高層建筑的環(huán)保節(jié)能技術(shù)運用

于露

摘?要：如今，在中國建筑市場高速發(fā)展的同時，越來越多的人開始提及環(huán)保，注重綠色環(huán)保，也響應(yīng)國家的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的號召，綠色建筑的節(jié)能技術(shù)逐漸發(fā)展成為現(xiàn)代化建筑技術(shù)研究的重要方向，建筑節(jié)能的標準也在不斷提升。為實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展和節(jié)能建筑的目標，積極運用各類的節(jié)能技術(shù)有著重要作用。不管是高層民用建筑還是高層公共建筑在建筑行業(yè)中都處于重要位置，生態(tài)環(huán)境也隨建筑事業(yè)的發(fā)展而逐步在惡化，所以將環(huán)保節(jié)能技術(shù)應(yīng)用于高層建筑設(shè)計中顯得尤為重要。

眾所周知，近年來各項的環(huán)保節(jié)能技術(shù)層出不窮，每天都有新興的環(huán)保節(jié)能技術(shù)得以運用，但針對于建筑中重要地位的高層建筑而言，不是所有的節(jié)能技術(shù)都是適用的，因此本文針對建筑節(jié)能中高層建筑的環(huán)保節(jié)能技術(shù)的運用，做一個簡單的論述。

關(guān)鍵詞：綠色建筑;高層建筑;建筑節(jié)能;技術(shù)運用

中圖分類號：F062.4??????文獻標識碼：B??????文章編號：1008-4428（2018）12-0027-03

一、 前言

隨著中國社會經(jīng)濟飛速發(fā)展和人們生活水平的日新月異，我國的建筑能耗也相應(yīng)日益增長，建筑業(yè)對于節(jié)能的可循環(huán)建筑需求越來越強烈，我國建筑領(lǐng)域的節(jié)能技術(shù)又有哪些是高效適用的呢？

建筑能耗就是建筑使用后的耗能，其中主要包括日常的采暖、給水、照明等日常家電等方面的能耗。在這里邊又以建筑的采暖能耗與空調(diào)耗能最多，一般約占總建筑能耗的百分之五十至七十。使能源利用率變得更高，是建筑節(jié)能的本質(zhì)意義;建筑以人為本，所以建筑節(jié)能又不可以犧牲人們的健康和舒適性為代價，否則建筑節(jié)能便失去它本應(yīng)有的意義。

所以通過高層建筑節(jié)能技術(shù)使有限資源與低能源消耗，來取得更好的建筑舒適性與節(jié)能性，這便是高層建筑環(huán)保節(jié)能技術(shù)運用的目的。

隨著建筑行業(yè)的發(fā)展與進步，當前可持續(xù)發(fā)展與綠色環(huán)保成為行業(yè)發(fā)展的一大要素，節(jié)能環(huán)保型建筑已成為現(xiàn)代化建筑發(fā)展的必然方向。高層建筑又是目前建筑設(shè)計市場的一種主體建筑形式，在其實際發(fā)展中必須要適應(yīng)市場與社會的節(jié)能環(huán)?？裳h(huán)利用的需求。從設(shè)計方面到選材方面再到施工方面等多個層面，來進行建筑的節(jié)能環(huán)保設(shè)計，從而能夠讓高層建筑設(shè)計有科學性、環(huán)保性、節(jié)能性和可持續(xù)性發(fā)展。

二、 目前高層建筑節(jié)能環(huán)保動態(tài)及途徑

根據(jù)現(xiàn)有數(shù)據(jù)粗略的估算，如果采取有效、嚴密的建筑節(jié)能環(huán)保技術(shù)，可以做到降低三分之二到四分之三的建筑耗能。因此在高層建筑初始的規(guī)劃設(shè)計、后期的建造和使用的過程中，在滿足建筑使用的環(huán)境舒適前提下，采取較為有效合理的建筑環(huán)保節(jié)能技術(shù)是很有必要的。想要實現(xiàn)建筑節(jié)能環(huán)保這一重要目標，一般說來，達到建筑節(jié)能綠色環(huán)保的方法是：盡量做到減少建筑內(nèi)能耗的總量需求;合理地利用可再生的節(jié)能環(huán)保新技術(shù)和新能源;減少使用在建筑行業(yè)內(nèi)容易引起環(huán)境破壞的老技術(shù)、舊能源。

