关键词：光伏建筑一体化 节能
Abstract: At present, low-carbon lifestyle is advocated. And low-carbon buildings is the a considerable element in architectural design, which must be the mainstream of world architecture of 21st century. How to inject the low-carbon concept into architectural design is a long-term task before architects. While the low-carbon buildings is rich in content, with different standards of international evaluation, the reasonable and efficient use of clean energy, especially the solar energy must be the important content of low-carbon buildings. In the long decades of using, reducing its carbon emissions, lowing the use of cost, contributing to energy saving are theimportant part of the low carbon buildings.
Key words: BIPV; energy-saving
中图分类号：TU201.5文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）
光伏建筑一体化（BIPV）提出了”建筑物产生能源“的新概念，即通过建筑物与光伏发电集成起来，使建筑物自身利用绿色环保的太阳能资源产生电力。光伏建筑一体化以其独有的优势必将成为低碳建筑和建筑节能技术的发展趋势。本文将从太阳能光伏建筑的基本概念，光伏建筑的优势以及光伏与建筑如何实现一体化这三个方面对太阳能在建筑中的应用进行介绍。
太阳能光伏建筑的基本概念
太阳能光伏建筑发电是新世纪的一种最重要的可再生能源，同时又是高科技在建筑中的创新应用。作为一名建筑师，大家应该了解它，熟悉它和运用它。随着社会的发展，能源需求量的不断增加，所有的传统能源（如煤碳、石油和天然气等矿物化石燃料）有诸多缺点。首先，他会对环境产生极其严重的污染；其次，温室效应也对环境有难以估量的影响；第三就是在不久的将来传统能源可能会消失殆尽。因此，我们必须研究和发展可再生能源，特别是必须研究和发展无穷无尽的自然界清洁能源--太阳能。要想将太阳能转换为电能，提供给人们使用，必须通过产生光伏效应的装置-太阳能电池来实现太阳能的光电装换。在这里，我们就需要了解一些基本概念。
1.1 什么是光伏
光伏就是光转变成电即光生伏特的意思。在光照条件下，光伏材料吸收光能后，在材料吸收光能后，在材料两端产生电动势，这种现象叫光伏效应。人们很早就已经发现了光伏效应这种物理现象，但光伏的实际应用经历了漫长的探索过程。为使光伏获得广泛地应用，各国的科学家们仍在努力探索与提高。
1.2 光伏元件 、光伏板、光伏材料以及半导体是怎么分类的
太阳能电池本质上就是一个二级管，这种二级管具有光伏效应，能把光能直接转变成电能，因此，太阳能电池又称为光伏元件；一个太阳能电池就是一个小型发电机。为了增大功率输出，要把许多个太阳能电池连接起来，装配成一大块的太阳能电池板，简称光伏板；有一种材料，在低温下是绝缘体，但这种材质加入杂质得到能量或是加热时就变成导体，这种材料叫做半导体。现在使用的太阳能电池都是由半导体组成的；用于太阳能的半导体材料有单晶体，多晶体和非晶体三种形式。单晶体：整块晶片只有一个晶粒，晶粒内的原子有序的排列着，不存在晶粒边界，单晶体要求严格的精致技术。多晶体：多晶体的制备不要求那么严格的精致技术，一块晶片含有许多晶粒，晶粒之间存在边界，由于晶粒之间存在很大的电阻，晶粒边界会阻止电流流动。非晶体：原子结构没有长序，材料含有未饱和的或悬浮的键。非晶体材料不能用扩散的方法改变材料导电类型。但加入氢原子会使非晶体中一部分悬浮键饱和，改善材料的质量。
1.3 太阳能电池的分类
从材料分，有硅太阳电池，砷化镓太阳电池，铟镓磷太阳能电池，铜铟镓硒太阳能电池和碲化镉电池。从内部材料体型分，有大块晶片太阳能电池和薄膜太阳能电池。从材料的晶体结构来分，有单晶太阳能电池，多晶太阳能电池和非晶太阳能电池。从内部和外部结构来分，有普通太阳能电池，聚光型太阳能电池和级联太阳能电池。
1.4 关于光伏一体化的建筑
太阳能光伏建筑一体化（BIPV）系统，是应用太阳能发电的一种新概念。简单地讲就是将太阳能光伏发电阵列与建筑的维护结构相结合，并提供电力的建筑新形势。光伏建筑一体化系统目前在世界上有着巨大的市场潜力，一些发达国家正将光伏建筑一体化作为重点项目进行推广。近年来，国外推行在用电密集的城镇建筑物上安装光伏系统，并采用与公共电网并网的方式，极大地推动了光伏并网系统的发展。光伏建筑一体化已经占据了整个太阳能发电量的最大比例。
太阳能光伏建筑的优势
光伏并网发电和建筑一体化的发展，是个标志性的进步。意味着光伏发电将由边远地区向城市过度，由补充能源向替代能源过度。太阳能光伏发电将作为最具可持续发展特征的能源技术进入能源体系，其比例将越来越大并成为能源主体。
从建筑学，光伏技术和经济效应几方面看来，光伏建筑一体化的优点是显而易见的，主要由以下几个方面：
1）节地：能有效利用建筑的屋顶，墙面，甚至雨棚，遮阳板，大大的解决了土地资源，这点在人口密集，土地昂贵的城市显得尤为重要。
2）节能：光伏系统不仅能提供电力，还能降低墙面与屋顶的内表面温度，从而降低了建筑物本身的能耗。
3）节约投资：建筑物光伏板既可以发电，又可以用作建筑的护材料，起了双重作用，因而减少了光伏系统成本的回收期。原地发电，原地用电，在一定距离范围内可节省电站送电网的投资。对于连网户用系统，光伏阵列所发电力即可供给本建筑使用，也可送入电网。
4）美观：建筑物光伏板可以提供创新方式改善建筑外观。采用光伏板作为建筑外立面的构成元素，展现建筑的高科技的美。
2006年5月18日，北京市新建的首都博物馆正式对外开放。其安装在屋顶上的300千瓦太阳能发电系统。完全与建筑融为一体．不管晴天雨天，源源不断地向博物馆提供电力，作为北京最大的太阳能发电项目．受到各界的关注。不久，上海新江湾城50千瓦太阳能发电系统也胜利建成．成为上海最大的太阳能发电项目。建造北京、上海这两个最大太阳能项目的，是美国道森太阳能电力公司。
为什么要加快发展城市光伏屋顶建设?
