深究節(jié)能保溫材料在建筑工程中運(yùn)用

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一、建筑節(jié)能介紹

我國的建筑節(jié)能工作任重道遠(yuǎn)，節(jié)約能源是我國的基本國策，建筑節(jié)能則是國家節(jié)能工作的重中之重。我國的建筑能耗量約占全國總用能量的1/4，居耗能首位。近年來我國建筑業(yè)得到了快速的發(fā)展，需要大量的建造和運(yùn)行使用能源，尤其是建筑的采暖和空調(diào)耗能。因此，十分有必要開展建筑工程領(lǐng)域內(nèi)的節(jié)能方面的研究。本論文主要針對節(jié)能保溫材料，探討其在建筑工程中的應(yīng)用，以期在建筑工程領(lǐng)域找到可靠有效可行的節(jié)能方式與材料應(yīng)用方法，并以此和廣大同行分享。

二、建筑工程領(lǐng)域節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

政府在節(jié)能技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用上投入了大量的資金，進(jìn)行工程實驗，對行之有效的節(jié)能技術(shù)，政府采取各種措施積極推廣。國外進(jìn)行單項技術(shù)和應(yīng)用的研究，興建了許多低能耗建筑。這類建筑每年每平方米的采暖供熱能耗只需5kg標(biāo)準(zhǔn)煤，這集中反映了當(dāng)前國外建筑節(jié)能技術(shù)的進(jìn)展。目前國內(nèi)外在建筑工程領(lǐng)域中實施的節(jié)能技術(shù)主要有以下幾個方面:

(1)新型保溫材料。建筑節(jié)能需要優(yōu)良的保溫材料。西方發(fā)達(dá)國家之所以建筑節(jié)能工作做得好，是與他們重視保溫材料分不開的。這些國家廣泛采用高效保溫材料作復(fù)合墻體和屋面。

(2)紅外熱反射技術(shù)。紅外熱反射技術(shù)，即在建筑物內(nèi)外表面或外圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)的空氣間層中，采用高純度鋁箔或其它高效熱反射材料，可以將大部分紅外線反射回去，對建筑物起到保溫隔熱作用，提高居住環(huán)境的舒適度。

(3)高效節(jié)能玻璃。研發(fā)吸熱玻璃或熱放射玻璃，以吸收或反射的方式遮蔽太陽輻射熱。大力發(fā)展中空玻璃和低輻射玻璃，尤其是低輻射玻璃，是效果最好的高效節(jié)能玻璃。

(4)熱回收裝置。為建筑安裝熱交換器，其原理是:利用排出的熱空氣加熱進(jìn)入的冷空氣或利用排出的冷空氣使進(jìn)入的熱空氣降溫。這種熱回收裝置，可以從排出的空氣中回收60%－80%的能源。

三、新型節(jié)能保溫材料在建筑工程中的應(yīng)用

1．新型幕墻保溫系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)用。有關(guān)資料表明，在建筑玻璃幕墻的平均能源消耗中，有50%以上是與空氣調(diào)節(jié)有關(guān)的，另外25%是與照明有關(guān)的消耗，剩余部分才是其它各項活動所消耗的。玻璃幕墻作為建筑的“感知窗口”，不但要為使用者提供舒適安全的室內(nèi)環(huán)境，還要提供充足的日照、良好的通風(fēng)。建筑玻璃幕墻節(jié)能技術(shù)就是通過科學(xué)的材質(zhì)選配、結(jié)構(gòu)設(shè)計、空間組合、設(shè)備布置，自然而有效地阻止或?qū)崿F(xiàn)熱能的傳遞方式和轉(zhuǎn)換過程，從而使建筑幕墻達(dá)到四項目標(biāo):盡可能減少能源的消耗、把由建筑導(dǎo)致的環(huán)境污染降到最低、創(chuàng)造健康舒適的室內(nèi)外環(huán)境、使建筑生態(tài)和經(jīng)濟(jì)取得平衡。

