基于節能降耗理念分析建筑施工中節能技術的應用*

張伍鐘

(甘肅省集成裝配式建筑產業發展有限公司 蘭州 730000)

建筑節能技術是指節約能源,提高能源利用效率的一系列技術措施和組織形式。隨著社會經濟的發展,人們對節能減排越來越重視,將節能環保技術應用在建筑工程中,以實現可持續發展目標。同樣,對于建筑企業來說,也要不斷地提升自身的施工技術水平,積極采取各種有效措施來降低能耗,減少環境污染,從而促進我國建筑行業健康、快速的發展。

1 應用節能技術的意義

隨著綠色環保理念的不斷深化,節能技術成為建筑行業發展過程中需要重點關注和研究的問題。節能技術包括太陽能利用技術、建筑圍護結構保溫隔熱技術、通風降溫技術以及新型建筑材料等,在建筑工程中應用節能技術可以有效減少能耗,提升建筑功能和質量,為人們營造更加舒適、健康、安全的生活環境。對于建筑企業而言,利用節能技術是其實現可持續發展戰略的重要措施之一,也是促進自身經濟效益提高的主要手段,更是推動行業進步與發展的有力保障[1]。中國已經進入到新常態階段,經濟增長方式由粗放型向集約型轉變,這對建筑產業提出了更高要求。為了滿足社會需求,必須要加大建筑節能力度,通過合理選擇施工技術及施工工藝來確保建筑工程建設水平得以全面提升,從而降低能源消耗,達到保護環境、節約能源的目的。此外,節能技術還能提高空間的利用率與合理性,有利于緩解能源緊缺的現狀。天然氣供暖技術解決了傳統采暖模式下存在的諸多弊端,不僅能夠保證室內溫度恒定,且具有較好的經濟性。節能技術作為一種高效節能、環境友好型技術手段被廣泛應用于建筑施工領域,并取得良好成效。

2 基于節能降耗理念建筑節能技術的具體應用

2.1 太陽能建筑技術的應用

太陽能建筑技術是指應用于建筑物的各種形式的太陽能利用系統。它與傳統能源相比具有清潔,可再生等特點,可在不增加投資和運行費用的條件下,有效地提高建筑的熱舒適性及節能效果。如圖1。太陽能的環保節能功能較多,特別是其自身所特有的光電轉換效率高,無二次污染,易于安裝維護等優點,使其成為最有發展前途的綠色建筑之一。然而,由于受天氣因素影響較大,太陽能集熱器對太陽輻射強度變化較為敏感,因此如何實現最大限度地光熱利用,同時又保證集熱場設備穩定可靠的工作狀態已成為研究人員關注的重點問題。

圖1 建筑中太陽能技術的應用

在設計過程中除了考慮集熱效率外,還要兼顧成本效益比以及后期維護性。太陽能技術的采暖與供熱功能,主要集中于集熱管及其附件,集熱器性能直接決定著整個太陽能系統的能耗大小和效率高低[2]。而在實際使用過程中,由于受到太陽輻射等自然條件的影響,不可避免地會產生諸如:溫度不均,冷熱交替現象嚴重,甚至出現“爆管”“漏水”等故障,給用戶帶來很大不便。為此,有必要建立一套完整的集熱系統可靠性評估體系,為太陽能供暖和供冷提供科學的理論指導和技術支持。例如:其一,針對目前國內太陽能集熱器選型方法單一,不能準確反映不同季節,不同環境條件下集熱器性能差異的情況。本文提出了基于模糊綜合評判法進行集熱器優化選擇的思路,采用層次分析法確定各指標權重,并根據專家評分結果將待選參數按重要性程度排序,進而得到集熱器最佳設計方案。其二,設計過程中,需要考慮諸多不確定性因素,如日照長度,環境溫度,風速風向,晝夜溫差等等。這就要求設計人員必須具備豐富的工程實踐經驗和嚴謹的科學態度,結合本地區氣候特征,從多個角度全面分析各種因素對集熱效率的影響,從而確保合理可行。其三,在運行管理方面,要及時掌握集熱器運行狀況,及時發現存在的問題并加以解決,另外還需制定相應的應急預案以保障生產安全,做到防患未然。太陽能的使用對于建筑物而言,一方面可以節約能源,提高能源利用效率,另一方面能夠有效地改善居住環境,減少建筑污染物排放。對于技術的選用,可以根據不同地區氣候特點選取適宜的集熱器型號。北方地區的冬季氣溫低,夏季高溫高濕,且全年光照時間較短,因此應盡量利用太陽輻射能加熱室內取暖。南方則相反,應充分利用室外充足的陽光資源,適當增加日照時數。此外,在日常維護上也應予以高度重視,定期對集熱面表面清潔消毒,保證其清潔度,延長使用壽命。

