淺談節(jié)能保溫材料在高層建筑工程中的應(yīng)用

摘要：眾所周知，建筑行業(yè)一直是我國(guó)能源消耗大戶之一，如果能夠通過(guò)新材料或者新技術(shù)的運(yùn)用降低我國(guó)建筑行業(yè)的能耗，這將對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展產(chǎn)生重大影響。針對(duì)我國(guó)高層建筑行業(yè)能耗居高不下的現(xiàn)狀，本文試圖對(duì)高層建筑工程領(lǐng)域內(nèi)的節(jié)能技術(shù)應(yīng)用展開(kāi)分析，探討了當(dāng)前我國(guó)建筑行業(yè)采用節(jié)能保溫材料的必要性，并且簡(jiǎn)單分析了當(dāng)前我國(guó)建筑工程領(lǐng)域節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀，在此基礎(chǔ)上重點(diǎn)探討了節(jié)能保溫材料技術(shù)在高層建筑工程中的應(yīng)用，特別是新型幕墻保溫系統(tǒng)和新型玻璃材料在高層建筑工程中的應(yīng)用，這對(duì)進(jìn)一步提高我國(guó)建筑工程領(lǐng)域內(nèi)的節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用水平具有一定借鑒意義。

關(guān)鍵詞：節(jié)能保溫；材料；建筑工程；應(yīng)用；

隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)間矛盾的突出，節(jié)能技術(shù)的運(yùn)用在我國(guó)建筑行業(yè)已經(jīng)引起了重視，建筑節(jié)能已經(jīng)顯得十分緊迫，特別是我國(guó)提出了走環(huán)境友好型道路，而建筑行業(yè)又是能耗“大戶”，據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)顯示，建筑行業(yè)所消耗能源已經(jīng)占到全國(guó)能耗總量的1/4，高居榜首。隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，建筑行業(yè)發(fā)展迅猛，能源消耗呈上升趨勢(shì)，特別是高層建筑的采暖和空調(diào)能耗居高不下，這客觀上要求在高層建筑中需加強(qiáng)開(kāi)展節(jié)能材料的應(yīng)用研究，本文重點(diǎn)探討節(jié)能保溫材料在高層建筑中的應(yīng)用，以期在高層建筑工程領(lǐng)域找到可靠有效可行的節(jié)能方式與材料應(yīng)用方法，希望對(duì)建筑節(jié)能有所啟發(fā)。

一、我國(guó)高層建筑工程應(yīng)用節(jié)能保溫材料的必要性

1、從環(huán)境保護(hù)的角度來(lái)看：我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展與環(huán)境保護(hù)矛盾突出，21世紀(jì)，能源的持續(xù)供應(yīng)與經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展是一對(duì)矛盾體，各國(guó)政府和相關(guān)機(jī)構(gòu)都在試圖尋找解決這一矛盾的有效方法。我國(guó)經(jīng)濟(jì)一直保持著持續(xù)高速發(fā)展，在這一過(guò)程中，由于我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式是建立在以犧牲環(huán)境為代價(jià)的基礎(chǔ)上，我國(guó)有著自己的特殊國(guó)情，人口眾多，生存和發(fā)展對(duì)資源的需求量非常巨大，這客觀上要求我們必須處理好經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與環(huán)境協(xié)調(diào)之間的關(guān)系。通過(guò)在建筑工程項(xiàng)目中大量的運(yùn)用節(jié)能保溫材料，這在一定程度上可以緩解我國(guó)資源供需之間的矛盾，對(duì)我國(guó)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)具有重要意義。

2、從市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)效益的角度來(lái)看：在建筑工程中大量推廣節(jié)能保溫材料具有可觀的經(jīng)濟(jì)效益。我國(guó)人口眾多，市場(chǎng)廣闊，在高層建筑工程領(lǐng)域加強(qiáng)對(duì)建筑節(jié)能保溫材料的運(yùn)用，具有非常可觀的經(jīng)濟(jì)效益，因?yàn)槲覈?guó)建筑市場(chǎng)發(fā)展前景廣闊，加上人口基數(shù)大，任何小的節(jié)能保溫技術(shù)的運(yùn)用都會(huì)產(chǎn)生巨大的綜合效益。因此在我國(guó)高層建筑工程項(xiàng)目中積極推廣節(jié)能保溫材料會(huì)產(chǎn)生巨大的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)效益。這對(duì)我國(guó)建筑行業(yè)發(fā)展方式的轉(zhuǎn)變也會(huì)產(chǎn)生巨大的影響。

