刍议建筑节能材料与技术的应用.doc

1、刍议建筑节能材料与技术的应用摘 要：随着科学技术的不断创新，我国建筑工程得到了进一步的深入发展，随之带来了严峻的能源紧张问题，已经成为了当前社会发展过程中的时政热点。建筑节能材料作为建筑节能的有效途径，对于建筑工程的可持续发展起着举足轻重的作用。 关键词：建筑节能；节能材料；技术；应用 一般而言，建筑材料对于建筑工程的安全性与适用性起着重要的影响，随着人们环境保护意识的不断提高，为了提高传统建筑材料的整体利用效率，新型建筑节能材料孕育而生。随着我国社会经济的不断发展，对建筑能源利用提出了更高的要求，注重不可再生资源的有效利用率，坚持可持续发展理念，积极开发利用可再生资源。因此，如何利用建筑节能

2、材料与技术已经成为了当前建筑行业发展的关键课题。 1 当前建筑节能发展现状 虽然我国建筑工程取得了一定程度的发展，但是在实际的发展过程中存在诸多的问题，主要表现在四个方面：第一，我国节能工作与发达国家相比起步较晚，因此建筑节能水平比较落后。国内大多数采暖地区围护结构的热功性能都比气候相近的发达国家差许多。我国建筑节能设计与发达国家间存在差距，我国外墙的传热系数是他们的 3 至 4.5 倍，外窗为 2 至 3 倍，屋面为 3 至 6 倍，门窗的空气渗透为 3 至 5 倍；第二，高耗能建筑数量庞大，建筑耗能的总量逐年上升，加剧能源危机。据分析，我国处于建设鼎盛时期，每年新建成的房屋面积高达 16

3、亿至 20 亿平方米，而 96%以上是高耗能建筑，大约只有 4%建筑应用了节能技术。以如此建设增度，从某种程度上来讲，加剧了我国的能源危机；第三，节能技术开发成本相对较高。建筑节能设计初期投入成本偏高，同时政府相应的鼓励政策不健全，大部分投资者对建筑节能投入积极性不高；第四，我国建筑节能设计体系不完善，建筑节能设计人员专业技能以及专业素养偏低，对节能建筑设计标准的认识不足。 2 建筑节能材料应用分析 2.1 外墙节能材料 一般而言，外墙保温主要的建筑维护是保温绝热材料，积极开发与应用高效保温绝热材料，已经成为了当前构建节能建筑的有效途径。通过改善外墙结构的热工性能，在夏季可减少室外热量传入室内

4、，在冬季可减少室内热量的流失，使建筑热环境得以改善，从而减少建筑冷、热消耗。在一定条件下，积极利用无定形无机材料以及有机高分子材料，其吸湿率低。同时，在某种程度上能够抵抗冲击荷载，具有一定的机械强度，粘结性能良好，环境耐久性高，对于保温绝热具有很大的影响作用。随着我国外墙节能技术的不断发展，一般的外墙节能材料主要有三种：第一，聚苯乙烯泡沫塑料。主要原料为聚苯乙烯树脂，是由发泡剂发泡而形成的一种节能材料，表观密度与导热系数相对较小，吸水率低，同时聚苯乙烯泡沫塑料尺寸精度高、隔音性能良好、机械强度高，在外墙保温技术应用中具有很高的价值；第二，矿物棉。矿物棉是一种无机材料，不具备燃烧性能，隔声与保温

5、效果好，同时价格较低，但其抗拉强度较低、耐久性差；第三，硬质聚氨醋泡沫塑料。这种节能材料绝热性能优越、导热系数低、耐水汽性能好，但其价格较高、易燃，一定程度上限制了使用范围。 2.2 屋面保温材料 在建筑围护结构传热损失中，一般建筑屋面传热损失所占比例较大，严重影响了居住环境的舒适度，因此强化屋面保温隔热性能设计已经成为了建筑节能的有效措施。现阶段，我国常见的屋面保温材料有加气混凝土、泡沫混凝土、聚苯乙烯泡沫塑料、聚氨酯泡沫塑料等。加气混凝土具有质量轻、保温性能好、吸音效果高、可加工等特点，被广泛运用于建筑屋面上。泡沫混凝土是一种无机材料，其耐火性能好，导热系数低，用于屋面保温材料具有很好的节

6、能效果。聚苯乙烯泡沫塑料具有质量轻、保温隔热性能良好、价格便宜、易加工、施工操作简单等优点，但其耐热性、抗老化性差，使用寿命小，不利于环保影响。聚氨酯泡沫塑料具有优良的保温性能，同时其导热率很低，密度小，力学性能好，抗腐蚀、耐老化，使用寿命长，但其投资成本高。 2.3 其他新型材料 石膏是五大凝胶材料之一，随着石膏工业的迅速发展，石膏的需求量逐年增大，开采量也逐年递增，这加快了石膏资源危机。我国工业副产品石膏排放量逐年增长，随着国家环保政策的不断推动，天然石膏已经逐渐被氟石膏、磷石膏、脱硫石膏等工业副产石膏所替代，应用于水泥及墙体材料的生产中。积极利用工业副产品石膏，有助于控制固体废渣的二次污

