建筑土建工程中节能施工技术应用

孙启超SUN Qi-chao；孙鹏SUN Peng

（烟台市工程建设第一监理有限公司，烟台 264000）

0 引言

在环境污染及能源消耗日益严重的背景下，人们对环境保护的呼声及重视程度越来越高。而对于建筑行业而言，其能耗占总体能耗的比例：工业化国家的建筑能耗约占52%，发展中国家的建筑能耗约占23%，全世界平均占30%。而我国的建筑能耗约占总能耗的30%，由此可见，建筑行业节能对我国整体节能减排有着至关重要的影响[1]。因此，为了缓解当下国内的能源不足，实现能源、资源的综合化利用，就必须要加快建筑节能发展，降低建筑能耗，为我国建设环境友好型社会助力[2]。

1 建筑土建工程节能施工技术概述

对于建筑土建工程而言，其建设施工主要包括墙体工程、屋面工程、门窗工程等分项工程。因此，建筑土建节能施工主要涉及墙体节能施工、墙体保温施工、屋面保温节能施工及门窗节能施工等几个方面，不同分项工程施工对技术的要求也各有不同，下面就从墙体节能施工、外墙保温节能施工、屋面保温节能施工及门窗节能施工四个方面对节能施工技术应用情况展开论述。

1.1 墙体节能施工技术

建筑土建工程中，墙体工程常用到的节能技术措施主要为空心砖承重墙施工技术。在应用空心砖承重墙施工技术过程中，要重点考虑的两个问题就是砌砖方式及孔洞朝向，要根据设计图纸要求及规范标准严格控制空心砖施工过程，确保空心砖承重墙整体的完整性。同时，空心砖承重墙施工过程中，为了防止出现外墙不密实及缝隙等问题，在砌筑管道穿越位置或预留件洞口位置时，可以适当用实心砖代替施工，且要注意不能随意打孔，或者用水泥浆堵塞预留孔洞。另外，空心砖承重墙施工中也应充分考虑到墙体的热阻值、灰缝饱满度及粉刷开裂等问题，从而促使墙体工程实现预期节能目标[3]。

1.2 外墙保温节能施工技术

在建筑土建工程施工中，为了进一步提高整体的节能效果，通常也会针对外墙进行保温节能施工，这不仅能够降低建筑土建工程外墙的整体能耗，降低日常使用成本，而且也可以有效保护外墙体，延长整个建筑物的使用寿命。但是，外墙保温节能施工对技术的要求比较高，因此，实际施工要注意做好以下三点：①加强设计环节的质量控制。因为设计图纸是指导外墙保温施工的基础文件，若设计图纸不合理、不科学，则必然会影响外墙保温节能施工的质量。因此，在设计环节要根据实际施工需要设计科学可行的外墙保温节能施工方案，明确外墙保护层及保温层厚度、施工材料、技术措施、质量要求等，为日后完工投运后，外墙可以长久使用奠定基础。②选择优质的材料。建筑土建外墙保温施工中，常用的保温材料主要可分为A、B1、B2 三个级别，其中，A 级材料主要包括以涂料、砂浆及复合硅酸盐卷材等；B1、B2 两种级别的材料主要包括聚氨酯、苯板、挤塑板等，这两个级别的材料可以在确保外墙保温性能的同时，也可以提高外墙的美观度，目前，外墙保温节能施工中最为常用的材料就是挤塑聚苯板及模塑聚苯板。利用聚苯板进行外墙保温节能施工时，材料的干密度不能低于18kg/m3～32kg/m3，若聚苯板的干密度达不到要求，则会降低其抗形变能力及抗冲击能力，甚至会在使用后出现大面积开裂问题，影响外墙整体质量。因此，外墙保温节能使用中，一定优选施工材料，确保外墙的保温效果及施工质量。③确保外墙保温层平整度。外墙保温节能施工中平整度控制是比较难的，因此，实际施工中必须要加强平整度控制，防止保温层与基础墙体间发生开裂问题。以聚苯板施工为例，在实际施工中要严格按照施工规范要求进行粘贴，先是弹好基准线及控制线，粘贴过程中要使用2m 靠尺及托线板随时检查板的平整度及垂直度，在墙角处应采取交错互锁的方式进行聚苯板连接，等等，防止出现脱落及开裂问题，保障外墙保温节能施工质量[4]。

