低碳經濟背景下建筑材料對建筑節能影響研究

徐 杰

（天津津貝爾建筑工程試驗檢測技術有限公司，天津 300170）

0 引言

據不完全統計可知，近百年來全球的氣溫從冷到暖有過兩次較大的波動，平均氣溫上升至0.74℃并且隨著建筑行業的興起，使建筑材料對環境的影響更加嚴重，所以，本文針對上述情況展開論述。李思萌[1]認為在低碳目標導向下，應采用裝配式的設計方式，優化建筑物的窗口，采用建筑節能材料，以保證全球的環境不會受到影響。劉海波[2]認為在建筑項目開展過程中應增加對中國建筑碳排放權的思考，重視全球氣候變暖問題，合理應用建筑材料。王軍雷[3]認為，建筑施工技術在實施過程中應堅持節能理念，控制溫室氣體排放量，基于低碳經濟背景下，增加對建筑材料等方面的關注，實現建筑節能。

1 低碳經濟背景下的建筑節能分析

首先，我國作為發展中國家，每年建筑房屋面積可達到17 億～18 億m2之間。近400 億萬m2的建筑物中節能建筑僅能達到1%。對于建筑行業而言，應注重建筑節能方面的內容，了解在低碳經濟背景下，建筑節能包含了房屋建筑、建筑材料生產、構筑物施工等方面的內容，只有同等需要得到滿足，才能降低建筑項目中產生的能耗。因此，減少能源需求的方法為，合理規劃設計建筑，明確圍護結構的狀態，使用戶的用能效率，能源的利用率能夠提高。簡而言之，在建筑材料的應用期間，需要減少工程中的有害氣體，提高污水回用率，減少實心黏土磚的使用，控制鋼材的使用占比并采用低碳環保的方式，保證建筑材料不會對全球的環境造成影響。

其次就低碳經濟背景而言，為明確低碳經濟背景下建筑節能的重要性。可以從選址、規劃、設計、建造和使用過程進行分析，確保建筑材料在生產過程中，構筑物施工環節以及房屋建筑使用階段，材料的節能要求能夠達標，在選址時通過施工前期的設計與規劃，對地址進行決策及論證，規劃好本區域內環境的狀態，在哪個方位，哪個地點，在穩定建筑物后，讓終端用戶能夠受益。在建筑規劃及設計環節，提升建筑材料的使用效率，達到節約能源的目的。這樣一來，則可降低建筑工程中的能量損失，在保證建筑工程項目如期竣工完畢的基礎上，讓能源的利用效率提升。在建筑建造過程中，應該使建筑項目的改建、擴建、設計、改造等環節都能統一建筑節能標準，提高空調制冷或是制熱系統的工作效率，使采暖供熱及保溫隔熱性能提高，減少在照明等建筑全壽命過程的能源消耗。

2 低碳經濟背景下建筑材料對建筑節能產生的影響

節能型建筑材料能夠滿足建筑項目環保要求，發揮自身的環保性作用，增加在國家節能減排工作方面的契合度，促使房建工程能夠運用抗震鋼板、防火彩鋼板等材料，展現出造價低、性能好且無污染的性能，成為建筑行業不可或缺的節能材料。但若建筑材料應用不當，則會增加對建筑節能工作方面的應用。

2.1 建筑材料過量使用，降低建筑節能工作效率

由于傳統的建筑材料在選擇過程中存在一些問題，對工程的成效造成直接的影響。若大量應用水泥材料、混凝土材料，則會對建筑節能工作效率造成影響。其原因在于，在材料生產環節不僅會消耗能源，煤炭、石料等不可再生資源未被合理應用，則會降低結構性材料的應用效率，容易增加建筑項目中的污染，制約環境保護工作的實施。金屬材料、鋼筋材料、工程塑料以及玻璃材料的應用，會增加對環境的影響，使建筑節能工作無法順利發展。在此背景下，以往的裝飾材料主要依靠貼面、油漆進行裝飾，在生產階段必須執行化工處理，會產生大量的有毒物質，如甲醛等，增加在建筑工程中的能源消耗，還會使環境污染問題更加嚴重。

2.2 合理開展建筑工程，輔助建筑節能工作實現

結合發達國家在世界中的能源消費結構可知，交通、建筑以及工業對環境的影響是較大的。本文主要對建筑材料進行分析，了解到建筑結構的優化會降低傳統工程材料的應用，采用裝配式建筑，能夠穩定金屬結構框架，讓工作人員到施工現場開展工程，既控制了建筑結構的精度，又充分發揮出建筑材料的性能，給予工程質量保障。

