发布时间:2023-09-21 10:03:03
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1 前言
社会在发展,时代在进步,新时代的建筑风格各异,但是能源问题已经成为制约世界发展的一个重要因素。据相关研究表明。现世界的能源需求正以每年2%左右的比例增长,而在这些增长的能源当中,大约有32%的能源是用在建筑物上面。由此可以看出,搞好建筑节能工作是保证国民经济快速、持续、稳定发展的必要前提。建筑外墙节能结构的好坏不仅是衡量建筑运转耗能量的一项重要指标,而且是解决建筑节能外墙保温技术的一个重要突破口。
为了保证建筑外墙的保温性能,目前运用的比较多的是以空心砖或者现浇的混凝土板作为墙面的承重材料,这些承重材料与一些具有保温效果的玻璃面板或聚苯板共同构成复合墙体。我国的复合墙主要有三种保温方式,分别是内墙的内保温方式、外墙的外保温方式以及夹心保温方式。因为复合墙这些保温方式的存在,使得这些复合墙体具有很好的保温隔热效果,完全能够满足新时期建筑节能的要求。
2 外墙保温系统的构造
目前,建筑上运用的比较多的外墙保温材料一般由保温层、粘结层、饰面层和保护层组成。保温层在选材上一般比较随意,市面上比较常见的一些材料例如聚氨酯泡沫塑料就可用来作为其材料。粘结层在选材上就相对要严格一点,它一般都会选用一些高分子复合材料如丙稀酸树脂,粘接层必须符合相关标准的规定,例如,它必须具有防水、防裂、耐磨性的特点,当然它还必须具备高强度的粘性。饰面层在选材上通常都会选用一些水性涂料或者溶剂型涂料进行喷涂,喷涂后应该是饰面具备瓷砖甚至仿真石漆等的视觉效果。相对前面几种组成层,保护层在选材上具有更多的选择性,不锈钢薄板、薄铝板、铝箔、铝塑板等都是可供选择的对象。
3 施工过程中的质量控制
3.1 设计方面
(1)在进行真正施工之前,要对施工图纸进行多次的会审,要明确保温层材料的厚度及材料类型。
(2)如果遇到特殊情况而需要对之前设计的图纸进行变更,那么就需要有相关的书面变更文件,如果没有相关变更手续的话,是不能随意进行图纸变更的。
3.2 进场材料的检查与验收工作
(1)建筑外墙所用的保温材料必须有相关的出厂证明。除此之外,所买材料还需要专门的材料检测机构进行复检,复检合格后的材料才能运用到施工中去。
(2)对保温板厚度进行现场的抽查:在进行厚度抽查的过程中,为了减小测量误差,我们可以一次性测量多块保温板的厚度,如果偏差不超过相关标准的话,就说明厚度是符合标准的。
(3)保温板重量的测定:称量保温板一定面积的重量,确保其在相关标准的范围内。
(4)外墙保温结构所用的节能材料必须有当地政府部门的节能推广证书。
3.3 墙体基层的质量检查
(1)进行墙体基层质量检查的过程中,验收内容包括对墙体基层中存在的灰尘、油污是否清理干净,没清理干净的地方要及时的清理,从而确保墙体基层的干净整洁。
(2)在施工的过程中,可能会在墙体上留下一些空洞,检查的过程中要确保这些空洞修补完好。对于墙体上的一些穿墙构件,必须对其进行防水、防锈处理。
(3)墙体基层检查工作的另外一项内容就是检查基层所用砂浆是否符合相关规定。另外墙体基层的表面平整度、方正度以及垂直度都需要严格按照标准执行。
3.4 施工过程中的质量检查
3.4.1 弹线的检查
该过程主要是检查弹线沿外墙铺设的时候是否处于水平状态,另外还需要在两块保温板所处的高度处弹一道水平线。同时应该观察保温板的整体布局,从而在适当位置设置一个变形缝系统,在墙体上需要弹出相应的变形缝线,并标出变形缝的宽度数据。
3.4.2 抹苯板胶的检查
抹苯板胶的检查是一项比较重要的内容,因此对其检查要采取合适的方法,具体如下:想按一定的比例将粘苯板用的胶浆配制好,为了使涂胶工作简便,需要用专门的涂胶工具对苯板四周进行抹胶,“框点法”和“点式法”是两种比较常见的抹胶方法。抹胶的过程中,应该控制抹胶的宽度在50毫米左右,抹胶的厚度大概在10毫米,为了使粘贴的过程中能够及时的将苯板与墙体之间的气体排出,有必要在苯板中间留出一个孔径为40mm左右的排气孔。另外需要注意的就是,无论采用点粘法还是其他的粘法,粘贴面积一定要保证在40%以上。
3.4.3 保温板粘贴质量的检查
①待保温板抹涂完粘胶后,应该立即将其平贴在对象墙体上,如果出现错位的情况,应该对保温板进行缓慢挤压处理,这样不仅能够使保温板进行一定位置的移动,而且还能够排除其内部的一些气体,从而还保证了粘贴的质量。
②保温板的粘贴是整个施工过程中的重要环节,一旦出现保温板粘贴不好的情况,前面的所有工作都大打折扣。为了保证保温板的粘贴质量,最好是从墙体底部边角部位开始粘贴,同时应保证水平相邻的两块保温板相互对齐靠紧。但是上下两块保温板因该形成错开排列,墙角处板与板之间要互相咬合。
③对于保温板的粘贴应该采用自下而上的粘贴顺序,然后沿着墙体的水平及横向展开铺贴,最后要注意的一点就是两块保温板之间最好留出 1/2 板的水平错开长度。
④当粘贴对象是墙角处的保温板时,应该采用墙角垂直交错的粘贴方式,两块保温板应该快速的粘贴,后块应该紧跟前块。安装就位之前,涂胶表面不能出现任何的结皮现象。
3.4.4 翻包网铺贴质量的检查
①施工前的工作之一就是对翻包网格布裁剪宽度进行检查,其宽度应该在保温板厚度的基础上,每边各加180mm 来进行裁剪。
②施工前的另外一项工作是对保温板表面的进行检查,确保其表面没有灰尘、杂质。
③进入施工过程后,应该对墙体基层上的门窗周围抹上涂胶,保温板的终端处也抹上涂胶,涂胶的宽度控制在80毫米左右。抹胶完成后,应该将多余的胶浆清除,这样是为了保持网格布的干净整洁,另外,压入胶浆内的网格布必须全部浸没在胶浆中。
④需要粘贴翻包网的部位有很多,具体有以下几处:门窗的洞口处、阳台、空调板、女儿墙的顶部以及管道穿墙洞口处。
4 结语
在倡导节能的大背景下,对房屋实施节能外墙的保温措施是非常有必要的,建筑节能外墙保温技术已经成为当今世界建筑施工技术的重要组成部分。本文对建筑节能外墙保温技术的施工过程做了一个详细的阐述。本文的提出,希望能够为这一技术的进一步发展提供新的思路。
参考文献
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
中图分类号: TU201.5文献标识码:A文章编号:
1 引言
“十五”和“十一五”以来,在国家节能减排政策的大力推动下,我国节能建筑得到了快速发展,外墙外保温技术得到了广泛应用,对于改善建筑功能、减少能源消耗发挥了重要作用。
2 加快建筑节能与结构一体化技术
建筑节能与结构一体化已成为建筑结构体系发展和应用的重要方向。目前,自保温结构体系(包括非承重和承重砌块墙体)、夹心复合墙保温结构体系、现浇钢筋混凝土结构复合保温体系(包括CL结构体系、保温砌模现浇混凝土剪力墙承重技术、模网技术等)等一体化技术在我国已具备一定的技术,具备了推广的条件,只有充分了解各种保温体系的优缺点,才能更好的应用。现就目前比较成熟的几种保温一体化体系的各个优缺点做逐一介绍,以便于广大设计人员在设计时参考。
3 陶粒增强加气砌块墙体自保温体系
陶粒增强加气砌块自保温材料是已在浙江、江苏推广应用。该产品以河道淤泥、粉煤灰、混凝土管桩厂的离心余浆为主要原料经过轻质陶粒和引气浆体制备、混合、浇摸、静养、自动切割、蒸汽养护等工艺制备而成。目前已建成年产15万立方米的生产规模。
3.1陶粒增强加气砌块墙体自保温体系材料性能
3.1.1轻质高强:
陶粒增强加气砌块的干体积密度为450 kg/m3~750kg/m3。可有效减轻墙体施工劳动强度、减小建筑物自重,简化地基处理,降低造价。
3.1.2 保温、防火:
陶粒增强加气砌块的导热系数为0.11W/m.K~0.18 W/m.K,是粘土砖的五分之一,混凝土的八分之一,在夏热冬冷地区,240mm厚墙体即可满足节能50%的目标。与其它措施相结合,可轻松实现建筑节能65%的第二步目标。原材料均为无机不燃物,不产生有害气体。
3.1.3耐久、维护费用低:
以高温烧结陶粒为骨料的水泥基材料,可以与建筑物同使用寿命,几乎不需要维护费用。而现有外墙外保温系统一般只有25年的使用寿命,在整个建筑物的寿命周期内,隐藏巨大的维护和更新费用。
3.1.4 收缩率低:
因为陶粒的收缩率极小,在产品中占总体积的60%以上,浆体中又采用了减缩剂技术,因而制品的收缩率很小,只有同类产品的60%左右,且收缩的发展速度慢,绝干收缩率只有同类产品的四分之一,无墙体开裂之虑。
3.1.5 合适的吸水率:
陶粒增强加气砌块的体积饱和吸水率为15%~20%,可以使墙面的抹灰作业更加容易,质量更能保证。
3.1.6抗渗性强:
陶粒增强加气砌块具有极强的抗渗性。用陶粒增强加气砌块砌筑的水池或盛水器皿,壁厚<5cm,表面未做任何处理,不渗水。
3.1.7 精密的尺寸:
陶粒增强加气砌块是在静养后坚硬状态下,采用金刚钻圆盘锯,经自动机械切割而成,避免了养护过程中的变形,尺寸精度达到同类产品优等品的要求,可减少粘结及抹面砂浆的用量,降低成本,提高墙体质量。
3.1.8 绿色环保、循环利用:
陶粒增强加气砌块的主要原材料均为工业废渣或河湖泊淤泥,产品符合GB6566《建筑材料放射性核素限量》标准中建筑主体材料的要求。即使建筑物拆除以后,砌块仍可通过破碎,实现循环利用,降低建筑垃圾的污染。
3.1.9 粘结强度高、施工简单:
陶粒增强加气砌块与水泥基材料相容性好。内墙面可以不做抹灰,直接批括腻子,外墙面可以用普通砂浆抹面,也可以用水泥砂浆直接粘贴面砖、文化石、花岗岩等。
4 夹心复合墙保温结构体系
4.1夹心复合墙保温结构体系特点
(1) 系新型墙体,结构先进,为国家积极推广的新型墙体结构,有利于节能降耗;
