而夹心保温型符合墙体,就是在墙体中间放置保温材料如聚苯板,形成夹心墙,这样一来墙体结构与保温层都能一同完成,能够有效的保护保温材料。同时,由于保温材料将结构墙体一分为二,分成内外两层皮,在施工过程中要注意内外墙体之间进行可靠的拉结措施,保证墙体的承重。然而夹心型复合墙体的施工工艺与另外两种相比,较为复杂,而且施工质量难以保证,无法得到有效控制,尤其是在墙体的穿筋锚固方式与抗震措施上仍需不断改进方式与工艺。
三、结语
我国建筑节能的广泛应用,能够有效的降低能源资源的使用,降低社会的能耗,从而有利于促进我国社会经济持续、快速、健康的发展。从我国节能建筑的应用现状来看,我国仍需不断提倡、鼓励建筑节能的发展,在实践过程中应充分发展建筑节能。
参考文献:
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论文摘要: 结合当今“节约能源和保护环境”的要求,提高建筑结构的隔热技术在日益加强,特别是外墙外保温技术的发展,并成为一种重要的建筑节能技术。摘要目前,因建筑外墙外保温技术有诸多方面的优越性近几年应用非常广泛:如明显改善了居住舒适性,又有十良好的节能效果和综合经济效益。然而,在不同的施工方法中,还出现了各种各样的质量问题,本文通过自己在民用住宅外墙外保温施工中积累的经验,对外墙外保温施工中从常见问题及预防办法作简要阐述。
一、外墙外保温的质量问题
外墙外保温出现很多质量问题,尤其是保温系统外立面的裂缝问题,轻则影响美观,重则渗水、脱落,丧失节能效果,缩短建筑物使用寿命。外墙保温面层的裂缝是保温建筑的质量通病中的重症,保温层发生开裂,墙体保温性能就会发生很大改变,不能满足设计的节能要求;保温墙体的裂缝的存在,降低了墙体的整体性、保温性、耐久性甚至抗渗性能。外保温体系是非承重复合结构,其墙面裂缝的危害主要是水的渗透及冻融循环以及风载等环境气候因素对保温系统的破坏,外墙的防水性能丧失等问题。根据裂缝的尺度,0.05mm以下的裂缝称为微观裂缝,宏观裂缝是由微观裂缝扩展的结果。
二、外墙外保温的防治措施
2.1完全外保温
在外墙保温中,我们经常注重整体墙面的保温,然而却忽略了女儿墙、雨篷、老虎窗、凸窗、外阳台等部位的保温,而使此部分出现开裂或者降低使用寿命。 在保温层与其他材料的材质变换处,因为保温层与其他材料的材质的密度相差过大,这就决定了材质间的弹性模量和线性膨胀系数也不相同,在温度应力作用下的变形也不同,极容易在这些部位产生面层的裂缝。同时还应该考虑防水处理,防止水分侵入到保温体系内,避免因冻涨作用而导致体系的破坏,影响体系的正常使用寿命和体系的耐久性。建筑的外保温应该是整个建筑全部的外保温 ,由于不完全外保温使得建筑的女儿墙、雨篷等构件出现裂缝,因此,为避免裂缝的产生,我们应该对建筑进行全面的保温,包括女儿墙、雨篷等构件。
2.2 保温材料的选择
2.2.1 现施工的建筑中,保温材料的使用以挤密苯板、聚苯板、聚苯颗粒保温材料为主。挤密苯板具有密度大,导热系数小等优点。
2.2.2 增强网的选择:玻纤网格布作为抗裂保护层软赔进的关键增强材料在外墙外保温技术中的应用得以快速发展,一方面它能有效的增加保护层的拉伸强度,另一方面由于能有效分散应力将原本可以产生的裂缝分散成许多较细裂缝,从而形成抗裂作用。由于保温层的外保护开裂砂浆为碱性,玻纤网格布的长期耐碱性对抗裂缝就具有了决定性的意义。从耐久性上分析,高耐碱纤维网格布要比无碱网格布和中碱网格布的好得多,至少能够满足25年的使用要求,因此,在增强网的选择上,建议使用高耐碱的网格布。
