建筑節(jié)能材料論文
建筑節(jié)能材料是建筑節(jié)能工程中重要的組成部分,其性能的優(yōu)劣直接影響著工程保溫節(jié)能效果的好壞。下文是學(xué)習(xí)啦小編為大家搜集整理的關(guān)于建筑節(jié)能材料論文下載的內(nèi)容,歡迎大家閱讀參考!
建筑節(jié)能材料論文下載篇1
淺析建筑節(jié)能材料與應(yīng)用技術(shù)
【摘 要】隨著經(jīng)濟(jì)能源問(wèn)題的日益的突出,建筑節(jié)能這一領(lǐng)域逐漸的引起更多的關(guān)注。建筑材料作為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè),經(jīng)過(guò)50多年的發(fā)展如今已成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要組成部分,而開(kāi)發(fā)、利用節(jié)能建材是促進(jìn)這一產(chǎn)業(yè)持續(xù)健康發(fā)展的根本保證。文章從建筑節(jié)能材料的概念和我國(guó)節(jié)能材料的應(yīng)用與發(fā)展現(xiàn)狀入手,重點(diǎn)論述了節(jié)能型材料與技術(shù)應(yīng)用。
【關(guān)鍵詞】建筑節(jié)能;材料;技術(shù);可持續(xù)發(fā)展
當(dāng)今世界經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展對(duì)能源的消耗提出了重大的挑戰(zhàn),為此我國(guó)提出了可持續(xù)發(fā)展的模式,即資源使用要滿(mǎn)足當(dāng)代人的需求,同時(shí)又不危及后代的使用。它強(qiáng)調(diào)資源能源的低消耗、高效利用率以及有節(jié)制的使用不可再生資源。在所有的能源消耗中,建筑能耗占據(jù)了30%的份額,因此大力發(fā)展建筑節(jié)能是關(guān)乎國(guó)家經(jīng)濟(jì)、社會(huì)持續(xù)健康發(fā)展的一個(gè)重要內(nèi)容。
1 建筑節(jié)能及節(jié)能材料基本概念分析
建筑節(jié)能這一概念在國(guó)外的發(fā)展經(jīng)過(guò)了三個(gè)主要的發(fā)展階段,分別是建筑節(jié)能(Building energy-saving)、在建筑中保持能源(Building energy conservation) 以及提高建筑的能源利用率(Building energy-efficiency)。雖然我國(guó)建筑節(jié)能的起步較晚,但是從現(xiàn)在的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看,應(yīng)該屬于第三階段,即提高建筑的能源利用率這一層面。建筑節(jié)能有著廣義與狹義之分,廣義的建筑節(jié)能是指在建筑日常消耗的各個(gè)方面,例如空調(diào)、供暖循環(huán)供應(yīng)、家用電器以及照明等方面采取節(jié)能措施;而狹義的建筑節(jié)能只是在建筑物的施工過(guò)程中對(duì)各構(gòu)成部件和行為活動(dòng)所消耗的資源進(jìn)行必要的控制。
目前建筑節(jié)能的主要方式是通過(guò)采用與普通建筑材料不同的高效保溫隔熱材料,如膨脹聚苯板、砂加氣砌塊、頁(yè)巖空心磚等,在建筑物外墻、屋面等部位采取相應(yīng)的節(jié)能措施,通過(guò)減少外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)或者加大熱阻系數(shù)達(dá)到節(jié)能的目的,這是目前建筑節(jié)能的主攻方向。還有一種方式是通過(guò)利用太陽(yáng)能、地源熱泵、中水循環(huán)等新技術(shù),充分調(diào)用這些清潔能源、可再生能源來(lái)參與維持建筑物的日常能源消耗,從而減少電力、燃?xì)獾瘸R?guī)能源消耗以達(dá)到節(jié)約能源的目的,但是目前還沒(méi)有大面積普及。