(2) 墙体外测彩色装饰性劈离砌块,新颖美观,自身强度高,不脱落、耐风化,既有保护中层夹芯保温层的作用,又有很好的装饰效果;克服了目前外墙饰面层开裂、脱落的质量通病,延长了建筑物使用期限;
(3) 保温层位于内、外两侧墙身夹层部位,为新型保温体系。避免了出现冷(热)桥的质量通病,保温效果良好。
4.2 夹心复合墙保温结构体系工艺原理
混凝土砌块夹芯保温外墙,由结构层、保温层、保护层组成。结构层采用190mm主砌块;保温层一般采用50mm聚苯板;保护层采用90厚装饰性劈离砌块 砌体。外墙全部载荷由外墙内侧190厚结构层承担,在每层圈梁处挑出 90mm高挑口支承外测保护层。外测保护层的平面外作用力由拉结钢筋片传递到结构层。
5 复合砌块自保温体系
5.1 保温与建筑物同寿命
可以单独砌筑成墙,解决了建筑保温墙体的整体性和耐候性,使墙体保温系统的使用寿命真正实现与建筑物同寿命,解决后顾之忧。
5.2 消除火灾隐患
消除火灾,留住生命,这是现在社会共同关注的焦点。济南七星公司经过两年的技术攻关,自主研发的高性能混凝土复合砌块自保温体系,实现了墙体保温与建筑结构一体化,彻底解决了火灾隐患。
5.3 降低建筑综合成本
外墙外保温设计使用寿命为25年,QX高性能混凝土复合砌块自保温体系可实现保温与建筑物同寿命,可大大节约外墙外保温维护维修和25年后的更换费用
5.4 简化施工工序
高性能混凝土复合砌块自保温体系外墙工程不需要再做其它保温处理即可满足现行建筑节能设计标准要求,减少了传统保温墙体外保温工序,提高了施工效率,缩短了工期,降低了工程造价。
6 结束语
相比传统的外墙外保温技术,建筑节能与结构一体化技术不仅能有效解决保温体系与建筑主体同寿命问题,而且在抗震、安全等性能方面也得到了加强,能同时满足建筑、防火等要求,是建筑节能发展的方向,符合我国低碳生态建设发展理念和战略规划要求。加快建筑节能与结构一体化技术推广、逐步限制淘汰已经明显落后的传统外墙外保温技术已经势在必行。
参考文献
[1] 贠英伟,吴香国,范丰丽. 我国建筑节能现状分析及对策[J]. 重庆科技学院学报, 2006,(01)
[2] 怀方林 ,方桂英. 复合节能砌块墙体技术经济分析[J]. 吉林建材, 2002,(02)
我国是能源消耗大国,建筑能耗占总能耗的1/5以上,通过加强建筑保温技术措施降低采暖、制冷设备的能耗能有效节约我家资源。高分子保温材料以其优越的保温隔热性能在外墙保温技术中被广泛采用,但这也正是引发火灾重要原因。由于外墙保温材料的可燃性引发火灾的报道屡见不鲜,如09年正月十五央视新台址园区文化中心大火等。根据我国现在的国情不可能像国外先进国家那样,高层建筑中禁止使用可燃性保温材料,当今技术将一种材料制成防火材料的同时也大大降低了材料的保温性能,这就需要我们在建筑设计中要充分考虑建筑外墙保温与防火安全间的矛盾,将建筑节能设计与防火安全一体化。
1.我国外墙保温与防火技术的现状
1.1外墙保温材料的划分
外墙保温做法主要有外墙外保温、外墙内保温和外墙夹心保温三种,现在随着新型建筑材料(加气混凝土砌块)的出现,其本身具有保温作用且不存在火灾安全隐患问题,下面主要对外墙外保温方面从所选用材料的燃烧角度进行分析。
根据保温材料的燃烧性能可分为无机类保温材料、有机无机复合保温材料和有机高分子保温材料。由于无机类保温材料和有机无机复合保温材料的燃烧性能很差或不具可燃性,其自身不存在防火安全性问题但是一般保温性能不能满足要求或在技术等方面还未得到推广。现在外墙保温材料主要以聚苯乙烯和聚氨酯等高分子有机材料为主,属可燃性材料,存在引发火灾的危险。
1.2我国外墙保温防火的现状
为了防止建筑外墙保温系统火灾事故的发生,国家在2009年已经制定了民用建筑外保温系统及外墙装饰防火规定。这项规定明确了不同等级保温材料在民用建筑中的使用范围,但与发达国家相比差距很大。规定中仅仅限制了材料的燃烧性能等级适用的建筑物的高度,并没有规定保温系统的耐火等级划分,也没有明确非幕墙式建筑防火隔断的具体要求。现在我国外墙保温系统及保温材料没有统一的防火测试方法和分级评价标准,没有明确规定不同防火等级的外保温系统在建筑中的应用。
我们在学习国外先进防火技术、规范的同时,也要认识到现在已经建成的建筑中存在的安全隐患,如将可燃的聚苯板保温材料用于高层建筑外墙保温,其本身就存在火灾隐患。从发生火灾事故中可以看出,对于高层及超高层建筑中火灾造成的生命安全和财产安全更为严重,要引起我们的高度重视。
2.外墙保温防火一体化设计
2.1影响外保温系统防火安全的因素
外墙保温材料的可燃性是建筑发生火灾的主要原因,我们从外保温系统的构成材料及构造方式两方面确保建筑的防火安全。保温材料是影响防火安全的条件因素,构造方式是确保防火安全的关键因素。影响外保温系统防火的构造方式主要有:保护层厚度、保温材料的粘贴固定方式、防火隔断的设置等。
保护层的厚度和质量是决定了建筑受到热量或火焰侵袭时对内侧有机保温材料的保护能力。
保温材料的粘贴固定方式可分为有空腔和无空腔两种。空腔的设置对于外墙保温节能是有利的,但是也为保温材料的燃烧及火焰的蔓延提供了氧气和烟囱效应。因此我国防火规范明确规定了对于容易出现空腔构造的幕墙式建筑的每层楼板处进行防火材料封堵,阻止火灾蔓延。建筑中防火隔断一般采用分仓或设置设置防火隔离带,能有效阻止火焰蔓延。提高外墙保温材料的阻燃性能和采取有效的防火构造措施是减小火灾事故发生的有效措施,也是防火技术措施研究的重要方面。
2.2外墙外保温应进行合理的防火设计
外墙外保温采用的聚苯板具有良好的保温隔热性能,但防火能力很差,现阶段我国不能完全杜绝这种材料在建筑中使用,所以如何保障高层建筑的保温性能又能确保防火安全显得尤为重要。
在高层建筑设计中,禁止或限制将一着即燃的聚苯乙烯保温材料应用于幕墙保温系统及高层建筑中。建筑幕墙及每层楼板处的缝隙采用防火封堵材料进行封堵,高层建筑各层窗户下方及其他外墙保温材料处均应设置保护层,防止发生火灾大面积蔓延。高层建筑间的距离满足防火间距,根据相邻建筑外墙保温材料的燃烧等级确定相邻建筑的距离。若建筑间的防火间距不足且外墙保温材料易燃,任何一座建筑发生火灾都会导致相邻建筑保温系统的燃烧,增加火灾安全隐患。
2.3外墙保温防火设计措施
①防火构造措施。通过采取防火构造措施增加有机保温材料的阻燃性能,这种措施不仅增加了建筑的成本,而且添加的非环保型阻燃剂在火灾发生时对周围空气造成污染。防火构造措施虽然在一定程度上提升了建筑的防火性能,但也削弱了对保温材料自身的燃烧性能等级的限制,对新型建筑保温材料的研发及提高建筑整体防火水平不利。
②无机保温材料替代有机保温材料。由于有机保温材料自身存在严重的火灾隐患,有人提议用节能效果差些的无机保温材料替代有机保温材料,这样能达到建筑防火安全的要求吗?无机保温材料在火灾发生初期能有效阻止获得蔓延,但当火灾进入高温阶段,它已不能经受火焰继续升温,最终失去预期的防火效果。在央视大楼中采用的玻璃棉、防火棉等不燃材料在大火中全部被烧光,此例也充分说明了高温火灾中无机保温材料不能满足建筑防火安全的要求。
③有机保温材料碳化绝热、隔热措施。由于无极保温材料节能效果差且在高温火灾中不能有效达到防火安全的要求,其不能取代具有高效节能效果的有机保温材料。技术研究发现,有机保温材料在高温火灾中形成的碳化层结构具有隔火、防火、防止火灾蔓延的功能,因此,在高层建筑结构中将无极保温材料与具有碳化层的有机保温材料形结合才能真正解决建筑节能防火安全问题。
以上三种防火设计措施各有各的优点和不足。措施一过度重视防火构造措施的采用,忽略了保温材料自身的燃烧性能;措施二无机材料代替保温节能效果好的有机保温材料,忽略了无机保温材料自身的缺点;措施三最为完善,但还需要高新技术的支持和科学实际的验证。虽然建筑外墙节能与防火安全存在矛盾,但节能与防火不再是两个独立的概念,两者一体化的设计理念需深入建筑设计之中,相信在不久的将来我国一定能形成节能防火标准和成熟的技术体系。
3.小结
建筑外墙的保温防火问题不仅涉及我国建筑节能和防火安全,而且直接关系到社会的发展和人民生命财产安全。节能与防火必须统筹兼顾,将建筑造型与防火构造相统一,真正意义上实现建筑节能与防火安全的一体化设计,促使中国建筑行业健康可持续发展。
在现代建筑设计中,运用储能材料已经成为一种必然的趋势,通过这种方式不仅可以有效降低室内昼夜温差的变化幅度,使得建筑内部的温度一直保持在一个恒定的范围之内,而且还可以通过储能材料及时存储太阳能,以备不时之需。关于建筑节能设计中储能材料功用的发挥程度的大小,还和建筑所在地区的气候有关,并且还与储能材料的具体储能形式有着密切的联系。
一、方案的可行性
现阶段,绝大多数建筑师都非常关心建筑节能的关键技术,从最初使用单一型的围护结构来进行墙体的保温隔热,发展到如今将太阳能和建筑本身的一体化节能技术相结合,实现了在建筑节能工程上的飞跃。建筑的一体化节能设计中,通过利用建筑的储能材料可以有效减小建筑节能的成本,实现经济效益与环境效益的统一。这里所说的储能材料一般是在建筑中广泛应用的、能够很好地吸收与保存及释放一定的热量和冷量的特殊材料,这种材料的储能效果的高低是由建筑材料本身的比热所决定的。
一些经常使用的建筑材料也具有良好的储能功用,它们的统一特征就是具有非常大的比热性质,例如建筑材料中的石材、混凝土、砖块等,这些材料的造价并不是特别高,使用起来也极为方便,如若将它们的储能作用发挥出来进行能量之间的储存与转换,不仅可以大幅度减小建筑的能耗量,还可以进一步拓展建筑结构构件别出心裁的使用功能,有力促进太阳能与建筑一体化节能技术的新发展。事实上,这种设计方案具有非常大的可行性,我国大多数地区都有充足的太阳能资源,实施本方案都是有利的,但太阳能的实际利用效果与使用的材料性质、构造方式以及区域气候都有很大的关系。
