建筑節(jié)能創(chuàng)新與實踐探究

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一、大型公共建筑節(jié)能創(chuàng)新與實踐

大型公共建筑需提供大面積開放空間以滿足交流、休憩等需求，同時還需保證室內環(huán)境的舒適性，對能源的需求量極大。設計時應因地制宜，充分利用周圍的自然環(huán)境，使建筑立面設計、外圍護設計、自然采光、通風技術、智能照明系統(tǒng)、采暖和制冷系統(tǒng)等設計與環(huán)境、氣候協(xié)調，實現(xiàn)建筑低能耗、低污染的目標。

二、新型預制裝配整體式住宅綠色施工

我國人口眾多，住宅建筑需求量大，當前的混凝土結構住宅建筑施工主要是在現(xiàn)場完成，屬于粗放型作業(yè)，建材、能源損耗大，環(huán)境污染嚴重，迫切需要對這種粗放型施工技術進行創(chuàng)新改進，達到綠色施工，實現(xiàn)施工節(jié)能。通過對混凝土結構住宅工業(yè)化制造的研究，完善了混凝土構件工廠標準化生產(chǎn)、特定環(huán)境下養(yǎng)護、現(xiàn)場拼裝這一綠色裝配整體式住宅施工技術，在保證了結構安全的前提下，提高了建筑質量，節(jié)省了大量的模板，降低了混凝土等建材的損耗。該技術應用在萬科府前萬科府前花園EF組團住宅建造應用，與傳統(tǒng)生產(chǎn)方式相比，工業(yè)化制造方式在節(jié)能、減損，減排方面都有了巨大進步。

三、超高層模塊化盒子結構模式的推廣與應用

超高層模塊化建筑技術為澳大利亞Hickory集團第六代模塊化建筑技術，該技術目前已應用到澳大利亞墨爾本的拉特羅布街大廈—43層高的商業(yè)住宅項目，該項目共294個模塊，目前已開始加工制造，計劃2015年10月完工，該建筑完工后，將是世界第一個商業(yè)化超高層模塊化建筑。技該術通過將建筑合理劃分為模塊化單元，模塊化單元在工廠進行流水化生產(chǎn)（包括模塊化單元的精裝修加工），預制比例可高達95%。模塊化單元加工完成后運輸至現(xiàn)場，通過提升設備將其吊放到位，并通過專業(yè)連接方式組裝成建筑整體。與傳統(tǒng)建筑相比，模塊化建筑采用工廠預制，現(xiàn)場組裝的施工方式，具有如下優(yōu)點：低碳節(jié)能：模塊化建筑采用新型環(huán)保節(jié)能建筑材料、工廠標準化生產(chǎn)等，可以實現(xiàn)節(jié)能47%以上，減少二氧化碳排放51%以上，并且模塊化建筑的的材料可以100%回收利用。節(jié)省工期：模塊化建筑現(xiàn)場基礎施工與工程制造可同步進行，同時施工也不受天氣及季節(jié)變化等的影響，大幅度縮短建造周期，按照國外的統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)模塊化建筑的建造周期比傳統(tǒng)的建造模式至少減少一半時間以上。質量優(yōu)良：模塊化建筑材料由專業(yè)工廠標準化進行建造，在避免劣質材料和惡劣天氣影響施工質量的同時，可以通過標準化控制，現(xiàn)代化檢測以及工業(yè)化生產(chǎn)等手段保證建筑質量及其穩(wěn)定性。經(jīng)濟適用：模塊化建筑的建造成本可以通過加工前的優(yōu)化設計、快速的建造過程、工廠可控環(huán)境下加工、降低項目建設過程中的不可預見因素實現(xiàn)有效控制；根據(jù)用戶的不同需求進行裝修，實現(xiàn)用戶的直接入住，而無需二次裝修。安全施工：模塊化建筑的大部分構件都在工廠事先完成，建筑結構、外層裝修和玻璃幕墻施工沒有高空作業(yè)，提高了現(xiàn)場施工的安全性；并且工廠環(huán)境下施工便于對施工安全進行有效控制。

四、高性能建筑保溫隔熱材料

建筑保溫隔熱材料是建筑節(jié)能的基礎，建筑外圍護結構是建筑內部與外界環(huán)境能量傳遞的直接途徑，通過改進外圍護結構的保溫隔熱性能，大幅度地降低其傳熱系數(shù)，是建材節(jié)能創(chuàng)新研究最有效的途徑。氣凝膠作為一種新型的輕質納米多孔性固態(tài)材料，具有超低的導熱性系數(shù)（導熱系數(shù)低于無對流空氣的導熱系數(shù)），但氣凝膠材料制備工藝復雜、成本高，且強度低、韌性差，制約了其在建筑隔熱保溫領域的應用。針對這些問題，通過四因素、三水平的正交實驗，得到SiO2氣凝膠的低成本與快速制備工藝的優(yōu)化工藝條件，制備得到性能優(yōu)異的SiO2氣凝膠；其次采用纖維增強整體成型技術，制備出具有良好力學性能、較低導熱系數(shù)、隔聲減震、耐火不燃等高性能氣凝膠隔熱保溫材料，最后根據(jù)不同的工程場合要求，研發(fā)出氣凝膠隔熱玻璃、氣凝膠隔熱保溫氈、氣凝膠隔熱保溫涂料、氣凝膠隔熱保溫膩子等高性能建筑隔熱保溫材料。其中氣凝膠隔熱玻璃與市場上其他三種玻璃相比，具有超強的保溫隔熱性能。

五、光伏發(fā)電技術的新應用

我國能源緊缺，國家一直在大力提倡可再生能源的利用，太陽能遍布地球各處，取之不盡用之不竭，是應用廣泛的可再生能源。對太陽能的利用主要分為兩方面，即利用光熱效應，把太陽能轉換為熱能；利用光伏特效應（PV），將太陽能轉化為電能。在光伏發(fā)電方面，利用校園基礎設施配套完善，校園面積大、地勢平坦、周圍無高大遮光物這一普遍特點，提出了校園光伏發(fā)電計劃，并以鄭州大學新校區(qū)2MWp太陽能光電建筑為應用示范項目。在鄭大新校區(qū)系館樓、實驗樓和學院樓等屋頂安裝LNPV-190單晶硅光伏組件3001068Wp，年發(fā)電總量4178607kW•h，并網(wǎng)運行電量3685531kW•h，該項目安裝的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)每年可替代1474t標準煤，相當于減少CO2排放360t，減少SO2排放量29.5t，減少粉塵排放量14.7t，節(jié)能減排效果顯著。

作者：張季超 李曉斌 吳會軍 單位：廣州大學