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關鍵詞:光伏建筑一體化 節能
Abstract: At present, low-carbon lifestyle is advocated. And low-carbon buildings is the a considerable element in architectural design, which must be the mainstream of world architecture of 21st century. How to inject the low-carbon concept into architectural design is a long-term task before architects. While the low-carbon buildings is rich in content, with different standards of international evaluation, the reasonable and efficient use of clean energy, especially the solar energy must be the important content of low-carbon buildings. In the long decades of using, reducing its carbon emissions, lowing the use of cost, contributing to energy saving are theimportant part of the low carbon buildings.
Key words: BIPV; energy-saving
中圖分類號:TU201.5文獻標識碼:A 文章編號:2095-2104(2012)
光伏建筑一體化(BIPV)提出了”建筑物產生能源“的新概念,即通過建筑物與光伏發電集成起來,使建筑物自身利用綠色環保的太陽能資源產生電力。光伏建筑一體化以其獨有的優勢必將成為低碳建筑和建筑節能技術的發展趨勢。本文將從太陽能光伏建筑的基本概念,光伏建筑的優勢以及光伏與建筑如何實現一體化這三個方面對太陽能在建筑中的應用進行介紹。
太陽能光伏建筑的基本概念
太陽能光伏建筑發電是新世紀的一種最重要的可再生能源,同時又是高科技在建筑中的創新應用。作為一名建筑師,大家應該了解它,熟悉它和運用它。隨著社會的發展,能源需求量的不斷增加,所有的傳統能源(如煤碳、石油和天然氣等礦物化石燃料)有諸多缺點。首先,他會對環境產生極其嚴重的污染;其次,溫室效應也對環境有難以估量的影響;第三就是在不久的將來傳統能源可能會消失殆盡。因此,我們必須研究和發展可再生能源,特別是必須研究和發展無窮無盡的自然界清潔能源--太陽能。要想將太陽能轉換為電能,提供給人們使用,必須通過產生光伏效應的裝置-太陽能電池來實現太陽能的光電裝換。在這里,我們就需要了解一些基本概念。
1.1 什么是光伏
光伏就是光轉變成電即光生伏特的意思。在光照條件下,光伏材料吸收光能后,在材料吸收光能后,在材料兩端產生電動勢,這種現象叫光伏效應。人們很早就已經發現了光伏效應這種物理現象,但光伏的實際應用經歷了漫長的探索過程。為使光伏獲得廣泛地應用,各國的科學家們仍在努力探索與提高。
1.2 光伏元件 、光伏板、光伏材料以及半導體是怎么分類的
太陽能電池本質上就是一個二級管,這種二級管具有光伏效應,能把光能直接轉變成電能,因此,太陽能電池又稱為光伏元件;一個太陽能電池就是一個小型發電機。為了增大功率輸出,要把許多個太陽能電池連接起來,裝配成一大塊的太陽能電池板,簡稱光伏板;有一種材料,在低溫下是絕緣體,但這種材質加入雜質得到能量或是加熱時就變成導體,這種材料叫做半導體?,F在使用的太陽能電池都是由半導體組成的;用于太陽能的半導體材料有單晶體,多晶體和非晶體三種形式。單晶體:整塊晶片只有一個晶粒,晶粒內的原子有序的排列著,不存在晶粒邊界,單晶體要求嚴格的精致技術。多晶體:多晶體的制備不要求那么嚴格的精致技術,一塊晶片含有許多晶粒,晶粒之間存在邊界,由于晶粒之間存在很大的電阻,晶粒邊界會阻止電流流動。非晶體:原子結構沒有長序,材料含有未飽和的或懸浮的鍵。非晶體材料不能用擴散的方法改變材料導電類型。但加入氫原子會使非晶體中一部分懸浮鍵飽和,改善材料的質量。
1.3 太陽能電池的分類
從材料分,有硅太陽電池,砷化鎵太陽電池,銦鎵磷太陽能電池,銅銦鎵硒太陽能電池和碲化鎘電池。從內部材料體型分,有大塊晶片太陽能電池和薄膜太陽能電池。從材料的晶體結構來分,有單晶太陽能電池,多晶太陽能電池和非晶太陽能電池。從內部和外部結構來分,有普通太陽能電池,聚光型太陽能電池和級聯太陽能電池。
1.4 關于光伏一體化的建筑
太陽能光伏建筑一體化(BIPV)系統,是應用太陽能發電的一種新概念。簡單地講就是將太陽能光伏發電陣列與建筑的維護結構相結合,并提供電力的建筑新形勢。光伏建筑一體化系統目前在世界上有著巨大的市場潛力,一些發達國家正將光伏建筑一體化作為重點項目進行推廣。近年來,國外推行在用電密集的城鎮建筑物上安裝光伏系統,并采用與公共電網并網的方式,極大地推動了光伏并網系統的發展。光伏建筑一體化已經占據了整個太陽能發電量的最大比例。
太陽能光伏建筑的優勢
光伏并網發電和建筑一體化的發展,是個標志性的進步。意味著光伏發電將由邊遠地區向城市過度,由補充能源向替代能源過度。太陽能光伏發電將作為最具可持續發展特征的能源技術進入能源體系,其比例將越來越大并成為能源主體。
從建筑學,光伏技術和經濟效應幾方面看來,光伏建筑一體化的優點是顯而易見的,主要由以下幾個方面:
1)節地:能有效利用建筑的屋頂,墻面,甚至雨棚,遮陽板,大大的解決了土地資源,這點在人口密集,土地昂貴的城市顯得尤為重要。
2)節能:光伏系統不僅能提供電力,還能降低墻面與屋頂的內表面溫度,從而降低了建筑物本身的能耗。
3)節約投資:建筑物光伏板既可以發電,又可以用作建筑的護材料,起了雙重作用,因而減少了光伏系統成本的回收期。原地發電,原地用電,在一定距離范圍內可節省電站送電網的投資。對于連網戶用系統,光伏陣列所發電力即可供給本建筑使用,也可送入電網。
4)美觀:建筑物光伏板可以提供創新方式改善建筑外觀。采用光伏板作為建筑外立面的構成元素,展現建筑的高科技的美。
2006年5月18日,北京市新建的首都博物館正式對外開放。其安裝在屋頂上的300千瓦太陽能發電系統。完全與建筑融為一體.不管晴天雨天,源源不斷地向博物館提供電力,作為北京最大的太陽能發電項目.受到各界的關注。不久,上海新江灣城50千瓦太陽能發電系統也勝利建成.成為上海最大的太陽能發電項目。建造北京、上海這兩個最大太陽能項目的,是美國道森太陽能電力公司。
為什么要加快發展城市光伏屋頂建設?