（一）減少建筑內(nèi)的能源總需求量

據(jù)不完全統(tǒng)計，在大多數(shù)的發(fā)達國家，空調(diào)和采暖系統(tǒng)的能耗占總建筑耗能的百分之六十五。而目前，我國近期的照明能耗和空調(diào)系統(tǒng)能耗一直在增加，它的增長速率已經(jīng)漸漸高于能源的產(chǎn)能增長速率。因此，應(yīng)該做到盡量降低建筑的冷熱與照明所消耗的能耗，這是降低建筑能耗總量的根本途徑。

1. 減少能源消耗，提高能源的使用效率

為了保持人們在建筑空間中的環(huán)境舒適性，在冬季室內(nèi)需要供暖，在夏季室內(nèi)需要制冷以降低室內(nèi)的高溫;在干燥的時候需要進行加濕，在潮濕的時候需要進行除濕，而這些舒適性的調(diào)節(jié)通常都需要不小的耗能才能實現(xiàn)。從環(huán)保節(jié)能的角度出發(fā)，我們要提高的應(yīng)該是空調(diào)設(shè)備的能源轉(zhuǎn)換率。它包括了設(shè)備機器自身的轉(zhuǎn)換效率，還有能量管網(wǎng)傳輸?shù)男?、用戶的計量和室?nèi)環(huán)境的控制設(shè)備的總體效率等。

2. 減少建筑圍護結(jié)構(gòu)的能量損失

建筑物的圍護結(jié)構(gòu)能量損耗點是：建筑外墻;建筑門窗;建筑屋頂。這三點的節(jié)能環(huán)保技術(shù)是目前建筑業(yè)的共同焦點。其發(fā)展的大方向為，研究開發(fā)出經(jīng)濟、保溫、隔熱和能量轉(zhuǎn)換率高的材料和切實可行的環(huán)保圍護結(jié)構(gòu)技術(shù)。

（二）節(jié)材與材料資源利用

建筑環(huán)保節(jié)能設(shè)計中的一項主要工作是提高建材的利用率，減少建筑材料的用量。因此在建筑工程動工前，有關(guān)的建筑設(shè)計人員有必要全面仔細地研究工程圖。提前準備好建筑材料的使用計劃以及環(huán)保節(jié)約提案，在不影響項目的整體施工進度以及施工質(zhì)量的大前提下，進行綜合性的考量和建筑材料有關(guān)的各項要素。此外，在選用建材的時候，不能只一味地在乎價格，同時也要考慮建筑材料本身的質(zhì)量。好比鋼筋的選用，應(yīng)該盡量使用高強度的好鋼筋，因為其具有高強度、突出的性能優(yōu)點，效果要遠遠地優(yōu)于普通的鋼筋，所以相比較而言，其性價比反而會更優(yōu)。

（三）利用新能源

在高層的建筑節(jié)能環(huán)保上，新型可再生能源的運用至關(guān)重要?？稍偕茉赐ǔＶ傅氖黔h(huán)保的清潔可循環(huán)性能源，比如說太陽能、潮汐能、地熱能、風能這些清潔的新型能源。人們對各種太陽能的利用方式已經(jīng)有了一番探索和成果，發(fā)展方向比較清晰，使太陽能在某些領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，但從總體來說，目前太陽能在建筑方面的利用規(guī)模還不大，技術(shù)算不上完善，成本也太高，仍然需要繼續(xù)嘗試實驗和研究。關(guān)于地熱能的運用，對于節(jié)能建筑來說，一方面地熱能的高溫可用來進行發(fā)電或熱能燒水提供采暖熱能等;另一方面還可用地熱能的泵與地道通風管道，達到低溫地熱實現(xiàn)供暖的目的。風能發(fā)電機常用于各大型的風力發(fā)電場和常遭受強風的超高層建筑上，在上海和北京已有不少成功的項目，在高層建筑領(lǐng)域，最為常見的風能利用設(shè)計還是通風管口。

