節能環保材料在建筑設計中的運用

趙 珺，吳 赟

（蘭州寰球工程有限公司，甘肅 蘭州 730060）

隨著城市化進程的加快，建筑行業獲得飛速發展，建筑行業內的相關技術和材料也不斷發展和成熟。當然建筑行業技術和材料的發展和要求是與時俱進的，必須符合當前社會發展中節能和環保的要求。節能環保型環保材料已成為目前建筑市場的寵兒，并將是未來發展的目標。本文就重點對建筑設計中不同環節節能環保材料的應用進行深入研究，力求通過深入研究幫助增強設計效果，最大限度降低能耗、減少污染物排放。

1 建筑設計中應用節能環保材料的概念

建筑節能環保材料指的是在建筑中使用具有節能環保功效的材料來進行建筑，避免或減少材料浪費和環境污染的出現。最常見的例如：選擇含甲醛等有害物質少的材料進行建筑施工，減少后期造成的污染發生[1]。設計環節同時還包括不同工序的銜接過程等，在保證材料環保節能的同時，也要保證各部分的有機銜接和結合，保證建筑質量。

2 建筑設計中應用節能環保材料的重要性

2.1 降低能耗、促進經濟發展

不論是哪個年代，能源都是非常重要的資源，是各個行業發展的基礎和動力，在社會建設發展中起到重要作用。可以說能源在一定程度上起到支持國家經濟發展的作用，對國家的經濟發展速度和效果產生影響。而在建筑設計中應用環保節能材料，可以在建筑使用過程中降低能耗，起到節能的作用，因此在建筑設計中應用節能環保材料可以幫助促進經濟發展。

2.2 減少環境污染，提高生活品質

在建筑設計中應用環保節能材料，可以減少建筑材料的使用及一些不必要的工序，減少材料浪費及亂扔等情況的發生，減少環境污染的機會。同時應用環保型的材料，可以減少非環保材料造成的污染問題，總體而言可以起到減少環境污染的作用[2]。進而可以提高居民生活環境的環境質量，給人們提供舒適健康的工作、生活環境，滿足人們的生活需求。

3 節能環保材料建筑設計中的具體應用

3.1 建筑窗戶設計

窗戶是建筑中非常重要的環節，承載著連接室內外空氣環境的作用，是接收太陽最強烈的位置，對建筑節能而言具有重要意義。因此必須將窗戶作為節能環保設計的一個重要環節。需要通過設計和改良來提高玻璃對外面陽光的利用率，以便最大限度將太陽能轉化為熱能和光能，減少后期電能消耗及外墻保溫材料使用。窗戶設計過程中，首先要做好玻璃材質選擇，保證玻璃滿足玻璃堅固的性能要求的同時，保證玻璃具有良好的吸光性能，而非遮擋[3]。其次，可以選用合適的復合材料與玻璃共同使用，提高玻璃的支撐力的同時，起到節約建筑材料的目的。

3.2 建筑墻體材料選擇

墻體是建筑中面積最大的部分，因此也是建筑墻體中節能材料設計應用中不可忽視的部分，也是設計的關鍵。建筑墻體材料選擇時不僅要考慮墻體材料的性能是否滿足節能環保的要求，還要考慮墻體的支撐問題、壽命問題等，考慮材料的總體質量。一般而言，墻體材料的組成包括兩部分，即外墻和復合型保溫隔熱材料。實際外墻是二者混合使用構成的。其中外墻的主要材料包括空心磚材料或混凝土材料等[4]。還有的建筑中會使用塑料泡沫材料進行保溫。外墻設計中還有采用有機玻璃材料的，因為有機玻璃不僅能夠隔熱，還能提高建筑對太陽能的吸收能力，甚至還可以將有機玻璃與太陽集熱板聯合使用，提高能源利用率的同時降低能量消耗。但是應用有機玻璃作為外墻材料時，還需要考慮外墻的穩定性和堅固性。

3.3 建筑屋頂設計

屋頂也就是建筑的頂端，尤其是對單層及高層、頂層而言，建筑屋頂也就是房頂，其承擔著接受光照的重任，對屋頂下室內的溫度高低具有重要影響，因此必須對節能環保材料在屋頂中的設計進行深入研究，增強屋頂的節能效果。屋頂的設計要考慮屋頂和造型和材質選擇。首先，是屋頂造型選擇。研究表明較平頂而言，圓形屋頂或塔式屋頂可以減少同期動力對建筑屋頂的影響，同時可以規避雨雪水滲漏及冰雹沖擊，保證屋頂質量。其次，要注意屋頂材質選擇。我們所說的建筑設計、施工及投用后的能源問題主要是材料使用和后期用來進行照明、保溫等作業的電耗及材料損耗問題[5]。為了提高太陽能等能源利用率，可以對屋頂保溫，也可以嘗試使用有機玻璃建造屋頂。