中國的建筑要消耗掉1/3以上的能源。如果全國幾億平方米的屋頂變成太陽能發電站,對國家、對環境將是多么巨大的貢獻1利用太陽能來發電.把太陽能和建筑結合起來,是城市建筑節能的戰略選擇。建筑物的屋頂裝上太陽能光伏發電系統后,優點是:
①可以有效利用建筑物屋頂面積。無需占用土地資源。
②可原地發電,原地使用.減少電力輸送的線路損耗。
③在白天用電高峰期供電,從而緩解高峰電力需求。
④發電板陣列直接吸收太陽能,降低墻面及屋頂的溫升,減輕建筑空調負荷。
在德、日、美三個世界最大的太陽能應用市場,以太陽能集成建筑為核心的并網發電市場占據了絕對的市場份額。在中國我們有必要大力發展城市太陽能建筑一體化的光伏屋頂。
美國道森太陽能系統是屋頂太陽能發電系統的首選
目前世界上主要是晶體硅(又分多晶硅和單晶硅)和非晶硅這兩大類太陽能發電技術。 美國道森太陽能系統的特點是重量輕。發電板僅重3kg/m2左右.設計師最歡迎的就是這種產品,因為他對太陽能板的重量可以忽略不計.不需要對屋面結構重新計算.不用加固屋頂。
它是真正的世界上最先進第三代太陽能――建筑一體化(BIPV)產品;該產品是采用粘接的方式,把發電板直接粘貼到金屬屋頂上.而不是用疊床架屋的方式安裝,屋頂不用鉆孔固定鋼架. 沒有防水問題.沒有潛在的漏水問題。它不會破壞屋頂結構,施工也方便。更重要的是.它不會影響建筑造型。也沒有防雷擊問題。
它沒有風阻升力問題:該產品安裝在大型建筑的屋頂上時.完全不會產生巨大風阻升力。 它對屋面的抗風力.承重與受力。支撐件和支撐節點均不會引起重大影響。由于和屋頂融為一體.加上重量又輕.所以避免了在臺風暴風中被掀掉的可能性。
它具有優異的耐用性.抗風的非晶硅太陽能發電板以不銹鋼為基板,不是做在玻璃基板上,所以非常牢固,不會破碎。在臺風暴風多發區,不銹鋼發電板不會被大風刮起的飛沙走石打碎.它還能抗沙塵暴、冰雹、暴風雪的;中擊以及鹽霧等其它極端惡劣氣候條件。
它具備最先進的全自動并網技術:該系統能夠設置直流交流電壓電流頻率上下浮動的范圍。如果電網的電壓頻率浮動超過范圍.該系統會自動切斷與電網的連接。由于該系統有自動偵測電網的電壓頻率的功能,待電網的電壓頻率回到正常范圍內以后,系統會再次自動并網。因此.該系統的電壓頻率等可以始終與中國的電網保持同步。這是美國最先進的超穩定安全供電系統。
它能夠全波段光譜發電:由于采用世界上唯一的三結技術,它是唯一可吸收光譜中所有波長能量的產品。在多云。陰天、雨天和弱光條件下.有卓越的發電效果。
它的實際光電轉換率高:在高溫下.三結非晶硅光伏系統的實際發電效率.要高于晶體硅光伏系統。
北京奧運會太陽能項目受到國際奧委會的緊密關注。因此,采用技術上最先進的。價格又極具競爭力的太陽能――建筑一體化產品是奧運會太陽能項目取得圓滿成功的最安全的保證。
關鍵詞:一體化;節能外墻;保溫技術;探討
1 前言
社會在發展,時代在進步,新時代的建筑風格各異,但是能源問題已經成為制約世界發展的一個重要因素。據相關研究表明。現世界的能源需求正以每年2%左右的比例增長,而在這些增長的能源當中,大約有32%的能源是用在建筑物上面。由此可以看出,搞好建筑節能工作是保證國民經濟快速、持續、穩定發展的必要前提。建筑外墻節能結構的好壞不僅是衡量建筑運轉耗能量的一項重要指標,而且是解決建筑節能外墻保溫技術的一個重要突破口。
為了保證建筑外墻的保溫性能,目前運用的比較多的是以空心磚或者現澆的混凝土板作為墻面的承重材料,這些承重材料與一些具有保溫效果的玻璃面板或聚苯板共同構成復合墻體。我國的復合墻主要有三種保溫方式,分別是內墻的內保溫方式、外墻的外保溫方式以及夾心保溫方式。因為復合墻這些保溫方式的存在,使得這些復合墻體具有很好的保溫隔熱效果,完全能夠滿足新時期建筑節能的要求。
2 外墻保溫系統的構造
目前,建筑上運用的比較多的外墻保溫材料一般由保溫層、粘結層、飾面層和保護層組成。保溫層在選材上一般比較隨意,市面上比較常見的一些材料例如聚氨酯泡沫塑料就可用來作為其材料。粘結層在選材上就相對要嚴格一點,它一般都會選用一些高分子復合材料如丙稀酸樹脂,粘接層必須符合相關標準的規定,例如,它必須具有防水、防裂、耐磨性的特點,當然它還必須具備高強度的粘性。飾面層在選材上通常都會選用一些水性涂料或者溶劑型涂料進行噴涂,噴涂后應該是飾面具備瓷磚甚至仿真石漆等的視覺效果。相對前面幾種組成層,保護層在選材上具有更多的選擇性,不銹鋼薄板、薄鋁板、鋁箔、鋁塑板等都是可供選擇的對象。