2.2.3保护层材料的选择:由于水泥砂浆的强度高,收缩大,柔韧性变形不够,直接作用在保温层外面,耐候性差,而引起开裂。为解决这一问题,必须采用专用的抗裂砂浆并辅以合理的增强网,并在砂浆中加入适量的纤维,抗裂砂浆的压析比小于3。如外饰面为面砖在水泥抗裂砂浆中也可以加入钢丝网片光,钢丝网片孔距不宜过小,也不宜过到面砖的短边应至少覆盖在两个以上网孔上,钢丝网应采用防腐好的热镀锌钢丝网。
2.3绝缘材料和其他材料:隔热层的改造和其他材料,因为过度的密度之间阴角线的不同的材料弹性模量和线膨胀系数也不相同,在共同作用下的热应力变形也不同,在这些部分极易产生表面裂纹。同时也要考虑到防水,防潮湿的侵入,绝缘系统,避免冰冻的作用和影响的系统的正常。
2.4施工中的质量保障
2.4.1基层清理必须进行仔细彻底,将挤塑板表面活动浆块、浮尘等全部清净。
2.4.2界面剂涂刷要均匀,尤其注意燕尾槽内上表面涂刷以后至少20分钟可以抹抗裂砂浆,但不应大于24小时。
2.4.3找平层应分层施工,严禁空鼓,每层厚度8-10mm,且应在前一层终凝后再抹后一层,找平层厚度不应大于20mm。
2.4.4第二遍抹抗裂砂浆之前,注意检查头遍抹灰有无空鼓裂缝,如有发现,必须剔凿修补后抹二遍。
2.4.5二遍抹灰之前注意观察头遍抹灰强度情况,如强度较低时,要适当推迟二遍抹灰时间,同时注意基底温度不能过高(35度),如超出要适当临水降温后进行。
2.4.6两遍抗裂砂浆之间的加强网(10*10*0.9)设置,锚卡要整体均匀、牢固,焊网要平整受力均匀,同时严格注意转角及门窗洞口边的加强网设置。
2.4.7排砖分格注意参考外窗及阳台的位置和尺寸,要注意整体协调对称。
2.4.8粘贴面砖之前检查基底有无空鼓,裂缝现象,如有发现必须经处理修复后进行下到工序,同时检查基底强度,必须符合材料使用规定的要求后进行。
2.4.9粘贴面砖时必须严格按控制线操作,垂直平整度严格按要求随时自检自查,发现超标及时修理。
2.4.10嵌缝前要清净灰尘等,勾填密实,深浅一致。
2.4.11抗裂砂浆粘贴干粉,嵌缝干粉的使用必须按要求配比加水且搅拌均匀,同时必须按规定要求时间内随时用随搅拌。
关键词:高层住宅建筑保温工程工程施工热桥
中图分类号:TU111文献标识码: A 文章编号:
一、引言。
在我国一些地区,建筑外墙节能构造仍然属于新技术。在经济效益驱动下,常见节能构造草率、粗糙、不负责任的现象。再有施工单位对节能构造的理解差异,材料管理、技术管理、质量管理的良莠不齐,使设计构造和施工构造又有了变化,最终完成的外保温工程便出现了许多本不该出现的构造缺陷。如:保温构造自重大,施工安装不方便,开裂、渗漏、脱落、伤人,保温效果不均匀、不稳定,虽然保温材料自身的技术指标好,但建筑物的整体保温效果却不好等等。
二、对热桥的认识。
1、含义及其常见的热桥。
热桥以往又称冷桥,现统一定名为热桥。热桥是指处在外墙和屋面等围护结构中的钢筋混凝土或金属梁、柱、肋等部位。因这些部位传热能力强,热流较密集,内表面温度较低,故称为热桥。
常见的热桥有处在外墙周边的钢筋混凝土抗震柱、圈梁、门窗过梁,钢筋混凝土或钢框架梁、柱,钢筋混凝土或金属屋面板中的边肋或小肋,以及金属玻璃窗幕墙中和金属窗中的金属框和框料等。
