节能新材料在建筑工程中的应用

高辉

摘要：随着经济的飞速发展，人们的需要与环境所能提供的矛盾越来越深，能源紧缺问题日益加剧，可持续发展的战略思想开始深入人心。人们开始追求绿色的生活方式，使用绿色节能新材料的节能环保型建筑物也越来越受到当代社会的推崇。绿色建筑材料不同于传统建筑材料的新特征使得其应用的范围越来越广。

关键字：建筑节能；绿色环保；新材料

中图分类号：TE08文献标识码： A 文章编号：

一、建筑节能的概念

建筑节能现在普遍指在保证提高建筑舒适性的条件下，合理使用资源，以不断提高能源的利用效率。具体来说，就是在建筑物规划、设计、建造、改造和使用的过程中，执行节能标准，采用节能型技术、工艺、设备、材料和产品，加强建筑物用能系统（采暖、制冷、通风、给排水等）的运行管理。

建筑节能是社会发展的需求，它有利于缓解能源紧缺问题；建筑节能是环境保护的需求，它有利于减轻大气污染现状；建筑节能是建筑业的需求，它有利于巩固企业的市场地位。

二、建筑节能的技术途径

建筑节能的主要目的是在保证住房舒适度的条件下，提高能源的利用率，因此要实现建筑节能也主要从以下几方面。

1.减少能源总需求量

据统计，在发达国家，空调采暖能耗占建筑能耗的65%。目前，中国的采暖空调和照明用能能量近期增长速度已经明显高于能量生产的增长速度。因此，要降低建筑的能耗总量关键是减少建筑物的制冷、采暖以及照明能耗。

减少能源总消耗可以从（1）建筑规划与设计、（2）围护结构、（3）提高终端用户用能效率，（4）提高总的能源利用效率这四方面入手。建筑规划与设计要求建筑师从整体综合设计概念出发，与能源分析专家、环境专家以及设备师等所有参与房屋建筑的人员一起配合，根据建筑自身所处的具体环境气候特征创造良好的建筑室内微气候，以减少对建筑设备的依赖性。建筑围护结构的组成部件，如屋顶、墙、门窗等的设计对建筑能耗、环境性能、室内空气质量以及用户所处的视觉和热舒适环境也又根本的影响。

2.利用新能源

新能源的使用对于节能环保有着非常重大的意义。新能源通常指非常规的可再生能源，如太阳能、地热能、风能以及生物质能等。目前，人们对于各种太阳能的利用方式进行了广泛的探索，逐步明确了发展方向，也对太阳能有了初步的一些利用，但就总体而言，其利用规模不大，商品化的程度也比较低，仍需进一步探究。而其他几种新能源的利用程度在建筑领域利用程度更低。

3.利用新材料

随着科学技术的发展，人们在传统材料的基础上，根据现代科技的研究成果，开发出了许多性能优异的新材料。由于它们的超异性能使得它们在生物、医药、建筑等许多领域都得到了广泛的应用。节能建材是建筑节能的重要物质基础, 在建筑中合理采用各种节能建材, 一方面可提高建筑物的隔热保温效果, 降低采暖空调能源损耗; 另一方面又可以极大改善建筑使用者的生活、工作环境。因此, 大力开发和利用各种高品质的节能建材, 不仅具有重要的社会意义, 更是节约能源、保护生态环境的迫切要求。

三、新材料在建筑节能中的应用

1 外墙节能材料的应用

就墙体节能而言，我国传统围护结构墙体多为无机材料组成，如砖石砌体、混凝土、水泥砂浆。这种通过增加墙体厚度来达到保温的作法已不能适应节能和环保的要求，而用块体材料或钢筋混凝土作为承重结构，与保温隔热材料复合，或在框架结构中用薄壁材料加以保温、隔热材料作为墙体的复合墙体越来越成为主流。目前建筑使用的保温、隔热材料如模塑聚苯乙烯泡沫板、激素聚苯乙烯泡沫板、硬泡聚氨酯等，其保温性能要比传统墙体材料的保温性能强，这些材料的生产、制作都需要特殊的工艺和特殊的设备，也对建筑工艺设计提出较高的要求。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。

