建筑節(jié)能工程設(shè)計新材料工藝應(yīng)用

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摘要：可持續(xù)發(fā)展理念自提出以來，得到社會各個行業(yè)的擁護，目前其已經(jīng)深入人心建筑工程項目建設(shè)階段大力強調(diào)綠色、節(jié)能。很多新材料、工藝陸續(xù)被開發(fā)，并用于工程建設(shè)中，取得的效果較為理想，這為建筑節(jié)能工程設(shè)計建成提供了可靠支撐。為更好的滿足新時期社會發(fā)展提出的新要求，應(yīng)不斷完善建筑工程的設(shè)計水平，從多方面使其得到保障。文章在分析建筑節(jié)能理念的基礎(chǔ)上，較為詳細(xì)的探究新材料、新工藝的應(yīng)用情況，以供同行參考。

關(guān)鍵詞：建筑節(jié)能；工程設(shè)計；新材料；新工藝

引言

近些年，在國家政策正確引導(dǎo)及社會經(jīng)濟快速發(fā)展的大背景下，我國建筑行業(yè)實現(xiàn)了蓬勃發(fā)展，人們對建筑工程提出的要求更多樣化、綜合化，此時建筑設(shè)計單位應(yīng)持續(xù)提升自身的專業(yè)水平，確保工程設(shè)計質(zhì)量持續(xù)提升直至符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，獲得較高的收益，實現(xiàn)長效發(fā)展的宏偉目標(biāo)。建筑設(shè)計單位要確立與時俱進的發(fā)展觀念，積極將建筑節(jié)能理念滲透到設(shè)計工作中，結(jié)合建筑項目實況，綜合分析氣候條件、技術(shù)設(shè)備水平、成本以及人力資源配置情況等，科學(xué)應(yīng)用各種新工藝、材料等，力爭設(shè)計出高品質(zhì)的建筑工程產(chǎn)品。

1解讀建筑節(jié)能理念

縱觀我國建筑行業(yè)發(fā)展歷程，不難發(fā)現(xiàn)建筑項目設(shè)計始終將經(jīng)濟效益放置于首位，將建筑項目經(jīng)濟效益產(chǎn)出情況看成是衡量行業(yè)發(fā)展情況的標(biāo)桿，故而千萬百計的提升建筑的經(jīng)濟價值。伴隨科技創(chuàng)新、時代進步及人們思想觀念的扭轉(zhuǎn)，建筑行業(yè)的發(fā)展格局有一定改變，發(fā)展目標(biāo)不單純是提升經(jīng)濟效益，在項目設(shè)計時也考慮了環(huán)境保護、資源節(jié)約等因素，建設(shè)與維護優(yōu)質(zhì)的生態(tài)環(huán)境是當(dāng)下人們關(guān)注的重要內(nèi)容[1]。在建筑項目設(shè)計階段，不管是采用新材料還是新工藝，均要認(rèn)真貫徹落實國家現(xiàn)行的技術(shù)規(guī)定與規(guī)范要求，并組織專家論證其可行性。在正式投用前，也要認(rèn)真落實前期試驗準(zhǔn)備工作，保證其工藝技術(shù)指標(biāo)和本地現(xiàn)實環(huán)境持續(xù)發(fā)展的需求相吻合，為取得較好的施工建設(shè)效果奠定基礎(chǔ)。在具體實踐中，還需給予新舊材料之間對接問題一定重視，測評新工藝或材料使用條件的成熟度，保證以新?lián)Q舊后不會對建筑工程形成負(fù)面影響，比如制約功能發(fā)揮、降低居住舒適度等。針對新材料及工藝，一定要始終秉持謹(jǐn)慎態(tài)度推廣應(yīng)用，最大限度的維護建筑節(jié)能新材料及工藝的客觀性、可執(zhí)行性。

2工程設(shè)計中新材料的應(yīng)用

2.1節(jié)能墻體材料

如果建筑墻體的保暖性較強，那么建筑投用階段能量損失量就會較低，取得較好的節(jié)能效果。將節(jié)能墻體材料用于建筑領(lǐng)域中，對建成節(jié)能建筑起到強大的助推作用。墻體保溫一般是通過內(nèi)、外保溫兩種途徑實現(xiàn)的，外保溫應(yīng)用較廣泛，取得的效果也較理想。在設(shè)計節(jié)能墻體的外保溫性能時，施工方盡量選購那些具有保溫、隔熱、防火多重功能的材料，將其用于墻體施工中，有益于強化墻體自身的熱阻性，削弱建筑外部環(huán)境對內(nèi)部溫度形成的影響，將墻體保溫的功能發(fā)揮到最大化。酚醛泡沫是新一代保溫、防火、隔噪建材，是由熱固性酚醛樹脂發(fā)泡制造而成的，有質(zhì)量輕盈、防火、無毒性、無滴落、使用溫度范圍廣（-196~+200℃）、低溫條件下形體不收縮、隔熱性及抗水性良好等諸多優(yōu)勢，是節(jié)能建筑工程設(shè)計的理想新材料之一。因為酚醛有苯環(huán)結(jié)構(gòu)，故而尺寸相對較穩(wěn)定，變化率＜1.0%[2]。

