简析建筑工程施工节能环保技术的应用
2020-02-15要尧
要尧
(榆次区建筑工程质量安全监督管理站,山西晋中 030600)
0 引言
建筑工程行业长期以来一直是高能耗产业,在节能减排与环境保护需求越发严峻的先进,如何利用新型节能技术降低建筑能耗,实现绿色可持续发展是建筑工程领域必须研究的重要课题,对此,我国要加大建筑节能环保技术研发投入,并积极推动新技术的产业化应用,从而全面提升建筑工程环境友好性,为实现节约型社会奠定良好的基础。
1 建筑节能减排面临的主要制约因素
1.1 新型技术与材料投入成本偏高
目前,我国建筑造价成本长期处于高位,特别是在土地资源稀缺的大型城市,成品房价格一直处于上涨趋势,因此控制建筑整体成本造价是很多建筑企业在激烈的市场竞争环境下不得不面临的问题。如果在建筑工程施工过程中采用新型的建筑材料和新的节能环保技术,尽管可以达到节能环保效果,并且能够给建筑用户在后续的使用过程中带来经济收益,但对于建筑商来说,这些节能环保附加收益是无法直接兑现的,反而需要因为采用新材料新技术投入更多的建设资金,根据世界可持续发展小组的研究,绿色环保建筑单位造价要比普通建筑单位面积造价高出2~3 个百分点,这对于经济尚不发达的中国社会来说,很少有人愿意承担一部分成本支出,因此,在某种程度上造成应用推广速度缓慢。
1.2 建筑节能技术尚未成熟
与发达国家相比,我国建筑节能减排技术的发展历史较短,很多核心技术尚未掌握,工程应用实践经验也不多,特别是一些新型的节能技术尚未成熟,比如像太阳能玻璃、光伏薄膜发电等新能源系统的能源转化率依然不高,设备发电效率偏低,导致此类高技术节能产品性价比依然不高,尽管具有很好的节能效果,但难以大批量应用在普通民用建筑上。
1.3 建筑功能和节能减排之间的矛盾
当前,我国高层建筑越来越多,建筑内的人口居住密度很大,包括电梯、空调、采暖、照明、消防等诸多电力负载设备,这些公共电气设施占据建筑能源消耗的30%以上。特别是商场、酒店和一些剧场影院等文化娱乐场所,电气设备能耗更高,比普通民用建筑超出5 倍以上,这一方面是由于建筑固有的功能要求导致的高能耗,但除此之外依然存在建筑追求高档奢华,缺乏节能环保意识造成的能源浪费。
2 建筑施工节能环保技术应用分析
2.1 新型建筑节能环保材料
2.1.1 节能发电玻璃
建筑工程玻璃材料很大程度上影响建筑的保温性能,如果玻璃保温性能良好,且能根据环境温度和室外光线强度起到一定的温度调节作用,对建筑整体的节能降耗效果有非常明显的促进作用。在新型的节能玻璃材料中,光伏发电玻璃是一种全新的新能源材料,与普通玻璃不同,光伏发电玻璃不但具有良好的保温性和密封性,同时还能吸收太阳能进行发电,光能转化效率为15%左右,此外,光伏发电玻璃控制系统可以根据室内温度和光照强度来控制发电功率,一方面保证室内的舒适性,同时能够实现节能减排,是建筑工程未来发展的一项重要环保技术。
2.1.2 保温门窗
建筑门窗的密封性对建筑的能源消耗也有很大的影响,特别是在冬季寒冷,夏季炎热的地区,如果门窗密闭性不好,室内温度将非常容易受到自然环境的影响,从而增加供暖和空调设备负载消耗。传统的门窗主要包括木质结构和钢材结构,容易受环境影响出现形变,特别是钢材窗体容易发生腐蚀生锈现象,导致寿命缩短,密封性下降。新型的保温门窗主要为PVC 塑料酯窗和断桥保温窗两种,PVC 塑料窗体可以减少钢材的使用,受环境影响较小,很难出现腐蚀现象,保温性能也很优良,近年来广泛应用于民用建筑之中。断桥保温窗是在铝合窗上安装聚氯乙烯绝缘条,从而降低铝合金导热系数,提高窗户的隔热性能。
2.1.3 新型密封材料