中国的建筑要消耗掉1／3以上的能源。如果全国几亿平方米的屋顶变成太阳能发电站，对国家、对环境将是多么巨大的贡献1利用太阳能来发电．把太阳能和建筑结合起来，是城市建筑节能的战略选择。建筑物的屋顶装上太阳能光伏发电系统后，优点是：
①可以有效利用建筑物屋顶面积。无需占用土地资源。
②可原地发电，原地使用．减少电力输送的线路损耗。
③在白天用电高峰期供电，从而缓解高峰电力需求。
④发电板阵列直接吸收太阳能，降低墙面及屋顶的温升，减轻建筑空调负荷。
在德、日、美三个世界最大的太阳能应用市场，以太阳能集成建筑为核心的并网发电市场占据了绝对的市场份额。在中国我们有必要大力发展城市太阳能建筑一体化的光伏屋顶。
美国道森太阳能系统是屋顶太阳能发电系统的首选
目前世界上主要是晶体硅(又分多晶硅和单晶硅)和非晶硅这两大类太阳能发电技术。 美国道森太阳能系统的特点是重量轻。发电板仅重3kg／m2左右．设计师最欢迎的就是这种产品，因为他对太阳能板的重量可以忽略不计．不需要对屋面结构重新计算．不用加固屋顶。
它是真正的世界上最先进第三代太阳能――建筑一体化(BIPV)产品；该产品是采用粘接的方式，把发电板直接粘贴到金属屋顶上．而不是用叠床架屋的方式安装，屋顶不用钻孔固定钢架． 没有防水问题．没有潜在的漏水问题。它不会破坏屋顶结构，施工也方便。更重要的是．它不会影响建筑造型。也没有防雷击问题。
它没有风阻升力问题：该产品安装在大型建筑的屋顶上时．完全不会产生巨大风阻升力。 它对屋面的抗风力．承重与受力。支撑件和支撑节点均不会引起重大影响。由于和屋顶融为一体．加上重量又轻．所以避免了在台风暴风中被掀掉的可能性。
它具有优异的耐用性．抗风的非晶硅太阳能发电板以不锈钢为基板，不是做在玻璃基板上，所以非常牢固，不会破碎。在台风暴风多发区，不锈钢发电板不会被大风刮起的飞沙走石打碎．它还能抗沙尘暴、冰雹、暴风雪的；中击以及盐雾等其它极端恶劣气候条件。
它具备最先进的全自动并网技术：该系统能够设置直流交流电压电流频率上下浮动的范围。如果电网的电压频率浮动超过范围．该系统会自动切断与电网的连接。由于该系统有自动侦测电网的电压频率的功能，待电网的电压频率回到正常范围内以后，系统会再次自动并网。因此．该系统的电压频率等可以始终与中国的电网保持同步。这是美国最先进的超稳定安全供电系统。
它能够全波段光谱发电：由于采用世界上唯一的三结技术，它是唯一可吸收光谱中所有波长能量的产品。在多云。阴天、雨天和弱光条件下．有卓越的发电效果。
它的实际光电转换率高：在高温下．三结非晶硅光伏系统的实际发电效率．要高于晶体硅光伏系统。
北京奥运会太阳能项目受到国际奥委会的紧密关注。因此，采用技术上最先进的。价格又极具竞争力的太阳能――建筑一体化产品是奥运会太阳能项目取得圆满成功的最安全的保证。
关键词： 节能结构一体化技术应用
中图分类号：TE08 文献标识码：A 文章编号：
引言
我国正处于城镇化高速发展阶段，在当前乃至今后几年间无疑是建筑业发展的鼎盛时期，也是建筑节能大发展的历史机遇期；同时，也是墙体保温技术发展的黄金时期。目前，在我国新建建筑及既有建筑节能改造的墙体保温市场中，外墙外保温技术占据绝对优势，它为我国建筑节能事业的发展起到了非常重要的作用。但目前外墙外保温市场存在生产企业规模小、技术水平低、价格竞争失衡、工程监管不到位等问题，致使外墙外保温工程开裂、脱落、火灾等问题时有发生，工程质量存在诸多安全隐患。发展建筑节能与结构一体化技术，不仅能丰富建筑结构体系，确保建筑节能工程质量与消防安全，更重要的是有效解决了保温系统与建筑墙体同寿命的关键问题，对于推动建筑节能工作健康发展具有十分重要的意义。
1.建筑节能与结构一体化技术的含义及分类
1.1建筑节能与结构一体化技术，是指集建筑保温隔热功能与墙体围护功能于一体、墙体不需要另行采取保温措施即可满足现行建筑节能标准要求的新型建筑结构体系，不但保温防火性能优良、质量安全可靠，而且能够实现建筑保温与墙体同寿命，符合国家节能减排和产业发展的相关政策，对于实现转方式、调结构、促发展、保民生的发展目标，建设资源节约型、环境友好型社会具有十分重大的意义。
1.2 目前，建筑节能与结构一体化技术体系有：CL结构体系、FS外模板现浇混凝土复合保温体系、IPS现浇混凝土剪力墙结构自保温体系、砌块自保温体系（包括承重和非承重体系）、夹心复合墙砖砌块保温结构体系等，这些建筑节能与结构一体化技术已经非常成熟，并已开始大量的应用。
