建筑施工技術(shù)中節(jié)能理念應(yīng)用探索

李 鑫 宋瑛瑛 楊清釧 官大平 姜再炳

隨著城市化建設(shè)步伐的加快，我國出現(xiàn)了越來越多的建筑施工工程。實踐表明，建筑建設(shè)與使用過程中，通常會消耗大量的能源，約占社會總能源消耗量的33%，對現(xiàn)代社會的發(fā)展及人們的生活均會造成一定影響。因此，現(xiàn)代建筑工程施工過程中，應(yīng)高度重視建筑能耗問題，并以此為基礎(chǔ)逐漸將節(jié)能理念融入施工技術(shù)，確保整個建筑工程順利建設(shè)的同時，最大限度降低建筑能耗。

1 節(jié)能理念在建筑施工中的重要性

1.1 改善能源危機問題

根據(jù)作用、功能的不同，可將建筑施工能源消耗劃分成2 種類型：一種是直接性能源消耗，即各項施工活動中直接應(yīng)用的各種能源，如電力能源、燃油能源等；另一種為間接性能源消耗，即不直接應(yīng)用于施工活動的各種能源，如運輸材料時消耗的汽油、鋼筋生產(chǎn)與加工處理消耗的電能以及礦產(chǎn)開發(fā)冶煉時消耗的能源等。

在傳統(tǒng)施工領(lǐng)域內(nèi)，無論是哪種能源的消耗均處于較高的水平。融入節(jié)能理念后，一方面，通過更加先進(jìn)的節(jié)能施工技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)施工技術(shù)，直接減少各個施工環(huán)節(jié)的能耗量；另一方面，加強對整個施工活動的指導(dǎo)與約束，防止由于人員、設(shè)備等因素增加施工的能耗量，從而達(dá)到降低建筑能耗的目的[1]。

1.2 促進(jìn)建筑領(lǐng)域可持續(xù)發(fā)展

建筑工程建設(shè)過程中，不僅要考慮工程的建設(shè)質(zhì)量，還應(yīng)注重建設(shè)成本的控制，只有保證建筑質(zhì)量符合規(guī)定要求，最大限度降低成本投入，才能推動建筑領(lǐng)域朝著更好的方向發(fā)展。建筑工程建設(shè)成本包含很多方面，如人員成本、能源成本和納稅成本等。其中，能源成本是最為重要的一部分，占總成本的60%以上，若不能有效控制建筑的能源消耗問題，則會導(dǎo)致整個建筑工程建設(shè)成本居高不下，不利于建筑領(lǐng)域的可持續(xù)發(fā)展[2]。

融入節(jié)能理念后，建設(shè)單位、設(shè)計單位、監(jiān)理單位和施工單位等均會高度重視能源控制，從項目決策開始到建筑拆除的整個生命周期內(nèi)，都會采取科學(xué)、合理的方式控制建筑成本，使建筑能源成本與總建設(shè)成本保持在較低的水平，提升項目在建筑市場的競爭力。

2 案例概況

以四川省成都市簡州新城新型產(chǎn)業(yè)社區(qū)項目作為研究對象，對建筑施工技術(shù)中的節(jié)能理念應(yīng)用進(jìn)行研究。本項目總建筑面積為139628.89 m2，規(guī)劃凈用地面積為32532 m2，地上建筑總面積為99363.76 m2，地下建筑總面積為40265.13 m2。項目共包括6 棟樓，1 ～6 號樓高度為78.6 m，7 號樓和8 號樓高度為69.6 m。在耐火等級方面，1 ～8 號樓地下室均設(shè)置為1 級，西側(cè)與南側(cè)大門門衛(wèi)室設(shè)置為2 級。在防水等級方面，地下室的變配電房、電氣控制房、地下工程種植頂板以及屋面的防水等級為1級，其他均為2級。各棟樓的具體情況如表1 所示。

表1 各樓棟具體情況表

3 基于節(jié)能理念的建筑施工技術(shù)應(yīng)用

3.1 加氣混凝土砌塊施工

施工過程中，為達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目的，采用加氣混凝土砌塊填充建筑的室外墻體。砌塊厚度為200 mm，體積密度為（650±50）kg/m3，導(dǎo)熱系數(shù)為0.16 W/ （m·K）。通過填充加氣混凝土砌塊，一方面能夠有效提升墻體的保溫與隔音性能，符合相關(guān)規(guī)定的要求；另一方面，該材料具有良好的防火性能，有利于降低建筑的火災(zāi)風(fēng)險。加氣混凝土砌塊施工時，首先根據(jù)工程建設(shè)的總體要求選取最佳的砂漿。本工程用的是M5 混合砂漿，其中水泥、石灰與中砂的比例為1 : 1 : 6。加氣混凝土砌塊具有含水率較高、孔隙率較大等特點，因此具體施工時一般選擇濕作業(yè)法。

