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新材料在建筑節(jié)能中的應(yīng)用及質(zhì)量問題探析
摘要:建筑節(jié)能工程中的新材料、新技術(shù)、新工藝,給建筑施工技術(shù)創(chuàng)新帶來了深刻的影響,文章主要對建筑新材料在節(jié)能工程應(yīng)用中常見的質(zhì)量問題從理論上進(jìn)行了研析,并提出應(yīng)對方法。
關(guān)鍵詞:新材料;新技術(shù);新工藝;建筑節(jié)能
隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,我國的建筑施工技術(shù)水平也相應(yīng)得到了較大提高。當(dāng)前的建筑市場競爭激烈,要想開拓市場站穩(wěn)腳跟,謀求更大的發(fā)展,就必須依靠科技創(chuàng)新來增強(qiáng)企業(yè)實力,保證施工的關(guān)鍵技術(shù)、材料、工藝、設(shè)備緊跟國際發(fā)展趨勢,與行業(yè)先進(jìn)水平同步,靠增加科技含量來提高工程質(zhì)量,降低生產(chǎn)成本,創(chuàng)造最佳效益。
建筑物的能耗主要是由構(gòu)成建筑物的圍護(hù)結(jié)構(gòu)材料和建筑物內(nèi)的用能設(shè)備影響,由于建筑節(jié)能的要求,這兩方面的施工技術(shù)都發(fā)生了深刻變化。在圍護(hù)結(jié)構(gòu)中墻體變成了保溫墻體,屋面變成了保溫隔熱屋面,門窗和幕墻不僅有保溫隔熱要求而且部分還增加了遮陽系統(tǒng),樓地面增加了保溫或采暖制冷系統(tǒng):不僅要提高設(shè)備的效率,而且逐步發(fā)展可再生能源和新型能源。因此,相應(yīng)的施工技術(shù)也應(yīng)與時俱進(jìn)。
1節(jié)能墻體對施工新技術(shù)的要求
1.1保溫墻體多為無機(jī)與有機(jī)材料的復(fù)合
我國傳統(tǒng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)墻多為無機(jī)材料組成,如磚石砌體、混凝土、水泥砂漿等,如今為了節(jié)能保溫的需要,引入了大量有機(jī)保溫材料如模塑聚苯乙烯泡沫板、擠塑聚苯乙烯泡沫板、硬泡聚氨酯等,因為這些有機(jī)保溫材料的保溫性能要比傳統(tǒng)墻體材料的保溫性能強(qiáng),所以有機(jī)保溫材料在建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能中廣泛應(yīng)用,形成了一種無機(jī)與有機(jī)材料復(fù)合墻體,這樣就對施工工藝提出了新的要求。典型的保溫墻體,是有機(jī)與無機(jī)材料相間復(fù)合而成,而這種墻體除了傳統(tǒng)的承重、隔聲要求外,還增加了保溫隔熱的要求。要求無機(jī)材料和有機(jī)材料組合成一個整體,在自然環(huán)境中能共同作用,因此對組成墻體的材料性能及施工工藝有了新的要求,如抹灰再不是傳統(tǒng)意義上的水泥砂漿抹灰,膩子也不是普通外墻膩子,涂料也不同于水泥砂漿外墻,貼面磚也不是貼于傳統(tǒng)墻面上,施工工藝產(chǎn)生了深刻的變化。
1.2保溫墻面的抗裂性比傳統(tǒng)墻體要求高