1.3建筑节能与结构一体化技术相关标准规范的为一体化技术产品的生产、设计、施工、验收等提供了有力技术依据。目前，已实施《CL结构体系技术规程》、《FS外模板现浇混凝土复合保温系统应用技术规程》、《非承重砌块自保温体系应用技术规程》、《SK装配式墙板自保温体系应用技术导则》、《承重混凝土多孔砖自保温结构体系应用技术导则》、《居住建筑夹芯保温复合砖砌体结构体系应用技术导则》、《AESI装配式墙板自保温体系应用技术导则》等七项标准规范。
近年来，在国家节能减排政策的大力推动下，我国的节能建筑得到了快速的发展。据不完全统计，全国累计完成节能建筑40余亿平方米。其中新建建筑和既有建筑节能改造的外墙体主要采用外墙外保温技术，占工程应用量的95%以上，外墙外保温技术为建筑节能工作的发展做出了积极贡献。
2. 推行建筑节能与结构一体化技术的必要性
2.1外墙外保温技术存在的主要问题
我国自推行外墙外保温技术以来，人们的居住环境、生活质量得到了明显提高和改善。但伴随之而来的墙体保温与结构能否同寿命，墙体保温与安全防火能否兼顾，保温施工后空鼓、裂、脱落、火灾安全隐患较大等问题已成为亟待解决又关乎民生的重大问题。目前普遍采用的建筑墙体保温技术，其理论寿命为25年（在保证产品质量、按规范施工的前提下），远低于建筑主体50—70年左右的设计寿命。25年后外墙保温极可能出现的脱落，如何维修等问题已被人们日益重视。那如何解决以上问题呢？——大力推广建筑节能与结构一体化技术。
2.2建筑节能与结构一体化技术的优点
与传统的外保温技术相比，一体化技术具有四大突出优点。一是节能保温措施与墙体同步施工，实现了与建筑物同寿命，保温层不再需要多次维修、更换；二是保温材料置于墙体之中，采用现场装配或混粘土浇筑等方式施工，有效避免了外保温工程存在的空鼓、开裂、脱落等质量问题，最大限度地消除了工程消防安全隐患；三是具有良好的保温隔热性能，完全能够满足我国现行建筑节能设计标准，通过采取进一步的技术措施还可达到更高的节能要求；四是可以有效缩短施工工期，减少人工和材料消耗，从而降低建筑成本，具有较好的综合效益。
2.3建筑节能与结构一体化技术主要创新点
（1）实现建筑材料防火向建筑结构防火的转变；
（2）实现建筑保温二次施工向同步施工的转变；
（3）实现保温寿命周期二十五年向与结构同寿命的转变；
（4）实现工程施工现场湿作业向工厂化、产业化转变。
3.推行建筑节能与结构一体化技术的重要意义
建筑节能与结构一体化技术，通俗地讲，就是不再给建筑“套棉衣”，而是通过采取一定的技术措施，采用相应的墙体材料及配套产品，使墙体本身的的热工性能等指标达到节能标准要求，实现集保温隔热功能与围护结构功能于一体的建筑节能技术，不仅能有效解决保温体系与建筑主体同寿命问题，而且在抗震、安全等性能方面也得到了加强，能同时满足建筑、防火等要求，是建筑节能发展的方向。随着我国建筑节能工作的不断深化，加快建筑节能与结构一体化技术推广、逐步限制淘汰已经明显落后的传统外墙外保温技术已势在必行。
4.加快我国建筑节能与结构一体化技术推广工作的建议
4.1加大建筑节能与结构一体化技术产品的引进和研发力度。大力推进建筑节能与结构一体化技术产品的引进和研发，为该技术的全面推广奠定基础，促进我国建筑节能产业结构调整和转型升级。要充分发挥勘察设计及建设类企业和各建材生产商的潜能，引导和鼓励相关企业推广建筑节能与结构一体化技术，不断加大建设科技投入力度，积极研究、发展新型墙材。
4.2加强领导，落实责任，确保推广应用工作落到实处。推广建筑节能与结构一体化技术是我国创建低碳经济发展模式的的重要内容，建议选择部分项目进行示范并给予政策扶持，各相关单位要充分认识到推广建筑节能与结构一体化技术的必要性和紧迫性，落实责任，确保推广应用工作落实。
5.结论
建筑节能与结构一体化技术是对传统建筑节能设计和施工工艺的一次重大变革。推广、应用建筑节能与结构一体化技术，有利于进一步激发广大建设科技工作者开展科技创新的积极性、促进科技成果转化为现实生产力，有利于提升建筑行业的科技含量、推动建筑业转型升级，有利于带动钢筋、混粘土、保温材料等相关产业的发展壮大，是一件意义重大的好事。
参考文献：
【关键词】几何住宅；节能；一体化；建筑设计
0.引言
随着科学技术的发展，建筑行业的发展速度也随之加快，在当前的建筑领域中各种先进的施工技术和施工材料以及施工设备层出不穷，从而为现代的建筑工程建设创造了有利条件。并且随着我国城市化建设进程的加快，在城市中各种高楼大厦拔地而起，这些拔地而起的建筑不仅满足了人们对建筑的需求，而且还提升了城市形象和缓解了城市空间压力。然而随着全球性的能源微机，能源问题已经成为了全世界所关注的焦点问题。因此，为了人类社会的可持续发展，节能已经成为了当前社会生产的第一要素。并且随着可持续发展这一科学发展观的贯彻落实，在当前社会的各个领域和行业中，都加大了对节能生产的研发力度。而建筑行业作为能源资源消耗大户，在建筑工程建设和使用过程中实现建筑节能更是迫在眉睫。随着人们的节能意识提高，在当前的建筑工程建设中建筑节能也逐渐得到了人们的重视。为了实现建筑节能，在建筑设计过程中在致力建筑功能和质量的基础上，还应该从建筑外墙和门窗以及屋面等方面实现建筑节能。而为了进一步提高建筑节能的效果，加大对集合住宅与节能一体化建筑设计的分析研究力度意义重大。本文从节能技术方面出发，对建筑节能的深入研究，然后对几何住宅与节能一体化建筑设计进行了详细阐述，希望能够起到抛砖引玉的效果，使同行相互探讨共同提高，进而为我国早日全面实现建筑节能起到一定的促进作用。