由表1 內容可知，建筑行業對世界能源的消費較大并且隨著國家的發展，建筑材料在世界中的消耗占比會持續增加。而我國為拓展低碳城市的發展路徑，應增加在工業、交通運輸以及建筑行業方面的思考，具體占比如圖1 所示。

圖1 低碳城市發展路徑規劃圖

表1 發達國家在世界內的能源消費結構

為保證低碳城市發展路徑的拓展，應在建筑外部裝飾工程的公共環節，運用建筑防水、建筑防火以及保溫層為工程提供保障，降低塑料材料的應用，控制天然氣以及電力的使用占比，讓建筑節能工作的潛力有所發揮。拓展硅藻泥無醛板材的應用空間，使建筑工程中的環保型材料能夠得到充分的利用。同時，還應重視綠色建筑指標體系，從建筑工程長遠角度進行思考，運用正確的工廠化操作方式，增加在節能減排工作方面的契合度，促使材料的比較優勢能夠展現。另外，可增加在建筑環境方面的考慮，采用節能、節地、節水、節材的方式，合理利用建筑資源，保證室內環境質量能夠達標并采用運營管理的方式，創建出智能化系統，增加在綠色建筑項目中的有利因素，具體如圖2 所示。

圖2 低碳經濟背景下建筑材料及建筑節能流程圖

3 建筑材料合理應用于節能項目的有效措施

目前的建筑行業產生的能耗占據社會總能耗的30%，建筑能耗為國家總能耗的33%，其最終比例可能上升至35%，截至2020 年，國別建筑耗能已經達到了1 089 億t，基本年建成房屋面積高達16 億～20 億m2，建筑面積高達700 億m2，若不合理設計建筑節能工程，則會提高國內的能源危機。所以，應采用建筑節能項目措施，合理應用建筑材料，以減少國內建筑行業的能源總需求量。

3.1 制定建筑設計規劃方案

建筑項目在施工過程中容易受到外界環境的影響，提高在施工環節的能耗占比。所以，應制定建筑設計規劃方案，合理執行項目規劃、選址、體型朝向等設計方案，穩定建筑圍護結構，以完成建筑節能項目。

3.2 創建飾面及外墻保溫系統

為避免建筑行業內發生能源危機，可合理應用EIFS 系統，提高建筑外墻的應用概率達到17%，使多層復合材料能夠輔助EIFS 系統的形成，增加在商用建筑以及民用建筑方面的適用性。首先，在系統創建過程中可合理應用聚苯乙烯泡沫塑料，控制器厚度在30～120mm 之間。合理應用粘結劑，采用機械穩固的方式，讓材料可以合理應用于建筑外墻。在中間區域的建設過程中，優先選擇防水性聚合物砂漿的應用，讓其能夠占據基層的位置，附加保溫板。通過玻璃纖維網的應用，讓覆蓋層表面呈現出光滑的狀態。避免在EIFS 系統運行過程中出現開裂、脫色等問題。最后，應選擇合適的涂料，如共聚物涂料等。使外墻及飾面的防腐蝕性增強，讓其可以長期應用于建筑項目當中。

3.3 增加門窗節能技術適用性

若門窗的采光性較強，則可節省建筑物內照明設備，讓其可以充分發揮出圍護以及通風作用。采用門窗節能技術，可通過材料改善的方式，讓門窗的保溫性能以及密閉性增強。通過鋼塑材料、鋁木復合型材料、塑木復合材料、鋁合金斷熱型材料、UPVC 塑料的應用，可提高門窗節能產品的應用效率。

其中UPVC 塑料型材是近幾年應用廣泛的節能產品，其運用聚氯乙烯高分子材料，減少在生產過程中的污染物產生，讓材料的導熱效果能夠提升，通過多腔體結構的構建，展現出UPVC 塑料型材的密封效果，促使門窗的保溫性能有所提升。據不完全統計可知，在歐洲國家此種型材的使用頻率已經超出了50%且呈現出不斷上升的趨勢。而窗戶中玻璃的選擇，可運用磁控真空濺射的操作方式進行合成，使玻璃能夠吸熱、防火，增加其中的金屬銀層，使玻璃能夠根據外界的光線而發生折射。例如：采用變色玻璃，讓玻璃的感光性能夠增強，保證在太陽光直射室內的情況下，太陽不會進行直接的輻射。若天氣較陰，可保證太陽光可以直接進入室內。

或者采用玻璃的應用，讓其節能效果能夠展現。在玻璃上增加變色物質、導電膜的應用，采用電壓調節的方式，玻璃受到太陽光的影響進行自我調節，使玻璃的節能效果能夠展現出來，進而增加門窗節能技術在建筑節能項目中的適用性。