2、热桥的形成原因。
所谓热桥效应,即热传导的物理效应,由于楼层和墙角处有混凝土圈梁和构造柱,而混凝土材料比起砌墙材料有较好的热传导性(混凝土材料的导热性是普通砖块导热性的2至4倍),同时由于室内通风不畅,秋末冬初室内外温差较大,冷热空气频繁接触,墙体保温层导热不均匀,产生热桥效应,造成房屋内墙结露、发霉甚至滴水。总之,热桥效应是由于没有处理好热传导(保温)而引起的。热桥效应在砖混结构的建筑中出现较多,而且由于温度、湿度、热量等多方面因素的影响,会出现“同一座楼,有的住户家发霉严重,有的住户家里却没事”。
3、一般热桥的解决措施。
由于造成热桥效应的因素很多,解决起来较为复杂。将长霉的部位墙面清除后,沿楼面与墙面交接处,内墙外墙交接处墙面向外加宽,达到提高墙体保温、保湿的目的,减小热传递,能有效解决热桥效应,这种方法的弊端是造价太高。另外,将内墙贴上瓷砖,定期擦试,虽不能彻底解决热桥效应,但却能缓解发霉现象
热桥对建筑的影响,最直接的表现就是冬季保温和夏季隔热的效果会受影响,在实际的施工过程中,普遍采用的减少热桥影响的施工工艺就是在外墙采用外墙保温(一般为聚苯颗粒保温砂浆或保温板)、中空玻璃和隔热断桥(或塑钢)门窗覆盖整个采暖空间,即用保温材料将整个房间或者整个建筑进行包裹处理,就像夏季使用棉被将冰棍包裹,隔热保温,能很好的减少热桥的影响。外墙保温工艺的使用,最最直接的效果就是空调的能耗可以减少,不论采暖还是制冷,都有一层隔热层与外界分隔。
三、外保温技术。
外墙保温指采用一定的固定方式(粘结、机械锚固、粘贴+机械锚固、喷涂、浇注等),把导热系数较低(保温隔热效果较好)的绝热材料与建筑物墙体固定一体,增加墙体的平均热阻值,从而达到保温或隔热效果的一种工程做法。
热桥的产生所谓热桥是指建筑围护结构中的一些部位f如梁、柱、门窗)与主墙体材料存在传热性能的差异,在室内外温差的作用下,这些部位成为热流相对密集、内表面温度较低(或较高)的区域,与主墙体传热相比,成为热量流失的主要桥梁,故称为热桥.如在外墙和屋面等围护结构中的钢筋混凝土或金属梁、柱、肋等部位.因这些部位传热能力强,热流较密集,内表面温度较低,成为热量散失的通道.在节能建筑中,热桥对能耗及室内热环境质量影响很大,处理不当既增大了建筑能耗,又降低了室内热环境的质量.因此,在保温施工中,正确处理热桥部位的传热,会减少建筑能耗
四、外保温过程中热桥问题处理的实例。
工程概述该建筑为华北地区高层住宅楼,地上30层、地下2层4个单元,剪力墙结构,总建筑面积38 000 m2.外窗采用断桥铝合金双层中空玻璃:屋面保温采用50 mm厚挤塑聚苯板,珍珠岩找2%坡,最薄部分不小于30 mm厚;外墙保温层为40 mllq厚腹丝穿透型钢丝网架挤塑聚苯板与墙体一次浇筑成型(辅以锚筋拉结),内外面喷界面处理剂;地下室顶板采用60 illln厚挤塑板粘贴;室内采用地暖采暖.
本工程保温施工中热桥可能产生的位置及处理方案。
外墙大墙面。
由于外墙已采用腹丝穿透型钢丝网架挤塑聚苯板与墙体一次浇筑成型,保温层相对牢固.但由于现浇筑混凝土工程中会造成挤塑聚苯板的局部损坏或位置偏移,存有一些缝隙,这样势必影响保温的质量: 同时保温板块的高低不平也会影响面层的施工质量,容易造成发生空鼓、假粘贴或脱落现象,满足不了抗渗、抗裂、抗剪切、抗冻胀、抗热应力等综合性能,出现面砖脱落事故,从而更加影响保温效果.