1.节能技术方面
（1）护结构系统。（2）太阳辐射的控制与改善。（3）自然通风与采光的利用。（4）可再生能源的利用。（5）高舒适度、低能耗的室内环境控制系统。（6）降低噪声的技术与构造系统。（7）水资源循环利用系统。（8）提供高舒适度的其他技术系统。
2.EPS外墙和屋面保温系统
原理：EPS是膨胀聚苯乙烯泡沫塑料的简称， EPS外保温系统是由特种胶泥、板、玻璃纤维网格布和饰面涂层组成的集墙体保温和装饰功能于一体的新型构造系统。
优点：自重轻、增加有效使用面积、无热桥、施工方法灵活、适应性强、更 换修饰方便、保护墙体、足够的强度和耐久性。外保温方式可在现有基础上节能50%-80%，每使用1吨绝热材料，可节约标准煤3吨/年，其节能效益是材料生产成本的10倍。
3.主动呼吸式玻璃幕墙
原理：呼吸幕墙是双层幕墙的趣称，发源地为德国，又称为热通道幕墙、双层幕墙、通风式幕墙，国外也称作主动式幕墙。随着技术的进步，双层幕墙衍变成了四种形式，代表了它的四个演化过程，分别是整体式、廊道式、通道式和箱体式双层幕墙，后者是目前较新的技术，也就是具备独立换气功能的呼吸幕墙，保温、隔热、节能、降噪、防尘。夹层可作为排出楼内废弃通道，保障室内空气清新。
4.铝窗及中央玻璃系统
原理，高档断桥隔热铝合金窗，双层中空Low-E玻璃，内充惰性气体，断热、保温、超高隔音性能，既保持室内光线明亮，又减少室内热负荷，降低空调费用。增加了密封性，保持室内的冬暖夏凉，更加环保节能，同时可有多种开启方式，增加居室的安全性。
5.多功能户外轴帘系统
保湿、隔音、遮阳、防盗 罩壳系统在玻璃窗和卷帘窗之间形成了一个很强的空气绝缘层。中空 保温玻璃窗加装卷帘，保温性能将提高20%以上。
（1）用电机驱动的卷帘窗可以方便地实现无线严控。如果连接上阳光传感器，则卷帘窗将会根据设定光线的强度自动开启或者关闭。
（2）用电机驱动的卷帘窗可以通过可编程定时开关来控制卷帘窗的开关，这样即使您经常不在家/外出旅行，卷帘窗都能在设定的时间开启和闭合，营造主人在家的感觉。
（3）多个用电机驱动的卷帘窗可以借助一个群控器实现多窗同时开启或关闭。
6.柔和式天棚制冷采暖技术
原理：混凝土制冷采暖系统就是通过预埋在现浇混凝土楼板中的均布水管，依靠低温热水为热媒，以夏季送水温度为20℃、回水温度为22℃和冬季送水28℃、回水温度为26℃的2℃低温差先加热或制冷混凝土楼板，楼板再以辐射方式进行传热，自动调节室内温度。因为采用低温辐射方式传热，它的制冷和采暖效率大大高于空气对流传热方式，且无气流感和噪音。优点：
（1）设备负荷小，室内温度均匀，无噪声和风感，室内舒适度高。
（2）一套系统两季使用，冬天用低温热水供暖，夏天可低温冷水制冷，节省设备投资。
（3）省去了室内横七竖八的暖气管，为室内装修设计提供了方便，房间的净面积全部为有效使用面积，无形中提高了房屋面积的使用率。
7.中央空调
原理：中央空调是现代建筑中一种常见的电气设备，随着中央空调的应用，使得现代人们的生活质量大幅度提升。而中央空调的原理是由一台主机通过风道过风或冷热水管接多个末端的方式来控制不同的房间以达到室内空气调节目的的空调。采用风管送风方式，用一台主机即可控制多个不同房间并且可引入新风，有效改善室内空气的质量，预防空调病的发生。
优点：
（1）整个家庭都处于舒适性条件下，避免其他分体机造成的直吹过冷和房内冷热不匀的人体不适现象。
（2）装饰性好，配合装修无任何外漏管线。
（3）操作简单，自动运行，无需维护。
（4）可根据各个房间的朝向、功能等增加或减少送风热量。
（5）可加新风和加湿，使室内空气保持新鲜和卫生。
施工： 中央空调的设计和安装要与装修结合才能达到良好的舒适性和装饰效果。