二、与材料的关系
建筑的储能材料通常都具有一定的热惰性,利用这一特征,可以对建筑物的昼夜温差进行有效地调节,从而大大降低室内温度的波动幅度,使人经常处于恒定的室温当中,通过此种方式还可以减少用户使用空调的次数和时间,降低空调的能耗,节约了能源。
相关的实践证明,建筑的储能材料的特性不同,储能效果就爱不相同,有些储能材料的储能效果在数小时,有些可以维持数天,还有的可以维持超过半年之久。储能的效果还取决于不同地区的太阳辐射量的差异,例如有些地区的夏季日照时间比较长,冬季日照时间短,针对这样的地区恰好可以通过建筑储能材料的功能达到太阳能跨季节使用的目的。
常见的储能方式包括水箱储能、混凝土或者岩石空腔储能。这两种方法具有可操作性,使用起来也非常方便,器具也极为简单。水箱储能主要利用一些比热比较高的物质来储存热量,例如经常用的有水、乙烯/丙烯乙二醇液等。这种储能方式需要妥善解决热流层化问题,这是因为来当储能箱中的液体被太阳能集热板中的被太阳光加热之后,还会和箱中的冷水产生一定的热量交换,从而又回到集热板进行二次循环。这样的过程要反复多次才能使箱体内液体的温度逐渐升高,这在一定程度上延长了加热的时间,可以基于热流层化原理,利用两个以上的水箱把冷、热水进行分离,以此来提高储能的效率。
利用混凝土或者岩石制成的空腔储能容器也可以将太阳能进行有效的存储。这种构造本身不仅仅是一种建筑围护结构,同时也是良好的储能体。虽然它的使用效率不高,但从某种程度上说,它有效地将太阳能的广泛利用同建筑节能工程有机结合了起来,所以也可以作为简单易行的储能形式。这种结构的理想厚度要控制在25毫米到65毫米之间,不能过厚,体积也不能太大,否则就会相对延长它吸收太阳能的时间,也会延长其释放热/冷量的时间,使用效果就会受到很大程度的影响。同时它也不能太薄和太小,否则会受到空气静压增高的影响,就要借助一定的外力来进行热量的交换。
三、与气候的关系
在适当的气候条件下选用适当的储能材料,可以提高储能材料的利用率,这是因为建筑材料本身的蓄热(冷)能力同建筑材料实际的干密度有着很大的关系。通常情况下,建筑材料的干密度越大,材料在节能使用中的蓄热系数就越大,进而就有很强的蓄热能力,而且热量散失的速度颇为缓慢。反之,建筑材料的干密度越小,材料在节能使用中的蓄热系数就越小,蓄热能力也比较低,而且热量散失的速度还比较快。所以,在实际应用中一定要依据建筑所处的区域气候特点来选择最为合适的储能材料。
一般来说,日温差低于6℃的区域在建筑方面不适合采用储能材料;日温差处于7℃到1O℃之间的区域可以采用储能材料,并且可以取得相应的效果;日温差大于1O℃的区域,需要使用蓄热系数比较大的重质建筑材料。这样可将区域太阳能的差异性的功用最大可能地发挥出来,尤其是通过储能材料将太阳能分季节地储存,更加具有节能的战略意义,也更需要讲究技术策略,同时也要看到实施太阳能与建筑一体化节能设计所面临的资金与技术问题,而且区域间的经济发展的不平衡性也决定了能源利用达不到均衡的目的,只有不断提高可以水平,才能提高建筑节能的普遍程度。
四、总结:
综上所述,太阳能与建筑一体化节能设计的方案具有很高的使用性和可操作性,实际应用中还要综合考虑建筑所使用的储能材料的特征与气候条件的特征,将节能的效用发挥到最大限度,推动建筑领域节能降耗的新发展。
参考文献:
[1]高钰琛.太阳能技术在农宅中的应用[J].工业建筑,2009(7)
一直以来,我们在实际中大量应用各种常规能源,例如天然气、石油、煤等,其中大部分是不可再生和不可循环利用的能源。可是太阳能是一种清洁的、可再生的能源,当前已经开始应用于各个方面,同时我国已经启动了太阳能和建筑一体化的市场。城市的主要示范项目是光伏屋顶和光伏幕墙,农村的主要光热项目是太阳能热水器和太阳能房。
1 太阳能应用于建筑系统的意义
太阳能具有较大的储存量,并且属于可再生资源。同时在所有的生态自然资源中是清洁能源。所以在建筑设计中,对太阳能资源进行合理的利用,例如光电玻璃、光电屋顶、电力强等,可以将接收到的太阳能转化为电能和热能,供建筑物使用。加强开发和推广太阳能建筑一体化不仅降低了其他能源对环境的污染,还可以缓解紧张的用电。
2 技术情况
当前,自然环境遭到破坏,并且出现了能源危机,有效开发环保节能住宅配套产品是一个重要问题。太阳能是一种免费和清洁的能源,已经应用在住宅建筑中,对促进可持续发展有重要作用。经过多年的研究和开发,太阳能已经可以转化为生产力。我国已经有上千家涉足太阳能热水器的企业,并且仍然在不断扩大应用范围。住宅建筑中将太阳能和建筑结合是一个新的研究问题。
同时,太阳能建筑系统符合绿色能源和新建筑理念,太阳能是将来最安全和理想的替代能源。太阳能的利用转化率是10%到20%,所以开发太阳能的利用还有待开发。太阳能和建筑一体化有自身的特点:在环境的总体设计中纳入太阳能的利用,融合了建筑、技术、美学,促使太阳能设施融合在建筑设计中,促使两者有机结合,消除传统太阳能结构带来的影响;在设计中使用太阳能设施部分或者完全代替屋顶覆盖层,有效降低成本,提高经济效益;建筑一般分为平屋顶和斜屋顶,通常覆盖式应用于平屋顶、镶嵌式应用于斜屋顶;此项技术综合了太阳能利用、建筑以及流体分布等技术。
3 同步设计和施工太阳能热水系统和建筑
太阳能同建筑一体化指在不破坏和影响建筑外观以及结构的情况下,结合已有的建筑条件,在建筑中安装太阳能光热系统,并且促使两者融为一体,不仅节约了资源,也满足了建筑的使用需求。
具体设计太阳能热水系统时,如果将太阳能热水系统应用于高层建筑时,要结合建筑外观整体,设计美观的外观。此外,集热器的安装形式要符合建筑物屋面形式。如果将太阳能热水系统应用于别墅,在安装时要采用嵌入式,促使其成为屋面的一部分。此外,如果建筑此时处于水电安装阶段,就要同步安装建筑水电和太阳能热水系统,提高太阳能热水系统和建筑的一体化程度。
4 太阳能同现代建筑一体化的措施
4.1 加强经济激励
政府要加大投入资金,制定鼓励应用太阳能的优惠政策,不断拓展经济激励的范围,促使资金引导作用进一步扩大。因为太阳能建筑一体化项目前期管理工作具有较广的范围和较强的政策性,所以,可以以政府为主导,主动引导和支持太阳能建筑一体化,在此基础上,太阳能现代建筑一体化可以有效克服困难,获得较好的效果。因此,政府支持可以有效推动此项工作的进行。
4.2 加强建设标准化的体系和规范
首先,在实际生活中要加强建设标准化的太阳能建筑一体化的体系和标准,也要结合实际对此项工作的具体要求,进而加强研究有关方面的生产以及研究,并且和有关的配套标准结合,不断推动和应用太阳能。目前,需要对相关规范进行修订,例如太阳能热水工程和建筑一体化的验收标准等,通过对标准不断修订,有效建设技术标准体系,形成一套完善的太阳能和建筑一体化标准体系。
4.3 加强太阳能和现代建筑一体化的相关技术研究
国家和有关政府部门要加强研究和发展太阳能光热以及光伏技术,进而升级产品以及技术,有效提高太阳能和建筑一体化。以当前的实际情况相结合,我国当前的太阳能建筑一体化建设重视引进技术,缺乏自主创新。最限制太阳能建筑的是无法安全的结合电池和建筑,并且促使其结合之后具有较好的散热性。面对这个问题,我国应该将光伏产业机电设备制造产业组织起来,促使这些产业的企业相互配合,不断创新技术。
4.4 加强建设人才
我国有关政府以及部门加强创新和开发太阳能建筑产品的技术,也要对有关的建筑设计人才进行培养,持续提高专业人才的知识水平和技术能力,从根本上推动太阳能和现代建筑一体化产业的发展。
5 结束语
太阳能具有丰富的蕴藏量,不断开发太阳能,增加应用可再生能源,提高可再生能源利用在能源利用中的比例,对能源结构进行合理的调整。此外,市场增加了对太阳能建筑一体化的需求,此项技术也日趋成熟,开始扩大太阳能建筑一体化的应用。同时,随着人们不断提高对环境的要求,更多的人将会选择太阳能建筑一体化,节约更多的能源,创造更好的环境,创造更大的经济和社会效益。
参考文献
[1]柴陆修,张旬.建筑节能对建筑设计发展的影响分析[J].门窗,2007(12).
[2]王兰.建筑材料在建筑设计实践中的应用[J].经营管理者,2010(23).
[3]张松.浅谈我国建筑设计中节能材料的应用[J].价值工程,2010(12).
[4]靳开岩.建筑节能设计的理念与应用[J].中小企业管理与科技(下旬刊),2011(08).
[5]李佩璇.浅谈太阳能建筑一体化在福建的应用[J].福建建设科技,2009(03).
[6]肖雯.浅谈太阳能与建筑的一体化设计[J].广东建材,2009(08).
[7]庄剑英.建筑节能与节能建筑材料[J].建筑节能,2010(5).
Abstract: this paper introduces the photovoltaic (BIPV) and the building integration of architectural form, BIPV technology, the design method of BIPV technology applied to energy-efficient buildings have encountered several problems, illustrates the design principle of BIPV, and briefly introduces the BIPV combined with energy-saving building development prospects.
