建筑節能工程設計中新材料與工藝的應用

聶振輝

【摘要】近些年，在國家政策正確引導及社會經濟快速發展的大背景下，我國建筑行業實現了蓬勃發展，人們對建筑工程提出的要求更多樣化、綜合化，此時建筑設計單位應持續提升自身的專業水平，確保工程設計質量持續提升直至符合相關標準，獲得較高的收益，實現長效發展的宏偉目標。建筑設計單位要確立與時俱進的發展觀念，積極將建筑節能理念滲透到設計工作中，結合建筑項目實況，綜合分析氣候條件、技術設備水平、成本以及人力資源配置情況等，科學應用各種新工藝、材料等，力爭設計出高品質的建筑工程產品。

【關鍵詞】建筑節能;工程設計;新材料;新工藝

近些年來，建筑行業發展比較快的同時也產生了一些問題。隨著建筑行業的快速發展，消耗能源和材料的速度也越來越快。根據一組不完全統計的數據，我國的建筑行業在發展中每年消耗的能源占整個社會消耗的能源總量的25%以上。從這個數據中，可以清晰地看到，研究建筑行業節能材料的必要性和重要性。從建筑材料的節能技術和節能材料兩個方面看，我國和世界上的發達國家之間還是存在很大差距的。能否使用比較節能的建筑材料影響著建筑行業發展的好壞。同時，能否開發和利用好節能的建筑材料也決定著我國建筑行業在國際上的地位。

1、建筑節能的重要性

隨著我們國家社會經濟的高速發展，作為基礎建設重要組成部分的建筑行業，在建設及使用的過程中正越來越多地消耗著資源。遵循國家可持續發展的總體思路，發展建筑節能新材料、新技術，一方面可以緩解資源枯竭速度，為我們提供物美價廉商品，安全舒適的生活環境，為建設文明富強和諧美麗的中國提供支撐;另一方面建筑節能可以減少我們對自然資源的過度依賴，減輕環境污染，降低環境治理成本，從而減少對不可再生資源的使用，踐行可持續發展的中國特色社會主義戰略。建筑節能不僅能給我們每個人帶來福音，更能為中國建設，乃至經濟發展提供動力。

2、工程設計中新材料的應用

2.1節能屋頂新材料

建筑屋頂節能設計情況也和建筑工程節能效果密切相關，故而為建成節能型建筑，提升建筑屋頂的設計水平有很大必要性。建筑屋頂長時間裸露在室外，承受著雨水的侵蝕、陽光的直射與暴曬等，很可能因為氣候條件劇烈改變而影響屋頂的構造，降低其保溫性能，對人們的居住體驗形成不良影響。應加強建筑屋頂結構的保溫節能的設計，以從較基礎環節保障建筑的節能效果。為提升建筑屋頂的節能設計水平，應加大新型隔熱面板材料的應用力度，確保屋頂有夏季隔熱、冬天保溫的雙重功能，具體設計時應注意如下幾點：一是把屋頂設計成隔空型、植物型及淺色系等，其均有益于減輕因太陽光輻射造成的損傷，規避太陽光線直接照射的情況;二是將一些有保溫、隔熱屬性的面板安置于屋頂，減少熱量的傳輸等。

2.2新型節能門窗的運用

在整個建筑物中，門窗是主要的熱交換傳導的載體。所以，對于門窗結構一定要充分考慮其熱能消耗能力。為了更好降低建筑物的熱耗，使用新型的節能門窗就非常有必要。使用節能門窗達到提高熱性能主要是通過以下三種方式實現。第一種是提高門窗本身的材料性能;第二種是增加門窗的斷橋和穿條;第三種是減少門窗與建筑物之間的縫隙。

