綠色節能技術在建筑領域的應用

張 宇 江國偉

(齊齊哈爾大學建筑與土木工程學院，黑龍江 齊齊哈爾 161006)

綠色節能技術在建筑領域的應用

張 宇 江國偉

(齊齊哈爾大學建筑與土木工程學院，黑龍江 齊齊哈爾 161006)

現階段世界各國面臨的能源危機和環境污染問題愈發嚴重，建筑行業要加快發展綠色節能技術，從而做到降低建筑能耗，綠色節能技術在建筑領域的應用主要是使用綠色材料代替傳統材料、對圍護結構實現保溫隔熱措施和充分實現對太陽能的合理利用，為此，主要從上述三個方面進行了闡述和分析，以實現對建筑能耗的降低。

綠色節能技術，綠色材料，圍護結構，太陽房

0 引言

隨著人類文明的不斷進步，生活水平的不斷提高，科學技術的不斷發展以及對住房的迫切需求，傳統的建筑已經不再適應社會的發展和滿足人們的需求。20世紀60年代，世界各國不斷探索新的建筑模式，由美國建筑師保羅·索勒瑞首先提出綠色建筑的理念[1]。綠色建筑的概念是：在建筑物的設計、施工和使用的周期內，做到建筑物與自然和諧共處，盡可能的保護環境和節約資源，為人們提供健康、舒適的生活空間，與大自然相互融合，充分利用自然資源，使建筑回歸自然，實現建筑與自然的和諧[2]。

1 綠色材料在建筑中的應用

1.1 綠色高性能混凝土

綠色高性能混凝土的提出是建筑材料發展的要求，水泥相比較于鋼材、塑料而言，原材料廣泛、容易制備，但是其生產過程能耗較大，造成環境污染[3]。雖然各國對其的定義有些差異，但歸結起來都是要求其具有高強度、高耐久性、盡量減少水泥用量的使用。我國的綠色混凝土是由吳中偉教授提出的，他認為其在配制上應選擇合適的配合比、選用優質的原材料從而保證其強度、耐久性、抗滲性和抗侵蝕能力等各項性能。

1.2 可再生混凝土

可再生混凝土的表觀密度、吸水率、強度和耐久性均比普通混凝土差，如果不對其采用新技術、新工藝處理，來實現可再生混凝土的綠色發展與廣泛應用，那么這一課題的研究將毫無意義。

針對可再生混凝土的高吸水率和含水率、低表觀密度的問題，我們可以通過利用PVA聚合物溶液或有機硅防水劑對其進行處理，主要原理是利用它們來填充可再生混凝土的孔隙，降低其孔隙率，這種處理的方法可以取得不錯的效果，可明顯改善混凝土的工作性能，我們通過實驗研究發現經過聚合物處理的可再生混凝土的吸水率見表1。

表1 經處理后的吸水率對比

由表1中數據明顯發現，經過聚合物或有機硅處理后的再生骨料的吸水率有顯著的降低。針對可再生混凝土的強度和耐久性較低可以通過摻加粉煤灰等摻合料代替部分水泥，在攪拌過程中加入高效減水劑等措施。

2 節能技術在圍護結構中的應用

2.1 墻體的保溫設計

我國保溫材料不斷更新，本文主要闡述聚苯板外墻外保溫設計。聚苯板外墻外保溫設計中需要用到的原材料有聚苯板、膠粘劑、玻纖網格布和錨栓等四種，整個保溫系統是由基層墻體、保溫層、薄抹面層和飾面涂層等四大主要部分組成，具體構造見圖1。這個保溫設計中的基層墻體可以是混凝土墻體、砌體墻體或者是磚墻，在施工之前要對這些墻體進行處理以保證這些墻體表面清潔，沒有殘留的油污，沒有空鼓和孔洞等現象，保證聚苯板可以和基層墻體很好的粘結在一起，不發生脫落。

保溫層中的聚苯板是一種常用的保溫材料，具有熱導系數小和吸水率小的優良性質，可以有效阻止熱量的傳導和對水分的吸收，因此保溫隔熱效果和防潮效果明顯，是一種較為常見的阻燃型保溫板材。

玻纖網格布是一種纖維材料，被廣泛的應用于墻體保溫中，其優越性顯而易見，其主要性能指標見表2[5]。

表2 耐堿網格布主要性能指標

2.2 屋頂節能設計

屋頂除了滿足保溫設計，在夏季比較炎熱的地區還應考慮隔熱設計。在夏季太陽輻射下，從屋頂傳入室內的熱量是不可能忽略的，尤其是在我國南方地區，夏季溫度較高，需要對屋頂進行隔熱節能設計。

1)蓄水隔熱屋頂。

蓄水隔熱屋頂就是在屋面上設置一層蓄水層，利用水的熱容量大，水在經過強烈的太陽直射后就會蒸發，蒸發吸收了屋面大量的熱量，這樣就降低了屋頂表面的溫度。更為理想的是在蓄水層里面種植一些綠色浮游植物，利用植物的光合作用降低周圍環境的溫度，這樣會使蓄水屋頂更大程度的減少屋頂吸收太陽輻射熱，起到降低室內溫度的作用，增加室內的舒適度。