4 增強建筑設計中節能環保材料應用效果的措施

增強節能環保材料在建筑中應用效果的方法主要可以體現在以下減少材料應用及做好材料設計選擇兩個方面：

4.1 注意節能環保材料的質量和材料選擇

節能環保材料的選定具有一定的原則，基本原則是“低成本、污染小”。因此，必須在建筑設計方案中體現具體的材料種類選擇。首先，在設備選擇方面。對功率相同的同類設備而言，選擇效果好的。對同等效果的設備而言，要選擇功率小的，同時對低功率達標與高功率高效果的設備而言，選擇前者即可，避免造成浪費[6]。總而言之，要保證設備的節能性；其次，對施工中所使用的材料而言，也必須考慮節能的問題。這個主要從原料使用及后期投入使用后的節能問題兩方面來考慮：①盡可能減少某一種材料的使用，很多時候可以采用廢物利用，達到節能的目的；②進行材料選擇時，必須考慮材料應用后的效果，綜合考慮材料投入與其最終應用效果兩方面的因素，在保證后期能源節約的基礎上減少前期投入，做出最優選擇。最后，重視節能環保材料質量。應該進行節能環保材料質量分析，了解材料有無污染物或污染物的占比多少等問題，同時還應該保證節能環保材料的使用壽命，盡可能低保證材料壽命與建筑物壽命一致，避免中途材料損壞更換，出現二次施工及材料更換現象，造成材料消耗的同時增加工程施工投入成本、污染。還需注意施工過程中的施工技巧和步驟選擇，避免因為盲目施工設計問題而影響施工材料的性能，進而造成材料損壞，縮短材料壽命。例如考慮材料承載負荷的能力，避免壓力過大縮短材料使用壽命。

4.2 通過優化設計減少材料消耗

首先，合理優化建筑結構，減少材料使用。在進行建筑設計是必須考慮環保建筑工程的功能要求及建筑工地周圍的光照、風向等環境因素。進而進行建筑項目結構和布局設計，通過充分利用周圍環境中的溫度、陽光、水源等自然資源，提升項目的節能性。這樣不僅可以提高建筑完工以后的能源利用率，提升建筑的總體節能性，還能有效減少建筑過程中一些不必要的設施設備等材料使用，達到節約資源的目的。具體的建筑設計包括通過選擇建筑朝向和地址來吸收光能、風能，實現這些能量到熱能、光能的轉化。如將建筑項目中的陽臺選在光照角度好的位置，優先選用陽光直射的區域，以便達到減少人工光照設置的頻率，減少電能消耗。同時還可以增強冬季保暖效果，減少冬季空調使用。建筑設計時將房屋建筑朝向設計在順風向上，增強建筑的季節性溫度變化調節能力，減少悶熱、潮濕等現象出現的可能性。其次，適當進行綠化配置。節能建筑建設過程中必須考慮綠化配置問題，建筑周圍設置綠植可以起到吸收熱能，幫助大地阻擋建筑地面吸收熱能的效果，起到一些改變建筑周圍環境氣候的目的。同時還應該配置一些水池、噴泉等建筑，幫助建筑降溫，減少夏季空調、風扇等設施設備的使用，起到節約電能的目的[7]。與此同時，不僅室外可以設計綠植和水池，室內也可以擺放綠植等。最后，減少現場施工環節。這里所說的減少現場施工環節，指的是對于一些需要到現場加工的原材料，可以采用選用材料半成品的方式來替代原材料使用，以便減少由原材料到半成品的施工過程，減少施工現場污染、降低建筑資源能耗。最常見的包括使用化學合成的PVC 門窗及鋁木門窗等半組裝式門窗來替代現場設計施工。實際施工設計過程中，還應該提前根據需求制定材料選擇的環保和能耗標準，并根據施工資源及需求來進行種類選擇。例如：選用玻璃鋼門窗替代鋁木復合門窗，以避免后者后期的氧化問題出現，提高建筑建設質量。

5 結語

綜上所述，環保節能是目前和未來社會發展的原則之一。建筑行業也不例外。相關人員必須認識到在建筑設計中應用節能環保材料的重要性，將材料選擇標準及原則等融入設計方案中，增強建筑的節能環保設計效果，進而確保建筑的總體建筑效果。