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

我國(guó)政府一直十分重視節(jié)能技術(shù)與節(jié)能材料在建筑工程領(lǐng)域的研究與運(yùn)用，為了推動(dòng)我國(guó)相關(guān)研究的開(kāi)展，政府投入了大量的資金，開(kāi)展對(duì)節(jié)能保溫材料的工程實(shí)驗(yàn)，對(duì)具有市場(chǎng)應(yīng)用前景的節(jié)能技術(shù)，政府通過(guò)各種有效手段進(jìn)行積極推廣。與此同時(shí)我國(guó)還加大在高等院校和國(guó)外科研院所之間的合作，對(duì)國(guó)外最新最先進(jìn)的高層建筑工程節(jié)能保溫材料技術(shù)進(jìn)行引進(jìn)或者合作研究，目前在建筑工程領(lǐng)域中實(shí)施的節(jié)能技術(shù)主要集中在下幾個(gè)方面：

（1） 新型保溫材料。性能優(yōu)異的節(jié)能保溫材料能夠?qū)崿F(xiàn)建筑大規(guī)模節(jié)能的目標(biāo)。國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家在建筑節(jié)能保溫材料的研發(fā)和運(yùn)用上已經(jīng)取得了重要成果。

（2） 紅外熱反射技術(shù)。該技術(shù)核心在于利用設(shè)置在建筑物內(nèi)外表面或者外圍護(hù)結(jié)構(gòu)中的高純度鋁箔或者其他高反射材料對(duì)紅外線進(jìn)行反射，進(jìn)而達(dá)到對(duì)高層建筑物的保溫隔熱效果，這一技術(shù)在高層建筑中的運(yùn)用除了可以降低能耗外，還能夠最大效率的提高居住舒適度，一舉兩得。

（3） 高效節(jié)能玻璃。吸熱玻璃或熱放射玻璃的使用可以吸收或反射的方式遮蔽太陽(yáng)輻射熱。在高層建筑工程加大中低輻射玻璃的運(yùn)用，能夠最大限度的提高能源利用效率。

（4） 熱回收利用裝置。熱回收利用裝置在高層建筑中扮演著“交換機(jī)”的角色，即通過(guò)對(duì)熱空氣或者冷空氣進(jìn)行對(duì)置處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)熱量的回收利用，可以提高高層建筑熱利用效率，回收率可達(dá)50%以上。

三、新型節(jié)能保溫材料在高層建筑工程中的應(yīng)用

1、新型幕墻保溫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)用

新型幕墻保溫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)用提供能夠?yàn)榻ㄖ峁┏渥愕娜照铡⒘己玫耐L(fēng)，高層建筑能源消耗比例中，空調(diào)能源消耗約占五成，照明約占能源消耗的三成。剩余部分才是其它各項(xiàng)活動(dòng)所消耗的。這一能源消耗比例從側(cè)面說(shuō)明了高層建筑能耗控制要從空調(diào)、照明這兩大部分著手，這才是高層建筑能耗的關(guān)鍵點(diǎn)所在，建筑玻璃幕墻作為建筑“感應(yīng)裝置”，既可以為使用者提供舒適安全的室內(nèi)環(huán)境，還可以為建筑提供充足的日照、良好的通風(fēng)。

建筑玻璃幕墻節(jié)能技術(shù)在高層建筑節(jié)能方面具有十分廣闊的運(yùn)用前景，其設(shè)計(jì)理念是通過(guò)科學(xué)的材質(zhì)選配、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、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(guò)程，從而使建筑幕墻實(shí)現(xiàn)能源消耗少、環(huán)境污染低、健康舒適的室內(nèi)外環(huán)境、建筑生態(tài)和經(jīng)濟(jì)相協(xié)調(diào)。通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)傳熱有導(dǎo)熱、對(duì)流、輻射三種形式。玻璃幕墻的傳熱亦是三種方式綜合作用的結(jié)果。如下圖1所示：