建筑節(jié)能材料就是可以降低建筑物能源消耗的建筑材料,通過(guò)材料特性的改變達(dá)到建筑節(jié)能的目的。其一方面可以更長(zhǎng)時(shí)間的保持建筑物內(nèi)部空間所需的熱、冷環(huán)境,同時(shí)也可以阻隔外部能量的進(jìn)入,從而達(dá)到節(jié)能的目的。這一類(lèi)材料按用途可以分為保冷材料與保溫材料兩類(lèi),按性質(zhì)還可分為有機(jī)材料、無(wú)機(jī)材料、金屬材料等。
2 節(jié)能型材料與新技術(shù)應(yīng)用
2.1外墻保溫技術(shù)及節(jié)能材料
由于外圍護(hù)結(jié)構(gòu)中外墻表面占有很大的比例,并且通過(guò)外墻外表面所消耗掉的能源較多。為此外墻節(jié)能技術(shù)發(fā)展是建筑節(jié)能的重要環(huán)節(jié),相應(yīng)的建筑外墻保溫技術(shù)及節(jié)能材料的研究也成為重點(diǎn)。外墻節(jié)能保溫從施工工藝方法上主要分為兩類(lèi),外墻外保溫技術(shù)和外墻內(nèi)保溫技術(shù)。由于外墻內(nèi)保溫技術(shù)存在占用室內(nèi)空間、影響二次裝修,且在使用相同尺寸、規(guī)格和性能的保溫材料的前提下,外保溫墻體要比內(nèi)保溫墻體具有更好的節(jié)能效果,因此目前應(yīng)用最為廣泛的是外墻外保溫方式。但隨著新型節(jié)能材料的不斷涌現(xiàn),外墻內(nèi)保溫技術(shù)的研究也取得了新的進(jìn)展,現(xiàn)已編制完成《外墻內(nèi)保溫工程技術(shù)規(guī)程》(JGJ/T261-2011)。
目前比較成熟的外墻保溫方式主要有以下幾類(lèi):
(1)膨脹聚苯板外墻外保溫系統(tǒng)。這種保溫系統(tǒng)是通過(guò)采用聚苯板(EPS、XPS)做為保溫材料,利用膠粘劑、錨栓等材料將其固定于建筑外墻表面,再在聚苯板表面涂抹抹面膠漿、抗裂砂漿等罩面材料同時(shí)壓入耐堿玻纖網(wǎng)格布,表面涂刷底漆面漆等而形成的外墻外保溫系統(tǒng),是目前被大眾廣泛認(rèn)可的外墻保溫技術(shù),但隨著防火標(biāo)準(zhǔn)的提高,對(duì)這種材料進(jìn)行改性來(lái)提高其阻燃性能已勢(shì)在必行,否則將有被淘汰的危險(xiǎn),目前已開(kāi)發(fā)了巖棉、酚醛泡沫板等高阻燃材料來(lái)替代這種聚苯乙烯材料,但技術(shù)還不成熟。
(2)砂加氣保溫墻體,即采用砂加氣混凝土砌塊砌筑成型的外墻自保溫墻體,該墻體避免了保溫層與墻體不同壽命的缺點(diǎn),且價(jià)格便宜、維修方便,具有質(zhì)量輕、保溫隔熱性能好、隔聲效果好、A級(jí)不燃、耐沖擊性能好、施工便捷和便于各種外飾面處理等優(yōu)點(diǎn),已在大量建筑中得到應(yīng)用,如果能進(jìn)一步降低砌塊的導(dǎo)熱系數(shù),則前景非常好。
(3)干掛式墻體保溫,這種保溫方式在國(guó)外較常見(jiàn),一般方式為將保溫材料固定于龍骨架內(nèi),外面再干掛石材、金屬板等裝飾板材,施工方便,且兼顧美觀。
工程中最為常見(jiàn)的絕熱保溫材料主要有泡沫混凝土、巖棉板、砂加氣保溫砌塊、膨脹聚苯乙烯泡沫塑料板、建筑保溫砂漿、玻璃棉氈等。以上絕熱保溫材料的共同特點(diǎn)是材料內(nèi)部具有大量的封閉空隙,質(zhì)地較松散,同時(shí)表觀密度較小,而這些性能也是保溫材料所必需的。