本文浅析的“改性岩棉板永久性、自固定现浇混凝土保温外模板术”，已获得国家专利（名称为：一种现浇混凝性复合岩棉保温外模板，专利号：ZL201620010463.0）授权。目前全国正在全面深化改革，大力推进十三五各项计划，按照创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念，创新转型升级，大力推进发展海绵城市、绿色建筑，广泛开展被动房示范工程建设，对于全面完成“十三五”国家强制性节能减排目标，执行新提升的《建筑设计防火规范》和节能率75%的标准，是适应新常态，有效应对全球气候变化，缓解资源能源对经济社会发展的约束具有重要作用；同时在新常态下提升城镇化发展质量、效益、改善人民生产、生活条件，建设资源节约型，社会环境友好型，推动可持续发展，有着重要的意义。在新常态的发展中，盲目追求量的增长和粗放型的发展是达不到现代化的标准要求，现行建筑节能保温主要采用外墙外保温的结构形式，经十几年的实践应用证明有如下弊端：使用的有机保温材料具有易燃性，且燃烧时会释放出大量有毒气体，并在使用施工现场防火管理不规范的环境下容易出现火灾，给人民生命财产造成巨大损失；而且该形式施工工艺相对较复杂，施工工期长，施工质量难以控制，出现保温层龟裂、渗水、起鼓、脱落、伤人、火灾等一系列问题。并且使用期间必须要维护、维修、更换、造成城市更换、改造施工二次污染严重，仍存有安全隐患；并导致资金，资源的双重浪费；不能与建筑物同寿命；更达不到建筑节能75%和新的防火规范及绿色建筑的标准要求，工程质量达不到百年大计终身负责的法制标准。因而研发更环保，更安全，成本低，防火无隐患、防震结构性能高，与建筑结构同寿命的节能保温与建筑结构一体化的新技术、新产品、新工艺、新材料替代现行相关保温材料技术尤为重要。新型“CX现浇混凝性复合岩棉保温外模板”是建筑节能与结构一体化技术的一种重要结构，是建筑节能保温与建筑结构融为一体；并与建筑物同寿命，达到新的消防规范技术要求和防震技术要求的创新型A级建材。实现了建筑节能、安全防火双达标技术的绿色建材。
二、岩棉板的性能特点
岩棉板问世已有20多年历史，该产品问世以来广泛应用于工业、石化、农业、电力、船舶、建筑等领域，其性能是用无机材料制作而成，其特点燃烧性能达到A级，耐火极限达至2小时；保温隔热具有一定效果，吸音、降噪、减震等均有较好的功能特点。在新常态下，岩棉板应用于建筑节能外墙保温还存有不足之处，由于生产工艺和其材料本质所定，自身体积松散所致压缩强度达不到外墙保温，粘结、拉拔结构强度技术要求；憎水性、吸湿率两项性能不足，做建筑外墙保温经过长期的自然气候的浸蚀及雨雪影响，吸水率高而导致达不到抗冻融技术标准，使保温建筑结构耐候性达不到与建筑同寿命的严重技术问题，为此岩棉板在现有性能特点的基础上，需要创新研发，以新的技术改性解决自身存在问题，使其发挥固有的性能指标，以便全面达到做外墙保温外模板的新一代绿色新型建材。
三、岩棉板的改性制造技术
岩棉板是以优质的天然玄武岩为主要原材料，经熔炉大于1450℃的高温融化后，以摆锤法均匀铺棉。经固化炉固化而制成岩棉板。但是该工艺制成的岩棉板用作建筑外墙做保温板的性能指标远远达不到建筑外墙保温和建筑结构技术要求，满足不了建筑耐候性能指标的标准。为此经过从原材料性能的物理检测分析，生产工艺的调整，经过多次研制，测试该产品材料在融化的岩浆中喷入专用适量的固化剂和特效专用增水剂，热固性粘合剂和专用添加剂等，经固化后使该产品纤维细长，渣球含量低，保温绝热性能优异，解决了做建筑外墙保温材料不足的性能指标。其改性技术指标特点如下：1、保温隔热性能优异岩棉纤维细长，平均直径、渣球含量等指标均能达到国家标准，经实测导热系数为0.040w/m•k。2、防火岩棉板以天然玄武岩为主要原材料，是不燃A级防火保温材料，耐高温性能优越，高温下导热系数低，能有效延缓火势蔓延；在火灾中不产生有毒气体或熔融滴落物。3、防水岩棉板憎水率、短期吸水量、长期吸水量均达到标准要求，如产品被高压水浸湿，干燥后不影响其性能，不会膨胀。4、防潮岩棉板制品在温度50℃时，按照国标GB/T25975—2010测试，质量吸湿率小于1%。5、透气性好岩棉板的纤维结构，具有良好的透气性，水蒸汽可以自由透过，能很好的配合砖混墙体或砼墙体的呼吸作用，使室内保持舒适的干湿度环境。6、化学和物理性能稳定岩棉制品的酸度系数——衡量岩棉板化学稳定性耐久性的重要指标，改性后的岩棉板具有良好的高湿热稳定性、耐久性及抵抗高温收缩的能力。
四、岩棉板压缩强度的改性
由于岩棉板材质性能和生产工艺所致，体积松散、压缩强度，吸水率满足不了做建筑外墙模板的技术要求，为此对岩棉板经过专用自动化机械将松散的材质按技术要求压实，使松散的岩棉板增强了密实度，有效提高了自身压缩强度，降低了吸水率，并满足了做建筑外墙模板的自身支撑力，抗弯、抗折、抗拉强度的技术标准要求，吸水率的降低增强了抗冻融的功能，对于模板的耐候性能起到重要作用。只有进行技术创新改性才能使岩棉板达到做保温外模板的技术要求。
五、岩棉板的结构改性框架网
