介绍围护结构节能技术在厦门地区的应用方法

节能建筑论文最新范文推荐10篇之第四篇：介绍围护结构节能技术在厦门地区的应用方法

 

　　摘要：建筑围护结构的节能是建筑节能的重要途径之一，优化建筑围护结构并推动其相关节能技术的应用是建筑节能的有效途径。首先总结了厦门市围护结构研究发展现状，明确了新型建筑节能墙体材料研发的重要性；其次介绍了厦门地区常用的围护结构节能技术和围护结构类型及性能改进方法；最后以厦门市建设局建筑废土配套管理房项目为例，介绍了围护结构节能技术在厦门地区的应用方法。该项目作为绿色建筑示范平台，其技术应用方法对同地区围护结构节能技术的应用具有借鉴意义。

 

　　关键词：墙体材料; 围护结构; 节能; 自保温砌块; 应用示范;

 

　　0 引言

 

　　世界经济的发展，带来全球资源消耗总量逐年迅速增长，人类生存的环境日益恶化，“节能减排”已成为全世界瞩目的焦点。建筑是节能减排最重要的领域之一，建筑在建造和使用过程中，需要消耗大量的自然资源，同时增加环境负荷。人类从自然界所获得的50%以上的物质原料用来建造各类建筑及其附属设备，且建筑在建造和使用过程中耗能大。据统计，2016年，中国建筑能源消费总量为8.99亿t标准煤，占全国能源消费总量的20.62%，其中公共建筑能耗3.46亿t标准煤，同时，建筑能耗也成逐渐递增趋势，年均增长率约为7.37%[1]。而通过围护结构的传热损失占建筑总损失的70%～80%，因此，围护结构的节能将是建筑节能的重要途径之一[2]。我国建筑围护结构节能技术发展相对滞后，与发达国家相比，大多数地区围护结构热工性能较低，围护结构的节能性研究有待发展。

 

　　1 厦门市围护结构研究发展现状

 

　　厦门市隶属于福建省，是东南沿海重要的中心城市。福建省于2005年在全省范围内全面实施民用建筑节能设计标准，并初步开展了建筑节能的研究，明确了围护结构在节能建筑中的重要性，逐步重视了围护结构的节能设计，基本确立了自保温墙体体系，开展了围护结构产品的研发，加气混凝土等主要建筑节能产品获得了较大面积的应用。

 

　　但由于福建省建筑节能起步晚，基础薄弱，各地气候差异大，沿海和内地、南部和北部经济发展不平衡，深层次的问题逐渐暴露出来，主要表现在先进适用的建筑节能关键技术未得到根本解决，影响到建筑节能设计标准全面实施，并制约了新型节能材料产品的研发和产业化。总体上，推动厦门市乃至福建省建筑节能深入发展，在建筑的围护结构体系上，仍需解决气候、经济发展差异性所带来的围护结构的适用性问题。厦门市常年高温多雨，空气湿度大，且常伴有台风出现，特殊的气候条件对建筑墙体的保温隔热材料提出了更高的要求，对材料的耐候性和适应性也有了更严格的规定。因此，新型建筑节能墙体材料的研究对于厦门市建筑围护结构节能技术的推广应用具有举足轻重的作用。

 

　　2 围护结构节能技术介绍

 

　　2.1 外墙自保温技术简介

 

　　外墙自保温技术是使用绝热性能较好的材料砌筑建筑物的结构墙体，墙体在承担结构作用的同时，还具有满足要求的保温隔热功能。墙体自保温技术具有与结构同寿命、在使用过程中基本上无需保养维修以及在成本上比外墙外保温有所降低等优点，但也存在着冷(热)桥需要处理，需要使用配套保温砂浆，以及在有较多剪力墙的高层建筑上的应用受到限制等问题。

 

　　2.2 常用建筑围护结构类型及介绍

 

　　当前，应用较多的建筑围护结构类型主要有加气混凝土砌块、轻集料混凝土空心砌块、煤矸石烧结砖、石膏砌块等。

 