2.2屋面保溫與材料選擇
建筑屋面?zhèn)鳠崴l(fā)的能量損失只占建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱損失的9%,但對(duì)頂層住戶(hù)的居住環(huán)境的舒適度有著較為顯著的影響。因此,加強(qiáng)建筑物在屋面保溫方面的性能是改善頂層居住環(huán)境的重要措施。過(guò)去采用的傳統(tǒng)屋面保溫技術(shù)具有熱量損失多、保溫性能差、施工困難、搬運(yùn)費(fèi)時(shí)費(fèi)力、需要設(shè)置排氣孔、隔氣層、施工條件苛刻以及工期長(zhǎng)的特點(diǎn),而且保溫層在使用中容易老化,需要定期的翻修。同時(shí)由于常規(guī)的保溫材料均為非憎水性,例如水泥蛭石、膨脹珍珠巖以及礦棉等,這種材料在吸水后,其導(dǎo)熱性能就會(huì)急劇的增加。而倒置式屋面采用的是吸水率低的保溫材料,避免了因保溫層大量吸水而帶來(lái)的一系列問(wèn)題。
倒置式屋面作為一種新型的節(jié)能屋面的保溫形式,特別是隨著新材料的研發(fā)以及科技的進(jìn)步,模塑聚苯乙烯、聚氨酯等新型保溫材料被應(yīng)用于屋面保溫設(shè)計(jì)。使用這種材料作為倒置式屋面設(shè)計(jì)的原材與普通的屋面相比具有明顯的優(yōu)勢(shì):避免了浪費(fèi),且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單;省去了屋面的排氣系統(tǒng),避免了防水層被侵蝕,也避免了紫外線(xiàn)、熱應(yīng)力以及其它因素可能造成的破壞。 同時(shí)由于這種材料具有較好的抗壓性以及保溫隔熱性。例如,使用模塑聚苯乙烯或聚氨酯作為保溫層,其的壽命可以與建筑物的壽命相比,而且施工中可以用電熱絲或常規(guī)切割工具對(duì)原材進(jìn)行加工、切割或直接噴涂,使得施工更加的方便快捷。
2.3 節(jié)能門(mén)窗
當(dāng)今門(mén)窗的制造已經(jīng)從過(guò)去單一的木制、鋼制或者鋁合金等發(fā)展到鋁合金與塑料的復(fù)合、鋁合金與木材的復(fù)合以及玻璃鋼等新型的門(mén)窗型材。而目前市場(chǎng)上主要的節(jié)能門(mén)窗為斷熱鋁合金和塑料門(mén)窗。由于門(mén)窗比屋面及墻體的保溫性能差,同時(shí)加上日常使用中的頻繁開(kāi)啟,使其成為影響建筑物能耗的主要因素。尤其是窗玻璃在窗框面積比中所占比例很大,應(yīng)做為節(jié)能的重點(diǎn)對(duì)象。目前市場(chǎng)上的節(jié)能玻璃主要有以下幾種:
2.3.1 真空玻璃
真空玻璃是繼單片玻璃、中空玻璃之后的第三代玻璃產(chǎn)品,主要原理是將兩片平板玻璃四周密閉起來(lái),將其間隙抽成真空并密封排氣孔,兩片玻璃之間的間隙為0.1-0.2mm,真空玻璃的兩片一般至少有一片是低輻射玻璃,這樣就將通過(guò)真空玻璃的傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射方式散失的熱量降到最低,其工作原理與玻璃保溫瓶的保溫隔熱原理相同。真空玻璃是玻璃工藝與材料科學(xué)、真空技術(shù)、物理測(cè)量技術(shù)、工業(yè)自動(dòng)化及建筑科學(xué)等多種學(xué)科、多種技術(shù)、多種工藝協(xié)作配合的碩果。
2.3.2 中空玻璃
