新材料在建筑节能中的应用及质量问题探析

摘要:建筑节能工程中的新材料、新技术、新工艺,给建筑施工技术创新带来了深刻的影响,文章主要对建筑新材料在节能工程应用中常见的质量问题从理论上进行了研析,并提出应对方法。

关键词:新材料;新技术;新工艺;建筑节能

随着科学技术的飞速发展,我国的建筑施工技术水平也相应得到了较大提高。当前的建筑市场竞争激烈,要想开拓市场站稳脚跟,谋求更大的发展,就必须依靠科技创新来增强企业实力,保证施工的关键技术、材料、工艺、设备紧跟国际发展趋势,与行业先进水平同步,靠增加科技含量来提高工程质量,降低生产成本,创造最佳效益。

建筑物的能耗主要是由构成建筑物的围护结构材料和建筑物内的用能设备影响,由于建筑节能的要求,这两方面的施工技术都发生了深刻变化。在围护结构中墙体变成了保温墙体,屋面变成了保温隔热屋面,门窗和幕墙不仅有保温隔热要求而且部分还增加了遮阳系统,楼地面增加了保温或采暖制冷系统:不仅要提高设备的效率,而且逐步发展可再生能源和新型能源。因此,相应的施工技术也应与时俱进。

1节能墙体对施工新技术的要求

1.1保温墙体多为无机与有机材料的复合

我国传统围护结构墙多为无机材料组成,如砖石砌体、混凝土、水泥砂浆等,如今为了节能保温的需要,引入了大量有机保温材料如模塑聚苯乙烯泡沫板、挤塑聚苯乙烯泡沫板、硬泡聚氨酯等,因为这些有机保温材料的保温性能要比传统墙体材料的保温性能强,所以有机保温材料在建筑围护结构节能中广泛应用,形成了一种无机与有机材料复合墙体,这样就对施工工艺提出了新的要求。典型的保温墙体,是有机与无机材料相间复合而成,而这种墙体除了传统的承重、隔声要求外,还增加了保温隔热的要求。要求无机材料和有机材料组合成一个整体,在自然环境中能共同作用,因此对组成墙体的材料性能及施工工艺有了新的要求,如抹灰再不是传统意义上的水泥砂浆抹灰,腻子也不是普通外墙腻子,涂料也不同于水泥砂浆外墙,贴面砖也不是贴于传统墙面上,施工工艺产生了深刻的变化。

1.2保温墙面的抗裂性比传统墙体要求高

从材料学和结构学看,传统无机材料墙面出现裂缝是常见的和允许的,只要不影响结构安全,而节能保温工程的要求较高。一是无机材料和有机材料组成的复合墙体容易产生裂缝;二是外保温系统的外饰面和防护层使用环境较恶劣;三是材料的导热系数和湿度影响其保温性能。防裂性是墙体保温工程要解决的关键技术之一,因为一旦保温层、抗裂防护层发生开裂,墙体保温性能就会发生很大改变,非但满足不了节能要求,甚至还会危及墙体的安全。

根据工程实践和统计资料显示,变形裂缝特别是温度变形裂缝或者是由变形和外力共同作用产生的墙体裂缝几乎占全部可遇裂缝的80 %以上,由于冲击、风压、地震力等外力引起的机械破坏比重小,因此,控制裂缝关键是应控制在约束条件下(约束体和被约束体都可产生一定程度的变形)材料的变形量不超过材料本身的极限变形。这与拉应力不超过当时抗拉强度的结论是统一的。

影响抗裂的因素很多,由抹面砂浆与增强网构成的抗裂防护层对整个系统的抗裂性能起着较关键的作用。抹面砂浆的柔韧极限拉伸变形应大于最不利情况下的自身变形(干缩变形、化学变形、湿度变形、温度变形)及基层变形之和,从而保证抗裂防护层抗裂性要求。复合在抹面砂浆中的增强网(如玻纤网格布),一方面能够有效地增加抗裂防护层的拉伸强度,另一方面由于能有效分散应力,可以将原本可能产生的较宽裂缝(有害裂缝)分散成许多较细裂缝(无害裂缝),从而形成其抗裂作用。表面涂塑材质及涂塑量对玻纤网格布的早期耐碱性具有较重要的意义,而玻纤品种对长期耐碱性具有决定意义。