3 施工過程中的質量控制
3.1 設計方面
(1)在進行真正施工之前,要對施工圖紙進行多次的會審,要明確保溫層材料的厚度及材料類型。
(2)如果遇到特殊情況而需要對之前設計的圖紙進行變更,那么就需要有相關的書面變更文件,如果沒有相關變更手續的話,是不能隨意進行圖紙變更的。
3.2 進場材料的檢查與驗收工作
(1)建筑外墻所用的保溫材料必須有相關的出廠證明。除此之外,所買材料還需要專門的材料檢測機構進行復檢,復檢合格后的材料才能運用到施工中去。
(2)對保溫板厚度進行現場的抽查:在進行厚度抽查的過程中,為了減小測量誤差,我們可以一次性測量多塊保溫板的厚度,如果偏差不超過相關標準的話,就說明厚度是符合標準的。
(3)保溫板重量的測定:稱量保溫板一定面積的重量,確保其在相關標準的范圍內。
(4)外墻保溫結構所用的節能材料必須有當地政府部門的節能推廣證書。
3.3 墻體基層的質量檢查
(1)進行墻體基層質量檢查的過程中,驗收內容包括對墻體基層中存在的灰塵、油污是否清理干凈,沒清理干凈的地方要及時的清理,從而確保墻體基層的干凈整潔。
(2)在施工的過程中,可能會在墻體上留下一些空洞,檢查的過程中要確保這些空洞修補完好。對于墻體上的一些穿墻構件,必須對其進行防水、防銹處理。
(3)墻體基層檢查工作的另外一項內容就是檢查基層所用砂漿是否符合相關規定。另外墻體基層的表面平整度、方正度以及垂直度都需要嚴格按照標準執行。
3.4 施工過程中的質量檢查
3.4.1 彈線的檢查
該過程主要是檢查彈線沿外墻鋪設的時候是否處于水平狀態,另外還需要在兩塊保溫板所處的高度處彈一道水平線。同時應該觀察保溫板的整體布局,從而在適當位置設置一個變形縫系統,在墻體上需要彈出相應的變形縫線,并標出變形縫的寬度數據。
3.4.2 抹苯板膠的檢查
抹苯板膠的檢查是一項比較重要的內容,因此對其檢查要采取合適的方法,具體如下:想按一定的比例將粘苯板用的膠漿配制好,為了使涂膠工作簡便,需要用專門的涂膠工具對苯板四周進行抹膠,“框點法”和“點式法”是兩種比較常見的抹膠方法。抹膠的過程中,應該控制抹膠的寬度在50毫米左右,抹膠的厚度大概在10毫米,為了使粘貼的過程中能夠及時的將苯板與墻體之間的氣體排出,有必要在苯板中間留出一個孔徑為40mm左右的排氣孔。另外需要注意的就是,無論采用點粘法還是其他的粘法,粘貼面積一定要保證在40%以上。
3.4.3 保溫板粘貼質量的檢查
①待保溫板抹涂完粘膠后,應該立即將其平貼在對象墻體上,如果出現錯位的情況,應該對保溫板進行緩慢擠壓處理,這樣不僅能夠使保溫板進行一定位置的移動,而且還能夠排除其內部的一些氣體,從而還保證了粘貼的質量。
②保溫板的粘貼是整個施工過程中的重要環節,一旦出現保溫板粘貼不好的情況,前面的所有工作都大打折扣。為了保證保溫板的粘貼質量,最好是從墻體底部邊角部位開始粘貼,同時應保證水平相鄰的兩塊保溫板相互對齊靠緊。但是上下兩塊保溫板因該形成錯開排列,墻角處板與板之間要互相咬合。
③對于保溫板的粘貼應該采用自下而上的粘貼順序,然后沿著墻體的水平及橫向展開鋪貼,最后要注意的一點就是兩塊保溫板之間最好留出 1/2 板的水平錯開長度。
④當粘貼對象是墻角處的保溫板時,應該采用墻角垂直交錯的粘貼方式,兩塊保溫板應該快速的粘貼,后塊應該緊跟前塊。安裝就位之前,涂膠表面不能出現任何的結皮現象。
3.4.4 翻包網鋪貼質量的檢查
①施工前的工作之一就是對翻包網格布裁剪寬度進行檢查,其寬度應該在保溫板厚度的基礎上,每邊各加180mm 來進行裁剪。
②施工前的另外一項工作是對保溫板表面的進行檢查,確保其表面沒有灰塵、雜質。
③進入施工過程后,應該對墻體基層上的門窗周圍抹上涂膠,保溫板的終端處也抹上涂膠,涂膠的寬度控制在80毫米左右。抹膠完成后,應該將多余的膠漿清除,這樣是為了保持網格布的干凈整潔,另外,壓入膠漿內的網格布必須全部浸沒在膠漿中。
④需要粘貼翻包網的部位有很多,具體有以下幾處:門窗的洞口處、陽臺、空調板、女兒墻的頂部以及管道穿墻洞口處。
4 結語
在倡導節能的大背景下,對房屋實施節能外墻的保溫措施是非常有必要的,建筑節能外墻保溫技術已經成為當今世界建筑施工技術的重要組成部分。本文對建筑節能外墻保溫技術的施工過程做了一個詳細的闡述。本文的提出,希望能夠為這一技術的進一步發展提供新的思路。
參考文獻
[1] 李春英.淺析建筑節能外墻外保溫施工質量控制[J].科技縱橫,2011,(7):46-47.
