節(jié)能材料在建筑設(shè)計(jì)中的作用淺析

裴建仁

摘 要：隨著我國(guó)住宅節(jié)能工作不斷的深入、節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高，在學(xué)習(xí)引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)基礎(chǔ)上， 我國(guó)研發(fā)推廣了眾多采用不同材料的建筑節(jié)能技術(shù)。這些節(jié)能保溫材料及體系的應(yīng)用，有力的推動(dòng)了我國(guó)節(jié)能工作的進(jìn)展。

關(guān)鍵詞：建筑設(shè)計(jì)；節(jié)能材料；應(yīng)用

1 前言

節(jié)能減排不僅僅是我國(guó)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的長(zhǎng)遠(yuǎn)方針，也是當(dāng)前一項(xiàng)較為緊迫的任務(wù)。建筑節(jié)能是節(jié)能工作的重要環(huán)節(jié)。本文就我國(guó)建筑設(shè)計(jì)節(jié)能材料的應(yīng)用進(jìn)行了相應(yīng)的探討。

建筑物的能耗主要受構(gòu)成建筑物的圍護(hù)結(jié)構(gòu)材料及建筑物的用能設(shè)備影響，由于建筑節(jié)能的要求，這兩方面都發(fā)生了較大變化。圍護(hù)結(jié)構(gòu)中的墻體變成了保溫墻體，門窗及幕墻不僅保溫隔熱且部分還增加了遮陽(yáng)系統(tǒng)，屋面變成保溫隔熱屋面，樓地面增加了保溫或采暖制冷系統(tǒng)。這不僅要提高設(shè)備效率，更要逐步發(fā)展可再生能源及新型能源。同時(shí)相應(yīng)施工技術(shù)也要與時(shí)俱進(jìn)。

2 節(jié)能墻體的應(yīng)用

2.1 保溫墻體多為無機(jī)和有機(jī)材料的復(fù)合

我國(guó)傳統(tǒng)的圍護(hù)結(jié)構(gòu)墻多由無機(jī)材料組成，如磚石砌體、水泥砂漿、混凝土等，由于節(jié)能保溫的需要，如今引入了大量有機(jī)保溫材料，如模塑聚苯乙烯泡沫板、硬泡聚氨酯、擠塑聚苯乙烯泡沫板等，有機(jī)保溫材料保溫性能比傳統(tǒng)墻體材料保溫性能強(qiáng)，所以在建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能中廣泛應(yīng)用，并形成了一種無機(jī)和有機(jī)材料復(fù)合墻體，同時(shí)對(duì)施工工藝也提出了新要求。典型保溫墻體，是有機(jī)和無機(jī)材料相間復(fù)合而成，這種墻體除傳統(tǒng)的承重、隔聲要求外，還增加了保溫隔熱要求。要求無機(jī)材料與有機(jī)材料組合成一整體，在自然環(huán)境中共同作用，因而對(duì)組成墻體的材料性能和施工工藝有了新要求，如抹灰不再是傳統(tǒng)意義上水泥砂漿抹灰，涂料也不同于水泥砂漿外墻，膩?zhàn)右膊皇瞧胀ㄍ鈮δ佔(zhàn)樱N面磚也不是貼于傳統(tǒng)墻面上，施工工藝產(chǎn)生了較大變化。

2.2 保溫墻面抗裂性比傳統(tǒng)墻體要求高

從材料學(xué)和結(jié)構(gòu)學(xué)來看，只要不影響結(jié)構(gòu)安全，傳統(tǒng)無機(jī)材料墻面出現(xiàn)裂縫是常見也是允許的。而節(jié)能保溫工程要求較高。一是無機(jī)材料與有機(jī)材料組成的復(fù)合墻體易產(chǎn)生裂縫；二是外保溫系統(tǒng)的外飾面及防護(hù)層使用環(huán)境不理想；三是材料導(dǎo)熱系數(shù)及濕度影響其保溫性能。一旦保溫層及抗裂防護(hù)層發(fā)生開裂，墻體保溫性能會(huì)發(fā)生很大改變，不但滿足不了節(jié)能要求，還可能危及墻體安全。因而防裂性是墻體保溫工程需解決的關(guān)鍵技術(shù)之一。

