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民用建筑新型建筑材料节能用法

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[摘要]绿色建筑技术及理念要求的持续提升,客观推动了新型建筑材料的出现和应用,尤其是节能方面。基于此,本文以新型建筑材料在民用建筑外墙中的应用方式作为切入点,给予简述,再以此为基础重点论述民用建筑外墙中新型建筑材料的节能做法,包括保温,散热做法等,并对其他关键技术进行补充论述,最后结合工程实例对上述理论进行说明。

[关键词]新型建筑材料;民用建筑;夹层式;内外保温

新型建筑材料是区别于传统的砖瓦、灰砂石等建筑材料,行业内将新型建筑材料的范围作了明确的界定,即新型建筑材料主要包括新型墙体材料、新型防水密封材料、新型保温隔热材料和装饰装修材料四大类。就民用建筑外墙而言,牵涉到的主要新型材料包括新型墙体材料、新型保温隔热材料等种类,针对其节能做法进行分析具有突出意义。

1新型建筑材料在民用建筑外墙中的应用方式

1.1夹层式

夹层式是最早应用于民用建筑外墙的一种节能技术,在新型建筑材料出现后,这一技术出现了更多的革新,性能也更加突出。较为典型的是高分子材料保温设计,将苯板等热容量大,导热性能较差的新型建筑材料作为夹层,放置于民用建筑的外墙中,可显著降低热量的流失率,使室内外的热量交换被阻断,保持室内温度的适宜,该技术下,单位面积热量流失率仅相当于砖瓦/混凝土结构的5.2%,相当于木质结构的15.3%,相当于玻璃结构的6.9%,降低了单位空间取暖能耗,有效实现了节能[1]。

1.2中空式

中空式对新型建筑材料的要求相对不高,可分为中空散热设计和中空保暖设计两种,均可以实现民用建筑外墙的节能。散热方面,以新型蜂窝状墙体材料为例,该类材料中存在一些均匀分布的小气孔,这些小气孔排列规律,不影响墙体的承重性能,同时以管道和与室内外联通,在存在散热需求时,以小型风机推动空气的循环,加速内外能量交换,降低室内温度。保温方面,以镂空分子材料和传统材料为主,利用空气介质散热性能稳定的优势,避免能量快速交换,使温度能够得到保持,同样可以实现节能。

1.3混合式

混合式是指多种新型建筑材料综合应用于民用建筑外墙中,主要作用则是通过可控手段加快,降低能量交换,或者通过其他手段控制能耗,始终保持室内环境的宜居性,一般混合应用的新型建筑材料包括分子材料、可拆卸材料等。如预装配剪力墙和墙体夹层,前者可以降低装修和室内布局改变造成的资源,资金消耗,实现直接节能,在墙体中布置的分子材料夹层,可以用于散热,也可以用于保温,与预装配材料混合应用,进一步实现了民用建筑外墙节能[2]。

2民用建筑外墙中新型建筑材料的节能做法

2.1内外保温做法

民用建筑外墙中,新型建筑材料的节能做法较为多样,最初得到重视,技术最成熟的则是内外保温做法。以内保温做法为例,选取厚度在5~12cm左右的苯板,可加工为1.2*1.5m,1.2*1.2m,0.8*1.2m,0.8*0.8m等多种规格,完成外墙内部的建设后,利用胶凝材料,如泡沫剂、水泥浆等,进行外墙内部的涂刷,之后自下而上进行苯板的粘贴,要求所有苯板之间紧密连接,缝隙不得大于0.2cm。完成粘接后,在进行建筑外墙外侧建设,允许墙体材料与苯板之间存在0.5~2.5cm的间隙。完成基础施工后,对可能存在的较大缝隙进行检查和封堵,尤其是墙体的拐角位置,应作为重点,避免出现墙体“风口”。外保温做法主要指外挂式外保温技术,新型外保温板材为主要材料,该材料具备整体性能强、施工简单、和各种外墙材料相符合的特点,使用专用的固定件以及粘结砂浆,将保温材料直接粘贴到建筑物外墙中,涂抹抗裂砂浆,压入玻璃纤维网格布,以此实现保温节能。苯板夹层外墙做法如图1所示。