關鍵詞: 節能結構一體化技術應用
中圖分類號:TE08 文獻標識碼:A 文章編號:
引言
我國正處于城鎮化高速發展階段,在當前乃至今后幾年間無疑是建筑業發展的鼎盛時期,也是建筑節能大發展的歷史機遇期;同時,也是墻體保溫技術發展的黃金時期。目前,在我國新建建筑及既有建筑節能改造的墻體保溫市場中,外墻外保溫技術占據絕對優勢,它為我國建筑節能事業的發展起到了非常重要的作用。但目前外墻外保溫市場存在生產企業規模小、技術水平低、價格競爭失衡、工程監管不到位等問題,致使外墻外保溫工程開裂、脫落、火災等問題時有發生,工程質量存在諸多安全隱患。發展建筑節能與結構一體化技術,不僅能豐富建筑結構體系,確保建筑節能工程質量與消防安全,更重要的是有效解決了保溫系統與建筑墻體同壽命的關鍵問題,對于推動建筑節能工作健康發展具有十分重要的意義。
1.建筑節能與結構一體化技術的含義及分類
1.1建筑節能與結構一體化技術,是指集建筑保溫隔熱功能與墻體圍護功能于一體、墻體不需要另行采取保溫措施即可滿足現行建筑節能標準要求的新型建筑結構體系,不但保溫防火性能優良、質量安全可靠,而且能夠實現建筑保溫與墻體同壽命,符合國家節能減排和產業發展的相關政策,對于實現轉方式、調結構、促發展、保民生的發展目標,建設資源節約型、環境友好型社會具有十分重大的意義。
1.2 目前,建筑節能與結構一體化技術體系有:CL結構體系、FS外模板現澆混凝土復合保溫體系、IPS現澆混凝土剪力墻結構自保溫體系、砌塊自保溫體系(包括承重和非承重體系)、夾心復合墻磚砌塊保溫結構體系等,這些建筑節能與結構一體化技術已經非常成熟,并已開始大量的應用。
1.3建筑節能與結構一體化技術相關標準規范的為一體化技術產品的生產、設計、施工、驗收等提供了有力技術依據。目前,已實施《CL結構體系技術規程》、《FS外模板現澆混凝土復合保溫系統應用技術規程》、《非承重砌塊自保溫體系應用技術規程》、《SK裝配式墻板自保溫體系應用技術導則》、《承重混凝土多孔磚自保溫結構體系應用技術導則》、《居住建筑夾芯保溫復合磚砌體結構體系應用技術導則》、《AESI裝配式墻板自保溫體系應用技術導則》等七項標準規范。
近年來,在國家節能減排政策的大力推動下,我國的節能建筑得到了快速的發展。據不完全統計,全國累計完成節能建筑40余億平方米。其中新建建筑和既有建筑節能改造的外墻體主要采用外墻外保溫技術,占工程應用量的95%以上,外墻外保溫技術為建筑節能工作的發展做出了積極貢獻。
2. 推行建筑節能與結構一體化技術的必要性
2.1外墻外保溫技術存在的主要問題
我國自推行外墻外保溫技術以來,人們的居住環境、生活質量得到了明顯提高和改善。但伴隨之而來的墻體保溫與結構能否同壽命,墻體保溫與安全防火能否兼顧,保溫施工后空鼓、裂、脫落、火災安全隱患較大等問題已成為亟待解決又關乎民生的重大問題。目前普遍采用的建筑墻體保溫技術,其理論壽命為25年(在保證產品質量、按規范施工的前提下),遠低于建筑主體50—70年左右的設計壽命。25年后外墻保溫極可能出現的脫落,如何維修等問題已被人們日益重視。那如何解決以上問題呢?——大力推廣建筑節能與結構一體化技術。
2.2建筑節能與結構一體化技術的優點
與傳統的外保溫技術相比,一體化技術具有四大突出優點。一是節能保溫措施與墻體同步施工,實現了與建筑物同壽命,保溫層不再需要多次維修、更換;二是保溫材料置于墻體之中,采用現場裝配或混粘土澆筑等方式施工,有效避免了外保溫工程存在的空鼓、開裂、脫落等質量問題,最大限度地消除了工程消防安全隱患;三是具有良好的保溫隔熱性能,完全能夠滿足我國現行建筑節能設計標準,通過采取進一步的技術措施還可達到更高的節能要求;四是可以有效縮短施工工期,減少人工和材料消耗,從而降低建筑成本,具有較好的綜合效益。
2.3建筑節能與結構一體化技術主要創新點
(1)實現建筑材料防火向建筑結構防火的轉變;
(2)實現建筑保溫二次施工向同步施工的轉變;
(3)實現保溫壽命周期二十五年向與結構同壽命的轉變;
(4)實現工程施工現場濕作業向工廠化、產業化轉變。
3.推行建筑節能與結構一體化技術的重要意義
建筑節能與結構一體化技術,通俗地講,就是不再給建筑“套棉衣”,而是通過采取一定的技術措施,采用相應的墻體材料及配套產品,使墻體本身的的熱工性能等指標達到節能標準要求,實現集保溫隔熱功能與圍護結構功能于一體的建筑節能技術,不僅能有效解決保溫體系與建筑主體同壽命問題,而且在抗震、安全等性能方面也得到了加強,能同時滿足建筑、防火等要求,是建筑節能發展的方向。隨著我國建筑節能工作的不斷深化,加快建筑節能與結構一體化技術推廣、逐步限制淘汰已經明顯落后的傳統外墻外保溫技術已勢在必行。
4.加快我國建筑節能與結構一體化技術推廣工作的建議
4.1加大建筑節能與結構一體化技術產品的引進和研發力度。大力推進建筑節能與結構一體化技術產品的引進和研發,為該技術的全面推廣奠定基礎,促進我國建筑節能產業結構調整和轉型升級。要充分發揮勘察設計及建設類企業和各建材生產商的潛能,引導和鼓勵相關企業推廣建筑節能與結構一體化技術,不斷加大建設科技投入力度,積極研究、發展新型墻材。
4.2加強領導,落實責任,確保推廣應用工作落到實處。推廣建筑節能與結構一體化技術是我國創建低碳經濟發展模式的的重要內容,建議選擇部分項目進行示范并給予政策扶持,各相關單位要充分認識到推廣建筑節能與結構一體化技術的必要性和緊迫性,落實責任,確保推廣應用工作落實。
5.結論
建筑節能與結構一體化技術是對傳統建筑節能設計和施工工藝的一次重大變革。推廣、應用建筑節能與結構一體化技術,有利于進一步激發廣大建設科技工作者開展科技創新的積極性、促進科技成果轉化為現實生產力,有利于提升建筑行業的科技含量、推動建筑業轉型升級,有利于帶動鋼筋、混粘土、保溫材料等相關產業的發展壯大,是一件意義重大的好事。
參考文獻:
關鍵字:外墻保溫; 建筑節能; 結構一體化
Abstract: this article with the external wall thermal insulation technology as an example, through several different forms of exterior wall insulation technology, this paper briefly narrated building energy efficiency and structure integration.