　　加气混凝土砌块，是轻质多孔、保温隔热、防火性能良好、可钉、可锯、可刨和具有一定抗震能力的新型建筑材料。具有建筑自重减轻，地震破坏力小，所以大大提高了建筑物的抗震能力，大大减薄了墙体的厚度，扩大了建筑物的有效使用面积，提高了施工效率，降低了工程造价，减轻了建筑物自重。

 

　　轻集料小型空心砌块，是综合利用建筑废土等材料生产的新型建材，具有重量轻，保温隔热和耐火性能好，施工方便，经济适用等特点。

 

　　煤矸石烧结砖，是以煤矸石为结合剂的烧结砖工艺生产的，产品的生产过程是一个变废为宝的过程，使煤矸石这一工业废弃物作为再生资源加以充分利用，解放大量的耕地，同时又能给企业带来相应的经济效益；具有硬度高，产品在运输中的损耗比粘土砖低等特点。

 

　　石膏砌块，是以建筑石膏为主要原材料，经加水搅拌、浇注成型和干燥制成的轻质建筑石膏制品。具有隔声、防火性能好；调节室内空气湿度的功能；施工便捷，速度快、效率高等功能。

 

　　2.3 围护结构热工性能优化方法介绍

 

　　传热系数是夏热冬暖地区建筑墙体节能设计的关键指标。而影响墙体传热系数的关键因素是墙体材料和墙体厚度，由于夏热冬暖地区的外墙厚度一般为200mm左右，大多采用190mm厚的砖或砌块砌筑，所以通过增加墙体厚度来实现节能在夏热冬暖地区是不现实的，只能通过提高墙体材料的热工性能来满足节能要求，具体的优化方法总结如下：

 

　　(1）材料自身导热系数对煤矸石烧结砖墙体的传热系数的影响十分关键，所以对原材料进行配方改进并降低其导热系数，是提高其节能性能时应该努力的方向之一。

 

　　(2）在砌块空腔内填上保温材料后，就从根本上切断了对流和辐射传热，同时由于保温材料导热系数很低，又减少了导热，因此其综合保温性能明显改善，在孔洞中填充保温材料可以显著降低传热系数。

 

　　(3）孔洞的排数对传热系数的影响较大，平均每增加一排孔，传热系数降低4%左右；当采用保温填充材料后，每增加一排孔，传热系数降低2%左右。因此，为优化煤矸石烧结砖的节能性能，应在经济技术可行的前提下，尽可能增加孔洞的排数。但是，对于孔洞中内填保温材料的煤矸石烧结砖，由于孔洞排数越多，孔洞越小，填充难度增大，增加排数会使得技术难度增大，应量力而行；对于孔洞内无填充物的砖块孔洞排数越多越好，但考虑砖块成形难度以及砖块强度等因素，也应考虑其他技术因素。

 

　　(4）砖块孔洞采用错排方式可以延长砖块内部热传导的路径，其效果是使得热阻增大，从而改善传热系数。

 

　　自保温砌块的导热系数、孔洞填充措施、孔洞排列方式和孔洞排数这四个因素均对其传热系数的影响显著，是优化其节能性能的关键[3]。当同时对这几个因素进行优化时，不同的匹配方案的优化效果存在显著差异，应在经济、技术条件可行的前提下进行综合考虑，选择合理的综合优化方案。

 

　　3 新型建筑节能墙体材料应用示范

 

　　3.1 项目概况

 

　　厦门市建设局建筑废土配套管理房位于厦门市的思明区，建筑占地面积为615.33m2，建筑面积为1794.51 m2，地下1层，建筑面积为876.13 m2。主要包括地下车库及建筑节能展示厅、渣土管控平台及配套管理用房等。本课题组将该项目建设成为了具有引导和示范作用的绿色建筑展示与推广平台，充分利用适合于夏热冬暖地区和厦门地区的绿色建筑技术，为厦门市绿色建筑全面推广提供技术借鉴。