3.4 減少建筑設施應用能耗

不論是照明、采暖還是制冷都會消耗建筑材料，對建筑項目的節能效果造成直接的影響。例如：在建筑節能辦公樓的構造項目中，可運用建筑圍護的方式，增加先進材料的應用，運用透氣式夾層，保證室內具有良好的通風效果，確保建筑物內的格子窗可以進風，而北面的格子窗則作為排風用途。通過計算機系統的輔助運行，使冷管道系統能夠合理地進行埋設，利用他了解室溫的方式，增加散熱器制冷技術的實用性。

或者利用回水井回灌的方式，減少建筑設施的應用。如：降低工程中人工照明的概率，運用組合型采光的方式，保證每一個單元內都會有日光照射。讓施工管理人員運用遠程檢測器，實現對相關系統的遠程遙控，讓照明系統的亮度能夠0%亮度到100%亮度之間相互調節。另外，可運用節能型管，降低建筑設施在應用過程中產生的能耗，促使建筑工程不會受到影響，達到節能減排的目的。

3.5 加強屋頂節能技術應用

對于建筑項目而言，屋頂區域的施工作為項目的重點維護地區。首先，應增加在隔熱、保溫等方面節能效果方面的考慮。若建筑項目在寒冷地帶竣工，可增加保溫層的設置，運用阻斷室內熱量散發的方式，避免室內的熱能向室外進行傳播。而在炎熱地帶，可加強防水層在屋頂的設置，運用輕質材料增加室內的保溫效果。例如：通過玻璃棉、膨脹珍珠巖的應用，讓施工人員運用正鋪法，提高室內屋頂的防水性。同時，可采用聚苯乙烯泡沫材料，讓施工人員運用倒鋪法做好室內的隔熱防水操作。

其次，增強屋頂的節能效果，可運用紙纖維強化室內的保溫性能。通過廢紙回收的方式，讓舊紙板能夠被硼砂進行處理，采用阻燃操作的方法，達到建筑防火效果。在竣工過程中，優先對房屋頂區域進行考慮，讓紙纖維依次噴入其中，在纖維全部粘附于屋頂后，方可形成保溫層[4]。

最后，采用定時噴水、架空通風、屋頂綠化以及屋頂蓄水的方式，增加屋頂節能技術的適應性，促使建筑節能項目能夠采用生態技術、智能技術的方式實現。例如：采用太陽能的集熱方式，加強對屋頂區域通風效果的控制，以達到建筑項目的節能目的[5]。

3.6 合理應用外墻節能技術

對于建筑外墻結構而言，以往的材料厚度難以發揮出保溫作用，采用重質單一材料，只會增加墻體的厚度，使此種保溫方式無法適用于環保以及節能工作要求。而增加新材料的應用，采用復合墻體能夠很好地維持墻體的狀態，運用鋼筋材料、塊體材料以及混凝土材料的組合，使其作為主要的承重結構，讓其與保溫隔熱板進行銜接。或者，采用在框架結構內增加隔熱材料、保溫材料的方式，使墻體的保溫效果可以提升[6]。

建筑項目中的外墻節能技術在實施過程中，需要采用礦渣棉、巖棉、膨脹蛭石、聚苯乙烯泡沫、膠粉聚苯顆粒以及膨脹珍珠巖等材料。讓生產部門運用特殊的施工工藝，增加先進設備的應用，使顆粒漿料能夠加水進行攪拌，使其中的骨料形成漿料，均勻地涂刷于墻體表層，以使其可以創建出無空腔保溫層，具體如圖3 所示。

圖3 外墻保溫系統逐層分解圖

據此，則可提高聚苯顆粒骨料的應用效率。在開展建筑改造工程時，可讓骨料進行回收利用，提取其中的廢聚苯板，增加膠粉的應用，使其中的粉煤灰廢物能夠減少。此時，通過節能材料以及廢物應用的方式，讓墻體能夠內附保溫層，或者是采用夾心保溫、外附保溫層的方式，將泡沫聚苯板在建筑工程中大批量使用[7]。若結合不完全統計可知，在其他國家（以德國為例）外保溫建筑的應用占比高達80%。由此方式，方可看出外墻節能技術的應用成效。

4 結論

綜上所述，將低碳經濟理念應用于建筑行業當中可提高建筑材料的應用效率，達成建筑節能的共識發展。本文通過綠色建筑節能思想的引入，最大限度內降低了資源的消耗，減少在建設活動中的有害氣體產生，使施工部門在工作實施過程中應針對具體問題，具體分析，大力開發建筑節能技術，將外墻節能技術、屋頂節能技術、門窗節能技術等應用于建筑項目當中，降低施工環節產生的能耗，進而營造良好的施工環境，希望對未來建筑行業的發展有所幫助。