Keyword: external wall thermal insulation; Building energy efficiency; Structure integration
中圖分類號: TU201.5文獻標識碼:A文章編號:
1 引言
“十五”和“十一五”以來,在國家節能減排政策的大力推動下,我國節能建筑得到了快速發展,外墻外保溫技術得到了廣泛應用,對于改善建筑功能、減少能源消耗發揮了重要作用。
2 加快建筑節能與結構一體化技術
建筑節能與結構一體化已成為建筑結構體系發展和應用的重要方向。目前,自保溫結構體系(包括非承重和承重砌塊墻體)、夾心復合墻保溫結構體系、現澆鋼筋混凝土結構復合保溫體系(包括CL結構體系、保溫砌模現澆混凝土剪力墻承重技術、模網技術等)等一體化技術在我國已具備一定的技術,具備了推廣的條件,只有充分了解各種保溫體系的優缺點,才能更好的應用?,F就目前比較成熟的幾種保溫一體化體系的各個優缺點做逐一介紹,以便于廣大設計人員在設計時參考。
3 陶粒增強加氣砌塊墻體自保溫體系
陶粒增強加氣砌塊自保溫材料是已在浙江、江蘇推廣應用。該產品以河道淤泥、粉煤灰、混凝土管樁廠的離心余漿為主要原料經過輕質陶粒和引氣漿體制備、混合、澆摸、靜養、自動切割、蒸汽養護等工藝制備而成。目前已建成年產15萬立方米的生產規模。
3.1陶粒增強加氣砌塊墻體自保溫體系材料性能
3.1.1輕質高強:
陶粒增強加氣砌塊的干體積密度為450 kg/m3~750kg/m3??捎行p輕墻體施工勞動強度、減小建筑物自重,簡化地基處理,降低造價。
3.1.2 保溫、防火:
陶粒增強加氣砌塊的導熱系數為0.11W/m.K~0.18 W/m.K,是粘土磚的五分之一,混凝土的八分之一,在夏熱冬冷地區,240mm厚墻體即可滿足節能50%的目標。與其它措施相結合,可輕松實現建筑節能65%的第二步目標。原材料均為無機不燃物,不產生有害氣體。
3.1.3耐久、維護費用低:
以高溫燒結陶粒為骨料的水泥基材料,可以與建筑物同使用壽命,幾乎不需要維護費用。而現有外墻外保溫系統一般只有25年的使用壽命,在整個建筑物的壽命周期內,隱藏巨大的維護和更新費用。
3.1.4 收縮率低:
因為陶粒的收縮率極小,在產品中占總體積的60%以上,漿體中又采用了減縮劑技術,因而制品的收縮率很小,只有同類產品的60%左右,且收縮的發展速度慢,絕干收縮率只有同類產品的四分之一,無墻體開裂之慮。
3.1.5 合適的吸水率:
陶粒增強加氣砌塊的體積飽和吸水率為15%~20%,可以使墻面的抹灰作業更加容易,質量更能保證。
3.1.6抗滲性強:
陶粒增強加氣砌塊具有極強的抗滲性。用陶粒增強加氣砌塊砌筑的水池或盛水器皿,壁厚<5cm,表面未做任何處理,不滲水。
3.1.7 精密的尺寸:
陶粒增強加氣砌塊是在靜養后堅硬狀態下,采用金剛鉆圓盤鋸,經自動機械切割而成,避免了養護過程中的變形,尺寸精度達到同類產品優等品的要求,可減少粘結及抹面砂漿的用量,降低成本,提高墻體質量。
3.1.8 綠色環保、循環利用:
陶粒增強加氣砌塊的主要原材料均為工業廢渣或河湖泊淤泥,產品符合GB6566《建筑材料放射性核素限量》標準中建筑主體材料的要求。即使建筑物拆除以后,砌塊仍可通過破碎,實現循環利用,降低建筑垃圾的污染。
3.1.9 粘結強度高、施工簡單:
陶粒增強加氣砌塊與水泥基材料相容性好。內墻面可以不做抹灰,直接批括膩子,外墻面可以用普通砂漿抹面,也可以用水泥砂漿直接粘貼面磚、文化石、花崗巖等。
4 夾心復合墻保溫結構體系
4.1夾心復合墻保溫結構體系特點
(1) 系新型墻體,結構先進,為國家積極推廣的新型墻體結構,有利于節能降耗;
(2) 墻體外測彩色裝飾性劈離砌塊,新穎美觀,自身強度高,不脫落、耐風化,既有保護中層夾芯保溫層的作用,又有很好的裝飾效果;克服了目前外墻飾面層開裂、脫落的質量通病,延長了建筑物使用期限;
(3) 保溫層位于內、外兩側墻身夾層部位,為新型保溫體系。避免了出現冷(熱)橋的質量通病,保溫效果良好。
4.2 夾心復合墻保溫結構體系工藝原理
混凝土砌塊夾芯保溫外墻,由結構層、保溫層、保護層組成。結構層采用190mm主砌塊;保溫層一般采用50mm聚苯板;保護層采用90厚裝飾性劈離砌塊 砌體。外墻全部載荷由外墻內側190厚結構層承擔,在每層圈梁處挑出 90mm高挑口支承外測保護層。外測保護層的平面外作用力由拉結鋼筋片傳遞到結構層。
5 復合砌塊自保溫體系
5.1 保溫與建筑物同壽命
可以單獨砌筑成墻,解決了建筑保溫墻體的整體性和耐候性,使墻體保溫系統的使用壽命真正實現與建筑物同壽命,解決后顧之憂。
5.2 消除火災隱患
消除火災,留住生命,這是現在社會共同關注的焦點。濟南七星公司經過兩年的技術攻關,自主研發的高性能混凝土復合砌塊自保溫體系,實現了墻體保溫與建筑結構一體化,徹底解決了火災隱患。
5.3 降低建筑綜合成本
外墻外保溫設計使用壽命為25年,QX高性能混凝土復合砌塊自保溫體系可實現保溫與建筑物同壽命,可大大節約外墻外保溫維護維修和25年后的更換費用