按照现浇混凝土复合岩棉板保温外模板的结构技术标准，在岩棉板上下两面铺设加强玻纤网；按结构布局进行铺设多根受力拉接线，经过横向按一定间距上下拉接，使其连接成为整体分格框架网状，将岩棉板永久牢固的固定于框架网之中，形成外模板夹心网架状的整体。
六、现行复合保温外模板施工安装技术
现行结构一体化保温外模板施工安装技术，保模板运至施工工地后，按照设计施工图纸和施工技术交低，先将保模板进行弹线切割配料达到图纸设计结构需要的模块标准，之后再在保模板上按照结构布局弹线，用专用手电钻打固定连接件孔，孔打好后模板到位，支撑校正，再有模板外侧一人向内穿连接件，模板内侧一人在连接杆上拧紧固定卡，以保证连接件不位移、不歪斜。随之支内侧模板，，支撑牢固校正不歪斜即可浇筑混凝土。总之，以上施工技术需要弹线钻孔、立板安装、穿件拧卡的工艺。上述工艺存在的问题是：在外模板上打孔设置连接件，施工中很难监控连接件孔布局是否合理、足量达标的问题；连接件对保模板之起着建筑结构的重要技术作用，如固定件连接出现问题，就等于建筑工程主体结构出现问题；同时施工安装锚固件连接，按现行施工工艺要多花费大量工时；耗用大量锚固件（6万件/1万平方米）、再加上人工工资，大大提高了工程造价。总之上述工艺存在“工程造价高、施工量大、工期长、施工质量隐患”等问题。为解决这一问题，经过反复技术创新研制成功了改性复合瓦楞槽形自固定现浇混凝土岩棉保温外模板。该技术即在经过各项性能指标满足建筑外墙技术要求的岩棉板上设置玻纤网为整体加强层，按设计要求铺设高强聚合物砂浆，通过专用自动化制造机械制造而成瓦楞槽形，即形成保模板与建筑现浇混凝土的结构结合层，该瓦楞槽使用高强聚合物砂浆物理性能与混凝土的物理性能相容，强度标号一致，通过施工浇注工艺，浇注混凝土与保温外模板融为一体，浇注混凝土自身经过水化凝固增强，而形成外模板整体面积与混凝土科学的牢固的固化结合为一体，不用采取任何技术措施便形成永久性、自固定，节能保模板与建筑结构一体化的创新专利技术。
七、自固定岩棉复合保温外模板的科学性
岩棉板经生产制造工艺、材料配方的创新改进，使普通岩棉板改性达到建筑外墙保温的技术性能标准；经过专用技术进行岩棉板体积压实增强密实度提高压缩强度，降低吸水、吸湿率，提高加强了整体耐候性能；岩棉板进入高效玻璃纤维丝经专利技术组成的玻纤框架网，使其克服了自身的抗拉、抗弯、抗折、抗撞击的技术性能指标不足的差距，达到了现浇混凝土支撑模板的技术标准；岩棉板经过系统改性后，板两面铺设高强玻纤网，增强整体结构的刚度、强度，玻纤网与高强聚合物砂浆牢固的粘结握裹为一体，保模板内侧由专利技术制作成瓦楞槽形，成为与现浇混凝土永久性自固定的结合层，经过浇注混凝土施工工艺浇注，混凝土经过水化增强凝固，科学的将保模板与建筑结构永久的固定为一体。综上所述，自固定改性岩棉板经过一系列技术改性，即能保证良好的保温效果，又能达到A级防火标准，使建筑节能、安全、防火、双达标；创新研制的瓦楞槽形保温模板永久性自固定专利技术，自动结合免用现行的锚固链接件，即节约了大量支撑模板固定链接件，又节约了施工安装固定件大量用工，提高施工效率，加快了施工进度，有效降低了工程造价，缩短了工期，使建筑节能保温与结构永久一体，真正实现了建筑节能保温，安全防火，安全防震，与建筑结构同寿命的一体化技术。
八、自固定现混凝土岩棉保温外模板的环保性
CX现浇混凝性复合岩棉保温外模板是由防火专用岩棉板(A)，标准抗裂砂浆，标准玻纤网格布，经过工厂化生产，由专用自动化机械一次上线成型；原材料，生产制造过程无污水、废气、废渣、不扬尘、无噪音，该产品无毒、无放射性公害的绿色低碳新型建材；应用于建筑工程与建筑物同寿命，不做任何维护、维修或更换，避免了给城市造成多次投资或再次污染城市环境。总之该产品实现了保温防火、模板双功能，节约耗能，节约资源，抗自然气候侵蚀、施工工艺简便、缩短工期，不采取任何技术措施便能达到建筑节能75%的各项技术指标要求，防火燃烧性能达到A级，是一种安全、节能、环保的新型绿色建材，是一种良好的绿色低碳环保建材，具有较好的广泛的应用前景。
九、自固定改性岩棉保温外模板板的发展前景
关键字：外墙保温； 建筑节能； 结构一体化
Abstract: this article with the external wall thermal insulation technology as an example, through several different forms of exterior wall insulation technology, this paper briefly narrated building energy efficiency and structure integration.