為了提升施工質(zhì)量，應(yīng)從以下幾個方面控制施工質(zhì)量：第1，砌筑前，在墻體的外表面噴灑適量的水分，保持墻體表面濕潤，提升砂漿與墻體的粘結(jié)效果；第2，砌筑施工時，應(yīng)根據(jù)相關(guān)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的要求控制灰縫，確保水平縫的寬度在約15 mm，豎直縫的寬度在20 mm 以上；第3，在墻體與框架梁板之間應(yīng)留出15 mm 左右的伸縮縫，以免混凝土膨脹而損傷墻體，并在墻體基本無變化后填充相同類型的砂漿，以保證整個墻體的平整性[3]。

3.2 地面節(jié)能施工技術(shù)

為了減少地面熱量的損失，通常在建筑底層樓地面的混凝土下方設(shè)置保溫層。傳統(tǒng)的地面保溫材料如復(fù)合硅酸鹽板、聚苯顆粒漿料等存在易吸水膨脹、耐久性差等問題，有可能造成樓地面開裂，嚴(yán)重影響地面的保溫節(jié)能效果。

本工程選用泡沫玻璃作為地面節(jié)能材料，它屬于新型的地面保溫材料，以碎玻璃、廢舊玻璃為原料，摻加發(fā)泡劑和改性劑高溫焙燒而成，具有密度小、強度高、導(dǎo)熱系數(shù)低、抗凍融與熱穩(wěn)定性能好、吸水率低、吸聲、耐腐蝕以及環(huán)保等特點。泡沫玻璃技術(shù)性能指標(biāo)如表2 所示。

表2 泡沫玻璃技術(shù)性能指標(biāo)

泡沫玻璃地面施工時，首先放線測量，確定泡沫玻璃的位置、標(biāo)高等信息，并根據(jù)工程地面尺寸確定所需泡沫玻璃及其他施工材料的數(shù)量。其次，在基底表面均勻涂抹1 層較薄的粘結(jié)劑，并通過齒型刮刀抹勻拉成條紋裝，每次涂抹1 ～2 m2。再次，將泡沫玻璃貼到基底上，利用橡皮錘調(diào)節(jié)位置，直至達(dá)到設(shè)計要求。最后，在泡沫玻璃表面分2 次涂抹防水抗裂膩子粉，涂抹厚度為1 ～2 mm，總厚度為2 ～3 mm，用于保護(hù)泡沫玻璃[4]。

3.3 外墻保溫施工技術(shù)

外墻是建筑的重要結(jié)構(gòu)之一，具有保溫、隔熱、防水等諸多功能，有效完成外墻施工可提升整個工程的施工質(zhì)量，為建筑后續(xù)使用打下良好基礎(chǔ)。本工程采用專威特外墻保溫隔熱系統(tǒng)，具有保溫性能良好、防水性能較強等諸多優(yōu)點，完全符合現(xiàn)代建筑的要求。

該保溫系統(tǒng)共5 層：第1，基層墻體，即建筑外墻；第2，粘結(jié)層，主要涂抹了一層利用墻體與擠塑聚苯乙烯泡沫塑料粘結(jié)的膠漿；第3，絕熱層，即擠塑聚苯板；第4，保護(hù)層，在抹面膠漿的基礎(chǔ)上鋪設(shè)1 層網(wǎng)格布；第5，飾面層，涂抹1 層裝飾涂料，以此提升外墻的美觀性。

具體施工過程中，首先應(yīng)清理基層表面，填補表面的凹洞并去除毛刺，以保持表面平整，并通過彈線的方式確定勒腳水平線、變形縫線與窗側(cè)控制線，為后續(xù)聚苯板的攤鋪提供指導(dǎo)。其次，在基層表面均勻涂抹1 層粘結(jié)膠，并立即鋪設(shè)擠塑聚苯板。擠塑聚苯板粘貼時，采用點粘法，在聚苯板的邊緣處均勻涂抹約50 mm 厚的粘結(jié)漿帶。在板的中間區(qū)域，均勻涂抹約10 mm 厚的粘結(jié)漿帶，然后立即將聚苯板鋪貼到基層上，以免粘結(jié)漿帶凝固影響基層與板的粘結(jié)效果。最后，聚苯板粘貼時應(yīng)采取交錯粘貼的方式，而且靠近窗戶一側(cè)時，應(yīng)與窗戶保持200 mm 以上的距離。粘貼結(jié)束后，適當(dāng)打磨板的外表面，確保外表面平整后均勻涂抹一層約1.6 mm 厚的膠漿，并立即鋪設(shè)網(wǎng)格布。在窗側(cè)、陰陽角等特殊區(qū)域，還應(yīng)進(jìn)行加固處理，以防止網(wǎng)格布脫落[5]。

3.4 屋面保溫隔熱施工技術(shù)

