建筑節能工程中新材料新技術的應用簡述

陳海邊

深圳福田建設工程質量檢測中心（518031）

隨著我國人民生活水平的不斷提高,建筑節能面臨新的形勢，建筑節能的快速發展也需要相關的研究提供技術支持,根據國內外居住建筑節能規劃、設計和技術應用的研究成果,綜合考慮氣候影響因素，從主體結構、圍護結構、用能設備影響等方面論述，研究了建筑節能在建筑物上的落實及節能技術在建筑中的應用，在保證建筑工程質量和建筑物使用過程中室內熱環境質量的前提下，使建筑物達到居住建筑節能標準。

1 建筑節能定義

建筑節能是指在建筑物的規劃、設計、新建（改建、擴建）、改造和使用過程中，執行節能標準，采用節能型的技術、工藝、設備、材料和產品，提高保溫隔熱性能和采暖供熱、空調制冷制熱系統效率,加強建筑物用能系統的運行管理,利用可再生能源，在保證室內熱環境質量的前提下，減少供熱、空調制冷制熱、照明、熱水供應的能耗。

2 新能源新材料的應用

2.1 自然資源的綜合利用

太陽能、風能、地熱的利用，這些自然資源基本上是取之不盡、用之不竭的能源。無污染、取用方便、使用效果好，對改善城市環境居功至偉，目前有許多城市已強制要求在建筑工程中使用這些新技術和新能源的開發并運用于工程，如太陽能熱水循環系統、地熱利用循環系統等，取得了很好的效果。太陽能作為無污染、無止盡能源未來在建筑物中被越來越多的運用，其在建筑節能中的應用主要包括太陽熱能應用和光電應用兩方面；其熱能應用主要是用太陽輻射加熱水作為建筑生活、取暖熱水的水源，該系統基本結構一般包括太陽能收集器、熱能存儲裝置、熱能交換裝置以及自動控制系統等部分組成，其也可以通過吸收式冷凝機將加熱的水制冷以達到供冷的目的；而太陽能光電系統則是將太陽輻射直接轉化為電能來為建筑物提供服務。

2.2 墻體材料應用

目前各地正陸續取消使用黏土磚，取而代之的是各種輕質保溫隔熱和容重低的砌體材料；常用的墻體隔熱保溫材料包括：灰砂磚、粉煤灰砌塊、陶粒混凝土砌塊、復合輕質隔墻板、加氣混凝土等。節能墻體同樣要解決防水問題，保溫板與非保溫部位的結合部容易產生裂縫，在保溫系統的截止部位應對不同材料材質變換處應做柔性防水處理。墻體不僅要求防水而且要求透氣(水汽)，一方面防止水分侵入到保溫系統內，外保溫系統應具有防雨水和地表水滲透性能，雨水不得透過抗裂防護層，不得滲透至任何可能對墻體保溫工程隔熱復合墻體造成破壞的部位，另一方面要求透氣(水汽)，即水蒸氣分子能從內往外滲透。因為保溫隔熱層有透汽性的要求，所以對防護材料又提出透汽性的要求，如此聚合水泥抗裂砂漿就應運而生。

2.3 墻體保溫技術

我國傳統圍護結構墻多為無機材料組成，如磚石砌體、混凝土、水泥砂漿等，如今為了節能保溫的需要，引入了大量有機保溫材料如模塑聚苯乙烯泡沫板、擠塑聚苯乙烯泡沫板、硬發泡聚氨酯等，因為這些有機保溫材料的保溫性能要比傳統墻體材料的保溫性能強得多，所以有機保溫材料在建筑圍護結構節能中廣泛應用，形成了一種無機與有材料復合墻體，這樣就對施工工藝提出了新的要求。如抹面砂漿的柔韌極限拉伸變形應大于最不利情況下的自身變形及基層變形之和，從而保證抗裂防護層抗裂性要求，復合在抹面砂漿中的增強網，一方面能夠有效地增加抗裂防護層的拉伸強度，另一方面由于能有效分散應力。特別強調現場配制的普通水泥砂漿抹在保溫層上不容易解決抗裂問題，水泥砂漿的體積收縮相當大,與保溫材料組合在一起工作，由于它們各自的收縮膨脹性能不同，在交界面上容易產生裂縫，因此傳統意義上的水泥砂漿抹灰在有機保溫材料上很容易產生裂縫，起不到保護保溫材料不受潮的作用，所以新型復合材料的選擇與使用是對傳統的施工工藝的挑戰。

2.4 空調暖通節能

目前在建筑的總能耗中空調和照明設備的消耗所占比例很高，因而也是節能的重點，國內目前有些建筑已采用地泵系統替代傳統的通風空調系統，節約了大量的能源，全國范圍內節能燈的使用更是功不可沒的。空調暖通節能主要體現在設備的裝機容量減少和經濟運行方面，因此新風微循環系統、地源(水源)熱泵空調系統應運而生。新風微循環系統是將新鮮空氣通過除塵、消毒、除濕等多級處理之后以略低于室內溫度將其以不小于0.2 m／s的速度從室內窗下或踢腳下送入室內，該種方法既沒有噪聲也沒有吹風感覺。由于進入室內的新風濃度低、密度大因此很快沿地面蔓延，而室內原有廢氣則緩慢上升最終通過設在頂部的排風口進行排放，該種方法實現了不用開啟門窗則室內實現換氣的目的，從而減少能源消耗；水源地源熱泵是利用水及淺層大地能作為冷熱源，其通過換熱設備而將大地或水源的冷量或熱量儲存，之后通過安裝在室內頂棚或地板的散熱設備將冷量或熱量送進建筑室內，該種方法可以大幅度的節約能源，同時能減少CO等有毒有害氣體的排放，從而在很大程度上保持了周圍環境的整潔。

2.5 主體材料節能

現代建筑中主體材料主要為鋼筋混凝土結構及鋼結構等，針對鋼筋混凝土結構而言提高其強度和耐久性，延長建筑物使用壽命則是節能的重要途徑；建筑用鋼材的應力應變曲線其屈服點在100～780 n／mm2的范圍，其中屈服點為400 n／mm2的鋼材占一半以上。在鋼材在生產過程中適當提高鋼材屈服點，在設計方面就需要保證結構的剛度要求，防止局部屈曲，在施工方面就要保證結構的可焊性，從而在提高屈服點的同時又滿足配筋率的要求使建筑的用鋼量減少也是節能降耗的重要舉措；在混凝土使用上，新建的綠色建筑應采用高耐久性的高性能混凝土為出發點，試驗證明6層以上的鋼混結構中受力鋼筋使用HRB400級或以上鋼筋、混凝土豎向承重結構采用C5O或以上等級的混凝土，建筑物的強度、耐久性及使用壽命可大幅度提高；鋼結構由于具備自重輕、高強度、施工取土量少等系列優點，同時使用鋼結構有利于環境保護并且其建筑物在拆除時材料回收率高，因此在今后建筑中應廣泛采用鋼結構而取代原來的鋼混結構。

3 結語

建筑節能是一項設計技術、材料、能源、智能、廢物利用等多領域的綜合性系統工程，建筑節能工程施工中采用了大量新材料、新技術、新工藝，這將對建筑施工技術創新帶來有利的影響，建筑節能是一個關乎國計民生的大問題，是節約能源的一個重要組成部分;我國建筑節能工作若要獲得更大進展，需要我們全體動員起來,要研究建筑節能的突破點，優化配置有限資源，進而推動我國建筑節能事業健康發展。