從材料學(xué)和結(jié)構(gòu)學(xué)看,傳統(tǒng)無機(jī)材料墻面出現(xiàn)裂縫是常見的和允許的,只要不影響結(jié)構(gòu)安全,而節(jié)能保溫工程的要求較高。一是無機(jī)材料和有機(jī)材料組成的復(fù)合墻體容易產(chǎn)生裂縫;二是外保溫系統(tǒng)的外飾面和防護(hù)層使用環(huán)境較惡劣;三是材料的導(dǎo)熱系數(shù)和濕度影響其保溫性能。防裂性是墻體保溫工程要解決的關(guān)鍵技術(shù)之一,因為一旦保溫層、抗裂防護(hù)層發(fā)生開裂,墻體保溫性能就會發(fā)生很大改變,非但滿足不了節(jié)能要求,甚至還會危及墻體的安全。
根據(jù)工程實踐和統(tǒng)計資料顯示,變形裂縫特別是溫度變形裂縫或者是由變形和外力共同作用產(chǎn)生的墻體裂縫幾乎占全部可遇裂縫的80 %以上,由于沖擊、風(fēng)壓、地震力等外力引起的機(jī)械破壞比重小,因此,控制裂縫關(guān)鍵是應(yīng)控制在約束條件下(約束體和被約束體都可產(chǎn)生一定程度的變形)材料的變形量不超過材料本身的極限變形。這與拉應(yīng)力不超過當(dāng)時抗拉強(qiáng)度的結(jié)論是統(tǒng)一的。
影響抗裂的因素很多,由抹面砂漿與增強(qiáng)網(wǎng)構(gòu)成的抗裂防護(hù)層對整個系統(tǒng)的抗裂性能起著較關(guān)鍵的作用。抹面砂漿的柔韌極限拉伸變形應(yīng)大于最不利情況下的自身變形(干縮變形、化學(xué)變形、濕度變形、溫度變形)及基層變形之和,從而保證抗裂防護(hù)層抗裂性要求。復(fù)合在抹面砂漿中的增強(qiáng)網(wǎng)(如玻纖網(wǎng)格布),一方面能夠有效地增加抗裂防護(hù)層的拉伸強(qiáng)度,另一方面由于能有效分散應(yīng)力,可以將原本可能產(chǎn)生的較寬裂縫(有害裂縫)分散成許多較細(xì)裂縫(無害裂縫),從而形成其抗裂作用。表面涂塑材質(zhì)及涂塑量對玻纖網(wǎng)格布的早期耐堿性具有較重要的意義,而玻纖品種對長期耐堿性具有決定意義。
特別強(qiáng)調(diào)現(xiàn)場配制的普通水泥砂漿抹在保溫層上不容易解決抗裂問題。水泥砂漿的收縮相當(dāng)大,與保溫材料組合在一起工作。由于它們各自的收縮膨脹性能不同,在交界面上容易產(chǎn)生裂縫。因此,傳統(tǒng)意義上的水泥砂漿抹灰在有機(jī)保溫材料上很容易產(chǎn)生裂縫,無法起到保護(hù)保溫材料不受潮的作用。
2門窗、透明幕墻及遮陽系統(tǒng)施工
透明圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱,除提高玻璃和框扇本身的熱工性能和保證中空玻璃的密閉性之外,還與玻璃和邊框接縫,以及框扇搭接縫的嚴(yán)密程度有密切的關(guān)系。只有各部分接縫足夠嚴(yán)密,才能保證盡量減少空氣的滲透,而空氣滲透是能量損失的重要途徑之一。
施工中提高氣密性一般是采用各種密封條或密封膠來解決。各種門窗的密封膠條種類繁多,應(yīng)與型窗的設(shè)計合理結(jié)合。最理想是設(shè)計型窗或幕墻時,同時設(shè)計配套的密封條,必要時需多道密封。而且必須選用彈性好、耐老化的材料,一般以三元乙丙和氯丁橡膠為宜,劣質(zhì)的密封條將過早老化失效,會給用戶帶來極大的不便和經(jīng)濟(jì)上的損失。玻璃的鑲嵌除采用密封壓條外,往往采用玻璃膠或兩者相結(jié)合使用。玻璃幕墻,尤其是隱框玻璃幕墻,更多采用硅酮結(jié)構(gòu)膠,但應(yīng)特別注意密封膠與玻璃以及所接觸配套材料的相容性,否則將導(dǎo)致密封失敗,甚至產(chǎn)生嚴(yán)重的安全隱患。