密封材料的防水密封性能和抗疲劳特性也会影响建筑的保温特性,常用的新型防水密封材料主要分为防水膜、密封条和防水密封涂料几种类型。其中防水膜主要采用有机聚合物如聚氯乙烯膜、三元乙丙橡胶板等,密封条主要有氯丁橡胶、聚氨酯密封条等,防水密封涂料包括改性沥青,高分子有机涂料等,利用防水密封材料,可以提高建筑的密闭性,更好地防止建筑室内和室外的能量交换,减少热(冷)量损失,从而起到节能环保的作用。
2.2 保温与结构一体化施工技术
保温与结构一体化施工技术能够有效实现建筑外墙结构与保温的同步施工,不但能实现建筑的节能降耗需求,同时也会提高建筑工程施工效率,该类技术也可以称作墙体的自保温技术,与传统的墙体与保温分部施工相比,一体化保温墙体注重二者的同步施工,因此在施工技术和工艺流程上存在一定的差异,主要需要满足以下三个条件:①外墙与保温层同步施工,施工过程中要保证保温层外侧混凝土的厚度能够满足建筑结构要求,也可以利用其他无机材料防护层提升保温性能;②一体化施工完成后不需要再进行单独的保温施工即能达到建筑的保温要求;③一体化保温外墙使用寿命要能和建筑整体寿命相一致,从而减少建筑墙体和保温层的后期维修维护成本。当前施工技术中,可以同时满足以上三个条件的施工技术主要有CL 类和IPS 类夹芯保温现浇墙体施工技术,在采用此类技术施工时,需要对保温板侧边进行找平处理,并且需要利用粘性较高的现浇混凝土保证墙体与保温层的整体性,实现保温墙体的一体化施工。
2.3 加气混凝土施工技术
加气混凝土是一种新型的节能环保建筑材料,其机械性能稳定,保温效果良好,且施工工艺简单,并且具有一定的成本优势,具有较高的性价比,是未来在建筑工程领域很有发展前景的一类施工技术。加气混凝土砌块主要由含钙材料、含硅材料和引气剂经粉磨、配料、搅拌、浇注、切割、蒸压养护等工艺制成。蒸压加气混凝土砌块自保温体系是由加气混凝土砌块自保温墙体、支承合理的剪力墙保温处理措施、保温桥梁保温结构措施组成。蒸压加气混凝土砌块自保温系统与工程上常用的外热绝缘系统相比,具有以下优点:①蒸压加气混凝土砌块采用规范化工艺生产,保证了产品质量;②加气混凝土材料上的小孔具有良好的密闭性,防水效果能够满足墙体的密封需求,并且能够有效减少室内与外界间的能量交换,从而实现保温节能效果;③加气混凝土砌块结构属于干法施工,能够有效解决墙体含水率高导致的裂缝,在施工过程中配合砂浆共同使用,可以有效提高墙体热工特性,并且能够同时解决墙面渗漏与裂缝问题;④加气混凝土外墙自保温砌体材料保温性能优异,不再需要单独安装保温层,可以解决传统保温结构无法达到建筑整体寿命的难题;⑤加气混凝土由于不需要额外布置有机保温材料,因此具有很强的阻燃特性,一旦发生火灾时,墙体能够起到隔绝火焰的作用,并且没有污染烟气释放,安全性更强。
2.4 变频驱动技术
在建筑工程中,很多公共设施如电梯、供水设备、暖通空调系统都需要消耗较多电能,如何降低电气负载消耗也是建筑工程节能减排的一个重要方面。随着电力电子技术的发展,变频驱动成为降低电气负载的关键技术,变频驱动技术能够实现电机的平滑启动和变速运行,根据不同工况特点控制电机负载运行在最佳效率区,从而实现节能效果。比如建筑电梯、空调、风机、供水泵类负载均可以利用变频驱动技术能够实现降低能耗30%以上,并且能够有效降低负载对建筑供电系统的冲击,时配电系统更加安全稳定。
3 结语
综上所述,随着我国建立节约型社会的理念不断深入,建筑工程领域的节能环保需求将会越来越明显,目前主要的制约因素主要包括节能技术不成熟以及新型环保材料成本偏高等因素,随着先进的节能环保技术的不断研发和大量应用,技术和成本问题将会得到极大的改善,在具体的应用过程中,可以从新型保温材料、建筑结构和保温一体化设计、建筑电气设备变频驱动以及加气混凝土施工技术等多方面入手,进而不断提升建筑的节能减排环保性能。