消除結(jié)構(gòu)體系“熱橋”

圖1玻璃幕墻工作原理示意圖

如上圖所示，在高層建筑中對(duì)玻璃幕墻的利用具有較廣闊的前景，從上圖中可以看出玻璃幕墻可以通過(guò)三種途徑實(shí)現(xiàn)熱傳導(dǎo)，一是利用玻璃和金屬框格作為介質(zhì)實(shí)現(xiàn)熱傳導(dǎo)，二是通過(guò)玻璃幕墻內(nèi)外環(huán)境熱量差進(jìn)行熱交換，三是通過(guò)玻璃幕墻空間環(huán)境熱量差實(shí)現(xiàn)熱傳導(dǎo)，不同玻璃幕墻的不同區(qū)域可以采用不同的方式實(shí)現(xiàn)節(jié)能，特別是在高層建筑中，可以通過(guò)玻璃幕墻的應(yīng)用，充分利用新型鋁材隔熱來(lái)降低空間結(jié)構(gòu)傳導(dǎo)系數(shù)，阻斷熱傳導(dǎo)過(guò)程，只有這樣才能最大限度的降低空氣熱能的損耗，并且在高層建筑設(shè)計(jì)時(shí)要考慮安裝玻璃幕墻的氣密性問(wèn)題，特別是隨著我國(guó)高層建筑玻璃幕墻已經(jīng)開(kāi)始運(yùn)用了雙重幕墻系統(tǒng)，這對(duì)高層建筑無(wú)論是保溫性能和采光性能來(lái)說(shuō)，就是一個(gè)質(zhì)的飛躍，雙層幕墻系統(tǒng)在內(nèi)外幕墻之間能夠生成一個(gè)通風(fēng)空間，而這一空間具有相對(duì)獨(dú)立性，進(jìn)風(fēng)口可以通過(guò)這個(gè)相對(duì)獨(dú)立的空間對(duì)熱量進(jìn)行緩沖，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)高層建筑室內(nèi)空氣溫度的調(diào)節(jié)，雙重玻璃幕墻能夠在降低高層建筑室內(nèi)能耗、調(diào)節(jié)室內(nèi)空氣溫度。雙重玻璃幕墻在高層建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中將發(fā)揮越來(lái)越大的作用，特別是雙重玻璃幕墻在高層建筑中能夠幫助解決兩個(gè)問(wèn)題，一方面能提高能源的利用效率降低能耗，另一方面就是能夠調(diào)節(jié)高層建筑室內(nèi)空氣質(zhì)量，在高層建筑采光和節(jié)能兩者之間實(shí)現(xiàn)了平衡。

2、新型玻璃材料的節(jié)能應(yīng)用。

玻璃墻在建筑行業(yè)運(yùn)用十分廣泛，特別是其在高層建筑中的美觀性和實(shí)用性得到了建筑實(shí)踐的檢驗(yàn)，因此在高層建筑中備受青睞，高層建筑總能耗已經(jīng)被建筑玻璃消耗了2/5，這充分表明玻璃能耗并沒(méi)有得到最大的利用，還有較大的提升空間。這對(duì)能源是一種巨大浪費(fèi)。可以采用在技術(shù)上比較成熟的新型節(jié)能型玻璃，例如中空玻璃、吸熱玻璃、熱反射鍍膜玻璃和低輻射鍍膜玻璃等，這些新型節(jié)能玻璃能夠有效降低高層建筑工程的能源消耗。

綜上所述，在我國(guó)如果能大力推廣節(jié)能保溫建筑材料，對(duì)促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展相協(xié)調(diào)的目標(biāo)具有重要意義。在節(jié)能保溫材料的研發(fā)上要加大投入力度，并且要加強(qiáng)與西方發(fā)達(dá)國(guó)家之間的技術(shù)交流與合作，特別是對(duì)新型玻璃材料的在高層建筑中的推廣運(yùn)用，政府有關(guān)部門需要深入細(xì)致的開(kāi)展工作。節(jié)能保溫材料在我國(guó)高層建筑領(lǐng)域有著廣闊的發(fā)展前景，相信節(jié)能保溫材料會(huì)對(duì)我國(guó)整個(gè)建筑行業(yè)的發(fā)展做出新貢獻(xiàn)！

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