1.3 屋面保温节能施工技术

建筑土建屋面保温节能施工中，要重点考虑选用吸水能力强、密度低、导热系数小的材料，应用到防水层与屋面之间，实现节能。比如，常用的屋面保温主要有聚苯乙烯板、水泥聚苯板、沥青珍珠岩板等。而屋面保温节能施工常用的方法主要有两种，一种是使用硬质聚氨酯泡沫塑料及粉煤灰、水泥等在现场进行发泡浇筑；另一种是反铺法，即在屋面保温层下方设置防水层。这两种保温节能措施相对比来说，反铺法的造价成本比较高，所以屋面保温节能实际施工中使用第一种技术措施比较多。

1.4 门窗节能施工技术

门窗节能施工中通常会选择断桥门窗材料，为了进一步优化节能效果，在安装门窗的过程中，不仅要使门窗与主体结构有效连接，而且也要填充密实门窗周围的缝隙，对窗及附框的连接点进行加固处理，优化门窗的保温隔热效果。另外，也需要提高门窗的密封性，即对门窗的漏气位置进行有效的加密处理，并且在安好门窗玻璃之后，也要在做一次加固处理，以防玻璃安装不严影响门窗的密封性。

2 案例工程概况

某建筑土建项目总建筑面积约为45675.93m2，地上建筑共计26 层，面积约40132.93m2，地下建筑2 层，面积约5543m2，以框架剪力墙结构为主。该建筑的外表面积约为5494.95m2，建筑体积约为30247.45m3，体型系数为0.19。地上建筑1-4 层是裙房，用于办公，5～26 层是标准层的塔楼，13 楼为设备层。为了响应当地政府节能减排的号召，拟定对该项目的外墙进行外保温节能改造。具体如下：

3 外墙现状及外墙传热系数计算

3.1 改造前外墙现状

经现场调查观测可知，该项目的裙房外饰面采用的是干挂花岗石，其他楼层的外墙采用是涂料饰面。在实地调查中发现涂料饰面多处出现起鼓、开裂、掉皮（见图1）等现象，而且外墙面污染严重。

图1 外墙掉皮现场图

3.2 外墙传热系数计算

为了确保该项目外墙保温节能改造的科学性及合理性，在改造前对原外墙传热系数进行了计算分析，得出了该项目外墙的主体部位构造、热工性能及热桥部位构造、热工性能等情况，具体结果见表1、表2。

表1 外墙的主体部位构造及热工性能

表2 热桥构造及热工性能

根据该项目的实际开间、层高、窗户尺寸等数据，代入外墙平均传热系数公式（1）计算得出实际的外墙平均传热系数为1.75W/（m2·K）。

注：公式（1）中Km为外墙主体结构的传热系数，W/（m2·K）；Fp为外墙主体结构面积，（m2）；KB1、KB2、KB3为外墙各热桥部位的传热系数，W/（m2·K）；FB1、FB2、FB3为外墙各热桥部位面积，（m2）。

3.3 改造前外墙热工性能测试

3.3.1 测试设备

该项目中在改造前使用JTRG-II 温度、热流巡回检测仪对外墙的热工性能进行了全面测试。JTRG-II 温度、热流巡回检测仪可以在测试外墙内外表面温度的同时，也可测试器热流，从而获得准确的外墙热阻及传热系数。

3.3.2 测试流程

选择20 层的东北角房间南墙作为测试位置，先是在热流计板上涂上黄油，然后安装到测试墙的表面。在测试外墙主体传热系数时，应将测试点设在窗户下方30cm 位置处；而测试墙体热流时，可将测试点设在热桥部位。安装温度传感器的时候，应安在墙体两侧的表面上，另外，内侧传感器应布置在接近热流计的位置，外侧传感器应布置在对应的热流计位置。

3.3.3 测试结果分析

通过现场对外墙主体结构及热情部位进行测试，得出结果如下：①外墙主体结构的外壁、内壁平均温度分别为-2.51℃、20.2℃，热流密度平均值为22.58W/m2，经计算得出，该外墙主体结构的传热系数为0.91W/（m2·K）。②经测试得出外墙热桥部位的温度平均值为-2.52℃，内壁的表面温度为17.6℃，热流密度平均值为118.35W/m2，经计算得出外墙热桥部位的传热系数为3.12W/（m2·K）。③根据现场测试得到实际数据计算得出外墙的实测传热系数评价值为1.9W/（m2·K），超过了当地的相关规范规定，不满足要求。