外墙外保温工程施工虽然技术和设备相对简单,其对施工精细要求较高.在支模的过程中,首先,要对保温板块的质量、钢丝网片的规格、锚固拉筋的规格、数量进行检查; 同时对其平整度和垂直度进行检查,检验合格后方可进行混凝土的浇筑.其次,面层施工前,对保温面进行表观质量的检查,如有损坏、虚贴、脱落的板块,要及时清理并重新安装.面层应严格遵守工艺规程施工,每一道工序由监理和甲方验收后方可进入下道工序施工.尤其是对墙面基层的处理;水泥、砂子的质量、水泥砂浆的配比、厚度;宽玻纤网在墙网缝上搭接长度;外墙瓷砖工艺等进
2、地下室外墙。 一般地下室地面距室外地坪4rn左右,其墙体保温无严格要求.对于室外平均气温小于5℃的地区的建筑物,可能有部分墙体需保温,而且工程量较小,一般主要在保温层的厚度和深度上容易疏忽使保温不严;同时带有采光井的建筑物,地下室的窗户也是热量集中损失的地方,这样会造成一层楼地板出现热桥现象.采用挤塑板的具体做法:从要求深度至散水顶与外墙保温接缝,挤塑板用回填土夯实压紧,保温层与散水顶部的接缝,采用建筑密封膏嵌缝,以达到防水要求,也可采用抹保温浆料的方法.
五、结束语
如何妥善的处理保温工程中热桥的问题,这就需要有关部门展开深入的研究与探索,在保证承力安全的前提下,设计出热桥尽可能微小的连接结构。给居民有一个美好的生活环境, 随着工业化和人民生活水平的不断提高,居住建筑也不断发展,居住建筑耗能比重越来越大.因此,世界各国都把建筑节能尤其是降低建筑日常运转耗能作为节能工作的重点.建筑节能反映在居住建筑上,主要是降低日常运转耗能,尤其是保持热舒适的环境因素的耗能.在室内环境的舒适度中,室内温度、湿度、空气清洁度等是构成热舒适性的主要环境指数,而温度舒适的环境对人最为重要.
参考文献:
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[论文摘 要]近年来,随着全球能源危机日益严重,新型建筑节能材料应运而生,新型建筑材料是在传统建筑材料基础上产生的新一代建筑材料。
据统计,目前我国建筑行业每年平均以20亿平方米左右的速度发展,但另一方面,目前建筑能耗已占全社会终端能耗的27.5%,这一数据还不包括在建材生产和建筑施工过程中的耗能。建筑节能是指通过提高墙体、门窗、屋面f统称围护结构)的保温性、密封性,以降低采暖、空调等设施的能耗,达到改善居室环境和节约能源的目的。而提到建筑节能,应该说与建筑材料有密切关系。目前我国新型的建筑节能材料不论在产品构成、总体工艺水平还是产品质量上都远远不如发达国家。这就涉及到一个节能功效的问题。新型建筑材料是区别于传统的砖瓦、灰砂石等建材的建筑材料新品种,包括的品种和门类很多。从功能上分,有墙体材料、装饰材料、门窗材料、保温材料、防水材料、粘结和密封材料,以及与其配套的各种五金件、塑料件及各种辅助材料等。从材质上分,不但有天然材料,还有化学材料、金属材料、非金属材料等等。而当国内正在讨论如何提高建筑节能率的时候,国外已经在考虑如何减少二氧化碳而导致的“温室效应”:当国内正在研究节能材料的同时,国外已经将新型的节能建筑材料推广到全世界,并尽可能将节能率提到极限。
1.建筑节能的概念
建筑节能是社会发展的需求,它有利于缓解能源紧缺问题:建筑节能是环境保护的需求,它有利于减轻大气污染现状:建筑节能是建筑业进步的需求,它有利于巩固企业市场地位。
