建筑土建工程中節能施工技術應用

孫啟超SUN Qi-chao；孫鵬SUN Peng

（煙臺市工程建設第一監理有限公司，煙臺 264000）

0 引言

在環境污染及能源消耗日益嚴重的背景下，人們對環境保護的呼聲及重視程度越來越高。而對于建筑行業而言，其能耗占總體能耗的比例：工業化國家的建筑能耗約占52%，發展中國家的建筑能耗約占23%，全世界平均占30%。而我國的建筑能耗約占總能耗的30%，由此可見，建筑行業節能對我國整體節能減排有著至關重要的影響[1]。因此，為了緩解當下國內的能源不足，實現能源、資源的綜合化利用，就必須要加快建筑節能發展，降低建筑能耗，為我國建設環境友好型社會助力[2]。

1 建筑土建工程節能施工技術概述

對于建筑土建工程而言，其建設施工主要包括墻體工程、屋面工程、門窗工程等分項工程。因此，建筑土建節能施工主要涉及墻體節能施工、墻體保溫施工、屋面保溫節能施工及門窗節能施工等幾個方面，不同分項工程施工對技術的要求也各有不同，下面就從墻體節能施工、外墻保溫節能施工、屋面保溫節能施工及門窗節能施工四個方面對節能施工技術應用情況展開論述。

1.1 墻體節能施工技術

建筑土建工程中，墻體工程常用到的節能技術措施主要為空心磚承重墻施工技術。在應用空心磚承重墻施工技術過程中，要重點考慮的兩個問題就是砌磚方式及孔洞朝向，要根據設計圖紙要求及規范標準嚴格控制空心磚施工過程，確保空心磚承重墻整體的完整性。同時，空心磚承重墻施工過程中，為了防止出現外墻不密實及縫隙等問題，在砌筑管道穿越位置或預留件洞口位置時，可以適當用實心磚代替施工，且要注意不能隨意打孔，或者用水泥漿堵塞預留孔洞。另外，空心磚承重墻施工中也應充分考慮到墻體的熱阻值、灰縫飽滿度及粉刷開裂等問題，從而促使墻體工程實現預期節能目標[3]。

1.2 外墻保溫節能施工技術

在建筑土建工程施工中，為了進一步提高整體的節能效果，通常也會針對外墻進行保溫節能施工，這不僅能夠降低建筑土建工程外墻的整體能耗，降低日常使用成本，而且也可以有效保護外墻體，延長整個建筑物的使用壽命。但是，外墻保溫節能施工對技術的要求比較高，因此，實際施工要注意做好以下三點：①加強設計環節的質量控制。因為設計圖紙是指導外墻保溫施工的基礎文件，若設計圖紙不合理、不科學，則必然會影響外墻保溫節能施工的質量。因此，在設計環節要根據實際施工需要設計科學可行的外墻保溫節能施工方案，明確外墻保護層及保溫層厚度、施工材料、技術措施、質量要求等，為日后完工投運后，外墻可以長久使用奠定基礎。②選擇優質的材料。建筑土建外墻保溫施工中，常用的保溫材料主要可分為A、B1、B2 三個級別，其中，A 級材料主要包括以涂料、砂漿及復合硅酸鹽卷材等；B1、B2 兩種級別的材料主要包括聚氨酯、苯板、擠塑板等，這兩個級別的材料可以在確保外墻保溫性能的同時，也可以提高外墻的美觀度，目前，外墻保溫節能施工中最為常用的材料就是擠塑聚苯板及模塑聚苯板。利用聚苯板進行外墻保溫節能施工時，材料的干密度不能低于18kg/m3～32kg/m3，若聚苯板的干密度達不到要求，則會降低其抗形變能力及抗沖擊能力，甚至會在使用后出現大面積開裂問題，影響外墻整體質量。因此，外墻保溫節能使用中，一定優選施工材料，確保外墻的保溫效果及施工質量。③確保外墻保溫層平整度。外墻保溫節能施工中平整度控制是比較難的，因此，實際施工中必須要加強平整度控制，防止保溫層與基礎墻體間發生開裂問題。以聚苯板施工為例，在實際施工中要嚴格按照施工規范要求進行粘貼，先是彈好基準線及控制線，粘貼過程中要使用2m 靠尺及托線板隨時檢查板的平整度及垂直度，在墻角處應采取交錯互鎖的方式進行聚苯板連接，等等，防止出現脫落及開裂問題，保障外墻保溫節能施工質量[4]。