5.4 簡化施工工序
高性能混凝土復合砌塊自保溫體系外墻工程不需要再做其它保溫處理即可滿足現行建筑節能設計標準要求,減少了傳統保溫墻體外保溫工序,提高了施工效率,縮短了工期,降低了工程造價。
6 結束語
相比傳統的外墻外保溫技術,建筑節能與結構一體化技術不僅能有效解決保溫體系與建筑主體同壽命問題,而且在抗震、安全等性能方面也得到了加強,能同時滿足建筑、防火等要求,是建筑節能發展的方向,符合我國低碳生態建設發展理念和戰略規劃要求。加快建筑節能與結構一體化技術推廣、逐步限制淘汰已經明顯落后的傳統外墻外保溫技術已經勢在必行。
參考文獻
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本文淺析的“改性巖棉板永久性、自固定現澆混凝土保溫外模板術”,已獲得國家專利(名稱為:一種現澆混凝性復合巖棉保溫外模板,專利號:ZL201620010463.0)授權。目前全國正在全面深化改革,大力推進十三五各項計劃,按照創新、協調、綠色、開放、共享的發展理念,創新轉型升級,大力推進發展海綿城市、綠色建筑,廣泛開展被動房示范工程建設,對于全面完成“十三五”國家強制性節能減排目標,執行新提升的《建筑設計防火規范》和節能率75%的標準,是適應新常態,有效應對全球氣候變化,緩解資源能源對經濟社會發展的約束具有重要作用;同時在新常態下提升城鎮化發展質量、效益、改善人民生產、生活條件,建設資源節約型,社會環境友好型,推動可持續發展,有著重要的意義。在新常態的發展中,盲目追求量的增長和粗放型的發展是達不到現代化的標準要求,現行建筑節能保溫主要采用外墻外保溫的結構形式,經十幾年的實踐應用證明有如下弊端:使用的有機保溫材料具有易燃性,且燃燒時會釋放出大量有毒氣體,并在使用施工現場防火管理不規范的環境下容易出現火災,給人民生命財產造成巨大損失;而且該形式施工工藝相對較復雜,施工工期長,施工質量難以控制,出現保溫層龜裂、滲水、起鼓、脫落、傷人、火災等一系列問題。并且使用期間必須要維護、維修、更換、造成城市更換、改造施工二次污染嚴重,仍存有安全隱患;并導致資金,資源的雙重浪費;不能與建筑物同壽命;更達不到建筑節能75%和新的防火規范及綠色建筑的標準要求,工程質量達不到百年大計終身負責的法制標準。因而研發更環保,更安全,成本低,防火無隱患、防震結構性能高,與建筑結構同壽命的節能保溫與建筑結構一體化的新技術、新產品、新工藝、新材料替代現行相關保溫材料技術尤為重要。新型“CX現澆混凝性復合巖棉保溫外模板”是建筑節能與結構一體化技術的一種重要結構,是建筑節能保溫與建筑結構融為一體;并與建筑物同壽命,達到新的消防規范技術要求和防震技術要求的創新型A級建材。實現了建筑節能、安全防火雙達標技術的綠色建材。
二、巖棉板的性能特點
巖棉板問世已有20多年歷史,該產品問世以來廣泛應用于工業、石化、農業、電力、船舶、建筑等領域,其性能是用無機材料制作而成,其特點燃燒性能達到A級,耐火極限達至2小時;保溫隔熱具有一定效果,吸音、降噪、減震等均有較好的功能特點。在新常態下,巖棉板應用于建筑節能外墻保溫還存有不足之處,由于生產工藝和其材料本質所定,自身體積松散所致壓縮強度達不到外墻保溫,粘結、拉拔結構強度技術要求;憎水性、吸濕率兩項性能不足,做建筑外墻保溫經過長期的自然氣候的浸蝕及雨雪影響,吸水率高而導致達不到抗凍融技術標準,使保溫建筑結構耐候性達不到與建筑同壽命的嚴重技術問題,為此巖棉板在現有性能特點的基礎上,需要創新研發,以新的技術改性解決自身存在問題,使其發揮固有的性能指標,以便全面達到做外墻保溫外模板的新一代綠色新型建材。
三、巖棉板的改性制造技術
巖棉板是以優質的天然玄武巖為主要原材料,經熔爐大于1450℃的高溫融化后,以擺錘法均勻鋪棉。經固化爐固化而制成巖棉板。但是該工藝制成的巖棉板用作建筑外墻做保溫板的性能指標遠遠達不到建筑外墻保溫和建筑結構技術要求,滿足不了建筑耐候性能指標的標準。為此經過從原材料性能的物理檢測分析,生產工藝的調整,經過多次研制,測試該產品材料在融化的巖漿中噴入專用適量的固化劑和特效專用增水劑,熱固性粘合劑和專用添加劑等,經固化后使該產品纖維細長,渣球含量低,保溫絕熱性能優異,解決了做建筑外墻保溫材料不足的性能指標。其改性技術指標特點如下:1、保溫隔熱性能優異巖棉纖維細長,平均直徑、渣球含量等指標均能達到國家標準,經實測導熱系數為0.040w/m•k。2、防火巖棉板以天然玄武巖為主要原材料,是不燃A級防火保溫材料,耐高溫性能優越,高溫下導熱系數低,能有效延緩火勢蔓延;在火災中不產生有毒氣體或熔融滴落物。3、防水巖棉板憎水率、短期吸水量、長期吸水量均達到標準要求,如產品被高壓水浸濕,干燥后不影響其性能,不會膨脹。4、防潮巖棉板制品在溫度50℃時,按照國標GB/T25975—2010測試,質量吸濕率小于1%。5、透氣性好巖棉板的纖維結構,具有良好的透氣性,水蒸汽可以自由透過,能很好的配合磚混墻體或砼墻體的呼吸作用,使室內保持舒適的干濕度環境。6、化學和物理性能穩定巖棉制品的酸度系數——衡量巖棉板化學穩定性耐久性的重要指標,改性后的巖棉板具有良好的高濕熱穩定性、耐久性及抵抗高溫收縮的能力。