三、 建筑設(shè)計在高層建筑節(jié)能設(shè)計中的作用

（一）建筑規(guī)劃與設(shè)計

面對全球都在探討的能源與環(huán)境的問題，不少前沿的環(huán)保設(shè)計概念應(yīng)運而生。比如低能耗建筑、零能耗建筑和永續(xù)建筑等，它們從本質(zhì)上都是要求建筑師從環(huán)保低耗能概念出發(fā)進行設(shè)計。在建筑初始的規(guī)劃和設(shè)計中，根據(jù)建筑物所在經(jīng)緯度的氣候條件，對建筑自身所在的相應(yīng)環(huán)境氣候特點，注重利用自然可再生資源創(chuàng)造出良好的節(jié)能綠色新建筑，盡量減少人們因環(huán)境對耗能設(shè)備的使用。

所以適合的建筑選址;合理的節(jié)能外環(huán)境設(shè)計;設(shè)計有利的建筑造型。為改善建筑使用時的室內(nèi)環(huán)境，合理的建筑形式是有效利用建筑外的微環(huán)境來改善室內(nèi)微環(huán)境，是至關(guān)重要的一部分。減少建筑為了調(diào)整室內(nèi)人體環(huán)境舒適度而產(chǎn)生的能量消耗，如空調(diào)照明通風等等。

（二）通風采光設(shè)計

在建筑節(jié)能的通風設(shè)計中，建筑設(shè)計人員要充分利用好風能資源，用此來自然調(diào)節(jié)室溫，減少采暖和空調(diào)對建筑能源的損耗;或者是依據(jù)建筑所在地氣候條件進行適當?shù)母邔咏ㄖ镩g距規(guī)劃，減少對周邊夏季氣流的阻擋;盡量在建筑的內(nèi)部有穿堂風產(chǎn)生，確保內(nèi)部氣流的有效流動，達到調(diào)節(jié)室溫節(jié)能減排的效果。此外，采光的設(shè)計是高層建筑節(jié)能設(shè)計的重要課題，建筑的格局、建筑的朝向和樓層不同的差異等因素，造成各建筑空間的日照強度和日照時間有所不同。因此在設(shè)計中要進行周密的日照計算與分析，合理設(shè)計綠色建筑的室內(nèi)格局，合理規(guī)劃各樓層的間距，確保每個空間都能獲得充足的日照和日照時長。

（三）窗戶節(jié)能設(shè)計

在綠色高層建筑的門窗節(jié)能設(shè)計方面，很多有效的節(jié)能技術(shù)能一定程度地起到節(jié)能減排的作用;有如下做法：在對標準的綠色高層建筑門窗設(shè)計時，要從節(jié)能性以及合理性的角度考慮，結(jié)合綠色建筑的實際現(xiàn)狀，對容易形成熱橋處的門窗，要根據(jù)節(jié)能需求仔細考慮它們的面積、朝向和傳熱系數(shù)。就目前的節(jié)能建筑來看，其建筑的外窗大都是采用平開窗的設(shè)計手法，然后采用塑鋼門窗與中空玻璃來作為材料。

由于高層建筑物的層數(shù)增加了，因此建筑物的風力承受也隨之增大了，對于建筑窗戶處的防風效果、抗壓效果和隔音效果等也有所增大。在具體的節(jié)能設(shè)計里，則要根據(jù)實際狀況來進行節(jié)能門窗的設(shè)計，選擇節(jié)能性良好的門窗材料，優(yōu)化結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計，降低對能源資源的消耗。同時，應(yīng)該注意不同的朝向、通風和采光，針對不同的節(jié)能結(jié)構(gòu)設(shè)計來挑選門窗材料的品種、類型等。門窗可以通過加貼聚酯膜，使窗戶有更好的氣密性、保溫性，發(fā)揮更好的保溫性;或者是對門窗的絕熱性進行稍稍改進，從而降低窗戶的能量損耗。

建筑節(jié)能的效果是建立在良好材料質(zhì)量的基礎(chǔ)上的，因此對于塑鋼門窗、中空玻璃等建材的審查必須嚴格。保證質(zhì)量有保障，只有通過合格檢查之后的建材，才可以運送到施工現(xiàn)場去。質(zhì)檢人員要依據(jù)相關(guān)檢測報告對建材的供應(yīng)商資質(zhì)進行合理的審查。同時，建筑現(xiàn)場施工人員也要嚴格檢測門窗品質(zhì)，確保門窗的質(zhì)量達標，必須對門窗的具體安裝位置和安裝要求尺寸復(fù)核后，才可進行安裝，否則一旦發(fā)現(xiàn)不合格，將會造成大量建材被浪費的情況。