2.2 高效保溫墻體的應用

高效保溫墻體材料是指在普通混凝土結構的房屋中,為提高建筑物圍護結構對太陽輻射熱和室內采暖熱量的有效利用率而采用的各種新型建筑材料。在具體施工中,可采用蒸壓粉煤灰添加混凝土塊及外加劑配制成復合砂漿或混合砂漿(即蒸壓加氣混凝土),其特點是具有良好的隔熱效果。同時還可以減少水泥用量并降低工程造價。目前國內外建筑保溫材料主要有聚苯板、硅酸鈣板等,其中聚苯板由于具有輕質高強、隔音隔熱以及價格低廉等優點成為最常用的建筑外墻保溫材料之一[3]。保溫墻體材料的應用必須按照節能標準要求計算,從技術層面上保證建筑節能設計的合理性。硅藻土具有良好的生物活性以及吸附性等特點,其本身也是一種較好的微生物載體,將其應用到外墻保溫材料當中,可以提高外墻保溫系統的整體質量水平,并且能夠有效地防止建筑垃圾對環境造成破壞。保溫墻體材料的應用方法如下:其一,通過現場檢測確定墻體內部溫度。根據所選保溫墻體材料性能試驗結果,選擇相應的無機膠凝材料,再經過一系列工藝過程制備出符合使用要求的硅酸鹽礦物摻合料,然后與一定量的水按一定比例拌和均勻后進行抹面。其二,用紅外熱成像儀測試該墻體材料表面溫度分布情況,分析得出墻體內部不同部位表面溫度變化規律,據此判斷墻體各部分是否滿足節能的要求。其三,在上述工作基礎上進一步研究該墻體材料的導熱系數與含水率之間的關系,推導出該墻體材料表面最大熱流密度計算公式,以此來衡量墻體內部散熱狀況,從而達到評價墻體內部傳熱能力的目的。

2.3 新型玻璃材料的優點和應用

低輻射鍍膜玻璃是綠色節能環保裝飾材料的一種,具有一定環保性,其特點如下:

一是作為是在室內采光方面有一定優勢。二是具有良好的隔音保溫性能,可以有效地減少噪音污染和降低空調能耗,從而實現節能環保的目的。三是從外觀上來看,該產品沒有明顯的圖案或花紋,整體呈半透明狀,色彩豐富,質感細膩,且表面平整光滑,無凹凸紋理。四是該產品不含任何化學有害成分及有毒物質,屬于環保型建材。低輻射鍍膜玻璃的生產工藝包括真空鍍技術,低溫等離子噴涂技術等,其中真空鍍技術工藝簡單,生產成本低,且鍍膜均勻性好。在低輻射鍍膜玻璃實際應用中,施工人員可根據建筑結構形式選擇合適的施工方案進行安裝。低輻射膜層與基材之間的粘接強度較高,一般不會產生開裂現象,并且能提高其耐候性,延長使用壽命。此外,由于低輻射膜層自身具有較強的抗老化能力,能防止紫外線對人體造成傷害,同時還具備優良的隔音性能。

2.4 地源熱泵技術

所謂的源熱泵技術是指通過安裝在建筑物地下的脈管系統將地熱能轉換為電能,以達到制冷、制熱或供熱目的[4]。如圖2。它與傳統空調相比具有節能環保等特點。地源熱泵技術原理為:利用土壤中蘊藏著的冷量(即土壤溫度),使之轉化為水,然后由水泵抽入到換熱器內進行熱交換,從而實現對冷熱源地提供。由于室外氣溫變化較大,熱泵機組要根據外界環境溫度調節工作狀態。目前國內外應用最為廣泛的是單級式和兩級式地源熱泵,其中,單級式系統主要有U 型管型和平行流管型兩種形式,而兩級式系統則包括了直埋管式和水平多盤螺旋形這兩大類結構型式。施工前,通常都要對工程所在區域環境及地質情況作詳細勘察并做好相關資料記錄。按照圖紙要求進行設備選型及管道鋪設,同時還應考慮是否滿足規范規定的各項指標以及各部件的連接方式。施工過程中還要注意檢查設備運行狀況、管線敷設質量、基礎穩定性等方面問題。對于設計人員而言,應全面了解地源熱泵技術及其發展歷史,掌握其基本原理和基本組成。對于施工人員而言,不僅要會使用地源熱泵技術,還需具備相應的專業知識,才能更好地指導實際工程的實施。施工結束后,對整個項目運行數據進行收集整理,繪制完整的工程進度圖和竣工結算書,以此來判斷該項技術的可靠性和經濟性,確保工程質量合格,安全順利完工[5]。

圖2 地源熱泵技術

2.5 優化綠色節能環保裝飾材料工藝設計

對于建筑裝飾工程來講,優化綠色節能環保裝飾材料的工藝設計具有十分重要的意義。其工藝設計需要根據綠色節能環保裝飾材料的特性進行設計調整,這樣才能夠保證建筑裝飾施工效果,同時也能降低施工對環境造成的污染。

從以下幾個方面進行優化:

(1)提高綠色節能環保裝飾材料使用技術,使其達到更高層次質量要求,從而減少資源與環境造成的影響。

(2)充分發揮綠色節能環保裝飾材料的優勢特點,通過優化綠色節能環保裝飾材料的工藝設計實現性能與實用性相結合。

(3)結合我國建筑行業發展特點,拓寬綠色節能環保裝飾材料使用領域與范圍。其次,對于目前行業內較普遍存在的室內溫度控制問題,需通過設計與優化裝飾材料實現調節,減少材料本身造成的使用性能差異。

(4)從設計、材料、設備等方面綜合考慮各項條件是否符合當前建設工程技術標準等要求,再次明確設計指標或設計范圍內[6]。制定嚴格可靠安全、環保、質量性能指標要求和技術手段,并實施考核評估制度。使每個環節都符合規范要求。

3 結語

人們對居住環境的要求也在不斷提高。傳統的涂料、膠粘劑、涂料等傳統建材已難以滿足現代建筑的需要。節能技術的出現及發展為建筑施工提供了新方法和新思路,尤其是近年來隨著“低碳經濟”概念的提出和綠色建筑理念的深入推廣,使得建筑節能成為當前建筑行業研究的熱點課題之一。未來發展中,綠色建筑材料將逐漸取代傳統建筑材料,并逐步占據主導地位。為促進其更好地發展,技術人員必須從材料本身入手,尋找適合于新型墻體材料的生產工藝與配方,以實現建筑節能的目的。