2.2節(jié)能玻璃幕墻

最近幾年中，人們的經(jīng)濟收入水平有很大提升，針對建筑物提出的要求不只是局限在遮風(fēng)擋雨等日?；疽蠓矫嫔希瑢徝酪笥胁粩嗌仙厔?。為更好的滿足人們提出的個性化需求，玻璃幕墻被開發(fā)制造，該種材料應(yīng)用時通常會配合使用硅酮結(jié)構(gòu)膠，確保密封膠、玻璃及索觸及的配套材料之間有較好的兼容性，取得不但無法取得預(yù)期的密封效果、美觀性，還可能誘發(fā)安全問題?，F(xiàn)如今，節(jié)能玻璃幕墻在建筑工程設(shè)計領(lǐng)域有較高的頻率，但該種新材料應(yīng)用時，需考慮到建筑熱能交換的問題。既往有研究發(fā)現(xiàn)，和建筑墻體相比較，門窗或玻璃熱量交換量大概是其的6~8倍。針對那些傳統(tǒng)的墻體結(jié)構(gòu)，其門窗面積普遍較為窄小，即便門窗的整個傳熱比偏大，但其能傳遞的熱量有限。鑒于以上情況，若建筑工程施工階段大范圍采用玻璃幕墻，那么很可能加速建筑物內(nèi)部的熱量流失過程，室溫跌落速率較快。為應(yīng)對以上情況，在具體設(shè)計中，應(yīng)參照建筑體實際狀況，嘗試采用一些高端技術(shù)與節(jié)能方法，應(yīng)對既往建筑物能量快速流失的問題。當(dāng)下，已經(jīng)研發(fā)出一種叫做“雙層皮”的幕墻結(jié)構(gòu)，其在建筑外窗外部增設(shè)了一層玻璃幕墻，通常其的外層是單玻，內(nèi)層為中空玻璃，兩層間距200mm~600mm[3]。并在各層樓中的外層玻璃上下兩端加設(shè)可調(diào)控的通風(fēng)口。這樣，當(dāng)冬季有太陽光照射時，住戶就可以手動開啟上下兩端的通風(fēng)口，進而使儲留在兩層玻璃之間被陽光“加熱”的空氣流到室內(nèi)，降低建筑采暖能耗；而在炎炎夏日，若有陽光照射，則可開啟外層上下兩端的通風(fēng)口，形成向上流通的氣流，驅(qū)散熱空氣，降低內(nèi)層窗戶外表面溫度，進而間接的降低室內(nèi)溫度，減少空調(diào)系統(tǒng)的負(fù)荷量。如果還能將一道可調(diào)節(jié)的遮陽百葉增加到雙層幕墻的中部，則其舒適度與節(jié)能效果會進一步提高。

2.3節(jié)能屋頂新材料

建筑屋頂節(jié)能設(shè)計情況也和建筑工程節(jié)能效果密切相關(guān)，故而為建成節(jié)能型建筑，提升建筑屋頂?shù)脑O(shè)計水平有很大必要性。建筑屋頂長時間裸露在室外，承受著雨水的侵蝕、陽光的直射與暴曬等，很可能因為氣候條件劇烈改變而影響屋頂?shù)臉?gòu)造，降低其保溫性能，對人們的居住體驗形成不良影響[4]。應(yīng)加強建筑屋頂結(jié)構(gòu)的保溫節(jié)能的設(shè)計，以從較基礎(chǔ)環(huán)節(jié)保障建筑的節(jié)能效果。為提升建筑屋頂?shù)墓?jié)能設(shè)計水平，應(yīng)加大新型隔熱面板材料的應(yīng)用力度，確保屋頂有夏季隔熱、冬天保溫的雙重功能，具體設(shè)計時應(yīng)注意如下幾點：一是把屋頂設(shè)計成隔空型、植物型及淺色系等，其均有益于減輕因太陽光輻射造成的損傷，規(guī)避太陽光線直接照射的情況；二是將一些有保溫、隔熱屬性的面板安置于屋頂，，減少熱量的傳輸?shù)取?/p>