我们这里所说的建筑节能是指在满足人们正常生活,学习和工作需要的前提下,在建筑规划设计、建筑材料生产、建筑物施工及使用过程中,采用新材料、新技术,合理设计建筑围护结构的热工性能,提高采暖、制冷,照明、通风、给排水和管道系统的运行效率,降低能耗,合理、科学、有效的利用能源,从而达到提高建筑舒适性及节约能源的目的。简单来说,就是用尽量少的能源,过尽量舒适的日子。
2.新型材料在建筑装饰节能中的应用
2.1新型节能墙体的应用
新型墙体材料品种较多,主要包括砖、块、板,如粘土空心砖、掺废料的粘土砖、非粘土砖、建筑砌块、加气混凝土、轻质板材、复合板材等,但数量较小,在总的墙体材料中占据的比例仍然偏小。只有促使各种新型体材料因地制宜快速发展,才能改变墙体材料不合理的产品结构,达到节能、保护耕地、利用工业废渣、促进建筑技术的目的。欧美等发达国家的砖产量已基本趋于稳定。在产品技术方面主要向大孔洞率、薄壁方向发展。发达国家粘土砖已成为一种高档装饰材料,点缀于建筑的内外墙。混凝土空心小砌块主要向装饰、轻质、保温、隔热方向发展;加气混凝土制品向轻质、高强方向发展。国外加气混凝土容重普遍在400-500kg/m3:非承重产品容重降低到300kg/m3,且原材料大量采用工业废渣。国外建筑复合墙体具有重量轻、保温隔热、隔声效果好等特点。
2.2节能门窗的应用
建筑门窗是建筑围护结构的组成部分,是建筑物热交换、热传导最活跃、最敏感部位,是墙体热损失的5-6倍,因此门窗的节能对整体建筑节能具有很大意义。门窗的耗能究竟在建筑物的总耗量中有多大呢?以采暖居住建筑的耗热量进行分析,此类建筑的耗热量由建筑物围护结构的传热耗热量和通过门窗缝隙的空气渗透量两部分组成。根据有关实际测量资料分析结果是:窗户的传热耗热量与空气渗透耗热量相加,约占全部耗热量的50%以上,节能的概念在国家标准中包括对门窗的强度(抗风压性)、气密性、水密性的具体要求。建筑门窗的节能除了从提高玻璃和框扇本身的热工性能和尽量使用中空玻璃并保证中空玻璃的密闭性外平板玻璃向着控制光线、节约能源、安全可靠、减少噪音等多种功能方向发展。还应该从玻璃和边框接缝以及门窗框扇搭接处的严密程度着手,因为各搭接处严密才能保证空气流通量的减少。 转贴于
2.3节能屋面的应用
通常屋面保温是将容重低、导热系数小,吸水率低,有一定强度的保温材料设置在防水层和屋面板之间,按此种正铺法,可选择的保温材料很多,板块状有加气混凝土块、水泥或沥青珍珠岩板、水泥聚苯板、水泥蛭石板,聚苯乙烯板、各种轻骨料混凝土板等:散料加水泥等胶结料现场浇注的有珍珠岩,蛭石、陶粒、浮石废聚苯粒、炉渣等;采用松散料直接或袋装设置在尖顶屋面下或吊顶上部的有膨胀珍珠岩、玻璃棉、岩棉、废聚苯粒等:现场发泡浇注的有硬质聚氯脂泡沫塑料和粉煤灰、水泥为主料的泡沫混凝土等。反铺法主要将防水层置于保温层以下,可有效保护防水层,方便施工检修,但由于造价较高,住宅建筑尚未大量使用。
2.4其他方面的节能应用
在欧洲矿渣硅酸盐水泥用量占水泥总量20%:荷兰矿渣掺量为50-70%的矿渣硅酸盐水泥占水泥销量的60%:在日本矿渣掺量已占水泥的25%。高强度水泥基材料(MDF、DSP)复合配制的超高性能混凝土将使混凝土行业能更好地适应建筑施工机械化、自动化和智能化的要求。
太阳能是常被建筑利用的可再生能源,它资源丰富,既可免费使用,又无需运输,对环境无任何污染。太阳能与建筑结合为我们有效利用资源的可再生途径在利用太阳能的时候,要把太阳能的装置和建筑有机的结合起来。
3.结束语