1.3 屋面保溫節能施工技術

建筑土建屋面保溫節能施工中，要重點考慮選用吸水能力強、密度低、導熱系數小的材料，應用到防水層與屋面之間，實現節能。比如，常用的屋面保溫主要有聚苯乙烯板、水泥聚苯板、瀝青珍珠巖板等。而屋面保溫節能施工常用的方法主要有兩種，一種是使用硬質聚氨酯泡沫塑料及粉煤灰、水泥等在現場進行發泡澆筑；另一種是反鋪法，即在屋面保溫層下方設置防水層。這兩種保溫節能措施相對比來說，反鋪法的造價成本比較高，所以屋面保溫節能實際施工中使用第一種技術措施比較多。

1.4 門窗節能施工技術

門窗節能施工中通常會選擇斷橋門窗材料，為了進一步優化節能效果，在安裝門窗的過程中，不僅要使門窗與主體結構有效連接，而且也要填充密實門窗周圍的縫隙，對窗及附框的連接點進行加固處理，優化門窗的保溫隔熱效果。另外，也需要提高門窗的密封性，即對門窗的漏氣位置進行有效的加密處理，并且在安好門窗玻璃之后，也要在做一次加固處理，以防玻璃安裝不嚴影響門窗的密封性。

2 案例工程概況

某建筑土建項目總建筑面積約為45675.93m2，地上建筑共計26 層，面積約40132.93m2，地下建筑2 層，面積約5543m2，以框架剪力墻結構為主。該建筑的外表面積約為5494.95m2，建筑體積約為30247.45m3，體型系數為0.19。地上建筑1-4 層是裙房，用于辦公，5～26 層是標準層的塔樓，13 樓為設備層。為了響應當地政府節能減排的號召，擬定對該項目的外墻進行外保溫節能改造。具體如下：

3 外墻現狀及外墻傳熱系數計算

3.1 改造前外墻現狀

經現場調查觀測可知，該項目的裙房外飾面采用的是干掛花崗石，其他樓層的外墻采用是涂料飾面。在實地調查中發現涂料飾面多處出現起鼓、開裂、掉皮（見圖1）等現象，而且外墻面污染嚴重。

圖1 外墻掉皮現場圖

3.2 外墻傳熱系數計算

為了確保該項目外墻保溫節能改造的科學性及合理性，在改造前對原外墻傳熱系數進行了計算分析，得出了該項目外墻的主體部位構造、熱工性能及熱橋部位構造、熱工性能等情況，具體結果見表1、表2。

表1 外墻的主體部位構造及熱工性能

表2 熱橋構造及熱工性能

根據該項目的實際開間、層高、窗戶尺寸等數據，代入外墻平均傳熱系數公式（1）計算得出實際的外墻平均傳熱系數為1.75W/（m2·K）。

注：公式（1）中Km為外墻主體結構的傳熱系數，W/（m2·K）；Fp為外墻主體結構面積，（m2）；KB1、KB2、KB3為外墻各熱橋部位的傳熱系數，W/（m2·K）；FB1、FB2、FB3為外墻各熱橋部位面積，（m2）。

3.3 改造前外墻熱工性能測試

3.3.1 測試設備

該項目中在改造前使用JTRG-II 溫度、熱流巡回檢測儀對外墻的熱工性能進行了全面測試。JTRG-II 溫度、熱流巡回檢測儀可以在測試外墻內外表面溫度的同時，也可測試器熱流，從而獲得準確的外墻熱阻及傳熱系數。

3.3.2 測試流程

選擇20 層的東北角房間南墻作為測試位置，先是在熱流計板上涂上黃油，然后安裝到測試墻的表面。在測試外墻主體傳熱系數時，應將測試點設在窗戶下方30cm 位置處；而測試墻體熱流時，可將測試點設在熱橋部位。安裝溫度傳感器的時候，應安在墻體兩側的表面上，另外，內側傳感器應布置在接近熱流計的位置，外側傳感器應布置在對應的熱流計位置。

3.3.3 測試結果分析

通過現場對外墻主體結構及熱情部位進行測試，得出結果如下：①外墻主體結構的外壁、內壁平均溫度分別為-2.51℃、20.2℃，熱流密度平均值為22.58W/m2，經計算得出，該外墻主體結構的傳熱系數為0.91W/（m2·K）。②經測試得出外墻熱橋部位的溫度平均值為-2.52℃，內壁的表面溫度為17.6℃，熱流密度平均值為118.35W/m2，經計算得出外墻熱橋部位的傳熱系數為3.12W/（m2·K）。③根據現場測試得到實際數據計算得出外墻的實測傳熱系數評價值為1.9W/（m2·K），超過了當地的相關規范規定，不滿足要求。