2)通風隔熱屋頂。

通風隔熱屋頂在我國夏熱冬冷地區應用普遍，其做法是在屋頂設置通風層，可以利用通風層的上表面遮擋陽光，使屋頂變為兩次傳熱，減少了進入室內的太陽輻射熱；此外，在風壓和熱壓的共同作用下，通過空氣對流使得室內熱空氣和室外冷空氣不斷發生熱量交換，將屋頂傳來的熱空氣不斷排走，使層間的熱量減少，從而減少室外太陽照射對屋頂內表面的影響。

對屋頂進行保溫設計一般的做法是加設保溫層，為了使構造受周邊的熱橋影響較小，大部分采用外保溫構造。根據保溫層設置的不同位置可以把屋面分為正置式屋面和倒置式屋面兩種類型，見圖2。正置式屋面是保溫層設在結構層上面，防水層的下面，而倒置式屋面則是將保溫層放在防水層上面。

3 太陽房的利用

隨著我國太陽能技術和建筑業的不斷發展，被動式太陽房已經在我國有了廣泛的應用，根據采集太陽光照的不同形式可以將被動式太陽房劃分為三類，應用比較廣泛的主要有兩種。

3.1 直接受益式

直接受益式主要在太陽光照比較充足的地區使用比較多，是三種形式中最為簡單的一種。直接受益式是利用南窗采光比較好的特性，太陽光照從南側窗戶照射到室內地面，被地面、家具、墻壁等材料吸收，如果室內溫度比較低，這些材料吸收的熱量會通過對流和輻射等形式將室內空氣加熱，保持室內溫度不致過低，剩余的熱量則會儲存在材料中，等到夜晚室內溫度較低時，熱量再釋放出來，見圖3。

3.2 集熱蓄熱墻式

集熱蓄熱墻式太陽房主要是利用墻體收集太陽輻射熱，是一種間接的對太陽能的利用。外墻的表面為了具有良好的集熱蓄熱能力，通常可涂抹上吸熱材料，且在外墻的表面設置一層玻璃，與墻體之間形成空氣夾層，墻體上設置有上風口和下風口。它的工作機理是：太陽輻射能被涂有吸熱材料的墻體吸收后，墻體內表面溫度顯著升高，通過熱傳導將熱量直接傳入室內，保證室內溫度不致過低，見圖4。

4 結語

如今，世界各國的建筑師們都在積極探索節能技術的運用，這對于減少能源消耗，減少環境污染有至關重要的意義，應該樹立這種節能環保的理念。那些耗能巨大，對環境造成巨大污染的施工技術逐漸被建筑師所摒棄，取而代之的是綠色節能技術的運用，建筑師不僅要設計出滿足人們對基本的住宅的需要，更是要建造出能耗小、污染少的綠色建筑，充分利用自然環境來進行設計，實現人與自然的完美融合，這是當今綠色建筑發展的方向。在過去的30多年里，我國的節能技術有了長足的發展，我國建筑師們不斷創新，不斷發展，引進和探索國外先進技術，形成了有中國特色的建筑節能體系，充分貫徹著節約能源，減少建筑能耗，為我國的節能技術和綠色建筑的發展做出了巨大貢獻，推進了生態文明的建設。

[1] 劉 鑫.綠色節能技術在綠色建筑工程中的應用研究[D].長春：吉林大學，2014.

[2] 紀穎瑤.綠色建筑與節能技術[D].青島：青島理工大學，2014.

[3] 趙 偉.綠色高強高性能再生混凝土實驗研究[D].武漢：武漢大學.2004.

[4] 徐炳范.建筑外墻保溫技術的應用研究[D].長春：吉林大學，2005.

[5] 曹遠忠.EPS外墻保溫系統材料組成與施工要點[J].探索之窗，2008(16)：94-95.

[6] 郭凡榮.節能技術在建筑幕墻設計中的應用研究[J].住宅與房地產，2016(21)：16-17.

[7] Werener Lang,Thomas Herzog.Using multiple glass skins to Clad building[J].Architectural Record,2000,7(18)：181-182.

[8] 沈方亮.綠色節能技術在建筑改造中的應用[D].天津：天津大學，2007.

Seismic behacior analysis of the kiln hall in bukul mosque

Zhang Yu Jiang Guowei

(SchoolofArchitectureandCivilEngi.,QiqiharUniv.,Qiqihar161006,China)

At present, the energy crisis and environmental pollution problems facing the world become more and more serious, therefore, the construction industry to accelerate the development of green energy technology, so as to reduce building energy consumption, the application of green energy saving technology in the construction field is mainly to use green materials instead of traditional materials, to achieve insulation and insulation measures and fully realize the rational use of solar energy. Therefore, this article mainly elaborates and analyzes the above three aspects to realize the reduction of building energy consumption.

energy saving technology, green material, enclosure structure, solar house

1009-6825(2017)22-0190-02

2017-05-26

張 宇(1988- )，男，碩士，助教； 江國偉(1994- )，男，在讀碩士

TU201.5

A