Keywords: photovoltaic (BIPV) and the building integration; Energy-saving building; Design method; Design principles
中图分类号:S210.4文献标识码:A文章编号:2095-2104(2013)
0.前言:
随着中国经济的快速发展,人民生活水平的日益提高,人们生产、生活对电力的需求也日益增加。据相关资料显示,在我国,截止到2004年,发电量的82.6%是由火力发电提供的。【1】过分的依赖火力发电,必将大量的使用化石燃料——煤,这对势必造成环境的污染和资源的浪费。建筑能耗大约占社会总能耗的50%,BIVP,可以有效的减少建筑物对常规能源的消耗。随着光伏产业的发展,太阳能光伏成本逐渐降低,“建筑物产生能源”新概念的提出,也促进了BIVP的进一步发展,大力推广应用太阳能光伏发电,有利于提高新能源在能源结构中的比重,可以缓解日益严峻的环境问题和能源问题。
1.BIPV的建筑形式
BIPV系统可以分为光伏屋顶结构(PV-ROOF)和光伏墙结构(PV-WALL)两种形式。光伏与建筑的结合有两种方式:一种是建筑与光伏系统相结合,即把封装好的光伏组件安装在居民住宅或建筑物的屋顶上,再与逆变器、蓄电池、控制器、负载等装置组成一个发电系统;另外一种是建筑与光伏器件相结合,将光伏器件与建筑材料集成一体,用光伏组件代替屋顶、窗户和外墙。【2】
2.BIPV的设计方法
2.1平均峰值日照时数Tm。
求出全年平均日太阳辐射量,并用单位mWh/cm2表示,除以标准日太阳辐射照度,即可求出平均峰值日照时数。
(1)
2.2确定电池组件最佳电流。
太阳能电池组件应输出的最小电流为
(2)
式中,L为负载每天总耗电量;
η1为蓄电池组件充电效率(0·80~0·90);
η2为太阳能电池组件表面由于尘污遮蔽或老化引起的修正系数,通常可取0.9~0.95iii;
η3为太阳能电池组件组合损失和对最大功率点偏离的修正系数,通常可取0.9~0.95。
由太阳能电池组件面上各月中最小的太阳能总辐射量HTmin可算出各月中最小的峰值时数
Tmin,则太阳能电池组件应输出的最大电流为:
(3)
太阳能电池组件的最佳电流值介于Imin和Imax之间,具体数值可用试验方法确定。方法是先选定一个电流值IA,按月求出太阳能电池组件的输出发电量,对蓄电池组件全年的荷电状态进行试验。太阳能电池组件输出发电量可根据式(4)进行计算。
(4)
式中,N为当月天数。而各月负载耗电量为:
(5)
两者相减,若ΔE = EA-EL为正,表示该月太阳能电池组件发电量大于用电量,能给蓄电池组件充电;若ΔE为负,表示该月太阳能电池组件发电量小于耗电量,要用蓄电池组件贮存的电能来补充,蓄电池组件处于亏损状态。如果蓄电池组件全年荷电状态低于原定的放电深度(一般≤0.5),则应增加太阳能电池组件输出电流;如果荷电状态始终大大高于放电深度允许值,则可减少太阳能电池组件输出电流。当然,也可以增加或减少蓄电池组件容量。
2.3蓄电池组件容量的确定。
列表算出全年各月ΔEi的数值,并算出全年中ΔE连续为负值(即连续亏欠量)的累积值∑ΔEi。如果全年只有一个连续亏欠期,它就是累积亏欠量之和。对北半球来说,由于岁末年初是冬季,在计算累积亏欠量时应取两年进行连续计算。如有几个不连续的亏欠期,即在连续两个亏欠期之间有ΔEi为正的盈余量,则应扣除此盈余量。最后求出累积亏欠量∑ΔEi,这样即可确定蓄电池组件的容量:
(6)
式中,DOC为放电深度,对铅酸蓄电池组最大可达75% ~80%。但考虑蓄电池组的寿命等影响因素,一般取DOC =60% ~70%为宜。
2.4确定太阳能电池组件的工作电压。
太阳能电池组件的输出工作电压应足够大,以保证全年能有效地对蓄电池组件充电。因此,太阳能电池组件在任何季节的工作电压须满足:
(7)
式中, Vf为蓄电池组浮充电压;
Vd为因阻塞二极管和线路直流损耗引起的压降;
Vi为因温度升高引起的压降。
可用式(8)计算因温度升高而引起的压降Vi。
(8)
式中,a是太阳能电池组件的温度系数,对单晶硅和多晶硅电池组件来说,a =0.005,对非晶硅池组件来说,a =0.003;
Tmax为太阳能电池组件的最高工作温度(45℃~60℃);
Va为太阳能电池组件的标准工作电压。
2.5确定太阳能电池组件功率。
太阳能电池组件板的功率
(9)
式中,a、tmax取值与式(8)中相同,K为考虑一些未知工作因素,而引入的安全系数,可根据电压等级,数据准确程度,运行环境等,在1.05~1.30之间选取viii。这样,只要根据算出的蓄电池组容量,太阳能电池组件的电流、电压及功率,参照厂商提供的蓄电池组件和太阳能电池组件性能参数,就可以选取合适的组件型号和规格了。
3.BIPV与节能建筑应注意的问题
3.1 朝向问题
太阳能与建筑相结合,不能自由的选择安装朝向,不同朝向的太阳能电池板的光伏效应是不同的,所以在设计过程中,不能按照常规的方法进行发电量计算,还应考虑其朝向问题。不同朝向的太阳能电池板可按(如图1)所示的方法进行设计。
(注:假定向南倾斜纬度角安装的太阳能电池发电量为100)
图1:太阳电池不同向的相对发电量
3.2 遮挡问题
太阳能与建筑相结合,不可避免的会碰到遮挡问题。遮挡对晶体硅太阳能电池板影响很大,对非晶体硅的影响会小的多。一块晶体硅太阳能电池板如果被遮挡1/10的面积,功率损失将达到10%;而非晶硅受到同样的遮挡,功率损失只有10%。所以在遇到不可避免的遮挡时,可选用非晶硅太阳能电池板。
3.3 温度问题(注:此温度为太阳能电池的结界温度)
太阳电池与建筑相结合,还应当注意太阳电池的通风设计,以避免太阳电池温度过高造成发电效率降低。(晶体硅太阳电池的结温超过25℃时,每升高1℃功率损失大约4‰)【3】
3.4 透光问题
太阳电池与建筑相结合,太阳电池会被用作天窗、遮阳板和幕墙时,对于它的透光性就有了一定的要求。一般来讲,晶体硅太阳电池本身是不透光的,当需要透光时,只能将组件用双层玻璃封装,通过调整电池片之间的空隙来调整透光量。由于电池片本身不透光,作为玻璃幕墙或天窗时其投影呈现不均匀的斑状。晶体硅太阳电池也可以做成透光型,即在晶体硅太阳电池上打上很多细小的孔,但是制作工艺复杂,成本昂贵,目前还没有达到商业化的程度。非晶硅太阳电池可以制作成茶色玻璃一样的效果,透光效果好,投影也十分均匀柔和。如果是将太阳电池用作玻璃幕墙和天窗,选非晶硅太阳电池更为适合。
4.BIPV的设计原则
4.1 BIPV要讲究建筑的美观
“美”是人类对建筑亘古不变的追求。BIPV应用于节能建筑,本身就能够吸引公众的眼球,美观与否非常重要,太阳能电池的安装位置、安装角度和安装方法都将与建筑密切结合,保证建筑的风格和美观,能够起到画龙点睛、锦上添花的效果。
4.2BIPV要注意其经济性
经济性一直是BIPV技术面临的难题。目前太阳能光伏发电的成本要比其他能源发电成本高的多。但是,BIPV技术如果能与建筑物的整体结构充分结合,也能有效的降低成本。如:替代玻璃屋顶、外窗玻璃、幕墙等建筑材料。替代集中应急电源(EPS),不间断电源(UPS)中的蓄电池,节省用户用电峰值用电量等。【4】
5. BIPV与节能建筑结合的发展前景
太阳能光伏发电系统在建筑上应用的发展前景世界光伏发电市场发展迅速,近10 年太阳能电池组件生产的年平均增长率为33%,光伏发电已成为当今发展最迅速的高新技术产业之一。各发达国家纷纷制订了近期光伏发电发展计划。(如表1所示)【5】
表1美国、欧洲、日本及全球光伏发电发展计划(单位为MW)
按照我国政府制订实施的“中国光明工程”计划,到2010年,利用光伏发电技术解决2 300万边远地区人口的用电问题。大力发展光伏并网发电对调整电源结构,缓解电力紧缺,增加用户收入,加快经济发展,保护生态环境都具有重要意义。随着光伏发电成本的下降,预计到2010年中国的光伏发电累计装机容量将达到600MW p,2020年累计装机将达到30GWp,届时将达到全国发电量的1%,2050年将达到100GW p。【6】
6.结束语
BIPV技术在节能建筑中的应用,在今后若干年都将成为发展的重点。它将对中国政府推行的节能减排工作起到很好的促进作用,符合中国的国情。BIPV技术必将成为节能减排中的一枝奇葩,在建筑节能行业中大放异彩。
参考文献:
【1】张国宝.调整电力结构,促进电力工业健康发展[J].中国电力企业管理, 2005
【2】袁旭东,魏湘渊.光伏建筑一体化的研究,新建筑[J],2001(2):67~69)BIPV的建筑形式主要有以下几种:
【3】桑野幸徳 太阳能电池及其应用 科学出版社 1990.9-12.45
【4】李逢元 太阳能光伏发电应用于公共建筑的探讨 建筑电气[J] 2004.4
中图分类号:TE08 文献标识码:A
近年来,对于我国的建筑行业来讲,是一个具有里程碑意义的年代。随着我国对于建筑行业“节能省地”的进一步要求,建筑行业中关于节能的覆盖面和深度得到更大力的推广。尤其是随着部分已建建筑保温层质量通病的凸显,以及四川地震后对结构安全度的重新审视,保温与结构、节能与抗震、施工速度等问题成为建设领域关注的焦点。为了满足对于建筑行业的进一步要求,一些新的技术、新的结构体系也就顺势而起,被大家所熟悉和认可,并加以应用。
对CL建筑结构体系的概述
CL建筑结构体系是由CL复合剪力墙、普通混凝土剪力墙现浇楼(屋)盖连接而成的整体现浇结构,属于复合混凝土剪力墙结构体系,因其所具有的优点,在各种热工设计分区的不同抗震等级的新建民用建筑都可以被应用。CL剪力墙是CL建筑结构体系的核心构件,它是由CL网架板(一种钢筋焊接网架保温夹芯板)两侧浇筑混凝土后形成的一种兼承重、保温、隔音于一体的墙体。这种墙体在建筑物的外墙、分户墙以及一些有保温和隔音要求的墙体中被得到广泛应用。墙体中的CL网架板钢筋都是墙体受力的钢筋,而钢筋的直径、间距以及组合规格必须根据承载的要求来确定的,保温芯板的材质及厚度就要根据当地节能标准来进行采用。CL网架板是在生产车间由生产线根据图纸设计要求来进行定制加工的,而作为墙体受力钢筋、保温层于一体的部品就可以直接提供给施工现场。
1、墙体的构造
CL复合剪力墙是由两部分组成的,一部分是边缘构件(暗梁与暗柱),另一部分是墙身。边缘构件与普通剪力墙的形式相同,它的主筋和箍筋都是普通的钢筋,在现场绑扎制作好,并进行安装。墙身中有CL网架板,它是一种里面夹着保温板的立体空间结构的钢筋焊接网架。保温板的两边有钢筋焊网,钢筋焊网是由很多数量的三维斜插钢筋均匀分布连成一体的。钢筋焊网的间距和直径都是由计算来进行确定的,并且还要满足相应最小配筋率的要求。
2、材料的组合
CL复合剪力墙的原材料主要包括以下几种:混凝土、钢筋、聚氨酯、XPS、EPS等保温板材,它是现在建筑行业中最普通的建材,被广泛的使用。组成CL复合剪力墙的原材料和普通的剪力墙相比没有发生什么变化,可是将上述材料中的本身使用方式和相互组合的形式进行有机组合,可以使它的抗震性能得到提高,并延长保温层的使用寿命,实现了节能和结构的一体化。
CL建筑结构体系的特点
CL复合剪力墙的墙体节能形式实现了与结构的一体化。在节能形式方面,CL剪力墙的墙身采取了复合保温的这种形式,即保温层夹在两层同时现浇的混凝土层之间,其室外一侧为40mm~50mm,室内一侧为至少100mm。这样混凝土就可以把保温层严密地包裹密封起来,能够将保温层长期的进行保护。在节能效果方面,由于采用了复合保温的形式,降低了保温层对于选材及厚度的要求,这样传热系数就可以达到0.4w/(m ·k)以下,满足了不同的热工地区对于节能需要。在我们要对保温板的温度进行确定是,也需要考虑到斜插钢筋对传热系数的折减效应。CL复合剪力墙在节能方面,可以减少外保温的维修,减少建筑垃圾。而且CL剪力墙在抗冲击能力、防火能L力等方面,也比外保温有了更大的提高。
CL建筑结构体系设计与施工方法
CL建筑结构体系设计
严格来说,CL建筑结构体系也是属于剪力墙结构,所以它的受力原理是非常明显的。内力分析的话,也可以按照普通剪力墙的传统方式来进行分析。现在CL建筑结构体系的建筑模型和内力分析还是采用建筑结构空间有限元分析与设计软件SATWAY进行计算,部分特殊构造可按各地《CL结构体系技术规程》相关规定执行。CL复合剪力墙在结构方案布置的时候,是用于外墙和楼梯间等一些需要保温隔音的剪力墙。剩下的一些内承重墙,我们可以根据建筑的功能和建筑物的高度选用普通剪力墙、十字形、L形等一些小墙肢。另外的一些构件,也都是普通的形式,用常规的方法来进行计算和设计就可以的。关于承载力进行验算的时候,LC复合剪力墙的厚度取值我们有两种方法可以选择。
第一种方法:把比较薄的一侧的混凝土给忽略掉,就用比较厚的一侧的混凝土截面厚度。可是比较薄的一侧混凝土本身的重量应该要当成荷载计算上。
第二种方法:考虑两侧混凝土协同工作,取混凝土截面厚度之和。
在一定的条件下,如果边缘件和墙体是一样厚、设置构造墙中柱的时候,就可以采用第二种方法,否则就用第一种方法。如果用第一种方法计算的时候,比较薄的一侧混凝土本身的重量要当成荷载输入,还要考虑到它的刚度影响,要进行周期的折减。关于周期折减系数的取值:先不要考虑它的周期折减,分别按照第一种方法,第二种方法进行计算,得出二种方法第一周期的比值,然后在综合的考虑填充墙的数量、材料进行确定。计算完成之后,检查下计算数据,要满足相关规范中关于剪力墙结构如层间位移角、剪重比、以及有效质量系数等各项要求。
CL建筑结构体系的施工方法
其实CL建筑结构体系的施工和普通剪力墙结构的施工大体上是一样的,它们不同的地方就是CL复合剪力墙的施工工艺。这种复合墙因为它的两侧混凝土浇筑的顺序和方式的不同,可以分成一侧(比较薄的一侧)预制一侧现浇、两侧同时浇、喷射等方式。但是不管是采用哪一种施工的方法,都应该根据墙体密集型的钢筋焊接网架以及比较薄的混凝土截面原因,而采用粗骨料粒径较小的高性能的自密实混凝土或喷射用混凝土。
总结
CL建筑结构体系因为本身诸多的优点,从2003年正式的进入市场应用阶段到现在为止,短短的几年时间里,就已经被业内接受和认可。现在我国对于节能政策的不断加强、提升,也使得CL建筑结构体系有了更加良好的发展空间。众多工程实践证明,该技术理想的经济效益和社会效益必将为我国的建设行业的进步起到推进作用。
参考文献:
[1] DB13/T2000,CL结构体系技术规程[s].