四、 建筑外保溫施工技術(shù)類型

在對建筑外墻保溫施工中，有效利用各種保溫材料與保溫技術(shù)，能夠非常有效地減少建筑的能耗，從而實現(xiàn)環(huán)保節(jié)能，整體提升建筑居住的舒適體感度，達到延長建筑使用壽命的目的。

（一）外墻節(jié)能技術(shù)

進行建筑外墻保溫節(jié)能設(shè)計，能最大地降低熱橋效應(yīng)，實現(xiàn)建筑節(jié)能減排。若產(chǎn)生了熱橋現(xiàn)象，至少會產(chǎn)生大概百分之二十五的熱損。如果利用外墻保溫節(jié)能技術(shù)，能夠有效降低熱損，可達到百分之四，便能有效減少熱負荷能耗。

1. 節(jié)能施工技術(shù)方向

建筑節(jié)能中，采取的外墻保溫技術(shù)，主要包括以下類型：

外墻外保溫技術(shù)：這項節(jié)能技術(shù)適用于室內(nèi)與室外溫差較大的建筑，在炎熱時能有好的隔熱性能，寒冷時還能起到好的保溫性，外墻保溫技術(shù)成熟所以運用廣泛且效果也很可觀。在運用時，要適當?shù)剡x擇保溫材料，以保證工程質(zhì)量。

外墻夾心保溫技術(shù)：這項節(jié)能技術(shù)是在外墻的墻片夾層放置保溫材料，保溫材料多采用混凝土制的空心磚作為放置的載體。玻璃棉或是聚苯乙烯都是最為常見的保溫填充材料，對保溫材料的要求不高。

內(nèi)保溫技術(shù)：內(nèi)保溫節(jié)能技術(shù)施工相對簡單，多用聚苯板等作為主要保溫的材料。施工面是在外墻的室側(cè)，節(jié)能效果良好。

2. 具體保溫技術(shù)

關(guān)于外墻節(jié)能方面，傳統(tǒng)中用重質(zhì)卻單一的建材只是增加墻體厚度，想以此來達到保溫的施工方法早已不能適應(yīng)如今的環(huán)保節(jié)能需求。現(xiàn)在復(fù)合型建筑墻體已經(jīng)是現(xiàn)代建筑墻體普遍應(yīng)用;復(fù)合型墻體基于塊體材料和鋼筋混凝土塊體來承重，保溫和隔熱材料復(fù)合在一起，還有在框架結(jié)構(gòu)當中使用保溫隔熱作用的材料來作墻體。

外墻保溫及飾面：這個是20世紀70年代末出現(xiàn)的一種建筑節(jié)能技術(shù)，最早應(yīng)用在商業(yè)建筑的保溫中，之后漸漸地開始在民用建筑中得到運用。先將保溫材料覆蓋到建筑外墻上，再涂抹上抗裂砂漿，緊接著壓入纖維的網(wǎng)格布，最后一道工序是墻面裝飾。從它的實際施工效果來看，外掛式的保溫墻技術(shù)具有良好的透氣性，并且還具有一定的抗震效果與防火功能，適用范圍為新建的項目及建筑改造項目等。外墻保溫體系使用的是多層復(fù)合的外墻，在各種建筑中都廣泛運用。主要組成為：主墻體保溫板為塑料的聚苯乙烯泡沫制成，大約30—120mm;通過黏合劑或者是機械擠壓的固定方法，覆蓋在建筑的外墻表面;中間部分由聚合物制成能長久防水的砂漿層，主要是應(yīng)用在保溫板上，通過玻璃纖維網(wǎng)來進行外力的傳遞;最外表的覆蓋層要選用耐久且美觀的材質(zhì)，為了防止表層褪色和防裂。丙烯酸共聚物的涂料是一種運用廣泛的外墻覆蓋涂料，這種涂料可選多種顏色和質(zhì)地，擁有特別好的耐久性與耐腐性。

