绿色建筑节能新材料的探究_康永45278.pdf

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1、绿色建筑节能新材料的探究 摘要:随着我国经济的飞速发展，能源紧缺问题日益加剧，可持续发展战略思想深入人心，这就为建筑节能新材料的发展及应用创造了机会。论述了建筑节能概念，从墙体，门窗，及面及主体材料等几个方面总结了新材料在建筑节能中的应用。同时，利用这些新型材料如何达到建筑节能的目的，从而实现建筑领域的可持续发展.随着科学技术的不断进步，国内建筑业得到了突飞猛进的发展，为了在竞争激烈的建筑市场处于不败之地，必须迎合时代需求，加大节能建筑的创建，能够体现现代科技发展水平的新材料、新技术改善建筑在保温、通风、节能等方面性能，同时也能缓解能源危机，解决当代社会经济发展与能源短缺这一矛盾。构成建筑物的

2、围护结构材料在很大程度上决定了建筑物的能耗，由于建筑节能的要求，建筑材料必然发生根本性变化。在围护结构中墙体变成了保温墙体，屋面变成了保温隔热屋面、门窗和幕墙，不仅有保温隔热要求而且部分还增加了遮阳系统。1 建筑节能的概念 建筑节能这一概念内涵丰富，在发达国家，这一说法经历了三个阶段:“建筑节能”、“在建筑中保持能源”、“提高建筑中的能源利用效率”。在我国，现在仍统称为建筑节能，但其含义应该是第三层意思，即在建筑中合理使用和有效利用能源，不断提高能源利用率，降低建筑能耗量。建筑能耗包含广义的建筑能耗和狭义的建筑能耗。目前所说的建筑能耗，常常指的是狭义的建筑能耗，即建筑物在施工建设过程中所必须耗

3、费的资源、能量;广义的建筑能耗还包括维持建筑物日常使用过程中所耗费的资源，包括采暖、空调、热水供应、炊事、明、家用电器等方面的能源。而所谓节能建筑，概括地说就是“凡是利用新型节能材料如混凝土空心砌块，在建筑设计、结构、门窗密封、围护结构、屋面材料等方面的新措施，与普通建筑相比使室内达到更好的隔热保温性能的建筑”。节能建筑一般可分为集中式采暖系统和被动式采暖两大类。被动式采暖节能建筑是利用太阳能的能量而基本上不用正规能源来达到节能的目的，在北方并不常用。而所谓集中式采暖系统，是以减少外围护结构的传热系数或加大热阻系数来节约能耗的，也是建筑节能的主要发展方向。从以上分析可知，建筑节能材料就是指维持

4、建筑物日常使用过程中能耗低的建材，通过改变材料自身的特性来达到建筑节能的目的。节能材料属于保温绝热材料;绝热材料是指用于建筑围护或者热工设备、阻抗热流传递的材料或者材料复合体，既包括保温材料，也包括保冷材料。绝热材料的意义，一方面是为了满足建筑空间或热工设备的热环境，另一方面是为了节约能源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;建筑节能是建筑业进步的需求，它有利于巩固企业市场地位。这里所说的建筑节能是指在满足人们正常生活，学习和工作需要的前提下，在建筑规划设计、建筑材料生产、建筑物施工及使用过程中，采用新材料、新技术，合理设计建筑

5、围护结构的热工性能，提高采暖、制冷、照明、通风、给排水和管道系统的运行效率，降低能耗，合理、科学、有效的利用能源，从而达到提高建筑舒适性及节约能源的目的。简单来说，就是用尽量少的能源，过尽量舒适的日子。建筑节能其含义是指在建筑合理使用和有效利用能源，不断提高能源的利用效率。2 新材料在建筑节能中的应用 2.I 节能墙体的应用 我国传统围护结构墙多为无机材料组成，如砖石砌体、混凝土、水泥砂浆等，如今为了节能保温的需要，引人了大量有机保温材料如模塑聚苯乙烯泡沫板、挤塑聚苯乙烯泡沫板、硬泡聚氨醋等，因为这些有机保温材料的保温性能要比传统墙体材料的保温性能强，所以有机保温材料在建筑围护结构节能中广泛应

6、用，形成了一种无机材料与有机材料复合墙体。这样就对施工工艺提出了新的要求。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，其是将废料同水泥、粘合剂经过混合搅拌压缩而成，该种节能砖既减少了废物排放又能实现清洁生产，同时其具有能耗低、重量轻、所需钢筋水泥量小等优点，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