太阳能是节能减排的关键技术之一。中国计划到2020年,太阳能发电达到180万kW,太阳能热水器总面积达到3亿m2。为探索一条适合烟台市太阳能与建筑一体化应用的道路,自2011年10月20日起,烟台市建筑设计研究院接受烟台市住建局的委托,开始了为期10个月的太阳能与建筑—体化应用的研究任务。
1、调研目的
1.1 利用太阳能制备热水达到节能的需要
《民用建筑太阳能热水系统应用技术规范》规定,日照时数大于1400h/年、年太阳辐射量大于4200MJ/m2及年极端最低气温不低于-45℃的地区,宜优先采用太阳能作为热水供应热源。
烟台年平均温度12℃左右,平均日照时间2551.9h,太阳能辐射总量年平均值5049.09Md/m2,全年日照百分率58%,是太阳能资源较丰富地区,完全可以优先采用太阳能作为热水供应热源。晴天时,太阳能热水器可以达到4h以上的光照;阴雨天时,水温也能升高20℃~30℃,和电热水器相比,全年可节省80%~90%的电能。
1.2 贯彻有关节能的方针政策需要
根据规定,烟台全市县级以上城市规划区内新(改、扩)建的12层及以下住宅建筑,必须采用太阳能热水器,新建12层以上的高层住宅建筑,太阳能热水器应用比例要达到总户数的50%,鼓励太阳能与建筑一体化设计、施工。
1.3 示范工程积累的经验教训
到2011年末,烟台市区已经完成500多万m2太阳能集热面积,其中太阳能示范工程已竣工300多万m2。5年的太阳能示范工程积累了一定的经验,也发现了许多问题。针对出现问题,烟台市住房和城乡建设局于2011年7月7日出台文件明确规定了太阳能热水系统要实行同步设计、同步施工、同步交付使用。
2、研究方法
对烟台市区已完工的第一批太阳能示范工程(约300多万m2)及山东省、北京几大太阳能主要厂家进行调研,深入工程第一现场,搜集资料,发现及研究问题,同时与使用单位及太阳能施工企业座谈讨论,并参观太阳能厂家生产车间、观摩产品展示及相关工程,记录和拍照搜集材料。
3、调查数据统计及分析
3.1 太阳能品牌使用情况
本次调研的工程为烟台市五区第一批太阳能示范工程,总集热面积约310万m2。参加示范工程的多数是信誉较好的地产商,以力诺瑞特、桑乐、皇明等山东省品牌产品为主,另有北京海林、四季沐歌、昌日及史密斯等。多层普遍采用直插式太阳能,因为准入门槛较低,涉及的太阳能厂家很多,本地企业产品较多。
3.2 调研项目采用的太阳能系统汇总
(1)多层:90%运用屋顶直插式太阳能系统(图1),其中80%是有序排列,10%~20%为无序排列或屋面暴露管线较多影响美观或后期安装存在漏水现象,部分项目存在没有专用管井、管线走墙体或挤占其他位置的情况。也有个别重视品质的建筑选用阳台壁挂分散式太阳能热水系统(图2)。
(2)小高层:9~11层采用屋面与阳台壁挂相结合的分散式太阳能热水系统(图3),颜色、形式与外立面和谐统一。
(3)中高层:12~18层采用阳台分体壁挂分散太阳能热水系统(图4)。
(4)大高层:18层以上80%~90%使用太阳能分体壁挂的分散式太阳能热水系统,集热器安装部位为阳台、栏杆;约占10%的住宅采用屋顶集中集热、分户储热或屋顶集中集热、集中储热两种系统(图5~7),前者投资小,运行费用低,用户免费使用,后者用户反映问题较多。
(5)公共浴室都采用屋顶集中集热、集中储热太阳能热水系统。
纵观住宅建筑中的太阳能运用,尚处于初级阶段,大多数为一家一户的分散热水供应及事后安装。
4、调研项目所采用的集热器
示范工程中,集热器以真空管为主,占70%,平板占30%。
4.1 集热器的种类及发展趋势
4.1.1 分体集热器的种类
集热器主要包括全玻真空管太阳能、U形真空管太阳能、热管太阳能、平板太阳能等。目前国外集热器市场以平板太阳能为主,而我国却相反,以真空管为主。在两这种系统中,基于安全方面的原因,壁挂系统优先采用平板太阳能,可考虑逐步减少真空管太阳能在高层建筑外墙外挂的形式(有挑板保护的除外)。
4.1.2 平板集热器的优点
(1)轮廓面积相同时,有效集热面积大。在1m2轮廓的集热器条件下,真空管集热器有效采光面积约0.55m2,而平板集热器有效采光面积达到0.92m2。
(2)系统得热量高。国标热性能要求:在17MJ/m2光照条件下,“日有用得热量”要达到7MJ/m2。U形真空管集热器的产品很难达标。
(3)夏季可防止过热损害。在夏季,由于平板集热器表面不是真空,所以70%以上散热加剧,空晒最高温度很难达到80℃以上,即使住户外出数日,平板集热器也不会产生过热损害。
(4)安全性好,适合与建筑结合。平板集热器可以实现紧凑式或无间隙安装,形成建筑模块,是太阳能系统与建筑一体化的理想构件。同时集热器还可以兼备保温、隔热、遮光、防水的功能;可取代部分或全部屋面,为立面建筑构件提供基础,并且集热器的尺寸可灵活设计适应需要,容易与建筑结构达到较好的相容性。
(5)平板集热器是船用级镀铝锌板整体冲压成型,盖板是低铁专用太阳能玻璃,寿命大于25年。
4.2 平板太阳能集热器与真空管的比较
真空管易损坏,碎片呈锐角易伤人,虽然有些品牌厂家有一定保护措施,但在大高层外挂,还是有一定的风险(图8)。
高级平板太阳能集热器具有以下优良性能:1)采用激光焊接技术,太阳能集热器外框采用无铆钉结构,整洁美观;2)整板吸热涂层焊接工艺,采用德国Tinox涂层(高吸收率,低发射率),而国内最普遍的工艺还集中在铜铝复合或镀黑铬涂层;3)色彩有蓝色、金色,从不同方向观测,色彩会有丰富的变化;4)瞬时集热效率为86%;5)不存在真空管爆裂问题;6)可以直接当做建筑外墙材料使用,有非常广阔的发展前景。调研中参观了北京海林的机械化洁净平板太阳能生产流水线(图9,10)。
5、调研项目所采用的太阳能水箱
5.1 太阳能水箱的分类
按材料,分体水箱一般有不锈钢和搪瓷内胆材料;按换热结构,分为换热盘管和换热套水箱;按太阳能工作方式,分为自然循环和强制循环。容量有80L、90L,主流100L、120L。分体式太阳能水箱多半安装在阳台或卫生间内部,对建筑外立面影响不大,且不存在安全隐患。
5.1.1 不锈钢内胆与搪瓷内胆的比较
(1)不锈钢水箱:致命缺点是在高温和压力环境下,不锈钢耐腐蚀能力急剧下降,寿命短;搪瓷水箱:主流电热水器都采用搪瓷水箱,分体太阳能热水器分体水箱的工作环境比电热水器要求还高,所以必须用搪瓷水箱。
(2)搪瓷内胆水箱以其突出的抗冲击性、抗腐蚀性、抗热变性,实现了热水器内胆的历史突破,要采用整体特殊拉伸与无缝焊接工艺,才能保证内胆不易漏水与吸瘪。搪瓷内胆主要由瓷层及专用搪瓷钢板两种原材料组成,搪瓷钢板的选择非常挑剔,其膨胀系数与搪瓷的膨胀系数必须相吻合。
5.2 安装形式
5.2.1 卧式水箱
需要定制。优点是阳台内高置不影响其他设备;缺点是影响太阳能循环,使用时混水层多(图11)。
5.2.2 立式水箱
主流产品,由电热水器工艺转变而来。优点是太阳能循环好,使用时混水少:缺点是阳台占用使用空间(图12)。
5.3 无水箱太阳能热水器
无水箱太阳能热水器由全玻璃真空集热管、金属流道(不锈钢水管)、框架、智能控制系统、电辅助加热系统等组成。类型有无水箱太阳能阳台栏板、无水箱太阳能保温窗、无水箱太阳能围栏。优点是不占建筑面积,与建筑变成一体;缺点是因为冷媒和水为一体,断面较厚,外形粗大,不精致,且重量大。因内胆为不锈钢,存在不锈钢内胆的缺点。作为建筑构件,要满足门窗的气密性、水密性要求,还有待于继续改进探索。目前主要是一些小厂家生产,没有形成大的规模(图13,14)。
6、太阳能价格统计汇总
太阳能热水系统每户安装的太阳能集热面积为2~3m2,集热器的系统增投资1200~3000元/m2,每户的太阳能热水系统增投资为2400~10000元不等。按烟台市住宅每户平均建筑面积为100~120m2计算,折合到每平方米建筑面积太阳能热水系统的增投资为30~40元/m2。
一般屋顶直插式太阳能价格1800~2500元/户(100升)。示范工程中的壁挂式真空管、平板太阳能价位绝大多数在5000~7000元/户(水箱100L),真空管中的铜管循环系统和进口蓝膜平板太阳能略贵。不过示范工程中少有突破7000元的。
每平方米热水器在适当的管理下每年可节约的能量相当于标准煤60~100kg,可减少二氧化碳180~300kg。太阳能与建筑一体化用1%的建筑成本弥补了10%的建筑能耗,既节能减排,又实现了能源自给。
7、调研发现的问题
7.1 集热器的安装问题
在公共建筑中,太阳能应用多为集体浴室集中太阳能热水系统,因为集热器放在屋顶,集中管理,没有发现安全及其他隐患;在住宅建筑中,太阳能集热器多以角铁支架安装形式为主,特别是外挂系统,基本都是角铁支架配合螺栓或扁铁固定,现在看来问题不大,随着时间推进,支架、螺栓、连接扁铁是否会疲劳破坏以及使用寿命多少都是未知数,现场看部分铁件有生锈迹象(图15~17)。
7.2 太阳能集热器的寿命
信誉好的企业承诺15年,大多数只承诺3~5年。有的住户刚人住太阳能就不能使用,而通常开发商与施工企业及用户签的是双向合同,损坏后找不到人来维修。太阳能产品的检测标准亟待解决,保修期及合理使用年限亟待确定。
山东潍坊规定太阳能产品使用年限15年以上,既然好的产品能够达到15年的使用年限,我们就应该明确规定采用的产品使用年限应为15年以上。太阳能热水器产品应在政府、企业、设计、施工等各部门的通力配合下,使其产品更规范化、标准化。
7.3 水箱和集热器整合挂外墙
《居住建筑太阳能热水系统一体化应用技术规程》(J11859-2011)中只提到,储热水箱可设置在设备间、建筑屋面、平台、阳台、厨房、地下室,没有规定不能采用水箱和集热器整合挂外墙。此种方式对外墙、锚固件等的受力要求都不利,安全隐患尤其大(图18)。