四、巖棉板壓縮強度的改性
由于巖棉板材質性能和生產工藝所致,體積松散、壓縮強度,吸水率滿足不了做建筑外墻模板的技術要求,為此對巖棉板經過專用自動化機械將松散的材質按技術要求壓實,使松散的巖棉板增強了密實度,有效提高了自身壓縮強度,降低了吸水率,并滿足了做建筑外墻模板的自身支撐力,抗彎、抗折、抗拉強度的技術標準要求,吸水率的降低增強了抗凍融的功能,對于模板的耐候性能起到重要作用。只有進行技術創新改性才能使巖棉板達到做保溫外模板的技術要求。
五、巖棉板的結構改性框架網
按照現澆混凝土復合巖棉板保溫外模板的結構技術標準,在巖棉板上下兩面鋪設加強玻纖網;按結構布局進行鋪設多根受力拉接線,經過橫向按一定間距上下拉接,使其連接成為整體分格框架網狀,將巖棉板永久牢固的固定于框架網之中,形成外模板夾心網架狀的整體。
六、現行復合保溫外模板施工安裝技術
現行結構一體化保溫外模板施工安裝技術,保模板運至施工工地后,按照設計施工圖紙和施工技術交低,先將保模板進行彈線切割配料達到圖紙設計結構需要的模塊標準,之后再在保模板上按照結構布局彈線,用專用手電鉆打固定連接件孔,孔打好后模板到位,支撐校正,再有模板外側一人向內穿連接件,模板內側一人在連接桿上擰緊固定卡,以保證連接件不位移、不歪斜。隨之支內側模板,,支撐牢固校正不歪斜即可澆筑混凝土。總之,以上施工技術需要彈線鉆孔、立板安裝、穿件擰卡的工藝。上述工藝存在的問題是:在外模板上打孔設置連接件,施工中很難監控連接件孔布局是否合理、足量達標的問題;連接件對保模板之起著建筑結構的重要技術作用,如固定件連接出現問題,就等于建筑工程主體結構出現問題;同時施工安裝錨固件連接,按現行施工工藝要多花費大量工時;耗用大量錨固件(6萬件/1萬平方米)、再加上人工工資,大大提高了工程造價。總之上述工藝存在“工程造價高、施工量大、工期長、施工質量隱患”等問題。為解決這一問題,經過反復技術創新研制成功了改性復合瓦楞槽形自固定現澆混凝土巖棉保溫外模板。該技術即在經過各項性能指標滿足建筑外墻技術要求的巖棉板上設置玻纖網為整體加強層,按設計要求鋪設高強聚合物砂漿,通過專用自動化制造機械制造而成瓦楞槽形,即形成保模板與建筑現澆混凝土的結構結合層,該瓦楞槽使用高強聚合物砂漿物理性能與混凝土的物理性能相容,強度標號一致,通過施工澆注工藝,澆注混凝土與保溫外模板融為一體,澆注混凝土自身經過水化凝固增強,而形成外模板整體面積與混凝土科學的牢固的固化結合為一體,不用采取任何技術措施便形成永久性、自固定,節能保模板與建筑結構一體化的創新專利技術。
七、自固定巖棉復合保溫外模板的科學性
巖棉板經生產制造工藝、材料配方的創新改進,使普通巖棉板改性達到建筑外墻保溫的技術性能標準;經過專用技術進行巖棉板體積壓實增強密實度提高壓縮強度,降低吸水、吸濕率,提高加強了整體耐候性能;巖棉板進入高效玻璃纖維絲經專利技術組成的玻纖框架網,使其克服了自身的抗拉、抗彎、抗折、抗撞擊的技術性能指標不足的差距,達到了現澆混凝土支撐模板的技術標準;巖棉板經過系統改性后,板兩面鋪設高強玻纖網,增強整體結構的剛度、強度,玻纖網與高強聚合物砂漿牢固的粘結握裹為一體,保模板內側由專利技術制作成瓦楞槽形,成為與現澆混凝土永久性自固定的結合層,經過澆注混凝土施工工藝澆注,混凝土經過水化增強凝固,科學的將保模板與建筑結構永久的固定為一體。綜上所述,自固定改性巖棉板經過一系列技術改性,即能保證良好的保溫效果,又能達到A級防火標準,使建筑節能、安全、防火、雙達標;創新研制的瓦楞槽形保溫模板永久性自固定專利技術,自動結合免用現行的錨固鏈接件,即節約了大量支撐模板固定鏈接件,又節約了施工安裝固定件大量用工,提高施工效率,加快了施工進度,有效降低了工程造價,縮短了工期,使建筑節能保溫與結構永久一體,真正實現了建筑節能保溫,安全防火,安全防震,與建筑結構同壽命的一體化技術。
八、自固定現混凝土巖棉保溫外模板的環保性
CX現澆混凝性復合巖棉保溫外模板是由防火專用巖棉板(A),標準抗裂砂漿,標準玻纖網格布,經過工廠化生產,由專用自動化機械一次上線成型;原材料,生產制造過程無污水、廢氣、廢渣、不揚塵、無噪音,該產品無毒、無放射性公害的綠色低碳新型建材;應用于建筑工程與建筑物同壽命,不做任何維護、維修或更換,避免了給城市造成多次投資或再次污染城市環境??傊摦a品實現了保溫防火、模板雙功能,節約耗能,節約資源,抗自然氣候侵蝕、施工工藝簡便、縮短工期,不采取任何技術措施便能達到建筑節能75%的各項技術指標要求,防火燃燒性能達到A級,是一種安全、節能、環保的新型綠色建材,是一種良好的綠色低碳環保建材,具有較好的廣泛的應用前景。
九、自固定改性巖棉保溫外模板板的發展前景
【關鍵詞】幾何住宅;節能;一體化;建筑設計
0.引言