7、，墙体保温性能就会发生很大改变，非但满足不了节能要求，甚至还会危及墙体的安全。影响抗裂的因素很多，由抹面砂浆与增强网构成的抗裂防护层对整个系统的抗裂性能起着较关键的作用。抹面砂浆的柔韧极限拉伸变形应大于最不利情况下的自身变形(干缩变形、化学变形、湿度变形、温度变形)及基层变形之和，从而保证抗裂防护层抗裂性要求。复合在抹面砂浆中的增强网(口玻纤网格劫,一方面能够有效地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(害裂缝)分散成许多较细裂缝(无害裂缝)，从而形成其抗裂作用。表面涂塑材质及涂塑量对玻纤网格布的早期耐碱性具有较重要的意义，而玻纤品种对长期耐碱性具有

8、决定意义。2.2 节能门窗的应用 门窗是建筑物内外进行能量交换的主要通道，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扇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，因为各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;设计时应尽量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

9、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处理，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醋等材料嵌填，而不得采用水泥砂浆嵌填，以保证其严密性等。2.3 节能屋面的应用 通常屋面保温是将容重低、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，按此种正铺法，可选择的保温材料很多，板块状有加气混凝土块、水泥或沥青珍珠岩板、水泥聚苯板、水泥蛙石板、聚苯乙烯板和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，蛙石、陶粒、浮石，废聚苯粒、炉渣等;采用松散料直接或袋装

10、设置在尖顶屋面下或吊顶上部的有膨胀珍珠岩、玻璃棉、岩棉、废聚苯粒等;现场发泡浇注的有硬质聚氯酷泡沫塑料和粉煤灰、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。2.4 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和钢结构等，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，试验证明，6 层以上的钢混结构中受力钢筋使用 HRB400 级或以上钢筋、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

11、性和使用寿命可大幅度提高;钢结构由于具备自重轻、高强度、施工取土量少等系列优点，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而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。永久性的即是在窗口设置各种形式的遮阳板?.I 右时性的即是在窗口设置轻便的布帘、各种金属或塑料百叶等。在永久性遮阳设施中，按其构件能否活动或拆卸，又可分为固定式和活动式两种。活动式的遮阳可视一年

12、中季节的变化、一天中时间的变化和天空的阴暗情况，任意调节遮阳板的角度。在寒冷季节，为了避免遮挡阳光，争取日照，这种遮阳设施灵活性大，还可以拆除。遮阳措施也可以采用各种热反射玻璃如镀膜玻璃、阳光控制膜、低发射率膜玻璃等。太阳能作为无污染、无止尽能源，近年来在建筑物中得到越来越广泛的应用，总的来讲，其在建筑节能中的应用主要包括太阳能热能应用和光电应用两个方面。3 节能新型材料的发展对策及前景 3.1 节能新型材料的发展对策 目前，我国节能新型建材能否发展，关键在节能住宅的推广以及相应带来的技术效应。当前导致节能新型建材发展遭遇尴尬的重要原因是以前政府对节能住宅建设没有一个明确的导向，社会缺乏良好的

13、节能住宅认识的氛围，消费者缺少选择节能型住宅的意识。针对节能材料目前存在的问题，概括起来有如下具体对策。(1)宣传引导，营造良好的社会氛围 宣传不到位，观念的转变滞后，造成目前推广的被动。利用广告宣传牌和宣传画廊，拍摄墙改和节能专题录像片，开办墙改和节能之声专题广播和墙改专栏电视节目，举办墙改和节能成果展览，多种形式做广泛宣传采用新型墙材建造节能建筑，通过宣传，进一步提高认识，增强全民墙改选择节能型住宅和建材的意识。(2)进行技术创新才鱼进技术进步，提高自主创新能力 好建筑的基石就是建材以及墙材的快速发展。加快技术开发，重点组织开发高性能节能保温新型材料，以及大量利用固体废物生产的新型材料的技