Keyword: external wall thermal insulation; Building energy efficiency; Structure integration
中图分类号： TU201.5文献标识码：A文章编号：
1 引言
“十五”和“十一五”以来，在国家节能减排政策的大力推动下，我国节能建筑得到了快速发展，外墙外保温技术得到了广泛应用，对于改善建筑功能、减少能源消耗发挥了重要作用。
2 加快建筑节能与结构一体化技术
建筑节能与结构一体化已成为建筑结构体系发展和应用的重要方向。目前，自保温结构体系（包括非承重和承重砌块墙体）、夹心复合墙保温结构体系、现浇钢筋混凝土结构复合保温体系（包括CL结构体系、保温砌模现浇混凝土剪力墙承重技术、模网技术等）等一体化技术在我国已具备一定的技术，具备了推广的条件，只有充分了解各种保温体系的优缺点，才能更好的应用。现就目前比较成熟的几种保温一体化体系的各个优缺点做逐一介绍，以便于广大设计人员在设计时参考。
3 陶粒增强加气砌块墙体自保温体系
陶粒增强加气砌块自保温材料是已在浙江、江苏推广应用。该产品以河道淤泥、粉煤灰、混凝土管桩厂的离心余浆为主要原料经过轻质陶粒和引气浆体制备、混合、浇摸、静养、自动切割、蒸汽养护等工艺制备而成。目前已建成年产15万立方米的生产规模。
3.1陶粒增强加气砌块墙体自保温体系材料性能
3.1.1轻质高强：
陶粒增强加气砌块的干体积密度为450 kg/m3～750kg/m3。可有效减轻墙体施工劳动强度、减小建筑物自重，简化地基处理，降低造价。
3.1.2 保温、防火：
陶粒增强加气砌块的导热系数为0.11W/m.K～0.18 W/m.K，是粘土砖的五分之一，混凝土的八分之一，在夏热冬冷地区，240mm厚墙体即可满足节能50%的目标。与其它措施相结合，可轻松实现建筑节能65％的第二步目标。原材料均为无机不燃物，不产生有害气体。
3.1.3耐久、维护费用低：
以高温烧结陶粒为骨料的水泥基材料，可以与建筑物同使用寿命，几乎不需要维护费用。而现有外墙外保温系统一般只有25年的使用寿命，在整个建筑物的寿命周期内，隐藏巨大的维护和更新费用。
3.1.4 收缩率低：
因为陶粒的收缩率极小，在产品中占总体积的60%以上，浆体中又采用了减缩剂技术，因而制品的收缩率很小，只有同类产品的60%左右，且收缩的发展速度慢，绝干收缩率只有同类产品的四分之一，无墙体开裂之虑。
3.1.5 合适的吸水率：
陶粒增强加气砌块的体积饱和吸水率为15%～20%，可以使墙面的抹灰作业更加容易，质量更能保证。
3.1.6抗渗性强：
陶粒增强加气砌块具有极强的抗渗性。用陶粒增强加气砌块砌筑的水池或盛水器皿，壁厚＜5cm，表面未做任何处理，不渗水。
3.1.7 精密的尺寸：
陶粒增强加气砌块是在静养后坚硬状态下，采用金刚钻圆盘锯，经自动机械切割而成，避免了养护过程中的变形，尺寸精度达到同类产品优等品的要求，可减少粘结及抹面砂浆的用量，降低成本，提高墙体质量。
3.1.8 绿色环保、循环利用：
陶粒增强加气砌块的主要原材料均为工业废渣或河湖泊淤泥，产品符合GB6566《建筑材料放射性核素限量》标准中建筑主体材料的要求。即使建筑物拆除以后，砌块仍可通过破碎，实现循环利用，降低建筑垃圾的污染。
3.1.9 粘结强度高、施工简单：
陶粒增强加气砌块与水泥基材料相容性好。内墙面可以不做抹灰，直接批括腻子，外墙面可以用普通砂浆抹面，也可以用水泥砂浆直接粘贴面砖、文化石、花岗岩等。
4 夹心复合墙保温结构体系
4.1夹心复合墙保温结构体系特点
（1） 系新型墙体，结构先进，为国家积极推广的新型墙体结构，有利于节能降耗；
（2） 墙体外测彩色装饰性劈离砌块，新颖美观，自身强度高，不脱落、耐风化，既有保护中层夹芯保温层的作用，又有很好的装饰效果；克服了目前外墙饰面层开裂、脱落的质量通病，延长了建筑物使用期限；
（3） 保温层位于内、外两侧墙身夹层部位，为新型保温体系。避免了出现冷（热）桥的质量通病，保温效果良好。
4.2 夹心复合墙保温结构体系工艺原理
混凝土砌块夹芯保温外墙，由结构层、保温层、保护层组成。结构层采用190mm主砌块；保温层一般采用50mm聚苯板；保护层采用90厚装饰性劈离砌块 砌体。外墙全部载荷由外墙内侧190厚结构层承担，在每层圈梁处挑出 90mm高挑口支承外测保护层。外测保护层的平面外作用力由拉结钢筋片传递到结构层。
5 复合砌块自保温体系
5.1 保温与建筑物同寿命
可以单独砌筑成墙，解决了建筑保温墙体的整体性和耐候性，使墙体保温系统的使用寿命真正实现与建筑物同寿命，解决后顾之忧。
5.2 消除火灾隐患
消除火灾，留住生命，这是现在社会共同关注的焦点。济南七星公司经过两年的技术攻关，自主研发的高性能混凝土复合砌块自保温体系，实现了墙体保温与建筑结构一体化，彻底解决了火灾隐患。
5.3 降低建筑综合成本
外墙外保温设计使用寿命为25年，QX高性能混凝土复合砌块自保温体系可实现保温与建筑物同寿命，可大大节约外墙外保温维护维修和25年后的更换费用
5.4 简化施工工序
高性能混凝土复合砌块自保温体系外墙工程不需要再做其它保温处理即可满足现行建筑节能设计标准要求，减少了传统保温墙体外保温工序，提高了施工效率，缩短了工期，降低了工程造价。
6 结束语
相比传统的外墙外保温技术，建筑节能与结构一体化技术不仅能有效解决保温体系与建筑主体同寿命问题，而且在抗震、安全等性能方面也得到了加强，能同时满足建筑、防火等要求，是建筑节能发展的方向，符合我国低碳生态建设发展理念和战略规划要求。加快建筑节能与结构一体化技术推广、逐步限制淘汰已经明显落后的传统外墙外保温技术已经势在必行。