2.4節(jié)能門窗材料

對于一座建筑物而言，門窗通常是隔熱、保溫效果較差的部位，故而應(yīng)提升該處設(shè)計的精細(xì)化水平。通常情況下，若建筑物內(nèi)門窗結(jié)構(gòu)面積偏大，那么建筑采暖能耗量也會相應(yīng)增多，故而應(yīng)精確測算建筑門窗結(jié)構(gòu)面積，合理控制規(guī)格尺寸。為達成建筑節(jié)能設(shè)計的目標(biāo)，盡量選用密封性優(yōu)良的門窗材料，也要選用環(huán)保材料填充門窗縫隙，其在降低室內(nèi)能源耗損量方面發(fā)揮一定輔助作用，例如，可以選用泡沫塑料封條提升門窗的氣密性，減少室內(nèi)溫度流失的情況。結(jié)合建筑工程實際狀況，可以開發(fā)設(shè)計出一套可調(diào)節(jié)的窗簾，規(guī)避夏季強光照射。

2.5加氣混凝土

硅砂或者粉煤灰是該種建材的常規(guī)構(gòu)成，以此為基礎(chǔ)上和水泥混合，歷經(jīng)發(fā)泡、高溫蒸壓、養(yǎng)護等諸多工藝，制造出石灰、石膏或膠結(jié)料等。該種材料的優(yōu)勢主要表現(xiàn)在如下幾方面[5]：一是保溫、隔熱、抗裂及抗?jié)B漏性能較強，以上均是提升建筑節(jié)能效果的重要基礎(chǔ)；二是建筑施工領(lǐng)域采用該材料，砌塊操作時能源損耗量偏低；三是和普通混凝土相比較，加氣混凝土的用量較少，有益于壓縮工程造價成本；四是該種材料的傳熱系數(shù)偏低，故而保溫能力更強，減少建筑物溫度的損失量，能較為有效的控制建筑能耗；五是適用范圍較廣，用于工民建、建筑外墻等諸多領(lǐng)域中均表現(xiàn)出較好效能。

3新工藝在建筑工程設(shè)計中的應(yīng)用

3.1節(jié)能工藝

節(jié)能工藝是一種新科技，是建設(shè)節(jié)能建筑、促進建筑行業(yè)踐行綠色化發(fā)展路線的重要支撐，將其用于工程設(shè)計范疇中，宗旨是將建筑物的能源損耗量降到最低，提升各種資源的利用率[6]。使用該項工藝時，需和建筑實況有機整合，在不影響建筑物功能的基礎(chǔ)上，剖析造成能耗量高的成因，有針對性的改進施工時使用的材料，保證工程建設(shè)質(zhì)量的同時，淋漓盡致的彰顯出綠色環(huán)保的現(xiàn)代化建設(shè)理念。在有效控制建筑能耗費用的基礎(chǔ)上，能規(guī)避出現(xiàn)和建材嚴(yán)重浪費對等的情況?？梢詫⑻柲?、地?zé)崮芄に嚰夹g(shù)用于建筑施工中，將傳統(tǒng)電能裝置取而代之，實現(xiàn)了對可再生資源利用最大化的目標(biāo)，減輕建筑設(shè)計對傳統(tǒng)能源的依賴性，能源使用階段表現(xiàn)出綠色、環(huán)保特征，且還能較好的滿足建筑在供電、供熱等方面提出的需求。

3.2生態(tài)工藝

在建筑工程設(shè)計中采用生態(tài)工藝，主要是為維護生態(tài)自然的穩(wěn)定性、人類身心健康及建設(shè)兩者和諧統(tǒng)一的關(guān)系，在很大程度上也為社會經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展注入能量，還能以建筑物態(tài)為載體呈現(xiàn)出自然和社會之間的差別。生態(tài)工藝的應(yīng)用形式主要表現(xiàn)在如下幾方面[7]：一是因為采用隔熱、保溫材料時，會對建筑室內(nèi)溫度形成不同程度的影響，故而工程設(shè)計極端要選用適宜性高、針對性強的材料，加強節(jié)能綠化工藝方法的應(yīng)用，比如把保溫層安放在防水層上方等，借此方式取得較理想的節(jié)能保溫效果；二是針對樓房的遮蔽陽光等現(xiàn)實問題設(shè)計及處理時，可以依照樓房的現(xiàn)實運用情況科學(xué)布設(shè)，也可以結(jié)合樓房的地理位置，設(shè)計相配套的裝備；三是采用生態(tài)工藝設(shè)計階段，應(yīng)加強自然環(huán)境條件的分析與利用，測評既往工藝技術(shù)的節(jié)能效果，有針對性的作出完善與改進，一方面確保其和當(dāng)下社會整體發(fā)展態(tài)勢相契合，另一方面也確保建筑能源利用的合理性，減少污物的排放量。

