高層建筑幕墻工程節(jié)能技術應用探究
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摘要：隨著我國新時期現(xiàn)代化建設的不斷推進與落實，社會經濟水平不斷提高，科學技術的進步對社會的生產和人們的日常生活都產生了積極影響。人們對于生活質量的要求也越來越高，尤其是對于生產和生活環(huán)境，更加提高了標準。為了響應國家節(jié)能減排的基本方針，社會各界都開始注重綠色節(jié)能資源的利用，開始大力發(fā)展清潔能源技術。對于高層建筑幕墻工程來說，為了減少對周邊環(huán)境的污染，提高資源了利用率，也開始將新型節(jié)能技術融入到施工工藝當中，比如運用新型的施工材料，采用清潔能源供電等，不斷地對節(jié)能技術進行推廣，保證在高層建筑幕墻工程施工過程當中能夠發(fā)揮出相應的優(yōu)勢。
關鍵詞：高層建筑幕墻工程；節(jié)能技術；施工應用
引言
為了落實我國現(xiàn)代化城市建設，必須對建筑行業(yè)的發(fā)展提起重視。高層建筑幕墻建筑工程具有施工規(guī)模大，技術結構分布復雜，能耗高等特點，因此不利于節(jié)能減排工作的實現(xiàn)。為了保證建筑行業(yè)未來能夠穩(wěn)定的發(fā)展，必須統(tǒng)籌兼顧經濟效益與社會效益。就現(xiàn)階段而言，我國節(jié)能建筑的比例僅占總體建筑面積很小的一部分，因此節(jié)能施工技術的應用于推廣還有很長的路要走。為了有效圍護高層建筑的外墻，有必要設置輕質的幕墻墻體，幕墻作為建筑體系的一個主要組成部分，主要指的是建筑物外圍起到保護作用的護墻部分結構，但是與整個建筑物的承重結構關系不大，既起到防護的作用，也屬于一種裝飾性的結構，幕墻的合理規(guī)劃和布局能有效地提高建筑物整體的美感。一般來說，幕墻的構建主要是通過在結構框架中進行板材的嵌入，建筑幕墻的材料面板是整體外墻結構的框架，一般圍繞著建筑的支撐體系互相連接，相較于建筑物的主體結構而言，能夠實現(xiàn)一定的位移，因此很多施工單位都稱之為懸掛墻，在現(xiàn)代化的高層建筑當中，是不可缺少的重要結構，同時起到了環(huán)保和裝飾的作用。但是從另一方面來說，建筑幕墻修建所需要投入大量的成本，而且施工難度和后期的維修保養(yǎng)工作難度都比較大，因此為了保證經濟效益，要盡可能地延長其使用壽命，要合理利用施工新型綠色材料，降低高層建筑幕墻的腐蝕速度，為建筑幕墻的防腐蝕工作提供有力的支持，也能減少后期維修與保養(yǎng)的成本。在選取幕墻材料時，要充分考慮到節(jié)能特性，并且要保證能夠適應高層建筑的環(huán)境，充分發(fā)揮出幕墻在節(jié)能環(huán)保方面的優(yōu)勢，構建起低能耗建筑體系。
1高層建筑幕墻工程清潔資源的利用
1.1太陽能資源利用
太陽能是最容易獲得的可再生資源，主要是通過儲存太陽的熱輻來達到節(jié)能的目的。太陽能取之不盡用之不竭，不會產生污染排放，只要配套相應的設備，就能保證充足的能量供給。我國太陽能技術發(fā)展已經相對成熟，并且逐步融入到了各行各業(yè)當中，對人們的日常生活質量產生了深遠的影響。為了提高太陽能資源利用的效率，相關技術人員進行了進一步的研究和改進，不斷完善太陽能轉換技術。太陽能轉換技術是整個太陽能資源控制體系的關鍵環(huán)節(jié)，決定了太陽能源轉化為其他能源的質量與水平。在高層建筑幕墻工程施工過程中，太陽能轉化技術可以保證電能，熱能的供給，在進行施工供熱和供電時不需要消耗大量的不可再生資源，有效降低了投入的成本，同時也能減少有害氣體的排放，充分貫徹了國家綠色建筑產業(yè)的理念，既能保證高層建筑幕墻工程的經濟效益，又能推動其社會效益。
1.2沼氣供電
