建筑节能设计和施工中的几个问题[摘要] 在人类能源需求量较大与能源相对短缺这一矛盾日益
尖锐的今天,大力推广节能建筑已迫在眉睫。
本文分别从建筑设计和施工两个方面阐述了建筑节能方面的问题。
[关键词] 建筑节能;设计;施工;朝向设计
1、前言
建筑节能是一个关乎国计民生的大问题,是节约能源的一个重要组成部分,在国外已经搞了很多年,可谓家喻户晓,但对于中国人来说却还是个新名词,别说是普通老百姓,就算是专门搞建筑的,能把它说得明明白白的人也不多。
要想把建筑节能长期有效地搞下去,就必须让老百姓了解它,让整个社会都重视起来,这样我们的建筑节能事业才会有希望,才会有长足的进步。
2、设计节能是建筑节能的基石
建筑节能设计是一项综合性的工作,包括规划设计、建筑设计、能源利用、材料的选择等。
同时,建筑设计又是建筑节能诸多环节之首,把好设计关,对推进建筑节能至关重要。
通常应从三个方面做起:
2.1 注重建筑环境和体型设计
建筑师对建筑做设计,往往关注的不是设备和技术,而是建筑师对建筑功能、自然环境和生态条件的综合利用。
现在,不少楼盘越来越怪异,建筑表面积增大,造成夏季太阳辐射也就越多,由于
缺乏有效的立体化、综合化的措施,达不到有效的“调温”作用,导致能耗增加;小区内包括路面使用钢筋混凝土等硬质材料加以覆盖,导致热岛效应等问题的产生。
因此,建筑节能设计,首先应根据地形、环境条件、气候资料等进行综合设计,这也是最根本的前提。
其次,建筑单体设计要避免单纯追求造型而不考虑使用功能,合理设计建筑体型,减小体型系数,尽量选用自然采光、自然通风的形式,避免黑房、黑厕、黑厨房等。
2.2 合理进行建筑围护结构的节能设计和选用节能材料
建筑围护结构是建筑节能的重要部位,实施围护结构的保温隔热是实现建筑节能的重要手段。
围护结构主要指屋面、墙体、楼板、门窗等,这些围护结构的采暖、通风空调节能率各约为20%,照明节能率约为10%。
以冬季采暖、夏季降温为主要手段保持室内良好热环境,需要靠围护结构的保温隔热来维护,如果围护结构选用的材料保温隔热性能不好,就不能有效阻挡热量的散失,采暖空调设备消耗的能量就大。
因此,在建筑节能各项措施中,围护结构的保温隔热性能是建筑节能的主要措施。
外墙和屋面应采用保温措施,外窗采用中空玻璃窗或断热中空铝合金窗,以达到节能目的,提供健康舒适的工作环境和生活环境。
2.3 充分利用新能源技术
由于目前我国是以煤炭为主要燃料,城市能源结构不合理,天然气等优质能源和太阳能、地热、风能等清洁可再生能源在建筑中
利用率还很低。
太阳能建筑节能可以达到80%,地源热泵技术和光电建筑一体化也能达到较高的节能效率。
依靠地温技术,使用地温中央空调机组比使用燃煤锅炉机组、燃油机组、电锅炉机组的初装费用都要低,而且运行费用也比常规能源低。
目前国内最大的地温中央空调系统己在北京馨港庄园成功运用。
节能建筑虽然提高了建造成本,但入住后却能降低使用成本,减少住房消费,从长远来看是经济实惠的。
依靠太阳能、地温技术可以达到良好的采暖、保温、恒温等效果,从长远来看,这些可再生能源的应用要比常规能源合算,这种高舒适度、低能耗的产品应是市场的主流。
3、外墙保温施工技术
推广实施建筑物外墙外保温技术既有利于国家可持续发展,延长建筑物使用寿命,又有利于家家户户节省日常开支,是大势所趋。
但是外墙外保温对产品技术和施工质量要求比较高,在这方面尚需进一步努力。
国内外保温施工与国外相比难度较大,这是因为中国是一个地少人多的国家,城市人口居住密度高,居住建筑结构以多层和高层建筑为主,而国外发达国家以低层别墅和少量多层建筑为主,很少见到目前在国内大量出现的现浇混凝土剪力墙结构的高层住宅建筑。
这样国内外墙外保温所针对的对象,其建筑结构的单体面积比国外大得多,其高度要比国外高得多,因此,施工难度也更大。
同时,由于我国区域气候的巨大差异及保温系统的复杂性,外
墙外保温工程中出现了很多开裂、空鼓、剥落等工程质量问题,建筑的外观与外墙质量遭受破坏,严重影响了建筑的形象。
3.1 外墙外保温工程产生裂缝的具体原因
建筑外墙外保温工程在构造上是一个完整的体系,主体结构(墙体)由保温层、保护层、腻面层及底漆、面漆层组成,共同形成一个多功能的复合墙体。
这种复合墙体长期暴露于大气环境中,对体系的耐久性有很高的要求。