4 外墻外保溫節能改造方案

結合上述實測及計算結果，經專家研究決定，此次外墻外保溫節能改造選用玻璃絲綿（厚度40mm）裝配式龍骨外保溫系統，即先將鋁合金龍骨安裝到建筑混凝土構件上，然后再用保溫螺栓將玻璃絲綿固定到建筑原墻面上，接著把面板固定到鋁合金龍骨上，最后用硅酮耐候膠將面板之間的縫隙封堵嚴密。該玻璃絲綿裝配式龍骨外保溫系統具有以下幾個特點：①防火性能好。該項目中保溫材料主要是無機保溫材料玻璃絲綿，該材料屬于A 級不燃材料，且玻璃絲棉也不會釋放有害氣體，能有效杜絕保溫系統火災問題，因此說該保溫系統防護性能良好。②耐久性好。無機保溫材料玻璃絲綿的化學能比較穩定，所以使用壽命也比較長。③可延長保溫系統的使用壽命。該保溫系統的外表面選用的是干掛面板，因此，不會發生開裂問題，這而言有利于延長外保溫系統的使用壽命[5]。

5 外墻外保溫節能改造施工的技術要點

5.1 安裝固定幕墻龍骨

通過在現場試驗得知，加氣混凝土主墻無法承載鋁合金幕墻龍骨，因此，實際安裝施工中，為了確保龍骨穩定、牢固，應將其安到外墻的混凝土構件上，具體來說，先是把化學錨栓安入混凝土主梁中，固定住鋼板，然后在將槽鋼與鋼板連接牢固。

5.2 固定保溫材料

先將玻璃絲棉用保溫螺栓固定到原墻面上，且不用對原墻面進行基層處理。固定用的保溫錨栓主要是有套管、壓盤及鋼釘組成，實際錨固作業中，需先將玻璃絲綿粘貼到墻面后，再錨固。且需要先在保溫板上鉆孔，再穿入套管，再在壓盤上套好鋼釘，最后用錘子將其敲進套管內，壓緊。每塊玻璃絲棉需用6～9 個保溫錨栓固定，且要將錨栓均勻布置，對于玻璃絲棉板的接縫位置應用錨釘固定牢固。最后是用鋁箔貼到玻璃絲棉外側，以此來實現防潮隔熱的目的。

5.3 安裝固定玻璃幕墻

該項目中玻璃幕墻選用的是6mm+12A+6mm 雙鋼化中空Low-e 玻璃，安裝過程的時候直接在鋁合金龍骨選好螺釘固定好即可，然后使用兩道三元乙丙膠條將玻璃幕墻間的縫隙密封嚴實，條件允許的情況下，也可加一層耐候膠，以優化密封效果。

5.4 安裝固定面板

該保溫系統中用的面板為厚度2.5mm 的氟碳呂單板，使用螺釘把面板固定到鋁合金龍骨上面，然后使用阻燃硅酮密封膠將板間縫隙密封嚴實。

6 節能改造后的效果及分析

節能改造完之后，整理對比了改造前后兩個采暖期的能耗、電耗及室內溫度等數據，具體如下：

6.1 節能改造前后兩個采暖期能耗

統計了節能改造前后兩個采暖期的能耗數據進行對比，結果見表3 所示。

通過表3 可以看出，進行節能改造之后，總體的耗煤量、CO2排放量等相比較未做節能改造之前均有明顯降低，說明此次節能改造有效減少了煤炭資源的消耗量，有利于優化當地大氣環境。

表3 節能改造前后能耗對比

6.2 節能改造前后兩個采暖期的電能消耗對比

經對節能改造前后兩個采暖期的電能消耗數據進行統計及對比分析，結果見表4 所示。

表4 節能改造前后兩個采暖期電能消耗對比

通過表4 可知：節能改造后換熱站的年耗電量降低了11%，年電單耗也降低了11%。

6.3 節能改造前后室內溫度對比

對節能改造前后的室內溫度進行統計對比分析，結果見表5 所示。

表5 節能改造前后室內溫度對比

通過表5 對比結果可知，經節能改造后，建筑物外墻、外窗等結構的傳熱系數比改造前有明顯減小，有效提高了室內的蓄熱能力，使室內溫度普遍增高。

7 總結

綜上所述，通過研究分析案例項目的外墻保溫節能改造可知，在建筑土建工程中應用節能施工技術，不僅可以有效減小建筑物的傳熱系數，降低能耗，而且也有助于提高建筑物整體的質量，延長其使用壽命。鑒于此，廣大建筑企業及其技術人員必須要積極研究和創新節能技術，不斷提高建筑土建工程的節能施工技術水平，促使建筑土建工程在實現質量目標的同時，也可以獲得最大化的環保效益及社會效益，進而為我國建設環境友好型社會注入強大動力。