7.4 太阳能产品出现问题以后的维修及更换问题
这是涉及到太阳能能否长期普及使用的问题。调研中发现没有条件维修和维修困难的情况较多,特别是在高层建筑中,室外集热器安装在窗台下部,窗户的底部是固定扇的大玻璃,从窗口处操作,基本够不到集热器,每个集热器重量在50kg左右,水箱加集热器重量在150kg左右,正常维修较困难。
7.5 从规划阶段考虑太阳能设计的建筑数量微乎其微
绝大多数是从扩初、施工图阶段开始考虑太阳能设计的(特别是外地设计单位做方案设计的项目),因为不能破坏建筑外立面效果,只能选择固定在栏杆上。其次,因为太阳能设计增加了责任和工作量,设计费用并没有增加,设计师主观上参与方案设计的积极性不高;加上一些开发商对选择太阳能厂家不及时、不积极,所以绝大多数项目是施工图都结束了,也没有确定生产厂商,不能做到太阳能与建筑完全—体化。
7.6 用户反映的集中式太阳能系统的优劣
对于大高层,集中集热、分户储热系统很好,因为每家分配的热量是一定的,一家的热水用完了不会影响其他用户。造价每户只比分体式多1000元,运行费用很低,用户基本不用交钱,设在大高层屋顶也很安全。
集中集热、集中储热的形式因为用户之间相互影响,且水温不稳定,还有物业收水费困难等因素,难以维持下去。这种形式比较适用于公共浴室,对住宅则不太适合。
7.7 太阳能设计不能因地制宜
如有些大高层的壁挂集热器,其下几层每天的光照为1~2h,达不到4h的要求。因此这些集热器的设置不够合理,仅靠辅助电加热或另外安装电热水器,势必造成浪费。
多层住宅存在屋面管线过长、后期人为改造痕迹突出、影响美观的问题,这是因为管井和上面的集热器位置不对应。
7.8 规范产品
需要取得技术认证的产品,固定支架的使用年限、集热器、水箱等的使用年限确认,这样产品安全性才能有保障,烟台市住建局已出台相关文件。
7.9 安装凭经验较多,缺乏理论计算数据
通过对栏杆上固定集热器进行测算,发现集热器固定在栏杆的不同部位以及固定点的数量变化都会引起栏杆的壁厚及截面变化,所以从安全角度出发,甲方或厂家在确定栏杆尺寸及节点后,应交给设计院对栏杆的荷载受力情况及安全性进行复核。
8、结论及建议
8.1 提倡同步规划、同步设计、同步施工、同步验收、同步管理的“五同”太阳能与建筑一体化的应用思路
8.1.1 同步规划
太阳能与建筑一体化都是绿色建筑的内容,如果能从规划人手是最理想的选择,可以综合考虑所在地区的地理纬度、气候状况、场地条件及周围环境,确定群体建筑太阳能热水系统的规模及形式,确定相应的单体建筑布局、朝向、间距、群体组合,以满足太阳能热水系统设计和安装的技术要求,避免其他障碍物对投射到太阳能集热器上的阳光造成遮挡,为接收较多的太阳能创造条件。
8.1.2 同步设计
把建筑、技术和美学融为一体,太阳能热水器与住宅建筑设计有机结合,改变传统太阳能的结构对建筑外观形象造成的影响,并使施工安装方便、用户使用方便及管理维修方便。在结构上,妥善安装,确保建筑物的承载;在管线布置上,安全、隐蔽且相对集中、合理有序、美观,减少热损耗,考虑好太阳能管道的保温和冬季正常运行问题;还可以使太阳能与其他能源加热设备的匹配合理,尽可能实现系统的智能化和自动控制。
8.1.3 同步施工
安装不规范,客观上会影响工程效果的发挥,同时影响美观。太阳能一体化同步施工,可以考虑施工步骤的优化,并且由多方同步施工,不但可以使两者有机结合,更能减少重复施工的现象,从而节省人力、物力,在保证质量的同时降低成本。
8.1.4 同步验收
从规划、设计、施工阶段就同步验收,保证质量,可以保证太阳能系统合理、稳定、安全,达到系统运行效率高,易于安装、检修、维护、管理。
8.1.5 同步管理
太阳能建筑一体化验收完成之后,后期维护管理的服务是必不可少的,针对设备损坏的维修、物业沟通的缺失等有必要实行同步管理。从设备上来说,可以引进逐级承诺制度。开发商要向业主承诺,太阳能企业要向开发商承诺……比如,要承诺热水供应的时间,热度和吨水成本,并且还要承诺太阳能产品的使用寿命是20年,还是30年或者更久。若达不到承诺标准要有一个什么样的补偿。这都是互相制约的必要条件。如果有了这样的利害关系,用户才会用着放心,开发商装着安心,太阳能建筑一体化才会发展壮大。
8.2 建议
8.2.1 集热器安装位置建议
建议如下:1)紧贴斜屋面安装;2)紧贴阳台围栏安装或用太阳能装置直接代替阳台、围栏(图19,20);3)紧贴南墙立面安装,附近能检修、下有托板(图21);4)紧贴南墙立面采光槽开口处安装(图22);5)做成建筑物构件在屋顶上安装,如德州蔚莱城项目,把屋顶飘板做成皇明太阳能集热器,既满足了集热器的采光需要,又形成了建筑优美的造型元素(图23,24);6)把平板太阳能集热器作为外墙,如北京海林办公楼外墙设计(图25);7)在建筑物南墙外挑飘板或者在另设型钢立柱的立面上安装。
8.2.2 太阳能的系统选择
在不同的居住建筑中,应根据不同的供水要求和条件选用合理的太阳能热水系统:1)在别墅及排屋住宅中,宜采用分离承压式强制循环的分户式系统(图26,27);2)低层及多层住宅中,宜优先选用分离承压式强制循环太阳能热水系统,在建筑造型允许的前提下,可采用自然循环的整体式太阳能热水系统;3)当太阳能热水系统中的用水点设有冷热水混合器或混合龙头时,冷热水供应系统在配水点处应有相近的水压;4)低层及多层住宅的太阳能热水系统中应视具体条件选择分户式、半集中式或集中式系统;5)分户式太阳能热水系统各户管道独立,管线数量较多,管线的布置应考虑检修的可行性,并且要求任何一组(根)管线检修或更换时不影响其他管线的正常使用;6)集中集热、分户储热的半集中式太阳能热水系统,为便于热水的计量和循环加热,宜采用间接式加热系统,但应有可靠的技术措施保证户内的热量(水)不外流至管网;7)集中集热、集中储热的集中式太阳能热水系统应适当控制系统规模,避免管线过长,热损失量过大;8)高层建筑在屋面资源不能满足集热器布置要求的前提下,可以采用分段供应热水的方法部分满足上部建筑的太阳能热水系统的集热要求,或采用栏板式、阳台式集热器制取生活热水,但应保证集热器全年能充分地采集阳光,保证冬AE]热水器采光面上的累积日照时数不少于4h。
8.2.3 安全设计要求
1.前言
在我们的日常生活和正常工作中,建筑是所有人活动、休息、工作和学习的载体场所,与我们的生活密切相连,紧密相关。同时建筑业的发展需要巨大的资源能源来支撑,不论是建筑的建造过程还是居民具体入住后的使用过程,都会对能源和资源造成一定程度的巨大消耗。尤其是民用建筑,民用建筑最具代表性的就是居民的住宅建筑,居民是城市生活用水的主要人群,几乎所有的民用建筑都要在给排水系统的性能上有较好的体现,这样才能满足住宅居民对水使用的巨大需求。可是不合理的民用建筑给排水系统因为许多设计上的问题存在,没有很好的体现节能节水的设计理念,这无形中对于水资源是一种挺大的消耗和浪费。我国水资源处于极度缺乏和紧张的特殊时期,我国人均用水量甚至还不到世界人均用水量的四分之一,其他的自然资源随着经济建设发展的深入也在大量的消耗中,所以在发展生活的各个领域重视起节能节水的思想意识是我们每个公民都应该严肃对待的事情。建设绿色节约型社会,其中建筑业的节能和环保是重中之重,特别是民用建筑,因为与人民的生活息息相关,民用建筑节能理念和技术的应用就显得尤为重要。
2.建筑给排水节能的理念
建筑行业引入节能节水理念,倡导资源节约环保的设计施工思想是新时期绿色建筑核心理念价值,其中建筑给排水系统是与水资源使用消耗密切相关的重要工程之一,所以建筑给排水节能技术的创新和应用,对于提升绿色建筑节能效率有着举足轻重的作用,同时也是对整个绿色建筑理念和绿色环保概念的完美体现。建筑给排水系统节能技术的运用和体现会极大的提高水源的使用效率,同时减少不必要的水资源浪费和水资源消耗,科学先进的给排水系统还能对排出的污水废水进行有效的回收处理,实现水源的再循环反复利用,这对于建筑业和整个经济社会的可持续发展都是非常重要的。而建筑业中的民用建筑更是直接关系到住宅居民的生活质量水平,民用建筑中对影响居家便利的给排水系统设计更加严格,因为随着人们物质生活水平的提高和节能环保理念的增强,人们在选择住房时不再单纯的考虑房屋的采光、面积和朝向等问题,更多的家庭开始关注房屋的给排水问题以及给排水系统的节能节水效果。能不能很好的将建筑节能理念应用到民用住宅建筑中不仅是政府开始关注的问题,也称普通居民逐渐重视起来的热点问题。
3.民用建筑给排水的常见问题
在民用建筑中,给排水的设计是非常重要的一个方面,它关系着民用建筑的整体居住质量和建筑效果,更是节能节水理念的重要反映那个体现,这都深刻的关系着住宅居民的满意程度,但是目前我国许多民用住宅建筑还是存在一些给排水的问题,影响着居民生活质量的同时还造成水资源的严重浪费和巨大污染,对这些问题需要我们的进一步优化和解决。
3.1 给排水管道的间距问题
民用建筑中,给排水管道的间距设计是非常重要的,这不仅关系着排水能否畅通确保住宅居民正常的生活质量,同时不合理的排水管道间距设计会造成二次过度排水和重复倾泻,这会造成水资源的巨大严重浪费。目前我国很多民用住宅建筑地下排水管道净间距过窄,铺设很不合理。正常的标准间距应该不少于0.5m,在交叉的铺设施工过程中,标准管道上下间距应该不少于0.15m,而且供水管就是给水管的位置是一定要在排水管的上面的。但是很多的民用建筑在施工中因为成本问题和地下环境限制对这些基本要求不是很重视,所以产生了一些很严重的问题,除了水资源的浪费之外,一旦出现排水管线漏水等问题,还会污染供给的生活用水,严重影响住宅居民的正常生活。