因此,当外墙外保温工程出现问题时,应该从体系的角度考虑原因。
(1)材料因素
膨胀聚苯板。
用于外墙保温的聚苯板主要是密度在18.0~22.01 kg/m3,尺寸稳定性≤0.30%的阻燃型膨胀聚苯板(模塑聚苯板)。
由材料因素造成开裂的原因有:①聚苯板密度过低:采用15 kg/m3以下的聚苯板作为墙体保温层材料,密度低、易变形、抗冲击性差,造成保温墙面开裂。
②陈化时间不够:聚苯板应经自然条件下陈化42 d或在60℃蒸气中陈化5 d,为了赶工期生产出来就上工地,结果聚苯板尺寸稳定性不够,在保温体系完成后继续收缩变形,引起保温墙面开裂。
③材料粉化:由于工期长或隔年施工等原因,造成聚苯板表面粉化,导致聚苯板粘贴不牢或抹面砂浆粘结不牢,引起保温层脱落、抹面砂浆开裂等事故。
④热熔缩:当聚苯板受热时会发生不可逆热熔缩变形引起保温层开裂、空鼓。
⑤所用的胶粘剂达不到外保温技术对产品的质量要求。
⑥玻纤网格布的拉伸强度
达不到要求,不耐碱。
⑦采用刚性、不耐水、不耐老化的腻子。
⑧低价位的竞争和选用低质量的材料。
(2)施工因素
①基层表面的平整度不符合外保温工程对基层的允许偏差项目的质量要求,平整度偏差过大。
②基层表面含有妨碍粘贴的物质,没有对其进行界面处理,易出现聚苯板与基层形成空腔。
③粘结面不符合规范要求,粘结面小而经受不住正负风压对保温墙面的挤拉,易造成保温层面的开裂,在极端情况下会将保温板局部掀掉而难于修复。
④用涂塑玻纤网格布作为加强筋与砂浆的握裹力不够,形成隔离层,防水保护饰面层易脱落。
玻纤网格布直接铺设在聚苯板上,不但没有起到抗裂作用,反而形成了隔离作用而保护层脱落。
⑤门窗洞口的四角处沿450未加铺玻纤网格布,在应力集中的门窗洞口的四角处沿450易出现裂缝。
⑥冬施:易出现开裂、空鼓、脱落。
⑦粘贴聚苯板时,一端翘起,引起另一侧的板面虚贴、空鼓,局部粘结失败而挤压相邻部位,受风力和重力的作用下,形成部分或大面积脱落。
⑧受季节与昼夜温度变化的影响(昼夜温差一般在30℃左右,年温差一般在50℃左右)频繁受热胀冷缩的应力变化易开裂,尤其是严寒地区受层间进水冻融的影响而成片脱落。
⑨施工队伍的不规范都会造成不尽如人意的,得不偿失的后果。
3.2 解决外墙外保温工程中裂缝问题的几种途径
(1)材料宜由供应商成套供应,材料应经国家认可的检测机构检
测合格并有检测报告。
(2)相应的外墙外保温系统材料应符合相关行业标准“jg149—2003膨胀聚苯板薄抹灰外墙外保温系统”的要求。
(3)提前签订合同,给生产厂充足的加工时间。
(4)基层表面应清洁,无油污、脱模剂等妨碍粘结的附着物。
凸起、空鼓和疏松部位应剔除并找平。
找平层必须与墙体粘结牢固,不得有脱层、空鼓、裂缝。
基层与胶粘剂的拉伸粘结强度应不低于0-3 mpa,并且粘结界面脱开面积应不大于50%。
采用界面剂进行界面处理可有效增强粘结剂与基层的粘结强度。
(5)保温层施工。
聚苯板薄抹灰外墙外保温体系施工工艺流程:①粘贴聚苯板时,提倡满粘法,即首先将墙体基层找平,基层平整度控制在3 mm内,在聚苯板背面满抹胶粘剂再用齿型抹子刮抹后,粘于墙体,采用点框粘结时实际粘结面积不得小于40%。
②聚苯板应按顺砌方式粘贴,竖缝应逐行错缝。
保温板面应平整,相邻聚苯板粘贴时不出现通缝。
聚苯板应粘贴牢固,不得有松动和空鼓。
③墙角处聚苯板缝应交错互锁。
门窗洞口四角处聚苯板不得拼接,应采用整块聚苯板切割成形,聚苯板接缝应离开角部至少200mm。
④聚苯板安装上墙后应及时做抹面层,裸露时间不应过长,否则聚苯板将以(l~1.5)mm/年的速度粉化,粉化界面将严重影响抹面砂浆与聚苯板的粘结。
⑤应采用两道抹面做法,保证玻纤网格布的正确位置,玻
纤网格布应在规定部位进行翻包并保证必要的搭接长度。
⑥宜采用胶粉聚苯板颗粒保温浆料进行局部找平和修补,采用l5~20mm胶粉聚苯板颗粒保温浆料进行整体找平,可显著提高体系综合性能。
4、结束语
建筑节能对国家来说是缓解能源紧缺的大事,人人有责。
而对住家来说则是百年大计。
在应用与实施过程中,不仅需要设计师、开发商的参与,而且需要政府部门的积极引导与政策的扶持、倾斜,以及消费者的支持与配合。
只有大家齐心协力,才能将大力推广节能建筑这项造福子孙后代的事业做好。