最新发明的新型环保阻燃蜂窝复合墙体材料是利用煤渣、水稻秸秆等废料生产而来，其是由废料同水泥、粘合剂经过搅拌压缩而成，它不仅减少了废物排放同时又实现了清洁生产。此外，它具有能耗低、重量轻以及所需钢筋水泥量小的优点，因而具有广阔的发展前景。

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，而且还会危及墙体的安全。复合墙体在抹面砂浆中的增强网，一方面能够有效的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)分散成许多较细裂纹( 无害裂纹) ，从而形成其抗裂作用。

2 门窗节能材料的应用

门窗具有采光、通风和围护的作用，是建筑物内外进行能量交换的主要通道，同时又是最容易造成能量损失的部位，因此门窗的节能对整体建筑节能具有很大意义。建筑门窗的节能除了从提高玻璃和框体本身的热工性能和尽量使用中空玻璃并保证中空玻璃的密闭性外，还应该从玻璃和边框接缝以及门窗框扇搭接处的严密程度着手，因为只有搭接处严密才能保证空气流通量的减少。门窗节能从设计、施工、材料等方面应做到门窗安装必须采用预留洞口的施工工艺，严禁采用边安装边砌口或先安装后砌口；根据门窗不同材质来决定采用焊接、膨胀螺栓等工艺进行门窗固定，无论采用何种工艺均应保证其安装牢固；设计时应增加其开启缝隙的搭接量从而减少开启缝隙宽度；根据门窗材质选用各种密封条进行密封，保证外窗的气密性；对金属框门窗在保证足够空间的条件下采用塑料、橡胶等隔热材料进行断桥出来，断桥的长度及宽度均应保证，并应保证其在安装配件时不破坏断桥；外门窗四周与墙体连接处缝隙采用聚苯板或聚氨酯等材料嵌填而不得采用水泥砂浆嵌填，以保证其严密性等。

而就材料而言，门窗的节能主要是改善材料的保温隔热性能和提高门窗的密闭性能。近些年出现的铝合金断热型材、钢塑整体挤出型材以及塑木复合型材等都是一些技术含量较高的节能产品。

3 节能材料在屋面的应用

围护结构节能的一个重点就是屋顶的保温及隔热。它的设置因建筑所处地区的不同而不同，寒冷地区需设置保温层以阻止室内热量散失，炎热地区需设置隔温降热层以减少传入室内的太阳辐射热，而在有些地区，则这两方面都需要考虑到。屋面保温的通常做法是将容重低、导热系数小、吸水率低、有一定强度的保温材料设置在防水层和屋面板之间，这是正铺法，可选择的保温材料很多，板块状有加气混凝土砌块、水泥蛭石板、聚苯乙烯板、各种轻骨料混凝土板等；散料加水泥等胶结料现场浇注的有珍珠岩、蛭石、废聚苯粒、炉渣等；采用松散料直接或袋装设置在尖顶屋面下或吊顶上部的有膨胀珍珠岩、废聚苯粒等；现场发泡浇注的有硬质氯脂泡沫塑料和粉煤灰、水泥为主料的泡沫混凝土等。反铺法主要将防水层置于保温层以下，可有效保护防水层，方便施工检修，但由于造价较高，住宅建筑尚未大量使用。

4 其他方面的节能应用

现代建筑中主体材料主要为钢筋混凝土结构及钢结构等，针对钢筋混凝土结构而言，提高其强度和耐久性延长建筑物使用寿命则是节能的重要途径。因此新建的绿色建筑应采用高耐久性的高性能混凝土为出发点，实验证明，6层以上的钢混结构中受力钢筋使用HRB400级或者以上钢筋、混凝土竖向承重结构采用C50或以上等级的混凝土，建筑物的强度耐久性及使用寿命可大幅度提高；钢结构由于具备自重轻、强度高、施工取土量少等优点，同时使用钢结构有利于环境保护并且其建筑材料回收率高。因此，在今后建筑中应广泛采用钢结构取代原来的钢混结构。在夏季较热的地区采用建筑遮阳的方式，同样能达到建筑节能的目的，而且是一个自然降低能耗的、经济实用且效益又不错的好方法。在设计遮阳时应根据地区的气候特点和房间的使用要求以及窗口所在朝向把遮阳做成永久性或临时性的遮阳装置。

参考文献：

[1]蔚鹏飞.建筑节能新材料和新技术的应用[J].科技创导,2008,(12):125-125.