淺談新型節(jié)能環(huán)保材料在建筑工程中的應用與展望

白召軍 胡俊波 魯然英 郭 威

河南建筑材料研究設計院有限責任公司（450002）

隨著我國建筑技術的不斷深入發(fā)展，建筑節(jié)能的標準也在不斷提高，在深入研究和推廣應用先進節(jié)能技術的基礎上,采用新型的節(jié)能環(huán)保材料，對推動我國在建筑領域內(nèi)節(jié)能工作的進展，推廣建筑節(jié)能保溫材料及其結(jié)構(gòu)體系在建筑工程中的應用具有重要意義。節(jié)能環(huán)保材料作為節(jié)能建筑的重要物質(zhì)基礎，是建筑節(jié)能的根本途徑。在建筑中使用各種節(jié)能建材,一方面可提高建筑物的隔熱保溫效果，降低采暖空調(diào)能源損耗；另一方面又可以極大地改善建筑使用者的生活、工作環(huán)境。走環(huán)保節(jié)能建材之路,大力開發(fā)和利用各種高品質(zhì)的節(jié)能建材，是節(jié)約能源，降低能耗，保護生態(tài)環(huán)境的迫切要求，同時又對實現(xiàn)我國21世紀經(jīng)濟和社會的可持續(xù)發(fā)展有著現(xiàn)實和深遠的意義。

1 新型節(jié)能環(huán)保材料的概念

新型節(jié)能環(huán)保材料指在制造過程中使用新的工藝技術，產(chǎn)品具有節(jié)能、節(jié)土、利廢和保護環(huán)境的特點，能改善建筑功能的一類建筑材料。節(jié)能環(huán)保材料則突出在產(chǎn)品制造和使用過程中具有節(jié)約能源和環(huán)保的特點。

2 新型節(jié)能環(huán)保材料的分類

在傳統(tǒng)建筑材料的基礎上大力發(fā)展新型節(jié)能環(huán)保材料是節(jié)能建材研究領域一個重要的方面，主要包括新型墻體材料、保溫隔熱材料、防水密封材料、節(jié)能門窗和節(jié)能玻璃等。

2.1 新型墻體材料

墻體材料在房屋建材中約占70%，是建筑材料的重要組成部分，建筑物能量的損耗約50%來自墻體。就其品種而言，新型墻體材料主要包括磚、塊、板等，如粘土空心磚、摻廢料的粘土磚、非粘土磚、建筑砌塊、加氣混凝土、輕質(zhì)板材、復合板材等。

2.2 保溫隔熱材料

近年來，我國保溫隔熱材料的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)發(fā)生有明顯的變化∶泡沫塑料類保溫隔熱材料所占比例逐年增長,已由2001年的21%上升到2005年的37%;礦物纖維類保溫隔熱材料的產(chǎn)量增長較快，但其所占比例基本維持不變；硬質(zhì)類保溫隔熱材料制品所占比例逐年下降。

保溫隔熱材料主要應用于建筑物墻體和屋頂?shù)谋亟^熱、熱工設備、熱力管道的保溫、冷藏室及冷藏設備使用。常用保溫隔熱材料主要分為無機絕熱材料（石棉、玻璃棉、膨脹珍珠巖、泡沫混凝土、加氣混凝土及泡沫玻璃等）和有機絕熱材料（泡沫塑料、植物纖維類絕熱板、窗用絕熱薄膜等）。

2.3 防水密封材料

隨著我國國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，工業(yè)建筑與民用建筑對防水材料提出了多品種高質(zhì)量的要求，防水材料成為建筑業(yè)及其他相關行業(yè)所需要的重要功能材料，是建材工業(yè)的一個重要組成部分。

2.4 節(jié)能門窗和節(jié)能玻璃

門窗和幕墻的節(jié)能約占建筑節(jié)能的40%左右，是建筑物熱交換、熱傳導最活躍、最敏感的部位，是墻體失熱損失的5～6倍。

3 新型節(jié)能環(huán)保材料在建筑中的應用

3.1 節(jié)能墻面的應用

節(jié)能墻面(輕質(zhì)隔斷)墻面受建筑室內(nèi)使用功能要求的制約，考慮墻面造型時不能存在明顯的凹凸,在確保滿足建筑室內(nèi)防火等級要求的前提下，應選擇采用保溫性能好的保溫隔熱材料，最大限度地減少室內(nèi)熱量的散失。在采用輕質(zhì)隔斷墻體的區(qū)域，特別是在嚴格控制熱量傳導的區(qū)域分隔時（如辦公室與倉庫隔墻）,為有效減少熱量不必要地傳導到無需控溫的房間，應選擇采用新型的保溫隔熱墻面材料，如在輕質(zhì)隔斷內(nèi)加入保溫材料，在輕鋼龍骨紙面石膏板隔墻中加入保溫材料或在需保溫的房間墻面進行保溫處理，以最大限度地減小熱量散失。

3.2 節(jié)能門窗和節(jié)能玻璃的應用

節(jié)能玻璃幕墻、門窗大面積玻璃幕墻的應用是現(xiàn)代建筑的發(fā)展趨勢和潮流。但是，玻璃幕墻和門窗作為建筑圍護結(jié)構(gòu)的重要組成部分,是建筑室內(nèi)、外進行熱量交換、熱量傳導最敏感、最活躍的部位。我國正處于建設的鼎盛時期，每年建成房屋近20億平方米,而能達到國家規(guī)定節(jié)能標準的建筑只占10%左右；且在已有的約400億平方米建筑中，95%以上是高耗能建筑。