中空玻璃是采用鋁間隔條、暖邊間隔條等材料將兩片玻璃密封,在玻璃中間保有干燥空氣或者氬氣、氦氣等惰性氣體,由于氣體的導(dǎo)熱性能較低,可以達(dá)到保溫的目的。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)比,充入氬氣的中空玻璃具有最好的保溫性能以及經(jīng)濟(jì)可行性,目前應(yīng)用范圍較為廣泛。
2.3.3 鍍膜玻璃
鍍膜玻璃也稱(chēng)反射玻璃,是通過(guò)在玻璃的表面涂鍍一層或多層金屬、合金或金屬化合物薄膜,以達(dá)到改變玻璃反射系數(shù)、透射系數(shù)等光學(xué)性能來(lái)實(shí)現(xiàn)保溫的目的,當(dāng)然也可以與中空玻璃或者真空玻璃相配合使用。近年來(lái)發(fā)展的低輻射鍍膜玻璃,對(duì)于可見(jiàn)光(380nm――780nm)有著很好的通透性,從而保證了室內(nèi)明亮度,同時(shí)又通過(guò)對(duì)紅外光的高反射率達(dá)到保溫節(jié)能的效果。鍍膜玻璃按產(chǎn)品的不同特性,可分為以下幾類(lèi):熱反射玻璃、低輻射玻璃(Low-E)、導(dǎo)電膜玻璃等。
2.4 新能源技術(shù)的應(yīng)用
在這個(gè)能源日趨緊張的時(shí)代,節(jié)能意義尤為的重要,但同時(shí)應(yīng)注意新型能源的開(kāi)發(fā)利用。目前較為成熟的有太陽(yáng)能技術(shù)和地源熱泵技術(shù)。太陽(yáng)能技術(shù)發(fā)展到今天,其應(yīng)用技術(shù)已經(jīng)逐漸的趨于成熟,無(wú)論在商業(yè)的性?xún)r(jià)比還是在技術(shù)上的集熱效率方面都已經(jīng)具備了大規(guī)模推廣的條件。但是在實(shí)際的使用中,要達(dá)到與住宅完美的結(jié)合,實(shí)現(xiàn)一體化,并且在安裝的形式、壽命以及與建筑物的協(xié)調(diào)方面都還需要更進(jìn)一步的改進(jìn)。具體的分析有這么幾方面:將集熱器整合為建筑物的一部分,使得二者符合美學(xué)的標(biāo)準(zhǔn);集熱器的壽命要足夠的長(zhǎng),在建筑物的使用年限中盡量的避免更換;集熱器與貯水箱盡量的分體安置,實(shí)施強(qiáng)制的循環(huán),從而減少對(duì)于建筑物本體的依賴(lài)。地源熱泵是一種利用地下淺層地?zé)豳Y源既能供熱又能制冷的高效節(jié)能環(huán)保型空調(diào)系統(tǒng)。地源熱泵通過(guò)輸入少量的高品位能源(電能),即可實(shí)現(xiàn)能量從低溫?zé)嵩聪蚋邷責(zé)嵩吹霓D(zhuǎn)移。在冬季,把土壤中的熱量“取”出來(lái),提高溫度后供給室內(nèi)用于采暖;在夏季,把室內(nèi)的熱量“取”出來(lái)釋放到土壤中去。該技術(shù)具有環(huán)保、節(jié)能、應(yīng)用范圍廣和維護(hù)費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)。
3 加強(qiáng)建筑節(jié)能構(gòu)造設(shè)計(jì)中新技術(shù)應(yīng)用
3.1 屋面節(jié)能構(gòu)造設(shè)計(jì)
屋面作為接受太陽(yáng)輻射面積最大的建筑面,受輻照的時(shí)間較長(zhǎng),因此是節(jié)能設(shè)計(jì)的關(guān)鍵部位。同時(shí)考慮到承重、舒適度等因素的影響,屋面的保溫結(jié)構(gòu)也不應(yīng)選擇容量過(guò)大或者保溫隔熱效果不佳的材料做為保溫層。屋面構(gòu)造設(shè)計(jì)時(shí),要綜合考慮屋面的厚度、重量、防水、隔熱等因素。傳統(tǒng)的屋面做法是將防水層放置于整個(gè)建筑物的最外層,以達(dá)到防水的目的。但是這種方式使得黑色的防水層強(qiáng)烈的吸收太陽(yáng)的輻射,加大了熱量向室內(nèi)的傳遞通量,同時(shí)也會(huì)加快保溫材料尤其是有機(jī)保溫材料的熱老化速度,導(dǎo)致屋面保溫隔熱效果的降低。
