解析工业与民用建筑施工节能工艺

王忠科

（灵台县规划局，甘肃平凉744400）

解析工业与民用建筑施工节能工艺

王忠科

（灵台县规划局，甘肃平凉744400）

摘要：建筑工程是国家建设的重点工程，在建设的过程中会损耗大量的材料和能源，所以为了社会的可持续发展，在工民建工程中建设者应该坚持以节能为原则，做好建筑资源节约，降低生产成本，为社会主义建设节约更多的资源，进而增加社会效益。在经济发展对节能减排的要求进一步提高的背景下，做好工业与民用建筑的节能设计必然成为建筑行业未来发展的潮流。基于此，本论述首先概述了我国工业与民用建筑能耗情况，为全文奠定了理论基础，然后重点解析了工业与民用建筑施工节能工艺，最后对我国未来的工民建节能工艺做出了展望。希望能给相关的工作人员带来指导与借鉴作用。

关键词：工民建；能耗；节能工艺

DOI10.3969/j.issn.1672-6375.2016.03.009

随着我国现代化建设进程的不断加快和市场经济水平的快速提升，我国的工业与民用建筑物的数量也呈现出不断上升的趋势，这在促进了我国经济发展的同时，也使得能源消耗问题逐渐成为了社会关注的焦点。因此，在我国的建筑领域中，采用新型节能的施工工艺，从而提升能源利用效率，进而节约资源保护生态环境，最终贯彻经济社会可持续发展战略，具有不可忽视的现实意义。

1　我国工业与民用建筑能耗情况概述

我国是世界上能源消耗量仅次于美国的国家，虽然我国早在二十世纪五六十年代就采取了经济、政策等多方面手段对工民建的能源消耗进行了干预，但由于我国当时的计划经济体制重视工业，特别是重工业的发展，为了确保有效建筑面积能够与高速发展的工民建筑面积需求相匹配，建筑节能问题只好搁置一旁。改革开放后，随着我国建筑行业的飞速发展，工业与民用建筑的能耗，特别是使用阶段的能耗过高问题逐渐凸显，成为了阻碍我国经济发展的重要因素。截至到2010年，我国城市化水平已达到45%，我国工业与民用建筑能耗占当年总能耗的27.8%，且随着经济水平的提升，这一数值还在不断加大。其中的原因是多方面的，包括人们对室内环境舒适度要求的不断提升，围护结构保温隔热性能差、空调采暖系统效率低所导致的单位建筑面积能耗过高（约为同纬度西欧地区城市的3倍左右），能源利用效率高等等。而且，大量因建筑高耗能所排放的大量CO2和SO2烟尘更是达到了温室气体排放总量的1/3以上，对我国大气环境产生了严重的影响。因此，在工业与民用建筑上采用合适的节能工艺，积极促进建筑节能，降低建筑能耗，将会是未来数年乃至数十年的大势所趋。

2　解析工业与民用建筑施工节能工艺

2.1围护结构节能概述

建筑内部的热量是通过围护结构表面散发出去的，而根据热力学定律，外表传热面积和热量成正比，在不考虑其他因素的条件下，建筑物的采暖耗热量一般随体型系数，也就是建筑物外露面积与其体积之比的增大而升高。根据《民用建筑节能设计标准》（JG26-86），为了取得最优的节能效果，应当控制在0.3以下，当大于这个值时，耗热量指标将会出现明显的上升。因此，外墙和屋面隔热作为围护结构的重要组成，不仅需要避免过多地增大无用表面积以使得建筑的体形系数上升，造成耗热量增大，还需要采用合适的设计施工节能工艺，以取得更好的节能效果。

2.2屋面结构施工节能

为了降低建筑物内部与外部空间的热量交换频率，保温隔热屋面施工是不可忽视的。现阶段，我国常使用的保温隔热屋面的施工方式主要有平屋面施工和坡屋面施工两种。平屋面施工节能主要是针对传统的在屋面防水层与结构层安装憎水珍珠岩块等无机多孔材料的情况做出了一定的改善。施工过程中，先铺设屋面防水层，然后再在防水层上利用倒置保温的施工方式铺设发泡聚苯板或挤塑型聚苯板形成的保温层，从而在减薄屋面厚度的基础上，最大限度保护防水层，减少热量损失。而坡屋面施工节能又可细分为瓦材粘铺型施工和瓦材钉挂型施工两种，区别在于瓦材钉挂型坡屋面多采用防潮矿棉板、EPS聚苯板作保温层，且多将其安置于顺水条下面的横格木之间，而材粘铺型坡屋面则多选用防潮矿棉板、膨胀珍珠岩芯板作为保温层材料，上做二道防水层后再用水泥砂浆粘铺瓦材，使其能兼顾防水与保温的双重效果。

2.3建筑外墙施工节能

建筑外墙施工节能工艺主要包括以下几点。其一是应当采取不同措施来降低室外综合温度，包括在外墙表面上设置遮阳篷或攀援植物，对围护结构外表面作浅色处理，选用光滑饰面材料等来减少结构表面对太阳辐射的吸收。其二是选用复合墙体或通风墙体，以特朗贝墙这一典型的集热蓄热墙为例（见图1所示），与普通墙体相比，这类墙体往往会在南侧墙外侧设一块，中间为空气层的密闭玻璃框，室外温度较低时，框内空气受热，热空气上升，室内冷空气从下部进入，形成自然循环。室外温度过高时亦能与遮阳板相配合避免阳光直射。其三是在建筑的内外表面采用反射膜、高效节能玻璃等新型节能建筑材料，可使得直射于建筑表面的红外射线能够以较高的反射率反射回去，对建筑物起到保温隔热作用，提升使用者的舒适度。值得一提的是，湘潭大学建筑工程系于2013年开发研制了闭孔轻硅保温隔热材料，该材料导热系数仅为粘土砖的1/50，作用于建筑的外墙表面时，仅20 mm厚就相当于1 000 mm厚的砖墙的保温隔热效果，具有极高的性价比，虽然还未大规模投入使用，但已经成为了建筑领域未来外墙施工节能的重要发展方向。