除窗和幕墻本身的密閉之外,不可忽視窗和墻體接觸部位的密封與防水,長期以來,在居住建筑中,一直采用水泥砂漿來堵塞窗框與墻體接縫的做法是錯誤的,砂漿的干縮,必然造成縫隙的空氣滲透。尤其是水泥砂漿遇水堿性將對鋁合金框材產(chǎn)生腐蝕作用,加速窗戶的損壞。正確的方法應(yīng)該是在框與墻接觸的縫隙中填入高效的保溫材料(例如發(fā)泡聚氨酯等),然后再在窗戶的兩邊與墻的交界處,用密封膠封閉,防止雨水侵入。戶門和陽臺門應(yīng)選用填充聚苯板或巖棉板的門,并與防火、防水要求相結(jié)合。
提高門窗及幕墻結(jié)構(gòu)與圍護(hù)結(jié)構(gòu)的一體化節(jié)能技術(shù)水平,改善墻體總體節(jié)能效果。重點解決門窗、幕墻錨固及填充技術(shù)和利用太陽能、空氣動力節(jié)能技術(shù)。大型公共建筑新近出現(xiàn)一種稱之為“雙層皮”的幕墻結(jié)構(gòu)形式,即在外窗或幕墻外面再設(shè)一層玻璃幕墻,一般是外層為單玻,內(nèi)層為中空玻璃,兩層間的距離20 cm～60 cm不等。每層樓內(nèi),外層玻璃的上、下端均設(shè)有可調(diào)節(jié)的通風(fēng)口。冬季有陽光照射時,可以打開外層幕墻下端和內(nèi)層窗上端的通風(fēng)口,使兩層玻璃之間被陽光加熱的空氣進(jìn)入室內(nèi),減少采暖能耗。而夏日則可將外層上、下端的通風(fēng)口都打開,使兩層墻之間的空氣層,在陽光照射下形成很好的向上流通的氣流,把熱空氣散發(fā)掉,降低內(nèi)層窗外表面的溫度,從而減少室內(nèi)的降溫空調(diào)負(fù)荷。如果在雙層幕墻之間加設(shè)可調(diào)節(jié)的遮陽百葉,其增加舒適度和節(jié)能效果就更加顯著了。
3結(jié)束語
總之,建筑節(jié)能工程施工中采用了大量新材料、新技術(shù)、新工藝,這給建筑施工技術(shù)創(chuàng)新帶來深刻的影響。以上僅對外墻外保溫、新型節(jié)能門窗等新技術(shù)應(yīng)用例證,從中已經(jīng)看到施工技術(shù)與傳統(tǒng)施工技術(shù)的不同,本人認(rèn)為建筑節(jié)能工程的實施將帶來建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工的巨大變化,部分施工工藝及標(biāo)準(zhǔn)隨之也應(yīng)做適當(dāng)改變。
近年來,建筑工程領(lǐng)域不斷出現(xiàn)的新技術(shù)和新工藝給傳統(tǒng)的建筑施工技術(shù)帶來了較大的沖擊,這一系列新技術(shù)的出現(xiàn),不但解決了過去傳統(tǒng)施工技術(shù)無法實現(xiàn)的技術(shù)瓶頸,推廣和引導(dǎo)了新的施工設(shè)備和施工工藝的出現(xiàn),而且新的施工技術(shù)使得施工效率得到了空前的提高。隨著社會的不斷發(fā)展進(jìn)步,將會出現(xiàn)更多的新技術(shù)、新設(shè)備和新材料,要勇于創(chuàng)新,大膽應(yīng)用,并結(jié)合現(xiàn)代化科學(xué)管理,在建設(shè)工程施工生產(chǎn)中不斷取得好成績。同時,為不斷推進(jìn)建筑業(yè)技術(shù)進(jìn)步,加大建筑業(yè)推廣先進(jìn)適用新技術(shù)的力度,對建筑業(yè)新技術(shù)內(nèi)容也應(yīng)加以調(diào)整和補(bǔ)充,不斷適應(yīng)新的生產(chǎn)力發(fā)展要求,實現(xiàn)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
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