隔熱水泥模板墻：目前，復(fù)合性的墻體結(jié)構(gòu)已成為現(xiàn)代建筑墻體的主要節(jié)能技術(shù)之一，如聚苯板復(fù)合性墻體的結(jié)構(gòu)，多是采用的一次性澆筑成型的方法，能夠有效地提高外墻保溫節(jié)能的效率，還能起到縮短工期的效果。值得注意的是，如果采取一次性澆成型的施工方法，需要其對澆筑人員的技術(shù)有較高要求。在現(xiàn)場的混凝土澆筑時，要做到澆筑的混凝土的均勻，過程連續(xù)以及澆筑精準把控。已有許多的工程項目采用這項技術(shù)，較為常見并且效果良好。

聚苯顆粒制保溫砂漿：聚苯顆粒制保溫砂漿所制的外墻有良好的保溫效果。這種外墻主要有：界面層、防水層、節(jié)能防護層和玻璃纖維網(wǎng)層，此外墻保溫體系施工較為簡單，具有施工成本低和抗裂性強的優(yōu)勢，在節(jié)能建筑施工中應(yīng)用，已經(jīng)獲得了不錯的成效，具有推廣應(yīng)用價值。

建筑保溫絕熱板：該絕熱板材料普遍使用于各類型建筑中，具有各項高性能，均適用于內(nèi)外結(jié)構(gòu)的保溫材料。夾心層多為聚苯乙烯泡沫所組成的保溫材料，大概在120—240mm厚，該板材的表面可根據(jù)需要采用不同的材料作為表層。

（二）門窗節(jié)能技術(shù)

建筑的門窗不僅僅具備圍護、采光、通風這些顯而易見的功能，它們在建筑整體藝術(shù)上的表現(xiàn)也起著舉足輕重的作用。但是門窗同時也是產(chǎn)生熱能損失的關(guān)鍵位置。為了加大通風和采光的面積，也為了表現(xiàn)現(xiàn)代建筑的特異形式，當代的建筑門窗是越做越長、越做越寬，更是出現(xiàn)了全幕墻的建筑。這就對外圍護門窗結(jié)構(gòu)的節(jié)能造成了更為嚴峻的挑戰(zhàn)。目前，對于窗戶的節(jié)能技術(shù)來說，相較于普通玻璃，更主要的還是采用較為保溫的復(fù)合型玻璃、氣密性更好的保溫玻璃等。從門窗流行的材料來看，近些年出現(xiàn)斷橋鋁、鋁木復(fù)合型材、鋼塑整體制擠出型材、塑木復(fù)合制型材以及UPVC塑料制型材這些節(jié)能技術(shù)較好的環(huán)保建材產(chǎn)品。

室內(nèi)環(huán)境的熱穩(wěn)定性和舒適性主要取決于建筑外墻的組成與其保溫性能，外墻保溫性對高層建筑的節(jié)能作用也是至關(guān)重要的。在我們不斷優(yōu)化節(jié)能建筑外墻、門窗保溫性的同時，還要進一步去探索屋面圍護結(jié)構(gòu)保溫隔熱材料的性能。現(xiàn)在我國建筑行業(yè)的普遍做法是在保溫的外墻外再做一保溫層，以進一步強化熱工性能。納米級透明隔熱涂料就是新興的一種玻璃夾層，既保持高透旋光性，也有較好的隔熱作用。比如low-e新型節(jié)能玻璃，投入成本較高，但節(jié)能效果也是很明顯的。

五、 暖通空調(diào)節(jié)能技術(shù)

關(guān)于暖通空調(diào)等節(jié)能技術(shù)的新材料、新技術(shù)不斷創(chuàng)新發(fā)展，在將來的高層建筑節(jié)能方面都會起到重要的作用。暖通空調(diào)節(jié)能的發(fā)展核心可以概括為：節(jié)能、環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展、符合各項國家能源新規(guī)，各種環(huán)保綠色技術(shù)創(chuàng)新。