眾所周知，傳熱有導(dǎo)熱、對流、輻射三種方式。玻璃幕墻的傳熱亦是三種方式綜合作用的結(jié)果。玻璃幕墻的傳熱過程大致有三種途徑:一是通過玻璃和金屬框格的傳熱，包括通過單層玻璃的熱流傳熱，通過金屬框格傳熱;二是幕墻內(nèi)表面與室內(nèi)空氣和室內(nèi)環(huán)境間的換熱;三是玻璃幕墻外表面與周圍空氣和外界環(huán)境間的換熱。根據(jù)玻璃幕墻傳熱的不同區(qū)域、不同方式采用不同的節(jié)能措施。現(xiàn)階段提高玻璃幕墻節(jié)能保溫性能的主要措施是采用節(jié)能玻璃及隔熱斷橋鋁型材隔熱來降低結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)，消除結(jié)構(gòu)體系“熱橋”，降低空氣滲透熱損失，減少開啟窗扇面積，提高密封性等。

隨著幕墻技術(shù)的發(fā)展，逐漸出現(xiàn)了雙層幕墻系統(tǒng)。雙層幕墻系統(tǒng)，不論是其采光通透性，還是保溫性，都較單層幕墻系統(tǒng)有較大程度的提升。雙層玻璃幕墻由內(nèi)、外兩層玻璃幕墻組成，外層幕墻一般采用隱框、明框或點式玻璃幕墻，內(nèi)層幕墻一般采用明框幕墻或鋁合金門窗。內(nèi)外幕墻之間形成一個相對封閉的空間———通風(fēng)間層，空氣從外層幕墻下部的進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入，從上部的排風(fēng)口排出，形成熱量緩沖層，從而調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度。雙層玻璃幕墻系統(tǒng)主要是針對普通玻璃幕墻耗能高、室內(nèi)空氣質(zhì)量關(guān)等問題，用雙層體系作圍護(hù)結(jié)構(gòu)，提供自然通風(fēng)和采光、增加室內(nèi)之空間舒適度、降低能耗，從而較好地解決了自然采光和節(jié)能之間的矛盾。2．新型玻璃材料的節(jié)能應(yīng)用。在建筑物，尤其是高層建筑中，玻璃和玻璃墻由于其外在表現(xiàn)的美觀性能而被廣泛應(yīng)用，因此，玻璃的能耗已經(jīng)占到了高層建筑的總能耗的35%左右，由玻璃造成的能耗沒有得到充分的利用，由此造成的損失和浪費(fèi)是巨大的。目前在技術(shù)上已經(jīng)實現(xiàn)并且已投入市場的新型節(jié)能型玻璃主要有吸熱玻璃、中空玻璃、熱反射鍍膜玻璃和低輻射鍍膜玻璃，這些新型的節(jié)能玻璃的應(yīng)用，有效的降低了高層建筑的能耗，實現(xiàn)了節(jié)能。有上表的熱參數(shù)對比可知，普通透明玻璃的保溫、隔熱性能確實很差，由此造成的高層建筑的能耗損失巨大，倘若能夠?qū)⑦@部分能量回收利用起來，那么高層建筑的電氣能耗損失將大大減小。吸熱玻璃、中空玻璃、熱反射鍍膜玻璃和低輻射鍍膜玻璃等新技術(shù)節(jié)能型玻璃，是利用光學(xué)、化學(xué)等相關(guān)原理，在普通玻璃的基礎(chǔ)上加入了個別微量元素，使得制成得玻璃具有一定的特殊性能，降低了其熱傳導(dǎo)對流系數(shù)和遮陽系數(shù)，從而實現(xiàn)了室內(nèi)的溫度恒定;另一方面，通過這些新型節(jié)能型玻璃的設(shè)計和應(yīng)用，也減少了城市的溫室效應(yīng)和熱島效應(yīng)，有利于環(huán)境的保護(hù)。

四、結(jié)語

隨著建筑逐步向智能化、綠色化、生態(tài)化方向發(fā)展，從建筑物的門窗、幕墻到屋頂結(jié)構(gòu)等，都可以采用新型的節(jié)能保溫材料，如新型玻璃幕墻等等。未來建筑將是由建筑師、結(jié)構(gòu)工程師、設(shè)備工程師、建筑物理學(xué)家、能源專家等各專業(yè)共同發(fā)展的產(chǎn)品。高效的節(jié)能設(shè)施將是未來建筑的核心，只有這樣才能實現(xiàn)建筑節(jié)約能源、保護(hù)生態(tài)的可持續(xù)發(fā)展之路。本論文只是簡單了一些新型的節(jié)能保溫材料在建筑工程領(lǐng)域中的應(yīng)用，要實現(xiàn)更加廣泛范圍內(nèi)的建筑節(jié)能，還有賴于廣大建筑工程技術(shù)人員的共同努力。