14、术、工艺和设备。还要通过对节能建筑材料的发展，结合建设发展的实际，提高自主创新能力，要充分借鉴国际上的先进经验，通过加强国际合作，引进先进技术，促进节能材料的技术进步。(3)健全法律法规，完善政策措施 要健全法规，四部委要加快研究制定推进材料革新和建筑节能管理法律法规，推进材料革新和建筑节能管理法律法规的研究制定，各地建设部门、材料行政主管部门结合本地区实际情况，抓紧制定相关的法规和实施细则，用足用好现有的政策，落实完善国家鼓励新型材料发展的税收政策。(4)制定和完善相关的技术标准 建设部和中国建材工业协会新成立的全国材料标委会要根据国家产业政策制定和研究适合我国国情的屋面、节能玻璃和其他节能

15、建筑材料的标准体系，要在促进行业技术进步、产业产品不断升级、规范产品技术的市场准人、规范节能建材产品的市场、淘汰落后、结构调整方面要作出积极贡献。要适应建筑应用的需要，将节能新型材料的发展与提高建筑性能和改善建筑功能结合起来，使其具有更强的生命力，因地制宜地发展各种新型节能材料，从而达到节能、保护耕地、利用工业废渣、促进建筑技术发展的综合目的。3.2 节能新型材料的发展趋势 在国家政策支持和鼓励下，充分调动了广大科技人员的积极性，创造了大量的施工新方法、生产新工艺，有些产品利用工业废渣、天然纤维来合成制品等。通过不断总结生产、应用的经验，学习先进国家的技术，使我国整体节能工作取得较大进展。(1

16、)墙体材料发展趋势 豁土质墙体向非薪土质墙体材料发展;实心型墙体材料制品向空心型墙体材料制品发展;小块墙体材料制品向大块墙体材料制品发展;重质墙体材料制品向轻质墙体材料制品发展;现场湿作业多的墙体材料制品向现场湿作业少的墙体材料制品发展;单一材料的墙体向多功能复合材料墙体发展。(2)绝热保温材料发展趋势 向外墙外保温发展。较之内墙保温技术，采用外墙外保温能保护主体结构，延长建筑物寿命;基本消除“热桥”现象，减少内墙面裂缝;提高建筑物的防水功能和气密性;提高室内环境的舒适度，增加建筑的有效空间等;向多功能复合化发展。各种材料各有特色，也有不足之处:如有机类保温材料保温性能好，但是耐温低、强度低、

17、易老化、防火性能差;无机类保温材料耐高温无热老化、强度高，但吸水率高或机械加工性能差。为了克服单一保温材料的不足，则要求使用多功能复合型的建筑保温材料;向轻质化发展。同种材料密度越小其隔热性能越好，同时，轻质材料不造成建筑结构的额外负担，减少了因结构变形造成渗漏的可能性。随着轻型房屋体系的发展，建筑保温材料也必然向着轻质化方向发展;向绿色化发展。建筑保温材料从原料来源、生产加工制造过程、使用过程和产品的使用功能失效、废弃后，对环境的影响及再生循环利用等 4 个方面满足绿色建材的要求是必然趋势。4 结语 目前.新型节能建材主要包括新型墙体材料、化学建材、新型保温隔热材料、建筑装饰装修材料等。但是

18、有专家指出:由于相关鼓励配套政策有待完善、建材行业本身发展存在进人门槛低、集中度低、市场竞争无序、受上下游牵制较大以及业主选择等问题，市场推广并不顺利;企业面临向高技术、高端市场转移的压力，使新型节能建材短时间内难以得到快速发展。建筑材料生产企业在节约能源、资源方面缺乏手傲投人、技术创新不足，影响全行业整体水平的提升。发展成本过高仍是阻碍节能建材推广的一个主要因素之一。我们国家在建筑节能行业的起步较晚，尤其是南方地区，所以应该引进全国乃至全世界的先进节能、环保建筑材料，学习各地区的先进经验，组建地方特色的建筑材料生产企业，以促进建筑节能材料更能适合地方性的环境和气候特点，提高节能效率。在现有技术的基础上最大限度地做好建筑节能工作，顺应“两型社会”的发展需求。建筑节能技术发展空间广阔对新的节能材料的开发与应用势必成为今后研究的焦点，通过建筑节能新材料应用研究最终达到节省消耗，节约能源的目的。参考文献(1 蔚鹏飞.建筑节能新材料和新技术的应用J.科技创新导，2008,(12):125-125.2】刘素平.从不同的角度谈建筑节能川.建材技术与应用，2007,(2):43-44.31 刘婕.新技术、新材料在住宅设计中的应用【Jl.建筑节能，2006.(5):19-20.