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[摘要]綠色建筑技術(shù)及理念要求的持續(xù)提升,客觀推動(dòng)了新型建筑材料的出現(xiàn)和應(yīng)用,尤其是節(jié)能方面。基于此,本文以新型建筑材料在民用建筑外墻中的應(yīng)用方式作為切入點(diǎn),給予簡(jiǎn)述,再以此為基礎(chǔ)重點(diǎn)論述民用建筑外墻中新型建筑材料的節(jié)能做法,包括保溫,散熱做法等,并對(duì)其他關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行補(bǔ)充論述,最后結(jié)合工程實(shí)例對(duì)上述理論進(jìn)行說明。
[關(guān)鍵詞]新型建筑材料;民用建筑;夾層式;內(nèi)外保溫
新型建筑材料是區(qū)別于傳統(tǒng)的磚瓦、灰砂石等建筑材料,行業(yè)內(nèi)將新型建筑材料的范圍作了明確的界定,即新型建筑材料主要包括新型墻體材料、新型防水密封材料、新型保溫隔熱材料和裝飾裝修材料四大類。就民用建筑外墻而言,牽涉到的主要新型材料包括新型墻體材料、新型保溫隔熱材料等種類,針對(duì)其節(jié)能做法進(jìn)行分析具有突出意義。
1新型建筑材料在民用建筑外墻中的應(yīng)用方式
1.1夾層式
夾層式是最早應(yīng)用于民用建筑外墻的一種節(jié)能技術(shù),在新型建筑材料出現(xiàn)后,這一技術(shù)出現(xiàn)了更多的革新,性能也更加突出。較為典型的是高分子材料保溫設(shè)計(jì),將苯板等熱容量大,導(dǎo)熱性能較差的新型建筑材料作為夾層,放置于民用建筑的外墻中,可顯著降低熱量的流失率,使室內(nèi)外的熱量交換被阻斷,保持室內(nèi)溫度的適宜,該技術(shù)下,單位面積熱量流失率僅相當(dāng)于磚瓦/混凝土結(jié)構(gòu)的5.2%,相當(dāng)于木質(zhì)結(jié)構(gòu)的15.3%,相當(dāng)于玻璃結(jié)構(gòu)的6.9%,降低了單位空間取暖能耗,有效實(shí)現(xiàn)了節(jié)能[1]。
1.2中空式
中空式對(duì)新型建筑材料的要求相對(duì)不高,可分為中空散熱設(shè)計(jì)和中空保暖設(shè)計(jì)兩種,均可以實(shí)現(xiàn)民用建筑外墻的節(jié)能。散熱方面,以新型蜂窩狀墻體材料為例,該類材料中存在一些均勻分布的小氣孔,這些小氣孔排列規(guī)律,不影響墻體的承重性能,同時(shí)以管道和與室內(nèi)外聯(lián)通,在存在散熱需求時(shí),以小型風(fēng)機(jī)推動(dòng)空氣的循環(huán),加速內(nèi)外能量交換,降低室內(nèi)溫度。保溫方面,以鏤空分子材料和傳統(tǒng)材料為主,利用空氣介質(zhì)散熱性能穩(wěn)定的優(yōu)勢(shì),避免能量快速交換,使溫度能夠得到保持,同樣可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能。
1.3混合式
混合式是指多種新型建筑材料綜合應(yīng)用于民用建筑外墻中,主要作用則是通過可控手段加快,降低能量交換,或者通過其他手段控制能耗,始終保持室內(nèi)環(huán)境的宜居性,一般混合應(yīng)用的新型建筑材料包括分子材料、可拆卸材料等。如預(yù)裝配剪力墻和墻體夾層,前者可以降低裝修和室內(nèi)布局改變?cè)斐傻馁Y源,資金消耗,實(shí)現(xiàn)直接節(jié)能,在墻體中布置的分子材料夾層,可以用于散熱,也可以用于保溫,與預(yù)裝配材料混合應(yīng)用,進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了民用建筑外墻節(jié)能[2]。
2民用建筑外墻中新型建筑材料的節(jié)能做法
2.1內(nèi)外保溫做法
民用建筑外墻中,新型建筑材料的節(jié)能做法較為多樣,最初得到重視,技術(shù)最成熟的則是內(nèi)外保溫做法。以內(nèi)保溫做法為例,選取厚度在5~12cm左右的苯板,可加工為1.2*1.5m,1.2*1.2m,0.8*1.2m,0.8*0.8m等多種規(guī)格,完成外墻內(nèi)部的建設(shè)后,利用膠凝材料,如泡沫劑、水泥漿等,進(jìn)行外墻內(nèi)部的涂刷,之后自下而上進(jìn)行苯板的粘貼,要求所有苯板之間緊密連接,縫隙不得大于0.2cm。完成粘接后,在進(jìn)行建筑外墻外側(cè)建設(shè),允許墻體材料與苯板之間存在0.5~2.5cm的間隙。完成基礎(chǔ)施工后,對(duì)可能存在的較大縫隙進(jìn)行檢查和封堵,尤其是墻體的拐角位置,應(yīng)作為重點(diǎn),避免出現(xiàn)墻體“風(fēng)口”。外保溫做法主要指外掛式外保溫技術(shù),新型外保溫板材為主要材料,該材料具備整體性能強(qiáng)、施工簡(jiǎn)單、和各種外墻材料相符合的特點(diǎn),使用專用的固定件以及粘結(jié)砂漿,將保溫材料直接粘貼到建筑物外墻中,涂抹抗裂砂漿,壓入玻璃纖維網(wǎng)格布,以此實(shí)現(xiàn)保溫節(jié)能。苯板夾層外墻做法如圖1所示。