图1　集热蓄热墙体示意图

2.4门窗节能设计施工工艺

门窗一直是工业与民用建筑保温中的薄弱环节，相关数据表明，以仅有一面外墙的房间为例，门窗的热损失往往会占据房间总热损失的68%以上。因此，在门窗的设计与施工过程中采取一定的节能工艺，不仅能够提升整个建筑的采暖节能效果，还能有效降低室内的采暖耗热量，具体应注重以下几点。其一是在设置采光口的同时充分考虑阳光照射对室内温度变化的影响，在冬冷夏热地区，应选用软百页、布篷等轻便型遮阳方式避免夏季室内温度过高，而在冬暖夏热地则可适当将门窗构件与绿化相结合处理，例如在阳台、凹廊、挑檐等区域种植攀援植物，得出遮阳与隔热的最优解。其二是正确选择门窗种类，采用多层窗、单扇双玻空腹保温窗来代替传统的实腹单层玻璃窗，采用空腹塑钢窗框来代替传统合金窗框。其三是在施工过程中尽可能降低门窗辐射，施工人员可在窗玻璃的内表面上铺上透明薄膜，降低室内热量传递到室外环境的热传导效率，也可在窗的两层玻璃板间用氮气和氮气填充使窗户的热阻得到一定提升。最后，就严寒地区的北窗和炎热地区的西窗而言，采光与保温隔热显然是相互制约的，施工人员和设计人员应当立足于此，尽可能对此进行平衡，并采用合适的节能方式以平衡建筑能耗。

3　清华大学建筑设计研究中心大楼节能工艺分析

本论述以清华大学建筑设计研究中心为例，对以上所述的节能工艺进行简要总结。清华大学建筑设计研究中心的节能工艺主要体现在以下几点。首先在设计中利用缓冲层原理有效减少了建筑能，办公楼的南方向设计了一个大体积的绿化中庭，冬季时，中庭与办公楼构成了一个全封闭暖房，大大节省了办公楼内部的供暖能耗。在夏季，中庭南窗的百叶遮阳板系统够较大限度地避免阳光直射办公楼，从而充当了办公楼的“凉棚”，并且中庭南侧为上部开设天窗的全玻璃外墙，并利用中庭顶部的反射装饰板来尽可能保证开敞办公室的天然光利用，在采光和隔热之间取得了较好的平衡。其次是针对建筑的西向主入口带来的西晒问题，选用了大尺度的防晒墙的节能手段，在夏季，该防晒墙能够完全遮挡直射阳光，且防晒墙与建筑主体之间的空隙效仿了集热蓄热墙的做法，留下了一定的空隙以促进室内空气的流通，而在冬季，该防晒墙也会由于自身与建筑主体之间的空隙而成为一个蓄热体，在建筑西侧形成一个热保护层，从而有效缓解外部气温对建筑内部的影响。最后，在屋顶层面上，该大楼选用了架设太阳能板的方式，这样一方面可以通过架空层的空气流动迅速带走热量，降低屋顶表面的温度，还实现了太阳的辐射能量的充分转换，大大提升了能源利用效率，同时屋顶的棚架结构也为办公楼今后的发展预留了一定的余地，不可不谓是节能建筑的典范。

4　结束语

印度建筑大师柯里亚曾独创管式住宅，仅利用露天的院落布局和全坡屋面就构成了冬暖夏凉的完美建筑，为印度建筑的建筑开创了先河。时至今日，中国的工民建筑也开始出现能耗问题引发的诸多弊端，虽然现阶段工业和民用建筑在节能工艺方面还存在一定的问题，但我们有理由相信，随着我国科学技术的不断成熟，相关的节能工作势必会取得突破性的进展。

参考文献：

［1］解德英.房屋建筑设计中的节能环保问题探究［J］.科技创新与应用，2012，10（18）：57-58.

［2］耿建坡.建筑节能材料发展及检测技术应用研究［J］.福建电力学院院报，2013，9（11）：67-68.

［3］邓英哲.对建筑设计中节能建筑设计的分析［J］.吉林建筑，2013，4（20）：190-191.

［4］于庆雯.工业与民用建筑施工中的防渗漏技术解析［J］.科技与企业，2013（08）：29-30.

［5］舒衡.民建施工中的节能措施研究［J］.中小企业管理与科技（上旬刊），2014（04）：45-46.

［6］赵洋.基于低能耗目标的严寒地区体育馆建筑设计研究［D］.哈尔滨：哈尔滨工业大学，2014.

［7］王正涛，汪琰珂.节能技术在工业与民用建筑施工中的应用分析［J］.科技创新与应用，2014（09）：78-79.

中图分类号：TU201.5

文献标识码：A

收稿日期：2015-12-29

作者简介：王忠科（1965-），男，汉族，甘肃灵台人，大学本科，工程师，主要从事工程项目规划、建设、施工管理工作。