城市沼氣發(fā)電技術也屬于新能源節(jié)能技術，城市人口基數大，相應的生活垃圾會產生大量的沼氣，會產生城市空氣污染的問題，因此開始發(fā)展沼氣發(fā)電技術，可以為高層建筑幕墻工程施工提供源源不斷的電能，而且不同于太陽能，沼氣發(fā)電不會受到天氣狀況的制約，電能的供給更加穩(wěn)定。城市生活垃圾填埋場產生的沼氣總量會隨著溫度變化，沼氣主要是由甲烷和二氧化碳混合而成的氣體，其中甲烷是主要氣體，可以燃燒，封閉條件下，如果溫度過高，遇到明火，極易發(fā)生爆炸，因此沼氣發(fā)電設備工作必須選擇在空間開放的位置，防止電弧放電點燃甲烷。建造沼氣發(fā)電設施時，必須對當地的氣候環(huán)境變化進行詳細地記錄的統(tǒng)計，目前主要應用沼氣的燃燒來進行電能的轉化，主要的發(fā)電裝置是汽輪機和內燃機。在城市生活垃圾填埋場，使用內燃發(fā)動機和蒸汽輪機共同發(fā)電，將沼氣的發(fā)電機組應用于生活垃圾填埋場的沼氣處理，目前我國的沼氣轉化電能的發(fā)動機主要分為煙型和雙燃料型兩大類，重點在于沼氣柴油機的應用。沼氣發(fā)電不僅能夠解決城市垃圾處理的問題，還能夠為高層建筑幕墻施工提供能源，有必要進行進一步推廣。
1.3風能轉化利用
風能的利用主要是通過空氣流動產生動能，在依靠電機設備進行動能到電能的轉化。我國風能發(fā)電技術發(fā)展已久，已經相對成熟。對于建筑行業(yè)來說，風能發(fā)電也能夠起到良好的效果。風能與太陽能一樣，屬于情節(jié)可再生能源，不會產生污染排放，但是相比于沼氣發(fā)電技術，還是存在著不穩(wěn)定性，如果在施工的過程中僅依靠風能發(fā)電，是無法保證電能的連續(xù)供給的，為了彌補這一局限性，大多數情況下都是將太陽能發(fā)電與風能發(fā)電相結合起來，共同儲存能量，形成一個有機的供電整體。在夜間或陰雨天氣，無法通過太陽能進行供電，這時就需要風能發(fā)電來彌補，在風力較弱時，則主要依靠太陽能發(fā)電。只有提高清潔能源的利用率，才能夠有效地降低高層建筑幕墻工程施工能耗，減少能源成本開銷，提高建筑工程的凈效益。
2高層建筑幕墻節(jié)能技術設計要點
2.1做好遮陽工作
在高層建筑幕墻工程施工過程中，要做好幕墻遮陽的工作，遮陽的方式有很多種，包括水平式和垂直式等，目的是為了避免太陽光直射幕墻，以防止因為吸收過多的熱量而使得室內的溫度過高。其次，遮陽裝置通過改變太陽光照射的角度還能夠起到室內采光的功效。遮陽裝置對幕墻起到了遮蓋保護的作用，有效減少了幕墻暴露在外界環(huán)境中的面積，減緩了幕墻表面的腐蝕和老化，提升了使用壽命。
2.2玻璃幕墻設計
目前隨著我國玻璃生產技術的提高，玻璃產品的適用范圍也在不斷擴大，呈現(xiàn)出多元化的發(fā)展趨勢，因此越來越多的高層建筑工程開始使用玻璃幕墻作為外墻防護裝置。玻璃幕墻不僅外形美觀，而且使用壽命更長，質量和效果更好，方便了住戶的日常生活，因此玻璃幕墻市場需求越來越大。但是玻璃幕墻的修建卻提高了節(jié)能減排技術應用的難度，因此設計人員要對玻璃幕墻的相關特性進行詳細的研究，使綠色節(jié)能技術能夠融入到玻璃幕墻的修建中。玻璃幕墻修建存在的主要問題是密閉性問題，其中水密性和氣密性的問題是非常常見的。在應用節(jié)能技術時也要注意提高氣密性和水密性，這本身也是節(jié)能的重要手段。在玻璃幕墻設計的過程當中，要根據高層建筑的實際特點，包括建筑外墻形狀，保溫特性，修建所需成本等影響因素，可以設置多道可以密封閉合的玻璃窗，也可以采用單元式結構，在閉合點處要保證嵌入的緊實度，提高安全性，避免室內與室外的熱量的泄露。為了提高節(jié)能設計水平，還可以采用點支撐玻的結構。相較于傳統(tǒng)的玻璃幕墻結構，點支撐更能體現(xiàn)出高層建筑的立體感和通透度。并且點支撐玻璃幕墻的設計便于自動化控制技術的應用，在室內可以設置自動遮陽裝置，與點支撐結構相互配合，提高節(jié)能效率，對于室內污氣排放系統(tǒng)，要設置專門的排放通道不能通過玻璃幕墻的開啟結構直接排放，避免玻璃幕墻產生污濁，影響高層建筑整體美感。
3高層建筑幕墻節(jié)能技術應用措施
3.1使用新型綠色材料