2.2內(nèi)外散熱做法
內(nèi)外散熱做法近年來在我國(guó)南方地區(qū)得到了更為廣泛的重視,內(nèi)散熱強(qiáng)調(diào)空氣的高速流通,外散熱強(qiáng)調(diào)材料的熱量交換率,實(shí)現(xiàn)能量的快速交換,借以輔助室內(nèi)降溫。如上文所說的中空高分子材料,可作為外墻散熱的主要新型材料。以若干小塊材料組成墻體,借以提升墻體的承重能力,同時(shí)采取交錯(cuò)排布的基本工藝,使墻體在具備基本性能的同時(shí),可以從多個(gè)角度進(jìn)行熱量交換。外墻的內(nèi)散熱,即對(duì)材料存在要求,也對(duì)施工工藝存在要求。在應(yīng)用該技術(shù)進(jìn)行外墻設(shè)計(jì)時(shí),強(qiáng)調(diào)以高分子材料的突出性能保證墻體基本功能,之后強(qiáng)調(diào)多項(xiàng)工藝的綜合運(yùn)用在外墻墻體內(nèi)部加設(shè)通風(fēng)/循環(huán)設(shè)備、管道、封閉水管等,室內(nèi)熱量持續(xù)進(jìn)入墻體后,啟動(dòng)通風(fēng)/循環(huán)設(shè)備,利用管道通過空氣和水的閉路循環(huán),使熱量的交換速度得到提升,最終實(shí)現(xiàn)熱量高效率交換,輔助室內(nèi)降溫和節(jié)能。
2.3其他關(guān)鍵技術(shù)
在現(xiàn)代建筑中,為求實(shí)現(xiàn)節(jié)能,新型建筑材料和技術(shù)的應(yīng)用越發(fā)廣泛,其中相當(dāng)一部分直接與外墻相關(guān),如外門窗。傳統(tǒng)的民用建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)外門窗的絕熱性能不高,很多熱量隨金屬門框散失,外門窗產(chǎn)生的消耗量在我國(guó)整個(gè)建筑維護(hù)結(jié)構(gòu)能耗中占據(jù)一半左右。現(xiàn)代技術(shù)條件下,以新型復(fù)合材料為主的門窗得到了更多重視。通過新型材料加強(qiáng)外門窗的保溫隔熱性能,可減少門窗消耗,避免建筑室內(nèi)發(fā)生熱量流失現(xiàn)象,從而在一定程度上提升建筑節(jié)能質(zhì)量。較為典型的是以復(fù)合材料門窗框取代傳統(tǒng)門窗,以雙層設(shè)計(jì)進(jìn)一步提升保溫節(jié)能效果。復(fù)合材料門窗框施工工藝與傳統(tǒng)工藝相同,雙層設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)設(shè)置兩層門窗,利用兩層門窗中間的空氣進(jìn)行熱交換的控制,從而控制熱量散失率。
3實(shí)例分析
3.1工程概況
2015年,某地進(jìn)行工程建設(shè),對(duì)象目標(biāo)為兩棟居民樓,均為多層建筑,1號(hào)樓共8層,高29.4m,占地面積453.3m2;2號(hào)樓共9層,高33.7m,占地面積461.5m2。兩棟建筑地處北緯39°9',冬季溫度較低。為提升建筑宜居性,同時(shí)實(shí)現(xiàn)能耗控制,建設(shè)方與施工方進(jìn)行了交流溝通,擬通過外墻保溫的方式進(jìn)行能耗控制,并大量應(yīng)用了新型建筑材料,包括苯聚合板、輕質(zhì)干掛式外墻保溫裝飾掛板、彩鋼波浪板等。工程工期12個(gè)月,如期完工后,技術(shù)人員對(duì)其冬季能耗水平進(jìn)行了綜合評(píng)估,并與其他周邊同等建筑進(jìn)行了對(duì)比。
3.2結(jié)果分析
以每日取暖能耗、單位面積能量損失作為主要指標(biāo),相關(guān)評(píng)估結(jié)果和對(duì)比結(jié)果如表1所示。結(jié)果上看,在外墻中應(yīng)用新型建筑材料,建筑每日取暖能耗、單位面積能量損失均明顯低于傳統(tǒng)建筑,體現(xiàn)了新型建筑材料應(yīng)用于外墻中的積極價(jià)值。
4結(jié)語
綜上,現(xiàn)代建筑的性能較以往出現(xiàn)了很多變化和提升,更加強(qiáng)調(diào)宜居性和能耗控制,這為新型建筑材料的應(yīng)用和外墻節(jié)能提供了思路。新型建筑材料在民用建筑外墻中的應(yīng)用方式包括夾層式,中空式,混合式等,做法則牽涉到外保溫做法、內(nèi)保溫做法以及其他技術(shù)的應(yīng)用,可以實(shí)現(xiàn)建筑性能的保證和持續(xù)優(yōu)化。實(shí)例分析證明了相關(guān)理論,可作為參考,持續(xù)推廣于后續(xù)建筑外墻建設(shè)工程中。
參考文獻(xiàn):
[1]郭超月.基于人體熱適應(yīng)需求的建筑外墻熱工設(shè)計(jì)方法及關(guān)鍵參數(shù)研究[D].西安:西安建筑科技大學(xué),2016.
[2]呂強(qiáng),阮鑫,張鋒濤.新型節(jié)能環(huán)保外墻材料在西京學(xué)院建筑改造中的應(yīng)用[J].建設(shè)科技,2017,(12):52-53.
作者:吳先炎 單位:湖北天達(dá)建筑實(shí)業(yè)有限公司