2.3節能墻體新材料

在建筑工程建設施工中，如果建筑外墻結構具有良好的保溫性能，那么建筑內部能量損失就會顯著降低，實現節能目標，因此建筑外墻墻體材料的應用相對來說比較關鍵。建筑墻體保溫設計分為內保溫設計和外保溫設計兩種，一般來說外保溫設計的使用頻率更高一些，節能保溫效果也比較好。在保溫施工中會應用新型墻體保溫材料，常見包括酚醛泡沫墻體材料以及硅酸鋁保溫材料等新型材料，這種墻體材料能夠起到保溫隔熱的作用，有效強化建筑墻體的熱阻性能，因此在建筑墻體節能設計中應用廣泛。

3、新工藝在建筑工程設計中的應用

3.1地源熱泵節能技術

目前，具有實現節能減排效果的熱泵技術備受關注，為完善熱泵技術在低能耗建筑中的應用打下了堅實的基礎，我國積極促進熱泵技術的發展。地源熱泵有不同分類，分類依據是取熱來源，主要可分為土壤源熱泵系統、地下水源熱泵系統、地表水源熱泵系統。國外最常用的配置形式是垂直埋管和水平埋管地熱換熱器兩種方式。地熱換熱器型式和結構的選取應根據實際工程以及給定的建筑場地條件來確定。在地層中豎直埋管，適用于土地面積受限制場所。閉式管路垂直式環路系統由聚乙烯管環路組成，這些環路放在垂直管孔中形成與土地的熱交換器。載熱流體可以從一側管子流到鉆孔的底部，再從另一側流回，從而實現管中水與周圍巖土的熱量交換。可有兩種系統類型，即并聯式系統和串聯式系統。并聯式系統所用管徑較小，管環長度較短，所需水泵揚程較低，可用較小的水泵，運行費用少。

3.2太陽能節能技術的運用

太陽能是一種使用比較多的可再生能源。太陽能不僅具有大多數可再生能源的優勢，儲蓄量還比較大。所以，開發和利用太陽能是具有實際可操作性的。在建筑行業使用太陽能，是不需要額外的運費和使用費用的。同時，使用太陽能也不會產生污染環境的物質，是很環保的。所以，在建筑行業積極的推進太陽能節能技術，不僅對環境有很大的好處，還可以節約資源，從而產生比較好的經濟效益。

3.3變頻技術

越來越多的新型電氣設備被用于建筑工程建設領域中，且處于不斷改革完善的狀態中，變頻設備就是其一。變頻技術的原理是對直流電進行逆變處理，而后結合建筑物的現實運行需求，將其轉換為頻率存在差異的交流電，也能將頻率有區別的交流電轉換成直流電，在以上過程中，僅有電流的頻率發生改變，設備內的電能恒定。將該項工藝技術用于建筑電氣設備內，可以采用轉換電流頻率的形式節約更多電能，這同樣是節能建筑建設的基礎工藝類型。把多種變頻設備裝設到建筑項目內，能動態化調控電氣設備的真實功率，結合電機的現實運行需求，提供與之相配套的電源電壓。此外，變頻設備還有過流、過壓保護等功能，以防電氣設備運轉階段發生空載、負載損耗等問題，實現節能目標。

3.4智能化控制技術的應用

當前智能化已經滲透到各個領域當中，建筑工程節能設計中也普遍應用了智能化控制技術，例如，在建筑工程設計中，照明系統的運行往往會造成很多電能消耗，市場中的照明燈具類型多種多樣，不同型號和種類的燈具，電能消耗程度也有所不同，為了降低系統使用期間的電能損耗，工程設計人員在確保滿足成本控制標準的情況下要盡可能選擇具有良好節能效果的智能化照明節能燈具系統，此種燈具的控制系統經過了智能化升級，具有聲控功能，能夠根據實際照明需求調整照明強度。

結語：

在節能建筑工程設計階段，加強新工藝及材料的使用，能創造出不可預估的實用價值，比如推動社會經濟平穩發展、改善建筑環境等。本文對節能工藝、生態工藝、智能化控制即變頻技術等做出分析，且介紹了幾種實用性較強的新材料，為同行選用提供一定理論支持。相關人員在實踐中也要積極滲透節能環保理念，結合建筑實況科學選用新工藝及材料等，最大限度的提升建筑功能的節能效果，造福人類社會。

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