影響抗裂因素較多，抹面砂漿和增強(qiáng)網(wǎng)構(gòu)成的抗裂防護(hù)層，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)抗裂性能起著關(guān)鍵作用。抹面砂漿的柔韌極限拉伸變形比最不利情況下自身變形（干縮變形、濕度變形、化學(xué)變形、溫度變形）和基層變形之和要大，從而保證抗裂防護(hù)層抗裂性需求。復(fù)合于抹面砂漿中的增強(qiáng)網(wǎng)（如玻纖網(wǎng)格布），既可有效的增加抗裂防護(hù)層拉伸強(qiáng)度，又可將原可能產(chǎn)生的較寬裂縫（有害裂縫）分散為較多較細(xì)裂縫（無害裂縫），從而形成抗裂作用。表面涂塑量及涂塑材質(zhì)對(duì)玻纖網(wǎng)格布早期耐堿性有較重要意義，而玻纖品種對(duì)于長(zhǎng)期耐堿性具有決定性意義。將現(xiàn)場(chǎng)配制的普通的水泥砂漿抹在保溫層上，不易解決抗裂問題。由于水泥砂漿收縮較大，與保溫材料的收縮膨脹性能不同，在交界面上易產(chǎn)生裂縫。

3 節(jié)能門窗、透明幕墻以及遮陽(yáng)系統(tǒng)施工

透明圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱，除了提高玻璃及框扇本身熱工性能并保證中空玻璃密閉性外，還與玻璃、邊框接縫及框扇搭接縫嚴(yán)密程度有密切關(guān)系。只有各個(gè)接縫足夠嚴(yán)密，才可保證盡量減少空氣滲透。空氣滲透是能量損失的重要途徑之一。施工中，大多用各種密封條或密封膠來提高氣密性。各種門窗密封膠條種類繁多，要與型窗的設(shè)計(jì)相結(jié)合。最理想的方案是在設(shè)計(jì)型窗或幕墻時(shí)，同時(shí)設(shè)計(jì)配套的密封條，在必要時(shí)需多道密封。且要選用彈性好且耐老化的材料，一般以氯丁橡膠和三元乙丙為宜，質(zhì)量不佳的密封條會(huì)較早老化失效，給用戶帶來極大不便及經(jīng)濟(jì)上的損失。對(duì)于玻璃的鑲嵌，除采用密封壓條，還可用玻璃膠或二者相結(jié)合使用。玻璃幕墻，特別是隱框玻璃幕墻，較多采用硅酮結(jié)構(gòu)膠，但要注意密封膠與玻璃及所接觸配套材料的相容性，以防密封失敗，避免因此可能出現(xiàn)的嚴(yán)重安全隱患。

除窗及幕墻本身的密閉外，窗和墻體接觸部位的密封及防水亦不容忽視，可在框與墻接觸的縫隙中，填入高效保溫材料（如發(fā)泡聚氨酯），后在窗戶兩邊與墻交界處，用密封膠封閉，以防雨水侵入。戶門及陽(yáng)臺(tái)門可用填充聚苯板或巖棉板的門，并與防水、防火要求相結(jié)合。

提高門窗、幕墻結(jié)構(gòu)與圍護(hù)結(jié)構(gòu)一體化節(jié)能技術(shù)，改善墻體總體節(jié)能效果，關(guān)鍵在于門窗、幕墻錨固和填充技術(shù)以及利用太陽(yáng)能、空氣動(dòng)力節(jié)能技術(shù)的解決。如今大型公共建筑出現(xiàn)了一種稱為“雙層皮”幕墻結(jié)構(gòu)形式，即在外窗或幕墻外再設(shè)一層玻璃幕墻，往往是內(nèi)層為中空玻璃，外層為單玻，兩層間距約20cm～60cm。每層樓的外層玻璃的上、下端均設(shè)可調(diào)節(jié)的通風(fēng)口，冬季有陽(yáng)光照射時(shí)，可打開外層幕墻下端及內(nèi)層窗上端的通風(fēng)口，以使兩層玻璃間被陽(yáng)光加熱的空氣進(jìn)入室內(nèi)，降低取暖能耗。夏日可打開外層上、下端的通風(fēng)口，兩層墻間的空氣層經(jīng)陽(yáng)光照射形成向上流通的氣流，將熱空氣散發(fā)，以降低內(nèi)層窗外表面溫度，從而減輕室內(nèi)空調(diào)負(fù)荷。

4 結(jié)束語(yǔ)

近些年來，建筑節(jié)能工程領(lǐng)域不斷出現(xiàn)了大量的新材料、新技術(shù)、新工藝，給傳統(tǒng)的建筑節(jié)能施工技術(shù)帶來了較大的沖擊，這一系列新材料、新技術(shù)的出現(xiàn)，解決了傳統(tǒng)節(jié)能施工中無法實(shí)現(xiàn)的技術(shù)瓶頸，同時(shí)也使得建筑節(jié)能施工質(zhì)量及效率得到了空前提高。隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，將會(huì)出現(xiàn)更多的新材料、新技術(shù)和新設(shè)備，這不僅僅會(huì)推動(dòng)我國(guó)建筑節(jié)能工作的進(jìn)展，同時(shí)也將更加有力的促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)與社會(huì)可持續(xù)性發(fā)展。

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