3.2 水污染事项
在许多民用建筑中,生活用水的水入口、检修口、通气管等装置都未安装防止昆虫或臭虫等细小物体进入的装置,这样类似的细小昆虫或其他细小污染物很容易浸入使用水污染水源;其次,在民用建筑给排水的水池内壁很多采用的都是钢筋混凝土等材料,没有使用对水质无污染、无毒无害的金属材料,这都会在居民或市政公用的生活用水中形成水质污染的问题;再次,很多民用建筑使用的输水管道并不进行必要的提前清理或者在管道的选材上贪图便宜,选择对饮用水会造成污染的材料管道进行安装,这都会造成生活用水的污染;最后,在许多民用建筑的给排水设计中,也完全没有设计好输送过程的给排水净化装置,这些都会严重的的影响住宅居民的生活用水质量和健康安全问题,同时明显的水质污染一般居民会选择放掉,这也会造成巨大的水资源浪费。
3.3 住宅的地漏与给排水设计
许多民用建筑的地漏的设计都存在一定的问题。而不合理不达标的地漏给排水设计会造成排水不能顺利从卫生间或厨房排除形成地漏水覆盖,房屋内的地漏水又不能有效蒸发,这些残留水留在室内不仅影响住宅居民的生活还会对其他的家庭用品造成腐蚀和破坏,重要的是这同样会形成大量的水源浪费和水质污染。
4.民用建筑给排水的优化建议
4.1 给排水管道安装
给排水管道的间距安装一定要严格按照要求的安装标准和安装章程,从管道的选材、施工安装到后期的使用反响都要找专门的检查人员负责监督管理,一点点不达标的地方都会引起住宅居民生活用水的质量问题和造成水源的污染和浪费,必须严格监督,负责管理,实现排水管道的科学节能的高效安装。
4.2 水污染的控制
在民用建筑中,生活用水的水入口、检修口、通气管等装置、给排水的水池内壁的材料一定要优化改变原有的选材安装,本着节能节水对住宅居民负责的态度进行优质材料的选择和高质量的安装,要设置相应的监管部门对不符合标准的民用建筑企业进行严肃处理,同时一定要监督建筑企业输水管道的清理干净和给排水净化装置的安装来确保水资源不被污染和不必要的浪费。
4.3 地漏水封设计
设计地漏水封的主要目的就是为了防止给排水管道和设施产生的异味和有害气体进入居住空间影响住宅居民的正常生活,同时也能有效的防止污染水源的外溢露出问题,一定要重视地漏水封的设计工作,优化地漏系统,这样才能最大的确保居民的生活质量和水源的节能保护。
5.结语
在绿色建筑理念下,新的社会节约环境中,民用建筑的给排水设计也需要符合集约型和环保型的要求,注重给排水系统的安装细节设置,时刻体现节能环保的建筑理念,不断完善民建给排水的设计优化工作,实现居民好的居住环境和水资源的节能保护。
参考文献
[1]谭翠妮. 浅谈绿色建筑给排水节能新技术的应用[J]. 东方企业文化,2014,06:271.
中图分类号:F206
文献标识码:A
文章编号:1004-4914(2012)11-286-02
建筑节能问题受到各级政府的广泛重视。2012年,在相关政策陆续出台的“节能减排”大环境下,建筑节能问题逐渐成为各界关注的热点话题,建筑节能对今后国家可持续发展起着重要作用。
一、什么是建筑节能
改革开放,国家每年新建和改建的建筑要消耗大量的木材、钢材、砖石和矿物材料,造成森林的过度砍伐,带来土地的破坏,大大破坏了自然环境。住宅与公共建筑的采暖、空调、照明和家用电器等设施消耗占三分之一能源。
建筑节能是在建筑中合理使用和有效利用能源,不断提高能源利用效率,在某种意义上称作“提高建筑中能源利用率”。也就是说,建筑节能并不是消极意义上的节能,而是积极意义上的提高利用效率。
建筑节能就是在能源和资源得到充分有效利用的同时,建筑物的使用功能更加符合人类的需要。创造健康、舒适、方便的生活环境是人类的共同愿望,也是建筑节能的基础和目标,建筑节能应该是:冬暖夏凉。由于围护结构的保温隔热和采暖空调设备性能愈益优越,建筑环境将更加舒适;通风良好,空气经过过滤后,新风“扫过”每个房间,换气次数足够,空气清新。在围护方面,包括建筑物外墙外保温、屋面保温、改善门窗的热性能和密闭性。必要时,还有楼地面保温。
围护结构的节能技术措施主要包括外墙的保温隔热,门窗的节能和屋顶的保温隔热等技术措施。我国的建筑节能技术起步于北方采暖地区,过去的围护结构外墙节能技术主要是针对黄河以北地区,重点是降低采暖能耗,采用的技术及理论主要是EPS材料保温技术。一般采用外保温复合墙体,它是采用承重材料与高效保温材料(如聚苯板等)组成复合墙体,其通用做法是将聚苯板粘贴,钉挂在外墙外表面,覆以平行网布后用聚合物水泥砂浆罩面,或将岩棉粘贴并钉挂在外墙外表面后,覆以钢丝网,再作聚合物罩面,也可以将玻璃棉钉挂在外墙再覆以外挂板。这种外墙存在着表面裂缝、空鼓和脱落等技术问题,对于保温材料、网布等诸多因素要全面考虑。这种技术有一定的地域限制性,多在北方地区适用,而对于现在迫切需要扩大建筑节能工作的夏热冬冷地区来说,急需一种新型的节能复合外墙。对于住宅建筑而言,门窗的面积占建筑护结构面积的30%左右,而门窗的保温隔热性能差,是冷风渗透主要通道,门窗的能耗约占建筑护结构热损失的50%,改善门窗绝热性能,对实现建筑节能十分关键。
二、节能保温建筑材料
TS保温装饰一体化板是由粘结层、保温装饰成品板、锚固件、密封材料等组成。不仅适用于新建筑的外墙保温与装饰,也适用于旧建筑的节能和装饰改造;既适用于各类公共建筑,也适用于住宅建筑的外墙外保温;既适用于北方寒冷地区的建筑,也适用于南方炎热地区建筑。
1.产品优势。TS保温装饰一体化板是置于建筑物墙体表面的保温及装饰系统,保温效果优良并且长期,冷却作用少。从系统设计,到主要原材料、配套材料的选购,到无尘车间全自动化生产、加工工艺,到节点冷却处理到施工细节,按65%建筑节能设计要求进行,比传统节能保温的施工做法有着更多、更优的保温隔热功能。
TS保温装饰一体化板将建筑、保温真正一体化:TS保温装饰一体化板作为装饰、节能与建筑一体化的主要组成部分,通过相似相容的粘贴体系和与凹凸式固定体系的主体固定方式相互配合,并在空气层处理体系和防水体系的长期协同下,形成与节能、装饰与建筑的一体化整体美观效果。
TS保温装饰一体化板稳定性好:相似相融的TS保温装饰一体化板各组成由于通过粘结、机械等化学或物理的方式,结构成分之间比较相似或接近,因此,即使在温变、日照、雨水、霜冻、严寒、高温、酸碱等恶劣环境下,都能保证系统稳定性。
TS保温装饰一体化板科学独特的系统内部构造,与建筑主体的微观运动保持和谐。TS保温装饰一体化板的配套材料、异型构件以及通过配套工具等,完成了整个系统的系统设计无空腔技术、呼吸技术、防水技术等核心技术的应用,让整个系统通过科学的系统内部调整,与建筑主体的微观运动保持和谐共处。
TS保温装饰一体化板使施工难度降低、工期缩短:TS保温装饰一体化板保温效能非常好,锚粘结合的锚固方法、节点及冷却设计的处理减少了节能损失,因此,特别适应在气候恶劣地区如东北、西北等地建筑节能的应用。
2.安全保障。TS保温装饰一体化板具有六防的安全保障:防掉皮,防脱落,防连带,防火,防雷,防震;每两年定期检查,系统设计,从主体材料到配套材料到施工工艺到具体施工各个细节,按65%建筑节能设计要求进行,比传统保温的施工做法有着更多、更优秀的保温隔热功能。TS保温装饰一体化板的长期装饰有三防功能:防裂防水防污染。TS保温装饰一体化板的三防体系的设计不仅保证初装的装饰效果,而且通过十字架及刻边槽的专利技术,使节能保温装饰板与建筑体切实连为整体,更保证了长期的装饰功能与节能保温性能。
TS保温装饰一体化板满足业主和设计师的理念,让建筑成为艺术。外墙装饰早已不仅仅满足于开始的保护、简单装饰功能,而演绎成为了业主的形象代表,对于有追求的业主更是成为了艺术的表现。
TS保温装饰一体化板轻质而强度高:TS保温装饰一体化板重量非常轻,每平方载体重量不到12kg,很大程度上减轻了建筑体的重量荷载,加之安装工艺简便,与之配套的材料体系也都比较轻,因此,TS保温装饰一体化板非常适合新、旧建筑物外立面广泛使用。TS保温装饰一体化板,板面平整度比传统保温做法更简单、保温效果更好,远优于普通、传统保温做法。由于TS保温装饰一体化板板面本身强度高,整体结构相融性比较好,不会产生在应用过程中由于温变、日照、雨水等因素的影响而产生的形变,因此,TS保温装饰一体化板板面平整度较好。
长期寿命:TS保温装饰一体化板是30年以上装饰寿命,并且维修更换快捷方便。TS保温装饰一体化板表面装饰层采用超耐候的氟碳涂层,因此具有30年以上的超长寿命;由于TS保温装饰一体化板的稳定性,以后如有颜色更换,直接在建筑装饰层喷涂或更换即可。
TS保温装饰一体化板标准化保障品质同时,更保障品质的均一性、高装饰性。工厂无尘车间全自动化的生产以及标准化、规范化的精心操作,保证了整个生产过程的无尘化,避免了以往离散技术所带来的品质的不稳定性,从根源上解决质量、安全、品质、保障及稳定、成本等问题。TS保温装饰一体化板不同于以往的产品研发,企业一切从设计开始,因此,所有问题都是从源头解决,从客户的刚性需求和舒适度需求综合考虑,完全可以满足客户要求的品质保障、节约成本等。
三、绿色环保建筑
