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节能技术在高层建筑幕墙工程中的应用
发布时间:2018-1-4  作者:陈 涛  来源:《中国高新科技》杂志  浏览量:1037
摘要:建筑工程作为耗能严重的领域,关注环保是获得深入发展的必要前提。尤其是针对高层建筑中的幕墙工程,如何将节能技术有效应用其中,是目前建筑领域着重思考的热点话题。文章遵循节能思想,就幕墙工程建设中所涉及的节能技术展开具体分析,以有效规避幕墙工程耗能风险。 关键词:节能技术;高层建筑;幕墙工程 

幕墙工程是建筑领域的重点项目,在建筑工程中发挥着不可或缺的作用。幕墙工程的施工范围主要体现在建筑外墙版面的铺设上,施工面积之广,工程之浩大,决定了幕墙工程耗能严重。为了实现建筑领域的可持续化发展,建筑单位必须对幕墙工程耗能现象如此严重的工程项目加以改进和优化。在实施幕墙工程施工项目时,应时刻彰显环保理念,将现代化节能技术有效应用于工程施工建设当中。建筑单位在开展幕墙工程时,需要合理规划施工方案,有效规避幕墙工程耗能风险。

1 幕墙工程节能技术设计原则

幕墙工程工序繁杂,影响工程节能效果的因素具有多样化。因此,在施工中应考虑多种可能影响因素,从而确保幕墙工程节能环保效果发挥到最大化。首先,技能技术要想真正发挥出实际价值,必须与高层建筑整体结构构建需求实现高度契合。之所以要遵循这一设计原则,是为了既要确保节能技术的顺利应用,又要保证高层建筑整体结构不被破坏,建筑功能正常发挥。而另一设计原则便是要加强建筑物所处外界环境的考量。因为不论是温度因子,湿度因子,亦或是光照强度等都有可能是决定幕墙工程施工的重点因素。因此,在进行幕墙工程施工作业时,需要着重考虑上述两点原则,规范幕墙工程设计,科学开展幕墙工程施工作业。只有将决定幕墙工程质量的外界因素与内部因素充分融入幕墙施工指标当中,才能确保节能技术应用得更加合理,这对于实现建筑领域绿色、节能发展具有重要意义。

2 幕墙工程中的节能资源

2.1 太阳能

太阳能所具有的能量是十分强大的,且该种能源不具有任何污染性质,而且从利用性方面可谓是取之不尽。随着科技的发展,围绕太阳能所开发的节能技术获得了高度的研发与技术推广。其中,太阳能转换技术是一种十分先进的能源转换技术,利用该项技术,能够将太阳能转化成生产生活需求量较高的热能、电能等。将太阳能转化为电能和光能,可以显著节省幕墙工程领域的能源损耗。这不仅有助于建筑企业控制能源投入成本,从大的方面来看,对于我国建筑领域获得深入、可持续性发展也是一个好的征兆。

2.2 风能

风能是一项重点的自然资源,在建筑工程领所发挥的功效十分显著。风能到电能的转化技术的提出,可谓是我国建筑领域技术上的创新。风能与太阳能同属于自然界的两种能量来源,将其应用于建筑能源领域,是实现建筑领域绿色化发展的重要保障。同时,风能与太阳能作为两个独立的能源个体,如若将二者有效结合,共同构建完善性自然能源转化系统,便可以有效打破天气条件限制,在晴天可以利用太阳能完成热能、光能的转换,在阴雨天可以利用风能完成所需能量的转化。将风能与太阳能密切结合,构建完善性的能源转化和供应体系,能够确保幕墙工程获得良性发展,规避天气变化造成的建筑施工风险。

2.3 地热能

同上述两种能量一样,地热能也是一种十分良好的可再生能源。地热能的开发,主要以地壳能量为依托,运用现代化技术进行适当能量转化技术操作,从而有效实现热能的获取,满足幕墙施工的热能供应需求。但是,地壳热能开发相较于太阳能和风能开发存在着较大的技术难度。因此,当前关于地热能的转化研究还有待进一步深入和提高。

