建筑节能环保设计中新技术和新材料的应用研讨
摘要
关键词
建筑工程施工;新技术;新材料
正文
引言
在能源危机的背景下推动建筑行业的可持续发展,加强绿色建筑理念在建筑设计中的有效运用,结合当前建筑企业发展现状,树立科学的绿色设计理念,综合运用信息技术、节能技术、绿色材料等,优化建筑设计,推动建筑设计行业进步,满足当代人员对建筑舒适性、环保性、审美性等多元化需求。
1建筑节能环保设计中新材料分析
1.1智能玻璃的应用
智能玻璃也称为可调光玻璃或变色玻璃,具有可调节光透过率的特性,可以根据环境光线强度自动调节透光程度,有效控制室内的日照和热量输入,从而减少对空调和照明系统的需求。智能玻璃通常通过电流、热敏或光敏等技术实现可调节功能。例如,位于美国加州的一座低碳写字楼,采用了智能玻璃幕墙,根据太阳辐射和室内光照自动调节玻璃的透光度,实现了室内的自然采光和节能效果[1]。
1.2再生建材的应用
再生建材是指利用废弃物或回收材料进行加工和制造的建筑材料,具有资源再利用和环境减排的优势。在保证建筑质量和安全的前提下,确保其符合环保要求,加强对环保管材、绿色涂料、空心墙板、多孔砖等绿色材料的使用。结合建筑工程中材料浪费的现状,从循环利用的角度出发,尽量选用可循环利用的建筑材料,收集并处理施工过程中的废弃材料,通过二次利用使资源利用效率提升。
1.3绝缘材料的应用
绝缘材料具有优异的隔热性能,可以有效阻断热量传输,减少建筑的热损失或热入侵。常见的绝缘材料包括岩棉、玻璃棉、聚苯板等,这些材料具有低导热系数和良好的保温性能,在墙体、屋顶和地板等部位的隔热层中得到广泛应用。例如,位于德国的一座低碳公寓楼项目采用了岩棉绝缘材料,有效提高了建筑的保温性能,减少了能源消耗。
2建筑节能环保设计当中的新技术应用
2.1建筑外墙节能设计
外墙保温系统通过在建筑外墙表面设置保温层,可以形成保温层和外墙之间的空气层,有效减少热桥效应和热传导,提高建筑的隔热性能。首先,新型保温材料的应用可以有效提高墙体的保温性能。其次,新型墙体材料的应用也对节能墙体建设产生积极影响。例如,轻质砌块、空心砌块和空心板等新型墙体材料具有较低的导热系数和良好的隔音性能,有助于减少墙体的传热和声传递,提高室内环境的舒适性。
2.2建筑屋面设计
对于建筑整体来说,屋面占据着重要的地位。一般来说,屋面造型有缓坡式、平顶式,屋面的主要作用就是为了抵挡阳光,阻挡风雪。在季节变换以及昼夜交替的时候,屋面能够发挥温度调节作用。在建造屋顶时,应使用耐火材料进行防火设计。新型节能建材具有良好的耐火性能,可在发生火灾时提供防护作用,并提高建筑物的安全性传统建筑材料的开采和生产过程对自然环境造成了一定损害,而新型节能建材通过使用再生或可回收等新型材料最大程度地减少了对自然资源的开采和消耗,实现绿色环保的目标[2]。
2.3门窗、透明幕墙和遮阳系统
在建筑工程中,门窗、透明幕墙和遮阳系统的施工及质量控制对于建筑的外观、采光、通风和节能性能起着重要作用,而新技术和新材料的应用为这些部件的设计和施工提供了更多的可能性。首先,新型的隔热玻璃和高效隔热窗框材料的应用可以提供更好的保温性能,减少能量传递和热损失。其次,新型的门窗和透明幕墙系统具有更好的气密性和隔音性能,能够改善室内的舒适度和减少噪音的传递。另外,新型遮阳系统的应用可以调节室内采光和热量,提高建筑的能源效率和舒适性。在开展建筑物设计和布局的工作当中,遮阳系统是最不能被忽视的部分,其中包含着综合式和水平式。在建筑物设计的过程中要根据当地的温度不同、环境气候不同等进行分析,与此同时还要考虑实际的日照时间、光照强度等。