 

　　3.2 围护结构节能技术在本项目的应用

 

　　为了加强示范意义，厦门市建设局建筑废土配套管理房项目在外墙节能材料的选择上，与普通工程相比，非常具有特色：即选择福建省当地典型的建筑材料，填充墙采用当地常用的外墙自保温技术，在建筑的每层楼采用不同的自保温砌块或砖，东西外墙采用适宜于夏热冬暖地区采用的无机保温砂浆进行保温隔热。具体各层围护结构设计情况如下：

 

　　(1）建筑第一层外墙采用轻集料自保温技术。一层北侧厕所至5轴东围墙部分，采用石膏砌块作为建筑外墙。一层东向外墙采用30mm厚无极玻化微珠保温砂浆进行内保温，西向外墙采用30mm厚无机保温砂浆内保温。

 

　　(2）建筑第二层外墙采用煤矸石烧结砖自保温技术。二层东向外墙采用30mm厚无极玻化微珠保温砂浆进行内保温，西向外墙采用30mm厚无机保温砂浆内保温。

 

　　(3）建筑第三层外墙采用加气混凝土砌块自保温技术。本项目采用的加气混凝土砌块砌筑的墙体传热系数小于1.0W/(m2·K)，热工性能优越。三层东向外墙采用30mm厚无极玻化微珠保温砂浆进行内保温，西向外墙采用30mm厚无机保温砂浆内保温。

 

　　本项目建筑外墙整体综合性能见表1。

 

　　表1 外墙平均热工特性

 

　　《福建省公共建筑节能设计标准》DBJ 13-305-2019已于2019年6月1日正式实施，编制组开展围护结构热工性能指标研究，提升了建筑围护结构性能限值要求。规范要求，对于夏热冬暖地区的外墙围护结构，当围护结构热惰性指标小于2.5，则外墙传热系数需小于0.7 W/(m2·K)；当围护结构热惰性指标大于2.5，则外墙传热系数需小于1.5 W/(m2·K)[4]。由表2可看出，本项目建筑外墙总体平均传热系数为1.43W/(m2·K)，满足规范要求。此外，由于建筑在东西外墙，分别采用了30mm厚无极玻化微珠保温砂浆和30mm厚无机保温砂浆进行内保温，使得建筑东西侧外墙的平均传热系数明显低于南北侧外墙。这也与夏热冬暖地区夏季隔热比冬季保温更为重要，最不利朝向应为东西朝向的设计要点相符。对于厦门地区东西外墙，需在外墙砌块基础上配套使用保温砂浆，以满足建筑隔热需求。

 

　　4 结论

 

　　(1）福建省围护结构节能技术的发展仍需解决气候、经济发展差异性所带来的围护结构的适用性问题，新型建筑节能墙体材料的研究对于福建省建筑围护结构节能技术的推广应用具有举足轻重的作用。

 

　　(2）自保温砌块的导热系数、孔洞填充措施、孔洞排列方式和孔洞排数这四个因素均对建筑围护结构传热系数有显著影响，应在经济、技术条件可行的前提下进行综合考虑，选择合理的综合优化方案。

 

　　(3）通过厦门市建设局建筑废土配套管理房项目对建筑围护结构节能技术的应用分析可知，对于厦门地区东西外墙，需在外墙砌块基础上配套使用保温砂浆，以满足建筑隔热需求。

 

　　参考文献

　　[1]中国建筑节能协会.中国建筑能耗研究报告（2018)[J].建筑,2019(02):26-31.

　　[2]余奉卓,曹双华,杨兵,等.围护结构节能技术浅谈[J].上海节能,2018(08):623-627.

　　[3]胡达明.夏热冬暖地区煤矸石烧结砖的节能优化设计研究[J].砖瓦, 2016(10):28-32.

　　[4] 福建省住房与城乡建设厅.福建省公共建筑节能设计标准：DBJ13-305-2019[S].2019.