3 现阶段建筑幕墙设计存在的具体问题

3.1 幕墙设计拖延,阻碍工程正常进度

关于幕墙施工,设计缺陷是当前最为的严重问题,亦是诱发幕墙施工风险隐患、耗能风险加剧的导火索。虽然,幕墙施工在当今的建筑单位思想层次上占有一定地位,但是在细致性的工作上仍存在着较大的技术缺陷。其中,设计问题是制约幕墙施工质量的核心问题,设计理念不新颖,设计流程不规范,是导致幕墙施工风险、耗能损失严重的主要原因。设计人员在就幕墙工程进行施工时,没有切实进入施工现场开展现场环境勘探工作,导致在设计施工图纸时,对于高层建筑所处环境以及幕墙施工要领都不了解。以茫然的状态设计幕墙施工图纸,必定会因考虑不周而造成施工图纸设计合理性不高。这一设计思想的不规范引发的后果便是作业人员施工到一半时,发现图纸要求与实际的施工标准存在较大出入。如问题较大,只能摒弃原有施工方案,经历了拆卸与重塑的过程,高层建筑的幕墙施工必将会损耗大量的能源。还有一部分原因是设计者与施工者在工作交接上表现得不到位。工作对接体制不健全,当幕墙施工出现风险时,相互之间便互相推卸。

3.2 建筑信息缺乏沟通,幕墙规划不合理

我国在幕墙工程设计领域极度匮乏专业人才,且设计人才专业素质不高。人才素质的缺失,限制了我国幕墙施工的深入发展。同时,随着建筑领域发展规模逐渐扩大,各种全新的幕墙施工材料、施工工艺应运而生。设计人员缺少对幕墙施工市场领域的关注,导致在设计施工图纸时很难就新型材料的规格、材质进行明确标注。同时,设计者在施工图纸设计上并未注重细节的规范。通常,设计者为了保证幕墙工程进度,各项施工指标的标准往往草草了事。而对于施工难点指标、重点指标并未进行精准标注。这样造成的结果便是,作业人员在幕墙工程具体施工时往往不能清楚地掌握设计者意图。幕墙工程设计与施工交流信息不畅,导致双方理解上出现偏差,致使幕墙规划与施工出现不合理现象。

3.3 设计施工一体化体制阻碍了幕墙技术的发展

城市发展给建筑企业带来了双向影响作用,一方面促进了建筑行业规模的扩大,另一方面又显著增加了建筑企业之间的竞争形势。招投标体制是目前建筑领域的主要形式,建筑企业通过投标,为自身赢得幕墙工程项目负责自主权。这一体制虽然在一定程度上激发了企业之间的竞争意识,从而实现择优录取,但是设计施工一体化体制限制了幕墙技术的深入发展。部分建筑企业在投标中只有设计方案达到招标标准,或者只有施工方案达到招标标准。企业为了让自身获得项目负责权,往往采用降低标底的手段。一般情况下,建筑企业会在幕墙施工材料选购上做手脚,以旧代新、以次充好现象普遍存在于幕墙工程施工中,劣质施工材料的使用,为幕墙工程埋下了巨大的安全隐患。区别于优质施工材料,劣质材料更容易出现老化现象以及功能性障碍,导致高层建筑幕墙寿命显著缩减。

4 节能技术在建筑幕墙中的应用

4.1 节能材料选择

玻璃是幕墙工程的重点节能材料,更普遍存在于高层幕墙施工当中。节能型玻璃材料主要有中空玻璃、真空玻璃、低辐射玻璃以及夹层玻璃等几种类型。以上几种玻璃材料,在幕墙施工中所呈现的功能也存在着一定的差异性。真空玻璃发挥的主要功能在于隔热与保温,但是因为真空处理工艺较难,所以制作工艺也较为复杂。而低辐射玻璃主要围绕辐射度展开节能优化,降低室内热量向室外扩散的速度。而夹层玻璃主要展现在安全性功能良好,中空玻璃则更倾向于隔音功能的强化。