2.2内外散热做法

内外散热做法近年来在我国南方地区得到了更为广泛的重视,内散热强调空气的高速流通,外散热强调材料的热量交换率,实现能量的快速交换,借以辅助室内降温。如上文所说的中空高分子材料,可作为外墙散热的主要新型材料。以若干小块材料组成墙体,借以提升墙体的承重能力,同时采取交错排布的基本工艺,使墙体在具备基本性能的同时,可以从多个角度进行热量交换。外墙的内散热,即对材料存在要求,也对施工工艺存在要求。在应用该技术进行外墙设计时,强调以高分子材料的突出性能保证墙体基本功能,之后强调多项工艺的综合运用在外墙墙体内部加设通风/循环设备、管道、封闭水管等,室内热量持续进入墙体后,启动通风/循环设备,利用管道通过空气和水的闭路循环,使热量的交换速度得到提升,最终实现热量高效率交换,辅助室内降温和节能。

2.3其他关键技术

在现代建筑中,为求实现节能,新型建筑材料和技术的应用越发广泛,其中相当一部分直接与外墙相关,如外门窗。传统的民用建筑围护结构外门窗的绝热性能不高,很多热量随金属门框散失,外门窗产生的消耗量在我国整个建筑维护结构能耗中占据一半左右。现代技术条件下,以新型复合材料为主的门窗得到了更多重视。通过新型材料加强外门窗的保温隔热性能,可减少门窗消耗,避免建筑室内发生热量流失现象,从而在一定程度上提升建筑节能质量。较为典型的是以复合材料门窗框取代传统门窗,以双层设计进一步提升保温节能效果。复合材料门窗框施工工艺与传统工艺相同,双层设计强调设置两层门窗,利用两层门窗中间的空气进行热交换的控制,从而控制热量散失率。

3实例分析

3.1工程概况

2015年,某地进行工程建设,对象目标为两栋居民楼,均为多层建筑,1号楼共8层,高29.4m,占地面积453.3m2;2号楼共9层,高33.7m,占地面积461.5m2。两栋建筑地处北纬39°9',冬季温度较低。为提升建筑宜居性,同时实现能耗控制,建设方与施工方进行了交流沟通,拟通过外墙保温的方式进行能耗控制,并大量应用了新型建筑材料,包括苯聚合板、轻质干挂式外墙保温装饰挂板、彩钢波浪板等。工程工期12个月,如期完工后,技术人员对其冬季能耗水平进行了综合评估,并与其他周边同等建筑进行了对比。

3.2结果分析

以每日取暖能耗、单位面积能量损失作为主要指标,相关评估结果和对比结果如表1所示。结果上看,在外墙中应用新型建筑材料,建筑每日取暖能耗、单位面积能量损失均明显低于传统建筑,体现了新型建筑材料应用于外墙中的积极价值。

4结语

综上,现代建筑的性能较以往出现了很多变化和提升,更加强调宜居性和能耗控制,这为新型建筑材料的应用和外墙节能提供了思路。新型建筑材料在民用建筑外墙中的应用方式包括夹层式,中空式,混合式等,做法则牵涉到外保温做法、内保温做法以及其他技术的应用,可以实现建筑性能的保证和持续优化。实例分析证明了相关理论,可作为参考,持续推广于后续建筑外墙建设工程中。

参考文献:

[1]郭超月.基于人体热适应需求的建筑外墙热工设计方法及关键参数研究[D].西安:西安建筑科技大学,2016.

[2]吕强,阮鑫,张锋涛.新型节能环保外墙材料在西京学院建筑改造中的应用[J].建设科技,2017,(12):52-53.

作者:吴先炎 单位:湖北天达建筑实业有限公司

民用建筑新型建筑材料节能用法责任编辑:张雨    阅读:人次