2.4地源热泵系统
地源热泵系统是一种利用地下稳定温度的能源系统,通过地下换热器和热泵系统,将地下的地热能提取出来供暖或供冷。这种系统在冬季可提供暖气,夏季可提供制冷,实现了节能环保和舒适的居住环境。地源热泵系统的主要组成部分包括地源换热器、热泵主机、供暖或制冷系统以及自动控制系统。地源换热器通过埋设在地下的管道和换热介质,使地下的地热能与周围的土壤或地下水进行换热。热泵主机通过压缩机和换热装置将低温热能提升,并将热能传递给供暖或制冷系统,从而满足建筑的温度需求[3]。
2.5被动通风系统
被动通风系统是被动自然通风系统,是在综合分析我国部分特殊区域的气候条件基础上。充分利用室外空气带走室内余热或余湿,减少空调的使用时间,降低能耗,但本身不影响室内环境的舒适度。从被动通风系统的设计原则来看,假设在温度比较炎热的夏季,则室外空气温度远远高于人体的舒适温度,单纯靠室内的墙体制冷量已经无法满足温度要求,对此需采用主动空调形式,而不是完全依靠被动通风系统。在夜间温度非常低时,外部空气温度远远低于室内温度,引入外部空气可以直接冷却室内的墙体,楼板等多重围护结构,让墙体温度大幅下降,减少室内光照而导致的温度过高。
2.6可再生能源系统
这里所指的能源系统指的是可再生能源系统,包括太阳能光电系统、风能系统和日光照明系统三个部分。由于太阳能属于一项清洁可再生能源,将其应用到房屋建筑施工期间,可以有效降低对传统能源的使用,避免对周围环境造成较为严重的影响。例如:在房屋建筑工程施工期间,可以对太阳能进行直接使用,利用太阳能进行供暖,并且可以在屋顶安装太阳能发电系统,对太阳能进行吸收和转化、储存,以供房屋建筑工程用电使用。在太阳能光电系统的配置过程当中,会选择对应的太阳能电池组件,设置好开路电压、短路电流、工作电压和系统电压等多个方面的参数。风能发电系统在当前的商用建筑或民用建筑当中应用频率较低,但是在一些大型公共建筑方面得到了比较广泛的应用。日光照明系统则要考虑到具体的房间光照要求,让照明系统在绝大多数气象条件下都能保持稳定的工作模式,尤其是给室内提供足够的日间或夜间照明[4]。
2.7智能化控制系统
智能化控制系统主要包括以下方面:环境感知和数据采集。系统通过传感器获取室内外温度、湿度、光照等环境参数的数据,并进行实时监测和记录;决策和控制策略。基于采集到的数据,智能化控制系统通过运行预设的控制算法,自主地决策并控制建筑内部设备的运行状态;设备协同控制。智能化控制系统能够实现不同设备之间的协同工作,通过优化调度和协调运行来提高设备的整体效能。
结束语
新技术和新材料的引入对于提高施工效率、降低成本和改善建筑品质具有重要意义。新技术和新材料在建筑工程施工中扮演着重要角色,其可以提高施工质量和效率。然而。但是仅有这些还不足以保证施工质量,还需加强对质量控制措施和管理的重视,以确保建筑工程的安全性和可靠性。
参考文献
[1]姚优恒.新型材料及新技术在建筑设计中的应用研究[J].造纸装备及材料,2022,51(6):61-63.
[2]董大磊,孙云泰,于益.浅谈建筑设计过程中新材料与新技术的应用[J].建筑工程技术与设计,2018(13):1025.
[3]刘吉润.节能新材料新技术应用于建筑工程中的路径探思[J].建筑工程技术与设计,2021(21):2676.
[4]李俊鸽.新材料在超高层建筑中的应用及节能设计研究[J].电脑爱好者(校园版),2021(3):257-258.
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