簡介：建筑節(jié)能有利于長遠的保障國家能源安全、保護環(huán)境、提高人民群眾生活質量、貫徹落實科學發(fā)展觀。復合墻體節(jié)能是我國的國策,建筑節(jié)能是節(jié)能中的重中之重,應該列為我國建設工作中的重要位置。1996年中國建筑年消耗3.3億噸標準煤,占能源消耗總量的24%,到2001年已達到3.76億噸,占總量消耗的27·6%,年增長比例千分之五;隨著建筑業(yè)的高速發(fā)展和人民生活質量的改善,建筑能耗占全社會總能耗的比例還會繼續(xù)增長。據(jù)有關數(shù)據(jù)顯示,我國當前的房屋建設規(guī)模堪稱世界第一。在每年竣工面積當中,只有五六千萬平方米是節(jié)能建筑,只占6%左右,也就是說有94%屬于高耗能建筑。我國的高層建筑有近七十年的歷史,然而城市中任何建筑都是城市設計、規(guī)劃的一部分,城市設計是一項十分復雜的工作,我國在這方面的經驗不多,而且管理機制尚不健全,往往受一些因素的影響,工作不甚周密和協(xié)調,有待于探索和改進,因此,高層建筑設計仍處在一個不太成熟的階段。
建筑節(jié)能包含兩部分內容,一部分是加強圍護結構的保溫隔熱能力,另一部分就是從供暖、供冷的熱源、輸送渠道及實現(xiàn)方式來節(jié)約能源。一般的房子里, 30%的熱量從窗戶跑掉了。如果選用雙層玻璃,中間再充上惰性氣體,就可在一定程度上阻斷熱量散發(fā)。35%熱量從墻體散發(fā),如采用隔熱材料,增加保溫層,節(jié)能效果就很明顯。
智能化建筑首先要達到節(jié)能的標準和良好的居住舒適度,其次才是家具的智能化和安全保衛(wèi)的智能化。實際上,智能化建筑不一定就是豪華的,但它必須是低能耗的。美國有些智能化建筑造價比普通建筑還低15%,因為它們追求合理的結構,講究實用功能和外觀的簡潔,利用了可回收材料,而不追求豪華裝飾。還可以充分利用地熱泵技術,如冰島等國家,建筑房子時先在地上打兩個洞,通過電泵將地下水循環(huán)起來,為整座房子供熱。惟一耗能的就是電泵。而在丹麥等國,由于地處海邊,太陽能和風能的利用條件得天獨厚,使用熱泵技術時結合風能與太陽能,用風能與太陽能來帶動電泵就可以做到“零能耗”。所以建筑節(jié)能不僅是建筑本身的節(jié)能,且由城市的綜合環(huán)境、氣候條件、總體布局;建筑物的形體變化、朝向;外圍護結構保溫、隔熱的性能;門窗質量等許多綜合性因素構成,因此,高層建筑的節(jié)能首先應為設計者重視。
1.優(yōu)化建筑位置及朝向設計高層建筑的定位
首先應考慮對城市環(huán)境的影響容積率過高很難滿足日照要求,陽光有著巨大輻射能量。據(jù)有關資料分析,地球每年接收的能量有60億億千瓦,這么大能量棄之可惜,從某種意義上講地球本身就是巨大的太陽能接收器,陽光不僅對人的身體健康有著很大影響,對建筑的節(jié)能也有著十分重要意義。城市規(guī)劃應注重應用日照原理,合理的確定建筑位置與朝向,使每幢建筑能接收更多的太陽輻射熱能,因此,建筑的方位與節(jié)能有著直接關系。在確定建筑的方位時首先應考慮環(huán)境情況,按其太陽高度角做出日影響圖,以確定冬季每天的日照時間,建筑南向開窗面積盡可能大些,在滿足采光條件下,北向、東向窗盡可能小些,從而獲得更多的太陽光線,減少熱損失,保持室內舒適的溫度環(huán)境。
2.優(yōu)化圍護結構墻體設計
(1)外墻是圍護結構的主體部分,高層建筑的圍護結構不同于磚石結構房屋,前者是鋼筋混凝土框架或剪力墻結構承重,因此,圍護結構屬于填充材料,為了減輕荷載,達到保溫、隔熱要求,采用輕質高效保溫材料。
(2)高層建筑的圍護墻體不宜采用外側保溫的聚苯乙烯泡沫板,巖棉板等輕質保溫材料。復合墻體由于框架梁拉、剪力墻的嵌入,墻體內容易造成冷橋,是保溫、隔熱的薄弱環(huán)節(jié)。據(jù)測定,高層建筑所出現(xiàn)的冷橋約占整個熱損失的5% ~13%,因此應引起設計者重視,采取有效構造措施盡可能避免產生冷橋。
(3)國外普遍推廣采用混凝土空心砌塊用于高層建筑圍護結構保溫,歐、美各國取得不少先進經驗。某些歐美國家50%左右的建筑已應用多種形式的混凝土空心砌塊。由于混凝土空心砌塊保溫效果好,又具有一定強度,避免了輕質復合材料墻體的一些弊端。
3.影響建筑節(jié)能的其他因素
(1)高層建筑外圍護墻體耗能量較大,占整個建筑耗能的25%左右。建筑的形體變化是建筑外露面積的主要因素之一,體形系數(shù)越大耗能越多。因此,基于能量損耗的考慮,高層建筑的形體變化不宜過多、復雜。
(2)高層建筑的“風環(huán)境”是影響建筑耗能因素之一。在冬季,風力對建筑的熱損失很大,增大冷空氣的滲透量,使室內熱損失加大。由于建筑某些部位處理不當,墻體內部易產生冷凝水。因此,建筑保溫材料的選用,建筑構造的合理性應建立在科學、可靠的基礎上。
4.施工注意事項
(1)加強混凝土養(yǎng)護。不能因為摻了膨脹纖維而放松對混凝土的養(yǎng)護,膨脹纖維防水劑在混凝土早期養(yǎng)護過程中必須有充足的水分,才可以發(fā)揮作用,為了充分發(fā)揮膨脹纖維防水劑的補償收縮作用,潮濕環(huán)境下的養(yǎng)護時間不少于14 d;
(2)適當延長混凝土攪拌時間,膨脹纖維混凝土與普通混凝土的施工工藝相差不大,但由于加入了聚丙烯纖維,為保證它們在混凝土中的均勻分散,攪拌時間比普通混凝土適當延長90 s,但不宜攪拌時間過長,否則會損壞纖維;
(3)重視振搗。加入膨脹纖維,并不改變混凝土的施工工藝,混凝土一定要振搗密實,不能過振或漏振,杜絕出現(xiàn)蜂窩、麻面;
(4)加強抹面。當混凝土初凝后,終凝前進行二次抹壓收光,使混凝土的面層再次達到密實,同底部結合牢固,整個抹壓時間控制在混凝土終凝前完成。
在混凝土中摻入膨脹纖維,配制成膨脹聚丙烯纖維混凝土,不僅能顯著提高混凝土的抗裂、抗?jié)B性能,還能增加混凝土的抗沖擊、抗彎曲、耐磨、延性、韌性、抗疲勞等性能,膨脹纖維混凝土不僅用于土建工程,還可用于市政工程的水廠、污水處理廠、道路橋梁等,應用前景非常廣闊。
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