影響建筑能耗最直接的因素是建筑維護結(jié)構(gòu)的保溫與隔熱性能，門窗又是其中最薄弱的環(huán)節(jié)。據(jù)統(tǒng)計，在建筑中門窗玻璃的能耗約占建筑總能耗的35%左右，因此節(jié)能玻璃的應用在建筑節(jié)能中具有重要意義。節(jié)能玻璃要具備兩個節(jié)能特性∶保溫性和隔熱性。目前，我國建筑工程采用的節(jié)能玻璃材料主要有∶節(jié)鍍膜玻璃、真空玻璃、中空玻璃和帶薄膜型熱反射材料玻璃、Low-E光化玻璃等。

為了增大采光通風面積或表現(xiàn)現(xiàn)代建筑的性格特征，建筑物的門窗面積越來越大更有全玻璃的幕墻建筑，以致門窗的熱損失占建筑的總熱損失的40%以上，門窗節(jié)能是建筑節(jié)能的關鍵，門窗既是能源得失的敏感部位，又關系到采光、通風、隔聲、立面造型。這就對門窗的節(jié)能提出了更高的要求，其節(jié)能處理主要是改善材料的保溫隔熱性能和提高門窗的密閉性能。另外，建筑圍護結(jié)構(gòu)的門、窗和玻璃幕墻更應該把節(jié)能和合理利用太陽能、地下熱（水）能、風能等新型節(jié)能技術結(jié)合起來，開發(fā)并利用節(jié)能省電（利用太陽能、風能、地熱能等）相結(jié)合的新型門、窗及幕墻材料。

3.3 節(jié)能外圍護材料的應用

目前，大面積玻璃幕墻仍然是大型公共建筑外部圍護結(jié)構(gòu)體系的主導形式，應盡量選擇采用透光率高、保溫隔熱性強的玻璃材料，或者采用能夠合理利用太陽能等新能源的玻璃材料。如北京南站的主站屋頂采用了大量的太陽能光電板，其整體面積約6 700 m2,占整個建筑屋頂采光面積的50%左右，總發(fā)電量達320 kW。大面積玻璃采光屋頂?shù)膽茫捎行г黾咏ㄖ覂?nèi)白天的采光面積，通過利用自然光達到節(jié)能省電的效果；大面積太陽能光電板的應用，還可以發(fā)電供其它電氣設備利用，是真正意義的建筑節(jié)能材料。當前，我國居民住宅的節(jié)能外圍護材料使用不多，但也正朝著輕質(zhì)保溫復合材料的方向發(fā)展。

4 未來我國新型節(jié)能環(huán)保材料發(fā)展展望

節(jié)能環(huán)保型建材具有低物耗、低能耗、少污染、多功能、可循環(huán)再生利用等特征，集可持續(xù)發(fā)展、資源有效利用、環(huán)境保護、清潔生產(chǎn)等綜合效益于一體，成為未來建筑材料發(fā)展的主流趨勢。

4.1 利用可再生資源成為我國新型節(jié)能環(huán)保材料發(fā)展的首選道路

當前我國工業(yè)廢渣年產(chǎn)量驚人,回收利用、替代原材料生產(chǎn)新型建材，不僅可減少環(huán)境污染和資源浪費，更重要的是可實現(xiàn)經(jīng)濟、環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。盡可能少用天然資源，降低能耗并大量使用廢棄物作原料;盡量采用對環(huán)境污染較小的生產(chǎn)技術；盡量做到產(chǎn)品不僅不損害人體健康而且有利于人體健康；加強多功能、社會效益好的新產(chǎn)品的開發(fā)。

4.2 利用環(huán)保材料發(fā)展新型節(jié)能環(huán)保建材

隨著人們環(huán)境意識的不斷增強，以及人類生存環(huán)境的日益惡化,人們對居家環(huán)境的要求越來越高，這也為新型建筑材料的發(fā)展指明了前進的方向。建材主管部門和建筑業(yè)主管部門，要強化合作，把嚴格制定、落實新型建材納入建筑應用的規(guī)程和管理中,切實解決新型建筑材料發(fā)展過程中科研、生產(chǎn)、建筑設計、施工等各個環(huán)節(jié)的具體問題，頒布比較成熟的新型建材及制品設計、應用、推廣產(chǎn)品目錄，部分產(chǎn)品可考慮實行生產(chǎn)許可證等，促進環(huán)境友好型建材市場的發(fā)展。同時，要結(jié)合不同地區(qū)、不同建筑類型，以新型墻體材料為重點，注重承重的復合墻體材料、保溫材料在建筑上的應用研究,促進產(chǎn)品的系列化、配套化開發(fā)，另外還應加強功能建材和綠色建材的研究與開發(fā)，優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。

5 結(jié)語

隨著我國科學技術的飛速發(fā)展,可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略思想深入人心，建筑節(jié)能技術發(fā)展空間廣闊,對新的節(jié)能環(huán)保材料的開發(fā)與應用勢必成為今后研究的焦點,通過對建筑節(jié)能環(huán)保新材料的應用研究，最終達到節(jié)省消耗,節(jié)約能源和保護生態(tài)環(huán)境的目的。

[1]周強.新型節(jié)能型建筑材料的發(fā)展方向[J].現(xiàn)代經(jīng)濟信息(學術版),2009(01).

[2]王少南.節(jié)能建材的發(fā)展方向[J].建材發(fā)展導向,2006(01).