3.3智能化工藝

現(xiàn)如今，智能化已經(jīng)滲透到社會多個領(lǐng)域中，建筑工程設(shè)計也要做到與時俱進，加大對智能化控制技術(shù)的應(yīng)用力度。比如，設(shè)計實踐中，照明系統(tǒng)運作階段會耗用大量電能，市面上可供選擇的照明燈具類型、型號繁多，節(jié)能效率有一定差異。為減少建筑照明系統(tǒng)啟用時電能損耗量，設(shè)計人員在確保符合成本控制標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，盡量選擇節(jié)能性優(yōu)良的智能化燈具，該燈具配置的控制系統(tǒng)歷經(jīng)智能化升級、改造后，具備聲控功能，可以結(jié)合用戶真實的照明需求精確調(diào)節(jié)照明強度值。也可將智能化控制用于建筑的溫控系統(tǒng)內(nèi)。大部分智能溫控系統(tǒng)被安設(shè)在室內(nèi)多個空間結(jié)構(gòu)內(nèi)，其能自動感知室內(nèi)空間的真實溫度，精確測量，系統(tǒng)內(nèi)設(shè)定了室內(nèi)舒適溫度區(qū)間，若檢測到室溫發(fā)生明顯波動并超出標(biāo)準(zhǔn)值，則就會有相關(guān)信號反饋到系統(tǒng)的傳感器內(nèi)，系統(tǒng)會自行調(diào)整室內(nèi)空調(diào)設(shè)施，以把室溫調(diào)控在合理范疇中[8]。為規(guī)避高溫條件下溫控裝置傳送出預(yù)警信號的情況，可以在和設(shè)備相距較遠(yuǎn)的內(nèi)墻門旁結(jié)構(gòu)上增設(shè)溫度監(jiān)測傳感器，不僅能控制室溫測量情況，還能檢測到空調(diào)系統(tǒng)的出口風(fēng)溫度，結(jié)合探測結(jié)果精確分析空調(diào)的真實制冷效率，改進溫控過程。該種智能化控制技術(shù)將人力調(diào)控形式取而代之，提升了系統(tǒng)運作過程的安穩(wěn)性，減少建筑運行階段不必要的能耗。

3.4變頻技術(shù)

越來越多的新型電氣設(shè)備被用于建筑工程建設(shè)領(lǐng)域中，且處于不斷改革完善的狀態(tài)中，變頻設(shè)備就是其一。變頻技術(shù)的原理是對直流電進行逆變處理，而后結(jié)合建筑物的現(xiàn)實運行需求，將其轉(zhuǎn)換為頻率存在差異的交流電，也能將頻率有區(qū)別的交流電轉(zhuǎn)換成直流電，在以上過程中，僅有電流的頻率發(fā)生改變，設(shè)備內(nèi)的電能恒定。將該項工藝技術(shù)用于建筑電氣設(shè)備內(nèi)，可以采用轉(zhuǎn)換電流頻率的形式節(jié)約更多電能，這同樣是節(jié)能建筑建設(shè)的基礎(chǔ)工藝類型。把多種變頻設(shè)備裝設(shè)到建筑項目內(nèi)，能動態(tài)化調(diào)控電氣設(shè)備的真實功率，結(jié)合電機的現(xiàn)實運行需求，提供與之相配套的電源電壓。此外，變頻設(shè)備還有過流、過壓保護等功能，以防電氣設(shè)備運轉(zhuǎn)階段發(fā)生空載、負(fù)載損耗等問題，實現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)。

結(jié)束語

在節(jié)能建筑工程設(shè)計階段，加強新工藝及材料的使用，能創(chuàng)造出不可預(yù)估的實用價值，比如推動社會經(jīng)濟平穩(wěn)發(fā)展、改善建筑環(huán)境等。本文對節(jié)能工藝、生態(tài)工藝、智能化控制即變頻技術(shù)等作出分析，且介紹了幾種實用性較強的新材料，為同行選用提供一定理論支持。相關(guān)人員在實踐中也要積極滲透節(jié)能環(huán)保理念，結(jié)合建筑實況科學(xué)選用新工藝及材料等，最大限度的提升建筑功能的節(jié)能效果，造福人類社會。

參考文獻

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作者：張海捷 單位：武漢船舶職業(yè)技術(shù)學(xué)院