（一）建筑節(jié)能與暖通空調(diào)技術(shù)現(xiàn)狀

如今建筑的發(fā)展過程中，節(jié)能減排已成為一個世界性的課題。房地產(chǎn)行業(yè)欣欣向榮的發(fā)展，各種類型的高層建筑成為城市的主要形式。而當高層建筑完工時，至關(guān)重要的就是建筑里面的空調(diào)采暖制冷設(shè)備，以前所流行的中央空調(diào)被驗證其能耗高得可怕。所以暖通空調(diào)行業(yè)發(fā)展?jié)摿薮?，目前暖通空調(diào)的各項技術(shù)開發(fā)都被行業(yè)所看好。越來越多的人已經(jīng)開始意識到二氧化碳的過度排放對生態(tài)環(huán)境的不利影響，二氧化碳的過度排放是全球變暖的主要原因，而節(jié)能減排正是暖通空調(diào)的最終研究目的。高性能的環(huán)保暖通空調(diào)設(shè)備也成為節(jié)能建筑的標配，因此暖通空調(diào)節(jié)能技術(shù)也應(yīng)運而生。

（二）暖通空調(diào)節(jié)能技術(shù)分類

1. 高效設(shè)備技術(shù)

暖通專業(yè)很多時候又被叫作設(shè)備專業(yè)，可以看出暖通大多數(shù)時候是通過設(shè)備的形式完成的。其主要的能源消耗是在產(chǎn)暖制冷和能量傳輸?shù)倪^程中。高層建筑的采暖空調(diào)能耗里，大多數(shù)的能源是被設(shè)備所消耗了，而并非轉(zhuǎn)化成了調(diào)節(jié)室溫的冷氣或是暖氣。由于現(xiàn)階段設(shè)備設(shè)計水平較低和設(shè)備廠商保守，我國高層建筑大多用的采暖空調(diào)設(shè)備系統(tǒng)工作效率都是偏低的，能源轉(zhuǎn)換率也只有百分之三十到百分之五十。

2. 優(yōu)化設(shè)計技術(shù)

對于高層建筑節(jié)能技術(shù)而言，不是所有的新型節(jié)能技術(shù)都能夠適用的;反而有些常規(guī)的技術(shù)可以發(fā)揮巨大的作用。在實踐技術(shù)運用中，首先要經(jīng)過周密的計算，其次認真地記錄對比，做到把不必要的能耗降到最低。不能僅僅根據(jù)經(jīng)驗來判斷，也不能一味地增加節(jié)能而達不到調(diào)節(jié)的作用。通常高層建筑的暖通的設(shè)計，都是以其經(jīng)濟和安全出發(fā)考慮的。伴隨著綠色節(jié)能理念對人們的影響，很多人開始注意環(huán)保節(jié)能設(shè)計這一細節(jié)點，也會考慮到系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)化效率及節(jié)能環(huán)保效果，達到節(jié)能技術(shù)與經(jīng)濟的統(tǒng)一。

3. 運行控制技術(shù)

目前國內(nèi)的大多數(shù)專業(yè)人才都集中在設(shè)計或相關(guān)行業(yè)里，這使得從業(yè)運營管理的人才相對匱乏，使得其運行控制技術(shù)效率低下。多處實測結(jié)果顯示，調(diào)節(jié)不當導致部分建筑過熱造成的熱量浪費占總供熱量的20%—30%。研究出完善的自動管控系統(tǒng)和合適的運行形式，都是強化節(jié)能減排效果的有效方式。

六、 結(jié)束語

環(huán)保節(jié)能技術(shù)的運用是建筑發(fā)展的大趨勢，主要目的還是讓能源利用率變得更高，減少能源的損耗。在高層建筑環(huán)保節(jié)能方面前期投入的研究和成本雖然可能都是不小的，但那都是值得的。在這個能源危機的時代，由于占比較大，高層建筑節(jié)能環(huán)保技術(shù)的研究、發(fā)展、運用對建筑行業(yè)有著非比尋常的意義。

綜上所述，環(huán)保節(jié)能在高層建筑的設(shè)計和施工中都顯得尤為重要。所以在高層建筑的節(jié)能設(shè)計施工中，都必須合理運用，綜合考慮各種節(jié)能技術(shù)的使用可能，按照其節(jié)能技術(shù)水平和建筑節(jié)能的可行性，注重一些細節(jié)元素的處理，如日照采暖、門窗通風、空調(diào)能耗等?？梢哉f，高層建筑的節(jié)能技術(shù)運用與研究，為今后建筑的可持續(xù)發(fā)展鋪平了道路。

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