特别强调现场配制的普通水泥砂浆抹在保温层上不容易解决抗裂问题。水泥砂浆的收缩相当大,与保温材料组合在一起工作。由于它们各自的收缩膨胀性能不同,在交界面上容易产生裂缝。因此,传统意义上的水泥砂浆抹灰在有机保温材料上很容易产生裂缝,无法起到保护保温材料不受潮的作用。

2门窗、透明幕墙及遮阳系统施工

透明围护结构的保温隔热,除提高玻璃和框扇本身的热工性能和保证中空玻璃的密闭性之外,还与玻璃和边框接缝,以及框扇搭接缝的严密程度有密切的关系。只有各部分接缝足够严密,才能保证尽量减少空气的渗透,而空气渗透是能量损失的重要途径之一。

施工中提高气密性一般是采用各种密封条或密封胶来解决。各种门窗的密封胶条种类繁多,应与型窗的设计合理结合。最理想是设计型窗或幕墙时,同时设计配套的密封条,必要时需多道密封。而且必须选用弹性好、耐老化的材料,一般以三元乙丙和氯丁橡胶为宜,劣质的密封条将过早老化失效,会给用户带来极大的不便和经济上的损失。玻璃的镶嵌除采用密封压条外,往往采用玻璃胶或两者相结合使用。玻璃幕墙,尤其是隐框玻璃幕墙,更多采用硅酮结构胶,但应特别注意密封胶与玻璃以及所接触配套材料的相容性,否则将导致密封失败,甚至产生严重的安全隐患。

除窗和幕墙本身的密闭之外,不可忽视窗和墙体接触部位的密封与防水,长期以来,在居住建筑中,一直采用水泥砂浆来堵塞窗框与墙体接缝的做法是错误的,砂浆的干缩,必然造成缝隙的空气渗透。尤其是水泥砂浆遇水碱性将对铝合金框材产生腐蚀作用,加速窗户的损坏。正确的方法应该是在框与墙接触的缝隙中填入高效的保温材料(例如发泡聚氨酯等),然后再在窗户的两边与墙的交界处,用密封胶封闭,防止雨水侵入。户门和阳台门应选用填充聚苯板或岩棉板的门,并与防火、防水要求相结合。

提高门窗及幕墙结构与围护结构的一体化节能技术水平,改善墙体总体节能效果。重点解决门窗、幕墙锚固及填充技术和利用太阳能、空气动力节能技术。大型公共建筑新近出现一种称之为“双层皮”的幕墙结构形式,即在外窗或幕墙外面再设一层玻璃幕墙,一般是外层为单玻,内层为中空玻璃,两层间的距离20 cm～60 cm不等。每层楼内,外层玻璃的上、下端均设有可调节的通风口。冬季有阳光照射时,可以打开外层幕墙下端和内层窗上端的通风口,使两层玻璃之间被阳光加热的空气进入室内,减少采暖能耗。而夏日则可将外层上、下端的通风口都打开,使两层墙之间的空气层,在阳光照射下形成很好的向上流通的气流,把热空气散发掉,降低内层窗外表面的温度,从而减少室内的降温空调负荷。如果在双层幕墙之间加设可调节的遮阳百叶,其增加舒适度和节能效果就更加显著了。

3结束语

总之,建筑节能工程施工中采用了大量新材料、新技术、新工艺,这给建筑施工技术创新带来深刻的影响。以上仅对外墙外保温、新型节能门窗等新技术应用例证,从中已经看到施工技术与传统施工技术的不同,本人认为建筑节能工程的实施将带来建筑围护结构施工的巨大变化,部分施工工艺及标准随之也应做适当改变。

近年来,建筑工程领域不断出现的新技术和新工艺给传统的建筑施工技术带来了较大的冲击,这一系列新技术的出现,不但解决了过去传统施工技术无法实现的技术瓶颈,推广和引导了新的施工设备和施工工艺的出现,而且新的施工技术使得施工效率得到了空前的提高。随着社会的不断发展进步,将会出现更多的新技术、新设备和新材料,要勇于创新,大胆应用,并结合现代化科学管理,在建设工程施工生产中不断取得好成绩。同时,为不断推进建筑业技术进步,加大建筑业推广先进适用新技术的力度,对建筑业新技术内容也应加以调整和补充,不断适应新的生产力发展要求,实现企业的可持续发展。

参考文献

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