為了有效的改善目前高層建筑裝飾幕墻修建材料利用率不高的問題，必須加強綠色施工技術的使用。在建筑裝飾裝修的具體施工過程當中，盡量地盡量地減少不必要的資源浪費，綠色節(jié)能環(huán)保施工強調的是環(huán)境保護與節(jié)能減排的統(tǒng)籌兼顧，要將新型的綠色施工技術結合到傳統(tǒng)的幕墻修建技術中去，使建筑與周邊環(huán)境能夠很好地融為一體，和諧共存。幕墻建筑綠色施工技術應用的主要方向之一就是使用新型綠色節(jié)能環(huán)保裝飾材料，這種新型的材料保證在施工作業(yè)過程中盡量減少對周邊環(huán)境的污染，而且對于一些廢棄的建筑材料，也能進行循環(huán)和重復利用，極大地節(jié)約了建筑成本，為綠色施工的長期穩(wěn)定進行和資金的支持提供了額外的保障。一般來說，這種綠色環(huán)保的原材料都取自建筑施工廢棄的材料，因此回收的價格很低，而且成本造價不高，并且還可以多次循環(huán)利用，相比于過去傳統(tǒng)的用料，抗腐蝕能力更強，提升了幕墻整體的穩(wěn)定性與安全性，建筑裝飾裝修施工采用這種綠色材料，可以發(fā)揮出多方面的優(yōu)勢。根據實際需要，一些新型節(jié)能環(huán)保幕墻建筑材料中會添加一定比例的金屬元素，其目的是提高幕墻的抗壓能力和強度，非常適合用在一些震災頻發(fā)地區(qū)。
3.2幕墻保溫隔熱技術
為了保證高層建筑室內的舒適度，必須提高建筑幕墻的保溫隔熱能力，室內保溫關系到了建筑整體能耗，在保證隔熱效果的基礎上，要盡量降低能量損耗。保溫能量損耗主要分為兩個方面，一是建筑室內保溫運作所消耗的電能，二是建筑的熱量流失。為了保證幕墻保溫的效果，要從這兩個方面入手，進行幕墻建筑施工技術的完善。對于幕墻的施工材料，可以采用石材，施工結構則采用開縫式，采用這種方法不僅能滿足幕墻建造的質量要求，還能夠有效起到熱量隔絕和熱量儲存作用，降低了熱量了流失，節(jié)約了電力能源。在施工過程當中，要注意把握好外墻，幕墻以及建筑石材相互之間的位置關系，從而改善幕墻內部潮濕的情況，避免墻體出現(xiàn)裂縫，脫落的情況。對于雙層幕墻結構來說，需要設置通風口，通過智能技術來控制通風口的開閉，夏季時開啟有助于室內散熱，冬季時關閉進行保溫。石材的質量和幕墻架構鋪設的合理性決定了幕墻保溫隔熱施工的工藝水平，幕墻施工所需的石材在采購過程中，必須做好記錄工作，對質量嚴格要求，不能以次充好，質量檢測不合格的材料禁止投入使用。此外，在進行架構鋪設時，要充分考慮外部環(huán)境特征，提高鋪設架構整體的牢固度和穩(wěn)定性，避免在惡劣的天氣中遭到破壞，加快熱量的損失。要做好幕墻的防水工作，施工完畢后及時進行施工作業(yè)的驗收與評估，出現(xiàn)問題要進行返工，保證高層幕墻能夠切實的起到保溫作用。
3.3幕墻照明節(jié)能技術
在高層建筑系統(tǒng)構建的過程中，室內照明系統(tǒng)也是非常重要的一環(huán)。照明系統(tǒng)與建筑內部規(guī)劃有關，會受到建筑室內布局，高度，居住者生活需求等方面的影響，要綜合考慮多種影響因素，選擇合適的照明方式。高層建筑幕墻能夠與室內照明系統(tǒng)很好地結合起來，比如可以通過自動化智能技術來控制幕墻的遮掩裝置，在白天時，可以利用太陽光為室內提供照明，還可以安裝智能LED系統(tǒng)，通過幕墻儲存的能源進行供電，不僅提高了高層建筑的可觀賞性，還具有良好的節(jié)能環(huán)保效果。智能控制系統(tǒng)指的是結合現(xiàn)代化的計算機技術、網絡技術等而設計出的對幕墻節(jié)能裝置實現(xiàn)自動控制的系統(tǒng)。其應用能夠更高效地實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的效果。
4結論
綜上所述，本文已經對高層建筑幕墻工程中節(jié)能技術的設計要點和應用措施進行了詳細的分析，使幕墻能夠有效起到降低高層建筑整體能耗的作用。對幕墻施工綠色新型材料的使用幕墻保溫隔熱技術，幕墻的照明節(jié)能技術進行推廣，使高層建筑工程更加符合現(xiàn)代化城市生活的要求，對幕墻節(jié)能技術的創(chuàng)新和優(yōu)化進行了深入的研究，提高了幕墻的環(huán)境適應性，有利于高層建筑事業(yè)的長期可持續(xù)發(fā)展。
參考文獻
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作者：毛慧 單位：甘肅建投土木工程建設集團有限責任公司