除了玻璃之外,铝合金材料也是重要的节能材料,将其应用于幕墙工程建设中具有十分良好的节能、环保效果。铝合金材料在幕墙工程中所发挥的工程效益主要体现在保护与支撑高层建筑墙体的作用。在幕墙施工材料选择中增添铝合金材料,能够使高层建筑的墙体更加稳定,这对于延长高层建筑使用寿命、增加幕墙墙体抗破坏与抗侵蚀能力具有显著功效。同时,设计者在就铝合金施工材料进行施工设计时,需要考虑该施工材料的特殊性,即铝合金施工材料热胀冷缩与导热性特征。完善建筑幕墙施工设计方案,尤其是就单层玻璃细缝处进行密封条填充,既保证了建筑单位的幕墙施工成本控制,又可以保证高层建筑的保温性能。

4.2 遮阳技术和智能幕墙应用

遮阳技术也是幕墙工程领域最具有代表性的节能手段,但是该技术的使用,在一定程度上也会限制高层建筑保温性能的有效发挥。因此,作为一名合格的设计者,需要做的便是权衡保温与节能两者之间的关系,合理利用遮阳技术,从而既保证建筑的保温隔热效果良好,又可以实现建筑能源的节约,促进高层建筑实现跨越化、持续性的发展。在此,需要明确遮阳系数的具体概念,即根据有无遮阳手段,确定太阳所映射的具体能量值,该种能量主要集中于热能指标上。遮阳技术的应用情况将影响高层建筑使用者的居住舒适度。因此,设计人员应重视并根据使用者的实际需求以及高层幕墙的建筑标准,合理采取遮阳技术。

智能幕墙具体指光电幕墙、双层幕墙、生态幕墙。光电幕墙主要应用于太阳能转化技术,实现电能的获取。利用该节能技术构建幕墙,可以显著实现高层建筑隔音、隔热效果。这一智能幕墙的应用在一定程度上实现了太阳能的最大化利用,既可以规避对高层建筑不利的太阳能,又可以将其以另一种能源形式转化出来,形成新的能源,即电能。智能幕墙的实现,促进了我国建筑领域节能方向发展水平的进步与提高。而生态幕墙,则是出于生态学原理,就高层建筑的幕墙展开设计,最终实现环保、节能的效果。双层幕墙,是将幕墙结构从一层扩展为两层,既可以实现隔热作用,又可以防止室内的温度不扩散。

4.3 隔热保温技能技术应用

开缝式石材为主要材料类型的幕墙结构,在高层建筑幕墙工程中应用较为广泛。该节能技术的应用,充分实现了幕墙保温性能的有效性发挥,同时可以防止高层建筑的幕墙墙体因外界温度、湿度环境变化而发生裂缝等风险。在此项施工工艺实施过程中,需要注意石材与墙体之间的间距保持适中。之所以要注重间距适中,是出于幕墙墙体的通风与保温双重功能的实现。幕墙墙体不会因为间距过大或过小,造成墙体返潮,或者通风不良等问题。同时,作业人员在利用石材进行幕墙结构架构时,需要做好详细的规划设计。根据幕墙的施工环境以及其中存在的风险因素,合理优化施工材料的选择与采购。在采购过程中,作业人员一定要根据幕墙具体施工要求,从材料市场中选择性价比高的石材材料。以便在施工过程中确保材质品质与施工指标一致,提升幕墙工程的安全性与稳定性。除此之外,在幕墙工程施工环节还需要侧重于幕墙防渗、防水性能的测试。在施工环节中需进行功能性试验,只有确认幕墙墙体安全性能、稳定性能完全达标之后,才能进行下一步的施工操作。

5 结语

在城市化建设背景中,建筑行业获得显著的发展机遇,而幕墙工程又是建筑领域的重点项目。随着高层建筑规模的扩大,高层建筑幕墙的能源消耗也呈现出日益增长的趋势。若建筑单位不就幕墙工程进行改良和优化,必将造成我国建筑能源损耗严重。从微观上不利于我国建筑行业获得良性发展,从宏观上不利于我国在提升综合国力道路上获得充足的能源动力。

参考文献

[1]刘熙阅.节能技术在高层建筑幕墙工程中的应用[J].山东工业技术,2017,(11).

[2]李宁.节能技术在高层建筑工程中的应用分析[J].建材与装饰,2017,(11).


收稿日期:2017-11-01

作者简介:陈涛(1979-),男,湖南道县人,维升特建筑系统(苏州)有限公司法人代表,工程师,研究方向:建筑环保节能技术及施工。

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