随着我国科学技术的飞速发展,可持续发展战略思想深入人心,建筑节能技术发展空间广阔,对新的节能材料的开发与应用势必成为今后研究的焦点,通过建筑节能新材料应用研究最终达到节省消耗,节约能源的目的。可以相信,大力推广环保型建材,运用现代高科技手段进行设计,采用无污染的生产技术,实现建筑可持续发展会逐步变为现。绿色环保型建筑是一个符合可持续发展的绿色建筑,是人类与自然和谐相处的产物,环保建筑是人类文明的标志,是人类保护自己的生存环境的明智的选择。要有意识地保护人居环境,创造良好的居住环境。在设计与做法上力求做到自然与人的协调,为共同的发展创造出优美和谐的绿色家园。
[参考文献]
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【论文摘要】随着我国建筑业的发展,高层建筑、超高层建筑不断涌现,各种大型场馆不断投入建设,高层建筑的箱形基础或筏形基础都有大体积的砼结构,还常有深梁以及转换层、转换大梁,这些结构对砼的施工技术提出了更高的要求,施工企业在具体施工过程中,常常出现裂缝问题,并且近年来日趋增多。
某工程总建筑面积14万m2,根据工程进度安排,该基础砼属于冬季大体积砼施工。其中A楼主楼地上29层、地下2层,深基坑砼为C40P8,基坑砼最深处达6.0m,一次性浇筑约2500m3;B楼主楼地上44层、地下2层,深基坑砼为C40P8,基坑砼最深处达6.9m,一次性浇筑约4500m3。本文结合该工程就有关大体积砼浇筑常见的裂缝控制问题进行较深入的研讨。
1.大体积砼温度和温度应力计算
1.1砼内部最高温升值
该温度为基础底板砼内部中心点的温升高峰值,该温升值一般都略小于绝热温升值,一般在砼浇筑后3d左右产生,以后趋于稳定不再升温,并且开始逐步降温。由于砼内部最高温升值为69℃,因此将砼表面的温度控制在44℃左右,这样砼内外温差不会超过规范规定的25℃,表面温度的控制可采取调整保温层的厚度得以实现。
1.2温度应力计算
在砼浇筑后水化热值达到最大时,计算此时由温差和收缩差引起的温度应力。采用425号硅酸盐水泥拌制的砼,在养护温度20℃左右,龄期18d的强度可达到设计强度的85%左右,掺加了JM-3防水剂后,龄期18d的强度可达到设计强度的95%以上。C40砼的抗拉强度设计值为1.71MPa/mm2,设计强度的95%为1625N/mm2。
砼表面温度在18~20℃,水化热引起最高温度的天数在浇筑砼后3~5d,所用水泥为425硅酸盐水泥,强度为37%~50%,相当C20强度。如温差控制在:T=T1-T2=69-44=25℃H(t)=0.35σ1(+)=1.0×10-5×2.246×104×25/2×0.35=0.98
=1.18N/mm2>1.1Ν/mm2(承台则会开裂)。
2.大体积砼冬季施工准备工作
2.1材料选择
2.1.1水泥
普通水泥水化热较高,在砼内部温升过高,与砼表面产生较大的温差,使砼内部产生压力,表面产生拉力。当表面拉力超过早期砼抗拉强度时就会产生温度裂缝,通过掺加合适的外加剂可以改善砼的性能,并提高砼的抗渗能力。
2.1.2外加剂
通过分析比较及过去在其他工程上的使用经验,四季仁恒项目采用JM-3砼防水剂,掺量为水泥重量的8%,该防水剂能明显提高硬化后的砼抗渗性能,同时还具有防水、降低水化热峰值、对砼收缩有补偿功能,可提高砼的抗裂性。
2.2现场准备工作
2.2.1基础承台钢筋及柱、墙插筋应分段尽快施工完毕,并进行隐蔽工程验收。
2.2.2将基础底板上表面标高抄测在柱、墙钢筋上,并作明显标记,供浇筑砼时采用。
2.2.3浇筑砼时预埋的测温管及保温所需的塑料薄膜、草袋应提前准备好。
2.2.4管理人员、施工人员、后勤人员、测温人员、保温人员等昼夜排班,坚守岗位,各负其责,保证砼连续浇筑的顺利进行。
3.大体积砼冬季施工措施