建筑节能环保就是要求人们在构建和使用建筑物的全过程中,最大限度地节约资源、保护环境、呵护生态和减少污染,将因人类对建筑物的构建和使用活动所造成的对地球资源与环境的负荷和影响降到最低限度和生态的再造能力范围之内。创造健康和舒适的生活与工作环境是人们构建和使用建筑物的基本要求之一。传统的石材外墙高档美观,但是其价格昂贵施工繁琐,且施工安全系数较低,受制于矿山生产量,而TS保温装饰一体化板的石材装饰效果也很好,且施工周期较短,预算更低。薄抹灰涂料或面砖系统,或面层开裂,或渗水,无法清洗,无法修补,导致楼房变成危房,如果用TS保温装饰一体化板,就会使旧房变成新房。自然和谐就是要求人们在构建和使用建筑物的全过程中,亲近、关爱与呵护人与建筑物所处的自然生态环境,将认识世界、适应世界、关爱世界和改造世界自然和谐与相安无事地统一起来,做到人、建筑与自然和谐共生。只有这样,才能兼顾与协调经济效益、社会效益和环境效益;才能实现国民经济、人类社会和生态环境又好又快地可持续发展。
1.绿色建筑的发展现状。全社会的环保意识在不断增强,营造绿色建筑、健康住宅正成为越来越多的开发商、建筑师追求的目标。人们不但注重单体建筑的质量,也关注小区的环境;不但注重结构安全,也关注室内空气的质量;不但注重材料的坚固耐久和价格低廉,也关注材料消耗对环境和能源的影响。同时,用户的自我保护意识也在增强。今天,人们除了对于煤气、电器、房屋结构方面可能出现的隐患日益重视外,对一些慢性危害人体健康因素的认识也在加强,人们已经意识到“绿色”和我们息息相关。
2.开发生产“绿色建材”。“绿色建筑”需要“绿色建材”,TS保温装饰一体化板就是新型的“绿色建材”。TS保温装饰一体化板。只要一次购买,一次安装,外立面的装饰效果和保温功能就可以全部完成,简单,安全,高效。TS保温装饰一体化板实现了涂料成品化,保温成品化,而且最终实现了涂料保温一体成品化,以及铝板保温一体成品化和石材保温一体成品化,彻底解决了传统涂料+保温永远无法解决的开裂难题。100%适用性,无论是严寒的东北,还是酷热的华南,TS保温装饰一体化板的节能率都能满足国家强制节能规定。TS保温装饰一体化板饰面层的高耐候性更足以抵抗酸雨、盐雾等的侵袭,并且透气,防潮,抗紫外线,不发霉,不变色,具有广泛的适用性。同时TS保温装饰一体化板对工程的作业环境非常宽容,施工非常简单,可以广泛使用于新建工程和旧墙翻新工程。TS保温装饰一体化板的优势和价值表现在:质量更高,轻易获得手工作业永远无法达到的效果,大幅提升工程项目的品质。工期更短,涂料保温一体成型,完全消除了交叉施工的不确定性;只需传统工艺三分之一到二分之一的工期;加快房屋上市,赢得销售先机。成本更低,与传统铝板,石材相比,功能增一倍,成本减一倍;耐用25年。翻新和维护成本更低。
总之,全面的建筑节能有利于从根本上促进能源资源节约和合理利用,缓解我国能源资源供应与经济社会发展的矛盾;有利于加快发展循环经济,实现经济社会的可持续发展;有利于长远地保障国家能源安全、保护环境、提高人民群众生活质量、贯彻落实科学发展观。
参考文献:
1.徐占发.建筑节能技术实用手册:机械工业出版社,2004
以科学发展观为指导,以贯彻落实《民用建筑节能条例》、国务院《关于印发节能减排综合性工作方案的通知》为主线,认真落实省、市关于加快建筑节能工作的有关要求,突出抓好“禁实”、既有居住建筑供热计量及节能改造、太阳能光热建筑一体化应用,以开发企业及原产权单位为实施主体,积极利用中央财政补助资金、政策补助等激励方式对建筑节能工作加以推进,扎实开展建筑节能各项工作,切实降低我市建筑能耗,为实现全市节能减排总体目标打下坚实基础。
二、工作目标
(一)2012年要保持城市“禁实”成果,强化建制镇及农村地区的“禁实”力度,确保新建建筑节能达标率98%,新型墙材专项基金收缴率70%以上。
(二)依托前期工作基础,通过申报国家“节能暖房”工程重点县市活动,加强规划引导,进一步完善相关配套政策,突出政策效益和节能整体效果,形成良好的工作局面,力争成功申报。“十二五”改造规划前三年,完成具备改造价值的老旧住宅的供热计量及节能改造面积70%以上,对达到节能50%强制性标准的既有居住建筑基本完成供热计量改造,从而实现重点突破,形成示范带动效应。我市已具备建筑节能改造库存量147.3万平方米,计划分三年完成,2012年完成节能50%强制性标准既有居住建筑改造面积34.17万平方米,公共建筑节能改造任务目标2万平方米。
(三)太阳能光热建筑一体化应用任务目标40万平方米。
三、重点任务
(一)新建建筑节能达标。市城市和建制镇规划区内各项新建、改建、扩建工程,严格按照居住建筑节能65%、公共建筑节能50%的标准进行设计和施工,确保新建建筑节能达标率达98%以上、新型墙材专项基金收缴率达70%以上。
(二)既有居住建筑供热计量及节能改造。按照《省既有居住建筑供热计量及节能改造技术导则(试行)》、《北方采暖地区既有居住建筑供热计量及节能改造项目验收办法》要求的相关标准进行节能改造。
(三)太阳能光热建筑一体化应用。城市规划区内新建、改建、扩建的12层及以下居住建筑和集中供应热水的公共建筑,必须应用太阳能光热系统,并进行一体化设计与施工。要认真执行《民用太阳能热水系统应用技术规范》等国家技术标准、以及省太阳能热水系统建筑一体化标准设计图集。
(四)公共建筑节能改造。扎实开展建筑能耗统计、能源审计工作,并在完成建筑能耗统计、能源审计工作的基础上,合理确定改造项目,科学组织实施。
四、保障措施
(一)强化组织领导。为确保全市建筑节能工作各项任务目标顺利完成,市政府成立建筑节能工作领导小组,市政府分管市长任组长,市政府有关部门负责人为成员。领导小组下设办公室,办公室设在市住房和城乡建设局,具体负责项目的指挥协调、督促检查和考核验收。各项目承担单位具体负责组织方案设计、工程实施等工作。
华元建设集团以墙材革新、建筑节能、可再生能源利用等为创新点,以建筑工业化和住宅产业化为方向,先后投入科技创新资金3000余万元,逐步建立起较为完善的企业科技创新体系。已自主研发国家级科技项目4项,省部级科技成果和项目10项,国家专利25项(其中发明专利5项),省科技进步奖5项,新型墙体材料、建筑节能、太阳能综合利用的研究开发和推广应用工作走在全国前列。实现太阳能与节能建筑有机结合、利用可再生能源智能化采暖供热的太阳能智能化采暖与节能建筑一体化技术,被列入国家科技攻关计划。实现建筑构件工厂化生产、现场装配、节能省地的工厂化施工节能建筑新技术,被列入国家级星火计划项目。实现墙材革新与建筑节能、替代实心粘土砖的水泥轻质保温防水墙板,被列入国家火炬计划重点项目、科技成果重点推广计划项目。实现工业废渣回收利用、质轻壁薄、调节空气湿度的粉煤灰高强石膏内墙板,被列入山东省火炬计划项目。实现全板式组合建造低层节能住宅、适用于新农村建设的节能住宅预制墙板结构体系,被授予山东省建筑技术创新奖。实现太阳能智能化采暖与水源热泵空调热水系统的建筑节能一体化技术,已通过省建设厅建筑节能65%的示范工程验收和科技成果鉴定。集团独立编制的《混凝土复合保温外墙板构造详图》已被确定为山东省建筑标准设计通用图集。
山东华元建设集团在进行新技术、新产品研究开发的同时,也加快了推广转化步伐。集团自主研发的科技成果已推广转化为现实生产力,现已建成国家级节能示范工程2个,省级墙改与节能示范工程5个,省级建筑节能65%示范工程1个,利用自主研发的科技成果和专利技术、产品,建造节能建筑62余万平方米。集团还以技术参股、专利实施许可、招商引资等方式,面向全国进行推广建筑节能新技术。并在以及山东省的诸城、潍坊、东营等地设立了新型节能建材项目进行成果转化和推广应用,均取得了良好的经济效益、社会效益和环境效益。
(一)既有居住建筑供热计量及节能改造。2015年,我省共承担2728.81万平方米既有居住建筑供热计量及节能改造任务指标。截至6月底,全省已落实改造项目2481.79万平方米,完成改造64.49万平方米、正在施工837.82万平方米。济南、威海、日照、德州分别完成改造7.35万平方米、30万平方米、17.91万平方米、9.23万平方米;枣庄、烟台、济宁、聊城、菏泽5市尚未开工,青岛、日照2市改造项目落实不足50%。
(二)公共建筑节能改造。2015年全省分解下达155万平方米公共建筑节能改造任务。截至6月底,全省完成公共建筑节能改造55.71万平方米,完成比例35.94%;正在施工48.73万平方米。烟台、潍坊2市工作进展较快,已完成全年任务;济宁市尚未开工。
(三)绿色建筑。2015年,全省共下达2000万平方米绿色建筑推广任务(含获得评价标识及执行绿色建筑相关标准、通过施工图审查的项目)。1~6月份,全省共有16个项目获得绿色建筑标识或评审通过,建筑面积255.7万平方米,其中,青岛市推广绿色建筑110万平方米,居全省首位;全省达到绿色建筑标准、尚未获得标识或评审通过的项目21个,建筑面积366万平方米。
(四)太阳能光热建筑一体化应用。2015年,全省共下达1800万平方米太阳能光热建筑一体化应用任务。截至6月底,全省已完成太阳能光热建筑一体化应用项目366个,建筑面积1402.87万平方米,占年度任务量的77.9%。济南、济宁、临沂、威海4市分别完成210.2、153.29、116.69、106.34万平方米,占任务量的140%、153.29%、97.24%、106.34%;聊城市完成率不足10%。
二、下一步工作要求
(一)加快既有居住建筑节能改造进度。本年度已经过半,全省改造项目完成比例只有2.36%,需要进一步加快进度。没有完全落实任务的市要抓紧分解落实到具体项目;对已落实的项目,要抓紧督促实施。
(二)加强公共建筑节能监测系统质量管理和数据应用工作。各市要按照近日印发的《关于加强公共建筑节能监测系统质量管理和数据应用工作的意见》(鲁建节科字[2015]12号)要求,认真组织对已建成监测系统进行梳理核查,抓紧组织对存在问题的项目进行整改完善,提升监测系统质量水平,加强运行维护管理。从下月起将对各市监测系统数据传输和运行情况进行通报。