為達(dá)到節(jié)能環(huán)保效果，屋面施工時需要選擇導(dǎo)熱能力和吸水能力弱的保溫材料。

本工程屋面保溫隔熱層施工時，主要由6 層構(gòu)成，分別為：第1，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)層，即屋面混凝土結(jié)構(gòu)；第2，找平層；第3，整澆層，采用細(xì)石混凝土，澆筑厚度為40 mm；第4，防水層，采用3 mm 厚SBS-I 型改性瀝青防水卷材+2 mm 厚非固化瀝青防水涂料；第5，找平層，按1 : 3 的比例配置水泥砂漿，澆筑厚度為20 mm；第6，屋面絕熱板，用40 cm×40 cm×3.5 cm的擠塑聚苯板，鋪設(shè)與粘結(jié)方法基本與墻體相同。

3.5 門窗施工

建筑門窗施工時，不僅要考慮隔音功能與密閉功能，還應(yīng)關(guān)注保溫、隔熱、節(jié)能等諸多方面，只有確保門窗各方面功能均處于最佳狀態(tài)，才能為用戶提供更好的服務(wù)。本項目門窗施工時，不同樓棟采用不同類型與規(guī)格的門窗框架結(jié)構(gòu)，如表3 所示。

表3 各樓棟門窗材料與規(guī)格

所有門窗均由專有工廠加工制造，在運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場時，建設(shè)單位應(yīng)詳細(xì)檢測門窗質(zhì)量、表面及性質(zhì)，判斷是否符合要求。若不符合要求，則應(yīng)由工廠重新制作，或選擇新的加工廠。確保所有門窗均無任何問題后，才可進(jìn)行門窗固定施工。

固定施工過程中，若固定結(jié)構(gòu)為混凝土墻柱，則通過射釘?shù)姆绞焦潭?；若固定結(jié)構(gòu)為磚墻，則采用鍍鋅塑料膨脹螺釘進(jìn)行固定。之后在門窗與固定結(jié)構(gòu)之間填充適量的聚氨酯類嵌縫膏，使結(jié)構(gòu)與門窗能夠有效連接，以提升門窗的牢固性。

為了保證填充效果，需要保證嵌縫膏具有良好的隔音性，而且熱傳導(dǎo)率不能太高。此外，為了防止門窗出現(xiàn)變形的問題，還應(yīng)在嵌縫膏的表面鋪設(shè)一層密封條。

3.6 太陽能技術(shù)

太陽能是現(xiàn)代社會最為常用的清潔能源，具有取之不盡、分布廣泛等特點，很多領(lǐng)域均應(yīng)用了太陽能技術(shù)。本工程利用太陽能技術(shù)設(shè)計了太陽光伏發(fā)電系統(tǒng)，整個系統(tǒng)主要由4 個模塊構(gòu)成。

3.6.1 太陽能電池矩陣

用于對太陽能的采集與轉(zhuǎn)化，通常由多個太陽能電池組件串并聯(lián)而成。每個列陣中均安裝了一個電子開關(guān)，用于控制電池列陣的關(guān)閉與啟動，確保電池列陣能夠根據(jù)現(xiàn)場條件情況自動控制。

3.6.2 蓄電池組

當(dāng)太陽能發(fā)電具有充足余量時，可將這部分余量電能傳輸給蓄電池內(nèi)存儲，以備其他時間段使用。蓄電池組通常根據(jù)建筑實際需求而定，最小值應(yīng)符合建筑供電的基本要求。

3.6.3 控制器

用于控制整個光伏系統(tǒng)，其中包括多種儀表和繼電器。若外界光照充足，則自動控制電池列陣啟動，以采集與轉(zhuǎn)化太陽能，并打開蓄電池的充電電路，將多余電能充入蓄電池內(nèi)。若外界光照不充足，則控制電池列陣關(guān)閉，并打開蓄電池的放電電路，利用蓄電池為建筑內(nèi)部人員的生活與工作提供電能。

3.6.4 逆變器

主要是將系統(tǒng)產(chǎn)生的直流電轉(zhuǎn)化成交流電。電池列陣轉(zhuǎn)化太陽能后，得到的電能通常為直流電，不符合我國的用電要求，因此在系統(tǒng)中安裝一些逆變器與大功率晶體管，確保直流電正常轉(zhuǎn)化的同時降低周圍其他信號的干擾，以提升直流電的轉(zhuǎn)化效率。此外，為了提升系統(tǒng)運行的安全性，本系統(tǒng)中還設(shè)計了1 個控制充放電的保護(hù)電路。

4 結(jié)語

在建筑領(lǐng)域施工過程中，應(yīng)從外墻、屋面和門窗等多個方面著手融入節(jié)能理念，保證整個建筑工程建設(shè)質(zhì)量符合相關(guān)規(guī)定的要求，達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目的，使建筑在人們生活與社會發(fā)展中發(fā)揮更大的作用，實現(xiàn)建筑領(lǐng)域的可持續(xù)發(fā)展。