隨著科學技術的發展,建筑行業的發展速度也隨之加快,在當前的建筑領域中各種先進的施工技術和施工材料以及施工設備層出不窮,從而為現代的建筑工程建設創造了有利條件。并且隨著我國城市化建設進程的加快,在城市中各種高樓大廈拔地而起,這些拔地而起的建筑不僅滿足了人們對建筑的需求,而且還提升了城市形象和緩解了城市空間壓力。然而隨著全球性的能源微機,能源問題已經成為了全世界所關注的焦點問題。因此,為了人類社會的可持續發展,節能已經成為了當前社會生產的第一要素。并且隨著可持續發展這一科學發展觀的貫徹落實,在當前社會的各個領域和行業中,都加大了對節能生產的研發力度。而建筑行業作為能源資源消耗大戶,在建筑工程建設和使用過程中實現建筑節能更是迫在眉睫。隨著人們的節能意識提高,在當前的建筑工程建設中建筑節能也逐漸得到了人們的重視。為了實現建筑節能,在建筑設計過程中在致力建筑功能和質量的基礎上,還應該從建筑外墻和門窗以及屋面等方面實現建筑節能。而為了進一步提高建筑節能的效果,加大對集合住宅與節能一體化建筑設計的分析研究力度意義重大。本文從節能技術方面出發,對建筑節能的深入研究,然后對幾何住宅與節能一體化建筑設計進行了詳細闡述,希望能夠起到拋磚引玉的效果,使同行相互探討共同提高,進而為我國早日全面實現建筑節能起到一定的促進作用。
1.節能技術方面
(1)護結構系統。(2)太陽輻射的控制與改善。(3)自然通風與采光的利用。(4)可再生能源的利用。(5)高舒適度、低能耗的室內環境控制系統。(6)降低噪聲的技術與構造系統。(7)水資源循環利用系統。(8)提供高舒適度的其他技術系統。
2.EPS外墻和屋面保溫系統
原理:EPS是膨脹聚苯乙烯泡沫塑料的簡稱, EPS外保溫系統是由特種膠泥、板、玻璃纖維網格布和飾面涂層組成的集墻體保溫和裝飾功能于一體的新型構造系統。
優點:自重輕、增加有效使用面積、無熱橋、施工方法靈活、適應性強、更 換修飾方便、保護墻體、足夠的強度和耐久性。外保溫方式可在現有基礎上節能50%-80%,每使用1噸絕熱材料,可節約標準煤3噸/年,其節能效益是材料生產成本的10倍。
3.主動呼吸式玻璃幕墻
原理:呼吸幕墻是雙層幕墻的趣稱,發源地為德國,又稱為熱通道幕墻、雙層幕墻、通風式幕墻,國外也稱作主動式幕墻。隨著技術的進步,雙層幕墻衍變成了四種形式,代表了它的四個演化過程,分別是整體式、廊道式、通道式和箱體式雙層幕墻,后者是目前較新的技術,也就是具備獨立換氣功能的呼吸幕墻,保溫、隔熱、節能、降噪、防塵。夾層可作為排出樓內廢棄通道,保障室內空氣清新。
4.鋁窗及中央玻璃系統
原理,高檔斷橋隔熱鋁合金窗,雙層中空Low-E玻璃,內充惰性氣體,斷熱、保溫、超高隔音性能,既保持室內光線明亮,又減少室內熱負荷,降低空調費用。增加了密封性,保持室內的冬暖夏涼,更加環保節能,同時可有多種開啟方式,增加居室的安全性。
5.多功能戶外軸簾系統
保濕、隔音、遮陽、防盜 罩殼系統在玻璃窗和卷簾窗之間形成了一個很強的空氣絕緣層。中空 保溫玻璃窗加裝卷簾,保溫性能將提高20%以上。
(1)用電機驅動的卷簾窗可以方便地實現無線嚴控。如果連接上陽光傳感器,則卷簾窗將會根據設定光線的強度自動開啟或者關閉。
(2)用電機驅動的卷簾窗可以通過可編程定時開關來控制卷簾窗的開關,這樣即使您經常不在家/外出旅行,卷簾窗都能在設定的時間開啟和閉合,營造主人在家的感覺。
(3)多個用電機驅動的卷簾窗可以借助一個群控器實現多窗同時開啟或關閉。
6.柔和式天棚制冷采暖技術
原理:混凝土制冷采暖系統就是通過預埋在現澆混凝土樓板中的均布水管,依靠低溫熱水為熱媒,以夏季送水溫度為20℃、回水溫度為22℃和冬季送水28℃、回水溫度為26℃的2℃低溫差先加熱或制冷混凝土樓板,樓板再以輻射方式進行傳熱,自動調節室內溫度。因為采用低溫輻射方式傳熱,它的制冷和采暖效率大大高于空氣對流傳熱方式,且無氣流感和噪音。優點:
(1)設備負荷小,室內溫度均勻,無噪聲和風感,室內舒適度高。
(2)一套系統兩季使用,冬天用低溫熱水供暖,夏天可低溫冷水制冷,節省設備投資。
(3)省去了室內橫七豎八的暖氣管,為室內裝修設計提供了方便,房間的凈面積全部為有效使用面積,無形中提高了房屋面積的使用率。
7.中央空調
原理:中央空調是現代建筑中一種常見的電氣設備,隨著中央空調的應用,使得現代人們的生活質量大幅度提升。而中央空調的原理是由一臺主機通過風道過風或冷熱水管接多個末端的方式來控制不同的房間以達到室內空氣調節目的的空調。采用風管送風方式,用一臺主機即可控制多個不同房間并且可引入新風,有效改善室內空氣的質量,預防空調病的發生。
優點:
(1)整個家庭都處于舒適性條件下,避免其他分體機造成的直吹過冷和房內冷熱不勻的人體不適現象。
(2)裝飾性好,配合裝修無任何外漏管線。
(3)操作簡單,自動運行,無需維護。
(4)可根據各個房間的朝向、功能等增加或減少送風熱量。
(5)可加新風和加濕,使室內空氣保持新鮮和衛生。
施工: 中央空調的設計和安裝要與裝修結合才能達到良好的舒適性和裝飾效果。