参考文献
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[2] 怀方林 ,方桂英. 复合节能砌块墙体技术经济分析[J]. 吉林建材, 2002,(02)
[3] 涂逢祥. 建筑节能形势与政策[J]. 中国建设信息供热制冷, 2006,(01)
关键词：可持续建筑；节能；设计
前言
发展是人类社会永恒的主题，“可持续发展”揭开了建筑文明的新篇章，传统建筑在建造和使用过程中，消耗了大量的自然资源，同时也带来了环境负荷增加。“建筑”作为人类生存和发展的基础，走可持续发展和节能之路是必然的选择。
一. 可持续建筑概述
1.1概念
可持续建筑是指以可持续发展观规划的建筑，设计理念上涉及到建筑物、建筑材料、城市区域规模大小等等因素，及与其相关的经济性、功能性、人文性和生态性。强调以人为本和可持续发展，注重建筑的室内居住环境，以健康、舒适、舒心为主题，以节约能源为目标。
1.2原则与理念
1）可持续理念，设计上在满足当代人需要的同时，不能对后代人满足其自身需要的能力构成影响；2）资源应用效率原则，对于输入建筑物的资源如水、能源、材料和其他资源要有效地使用，力求做到循环利用或回归自然，总之，确保资源的利用率达到较高的层次；3）低碳理念，设计上注重新能源的利用率，例如，太阳能、自然风、光能等等，尽量减少传统能源的利用率，做到节能减排；4）防止污染原则，这里涉及到对建筑物的废物排放的设计理念，以利用可回收资源和减少污染物的排放为重要根本目的；5）和谐环境原则，降低环境负荷，从建筑物周边的自然环境和人文景观出发，力求与环境相融合，且有利于居住者健康。
二. 可持续建筑与节能一体化设计思路分析
2.1控制体型系数
1）从面积水准角度看，统计数据表明，国内近年的住宅建筑套均面积有123，世界排名第三，如果将套均建筑面积设计上控制在80～120，在同样满足人们“住”的问题上，可以节约大量的土地、资源和金钱；2）从节能角度看，夏热冬暖地区分为南区和北区，在建筑造型要求能够满足的同时必须严格控制体型系数。以北区为例，单元式、通廊式住宅的体型系数不宜超过0.35，塔式住宅的体型系数不宜超过0.40。严寒、寒冷地区建筑的体形系数应小于或等于0.40。
2.2延长建筑物寿命
建筑物寿命低下，必然导致拆除、重建，带来各方面投入的增加，所以，在设计上应从延长建筑物使用年限的角度着手考虑。1）从城市总体规划入手，减少甚至避免建筑物在正常使用年限内因规划调整而拆除。2）用居住水平发展的角度去设计，建筑物内部空间要有可塑性；外部注重与周围环境的协调。3）从居住业主的发展和需要出发，建筑物的寿命要融入人的气息，中国大多数人不喜欢频繁地迁居，因此在建筑物的寿命内，要考虑到业主老年时的需求。4）与建筑物的长寿命相匹配，在管线的布设上要便于更换与维护，设计上结构体与填充体最好相分离；在结构、墙体和保温的材料选择上应该把使用寿命作为选择的依据之一。
2.3保温隔热层厚度设计
根据国家的相关规定和标准，为了夏热冬冷地区的节能目标的达成，对外墙传热系数和蓄热系数也做了规定，如表1所示：
按照表1中关于K和D的规定,结合一定的计算公式和材料本身的导热系数λ，可以计算出保温隔热材料的最小厚度值。具体在设计时注意点如下：1）如果墙体结构选用的是加气混凝土砌块，只要窗户和屋面等其他部分可以达到相关的节能标准或规定，外墙不需要进行特别的保温隔热施工措施便能够完成节能50%的目标；2）如果墙体结构选用的是粘土实心砖或者是混凝土砌块，需要分别将保温隔热层厚度增加至20.1mm和29.4mm以满足节能的目标，此外，这些传统材料既浪费了能源，又容易造成严重的环境污染，应该尽量使用新材料来代替；3）实践证明，钢筋混凝土梁、柱是建筑物中最主要的“热桥”部位，其热阻相对较小，因此，其表层保温隔热层厚度应大于等于30.7mm，才能完成节能50%的节能目标。
2.4提高资源、能源利用率
2.4.1自然通风和采光设计这是节能和健康的有效途径。通过窗的开启方式、竖向风道和设置负压等组织室内气流自然通风。
自然光是一种无能耗光源，在设计思路上要予以强化：1）建筑结构设计上要最大限度地布设采光口的数量和面积，选择上尽量遴选光透性强的玻璃，增加自然光的透射度；2）在室内结合自然光的强弱，分层次布设线路，做到自然光足够时不开灯，自然光弱时开小灯，没有自然光时开全灯，使自然光源能量的利用率达到最大。
2.4.2利用可再生能源充分利用太阳能、水能、地热能、风能和生物质能等可再生的新能源，例如：1）丰富的太阳能资源应列为首选，太阳能提供热水与建筑一体化，技术成熟、经济可行。2）地热能也是很好的能源，就是在利用上要具备以下一些条件：利用水文地质勘查证明其是否可行；要有水文地质、暖通空调、地热设备等各领域的专家共同参与；城镇有地下空间规划；政府有机构从立项、实施和效果进行管理等等。3）两栋邻近的超高层建筑将风能与建筑一体化设计应用。
三. 结语
我国可持续建筑与节能一体化设计正处于发展时期，发展空间格外广阔。在具体的建筑工程设计上，应将我国国情和工程的实际情况结合起来综合考虑，尽量遴选各种节能的新技术、新材料，设计经济、合理的节能方案，确保把建筑能耗水平降至最低，真正做到建设节约型社会，有效地缓解能源供需之间的矛盾，保持国民经济持续良好的发展，其现实的和长远的意义都是十分巨大的。
参考文献：
[1]梁建红.可持续发展与建筑节约设计[J].职业时空，2010（1）.
[2]叶耀先.科学理念与建筑可持续设计[J].住宅产业，2011（3）.