而采用倒置式屋面就可以有效的避免上述問(wèn)題,由于屋頂表面吸收太陽(yáng)輻射率較低,使其表面的溫度不會(huì)過(guò)高。但是這種倒置屋面對(duì)于保溫材料具有較高的要求,而目前主要使用的是膨脹聚苯版、噴涂聚氨酯等作為保溫層材料;此外通過(guò)平改坡或者屋面綠化以及蓄水屋面也可以達(dá)到很好的屋面節(jié)能效果。例如在屋面防水層上覆土或鋪設(shè)鋸末、蛭石等松散材料,并種植植物,使其起到防水、保溫、隔熱和生態(tài)環(huán)保作用。
3.2 建筑外墻墻體節(jié)能設(shè)計(jì)
建筑物的外墻作為建筑內(nèi)外之間的屏障,對(duì)于內(nèi)部空間熱環(huán)境有著重要的影響,因此是建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)。建筑外墻的節(jié)能設(shè)計(jì)主要從材料以及墻體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)入手,其目的是通過(guò)改變墻體的保溫隔熱性能,以達(dá)到節(jié)能目的。使用粘土磚或土坯的建筑物目前仍常見(jiàn)于廣大農(nóng)村地區(qū),其保溫是通過(guò)加厚墻體來(lái)實(shí)現(xiàn)的,這種方法具有蓄熱能力強(qiáng)、熱工性能穩(wěn)定、在持續(xù)供暖的條件下熱損小的優(yōu)勢(shì)。但是隨著建筑材料的發(fā)展以及建筑工業(yè)化的要求,通過(guò)加厚墻體進(jìn)行節(jié)能保溫已經(jīng)不再適用。因此目前廣泛采用的是自重輕、熱阻率高、占用面積小的保溫隔熱材料。主流構(gòu)造做法為復(fù)合保溫墻體,例如外保溫復(fù)合外墻、內(nèi)保溫復(fù)合外墻及自保溫外墻節(jié)能系統(tǒng)。
3.3 門(mén)窗的節(jié)能設(shè)計(jì)
門(mén)窗與建筑物墻體、屋面相比,其保溫性能比較低下,而為了追求建筑通透性其所占外圍護(hù)結(jié)構(gòu)面積比例卻在逐漸加大。同時(shí)現(xiàn)階段其它外圍護(hù)結(jié)構(gòu)已很難再大幅度降低傳熱系數(shù),因此,建筑門(mén)窗節(jié)能必將成為建筑節(jié)能的主攻方向。在設(shè)計(jì)中應(yīng)選用鋁木復(fù)合、鋁塑復(fù)合、塑料等低導(dǎo)熱型材,同時(shí)采用鍍膜玻璃、暖邊隔條、多腔室等技術(shù)以改善門(mén)窗的保溫性能。
4 結(jié)束語(yǔ)
建筑節(jié)能在發(fā)展過(guò)程中要在注重節(jié)能的同時(shí),更加的關(guān)注綠色建材以及新型能源的綜合利用。特別是在能源緊張、人口基數(shù)大的中國(guó),加大環(huán)保、節(jié)能建筑的開(kāi)發(fā)與普及更是一個(gè)極具現(xiàn)實(shí)意義的任務(wù)。通過(guò)加強(qiáng)對(duì)于粉煤灰等廢棄物的綜合利用,進(jìn)一步開(kāi)發(fā)生態(tài)水泥等環(huán)保材料,加大節(jié)能環(huán)保的力度??傊涌彀l(fā)展節(jié)能材料應(yīng)用技術(shù)與新材料的開(kāi)發(fā)利用,讓節(jié)能觀念以及節(jié)能設(shè)施深入到千家萬(wàn)戶(hù)。
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