3.1砼浇筑
3.1.1砼采用商品砼,用砼输送泵将砼泵送到浇筑地点,需采用一台汽车泵与3台固定泵。
3.1.2砼浇筑时应采用“分区定点、一个坡度、循序推进、一次到顶”的浇筑工艺,划定浇筑区域,每台泵车负责本区域的砼浇筑,浇筑时先在一个部位进行,直至达到设计标高,砼形成扇形向前流动,然后在其坡面上继续浇筑,循序推进。这种浇筑方法能较好地适应泵送工艺,使每车砼均浇筑在前一车砼形成的坡面上,确保每层砼之间的浇筑间歇不超过规定的时间,同时可解决频繁移动泵车的问题,也便于浇筑完的部位进行覆盖保温。
3.1.3砼浇筑应连续进行,间歇时间不得超过3.5h,过时仍不能继续浇筑时,需采取应急措施,即在已浇筑的砼面上插&12短钢筋,长度1m,间距500mm,呈梅花状布置,同时将砼表面用塑料薄膜或草袋覆盖保温,以保证砼表面不受冻。
3.1.4由于砼坍落度比较大,会在表层钢筋下部产生水分,或在表层钢筋的上部产生细小裂缝。为了防止出现这种裂缝,在砼初凝前采取二次抹面压实措施。
3.2砼测温
3.2.1基础底板砼浇筑时应设专人配合预埋测温,测温热电偶分别埋置在不同的部位。
3.2.2测温工作应连续进行,每4h测一次,持续测温18d及砼强度达到设计强度的要求,并经技术部门同意后方可停止测温。
3.2.3测温时发现砼内部最高温度与表面温度之差达到25℃或温度异常时,应及时采取应对措施。
3.3砼养护
3.3.1砼浇筑及二次抹面压实后应立即覆盖保温,经计算得出先在砼表面覆盖一层塑料薄膜,然后在上面覆盖四层草袋内含二层塑料薄膜,顶上再盖一层塑料薄膜。
3.3.2新浇筑的砼水化速度比较快,盖上塑料薄膜后进行保湿养护,防止砼表面因脱水而产生干缩裂缝,同时可避免草袋因吸水受潮降低保温性能。
3.3.3柱、墙插筋及后浇带部位是保温的难点,要特别注意盖严,防止造成温差较大或局部受冻。
3.4蓄热保温、控制内外温差
砼浇筑完成后(终凝前)应对砼进行蓄热保温, 控制砼表面温度,控制降温速率,减少温度梯度(温度梯度控制按JBJ224-91规程规定,砼浇灌承台的降温速度不宜大于1.5℃/d,因砼总体降温缓慢,可充分发挥砼徐变特性降低温度应力),使砼内外温差控制在25℃以内。为达到此目的要及时对砼温度进行测量,随时测量内外温差,以调整覆盖保温材料厚度,当内外温差小于25℃时,可逐步撤除保温层。
3.4.1覆盖保温材料厚度计算
d=0.5Hλ1(Ta-Tb)K/λ2(Tmax-Ta)
d—保温层厚度;H—砼承台厚度(m)
λ1—保温材料导热系数(W/HK),草袋取0.055
λ2—砼导热系数(W/HK),取2.5;Tmax-砼最高温度
Ta—砼表面温度;Tb—大气温度(可按平均气温取值)
K—传导系数修正值,取1.0
d=0.5×6.9×0.055×(44-5)×1.0/2.5×(69-44)=0.08(m)
所以应采用四层塑料薄膜和四层草袋覆盖养护。
3.4.2蓄热保温时间计算
按砼最高温度69℃计算,砼浇筑后半个月内以日平均温度5℃计算,拆除保温层时间以砼承台中心温度与外界温差小于25℃为标准,则承台中心最高温度应降到25+5=30℃以内。最高温度降温数为69-30=39℃,按日平均降温1.5℃计算,则需要39/1.5=26d,故保温时间不得少于26d,具体应以实测温度计算温差决定。
鉴于本工程为150m超高层结构,承台体积大,仅基础大体积砼的工程造价约为700万元左右,又值冬季施工,建设、设计、监理、施工等单位对温控方案十分重视,经过技术可行性方案比较,最后决定选用覆盖蓄热保温法,基本上达到温控目标。■
【参考文献】