4 外墙外保温节能改造方案

结合上述实测及计算结果，经专家研究决定，此次外墙外保温节能改造选用玻璃丝绵（厚度40mm）装配式龙骨外保温系统，即先将铝合金龙骨安装到建筑混凝土构件上，然后再用保温螺栓将玻璃丝绵固定到建筑原墙面上，接着把面板固定到铝合金龙骨上，最后用硅酮耐候胶将面板之间的缝隙封堵严密。该玻璃丝绵装配式龙骨外保温系统具有以下几个特点：①防火性能好。该项目中保温材料主要是无机保温材料玻璃丝绵，该材料属于A 级不燃材料，且玻璃丝棉也不会释放有害气体，能有效杜绝保温系统火灾问题，因此说该保温系统防护性能良好。②耐久性好。无机保温材料玻璃丝绵的化学能比较稳定，所以使用寿命也比较长。③可延长保温系统的使用寿命。该保温系统的外表面选用的是干挂面板，因此，不会发生开裂问题，这而言有利于延长外保温系统的使用寿命[5]。

5 外墙外保温节能改造施工的技术要点

5.1 安装固定幕墙龙骨

通过在现场试验得知，加气混凝土主墙无法承载铝合金幕墙龙骨，因此，实际安装施工中，为了确保龙骨稳定、牢固，应将其安到外墙的混凝土构件上，具体来说，先是把化学锚栓安入混凝土主梁中，固定住钢板，然后在将槽钢与钢板连接牢固。

5.2 固定保温材料

先将玻璃丝棉用保温螺栓固定到原墙面上，且不用对原墙面进行基层处理。固定用的保温锚栓主要是有套管、压盘及钢钉组成，实际锚固作业中，需先将玻璃丝绵粘贴到墙面后，再锚固。且需要先在保温板上钻孔，再穿入套管，再在压盘上套好钢钉，最后用锤子将其敲进套管内，压紧。每块玻璃丝棉需用6～9 个保温锚栓固定，且要将锚栓均匀布置，对于玻璃丝棉板的接缝位置应用锚钉固定牢固。最后是用铝箔贴到玻璃丝棉外侧，以此来实现防潮隔热的目的。

5.3 安装固定玻璃幕墙

该项目中玻璃幕墙选用的是6mm+12A+6mm 双钢化中空Low-e 玻璃，安装过程的时候直接在铝合金龙骨选好螺钉固定好即可，然后使用两道三元乙丙胶条将玻璃幕墙间的缝隙密封严实，条件允许的情况下，也可加一层耐候胶，以优化密封效果。

5.4 安装固定面板

该保温系统中用的面板为厚度2.5mm 的氟碳吕单板，使用螺钉把面板固定到铝合金龙骨上面，然后使用阻燃硅酮密封胶将板间缝隙密封严实。

6 节能改造后的效果及分析

节能改造完之后，整理对比了改造前后两个采暖期的能耗、电耗及室内温度等数据，具体如下：

6.1 节能改造前后两个采暖期能耗

统计了节能改造前后两个采暖期的能耗数据进行对比，结果见表3 所示。

通过表3 可以看出，进行节能改造之后，总体的耗煤量、CO2排放量等相比较未做节能改造之前均有明显降低，说明此次节能改造有效减少了煤炭资源的消耗量，有利于优化当地大气环境。

表3 节能改造前后能耗对比

6.2 节能改造前后两个采暖期的电能消耗对比

经对节能改造前后两个采暖期的电能消耗数据进行统计及对比分析，结果见表4 所示。

表4 节能改造前后两个采暖期电能消耗对比

通过表4 可知：节能改造后换热站的年耗电量降低了11%，年电单耗也降低了11%。

6.3 节能改造前后室内温度对比

对节能改造前后的室内温度进行统计对比分析，结果见表5 所示。

表5 节能改造前后室内温度对比

通过表5 对比结果可知，经节能改造后，建筑物外墙、外窗等结构的传热系数比改造前有明显减小，有效提高了室内的蓄热能力，使室内温度普遍增高。

7 总结

综上所述，通过研究分析案例项目的外墙保温节能改造可知，在建筑土建工程中应用节能施工技术，不仅可以有效减小建筑物的传热系数，降低能耗，而且也有助于提高建筑物整体的质量，延长其使用寿命。鉴于此，广大建筑企业及其技术人员必须要积极研究和创新节能技术，不断提高建筑土建工程的节能施工技术水平，促使建筑土建工程在实现质量目标的同时，也可以获得最大化的环保效益及社会效益，进而为我国建设环境友好型社会注入强大动力。