7、染，变废为宝，节约天然石膏用量，提高不可再生资源利用率，降低产品生产成本，提高社会经济收益。其次，太阳能是一种典型的可持续能源，是一种环保、节能、廉价、无污染的绿色能源，因此充分开发和利用太阳能，建造太阳能建筑，可以代替和节约能源，实现可持续发展。 3 建筑节能技术应用分析 3.1 屋面节能技术 屋面由于受太阳辐射面积大、时间长而成为节能设计的关键部位。又因屋面受其自身因素的影响，屋面保温层材料应选择导热系数要偏低、密度要大，避免出现屋面重量与厚度过大等现象，同时对防水性能要求高。因此不断开发利用屋面节能设计已经成为了当前建筑节能的关键措施。在屋面节能设计过程中，主要注意两个方面的内容：第一，

8、屋面的构造设计。传统的屋面做法是将保温层放置于防水层的下方。其所用的保温材料如果吸湿后，导热系数会陡增，因此需做隔气层、排气孔，施工条件苛刻，屋顶结构负荷大，容易老化而且不易翻修。倒置屋面是一种新型的节能型屋面保温形式，就是将传统屋面构造中的保温层与防水层颠倒，把保温层放在防水层的上面，其保温层一般采用挤塑聚苯乙烯等新型材料。其构造简单，不需设屋面排气系统，防水层受保护，避免了热应力，抗湿、保温隔热与抗压等性能优越，施工简易等特点。因此倒置式屋面技术得到了极大的应用与发展；第二，屋面的节能形式。近几年，出现了屋面绿化、蓄水屋面、浅色坡屋面等多种屋面节能形式。城市建筑实行屋面绿化，可降低建筑能耗

9、、减少温室气体排放，同时可以美化城市改善城市气候，应积极推广。蓄水屋面就是在刚性防水屋面上蓄一层水，其目的是利用水蒸发时，带走大量水层中的热量，大量消耗晒到屋面的太阳辐射热，从而有效地减弱了屋面的传热量和降低屋面温度，是一种较好的隔热措施，是改善屋面热工性能的有效途径。浅色坡屋面对于太阳光的反射率高达 65%，其隔热效果好，能减少大量的能源消耗。 3.2 墙体节能技术 传统墙体材料主要使用实心黏土砖，为了满足保温要求，通常要增加砌筑厚度，这种做法严重浪费了建筑能源和土地资源，其浪费率高。现阶段，单一的墙体材料已经无法同时满足保温、隔热的要求，因此在墙体节能技术设计中，推广采用复合墙体以及空心砖

10、墙技术，具有重要的现实意义。复合墙体一般用块体材料或钢筋混凝土作为承重结构，与保温隔热材料复合，或在框架结构中用薄壁材料加以保温、隔热材料作为墙体。当前，复合墙主要有内保温、中间保温以及外保温三种形式。就内保温而言，主要是在外墙内侧运用绝缘材料；中间保温方法是将绝缘材料设置在外墙与内墙之间，其保温性能好；外保温方法将复合绝缘材料设置在承重墙外侧，热稳定性较强。在墙体节能技术应用过程中，为了提高保温材料承受恶劣环境影响的能力，要注意保温材料的耐久性以及墙体朝向的不同。通常墙体朝向不同其吸收的太阳辐射量也存在很大差异，向阳一面的墙所吸收的热量较多，因此要在其它方向的墙体中设置保温材料，有助于降低保

11、温费用消耗。 3.3 外门窗节能技术 在建筑节能设计中，外门窗作为关键的传热通道，是太阳辐射得热与建筑结构失热的重要部件。门窗具有采光、通风和围护的作用，为了确保通风顺畅以及采光效果的良好，要对门窗进行节能设计。对门窗的节能处理主要是改善材料的保温隔热性能和提高门窗的密闭性能。一方面从门窗框扇材料来看，目前主要有塑钢型材门窗框扇、塑铝型材门窗框扇、玻璃钢型材门窗框扇及 UPVC 塑料型材门窗框扇。我国现使用较广的是 UPVC 塑料型材及玻璃钢型材门窗框扇。UPVC 塑料型材，其生产过程中能耗少、无污染，而且材料导热系数小，多腔体结构密封性好，因而保温隔热性能好。玻璃钢型材热导率低，玻璃钢窗体保

12、温性能好，对热辐射和太阳辐射具有隔断性，隔热性能好，而且具有耐腐蚀耐寒热的特点。因此 UPVC 塑料型材及玻璃钢型材是国家重点鼓励发展的节能产品。另一方面玻璃的热工性能对窗的节能性能也是有重大影响。为了增大通风采光面积，建筑门窗面积越来越大，大面积玻璃会造成能量损失过大的问题。因此通过不断的技术创新，现推广使用的的节能玻璃主要有中空玻璃、真空玻璃、镀膜玻璃。中空玻璃导热率很底，具有优异的保温性能。真空玻璃其隔音性能、透光折减系数好。镀膜玻璃对可见光具有较高的透射率，可以保证对室内的能见度，同时，对红外光具有较高的反射率，达到保温节能的效果。 3.4 太阳能技术 太阳能源作为一种可再生能源，具有

13、安全性、可靠性、资源的广泛及充足性等优点。随着科学技术的不断进步，目前太阳能技术在建筑上取得了较大的突破。太阳能技术在建筑中主要应用于两个方面：（1）太阳能光热能供应系统，包括太阳能热水系统、太阳能采暖系统、太阳能制冷系统、太阳能照明系统。太阳能热水系统是通过吸收太阳能的辐射热能，加热冷水给人们提供环保、安全、节能、卫生的新型节能设备。太阳能采暖系统是将分散的太阳能通过集热器把太阳能转换成方便使用的热水，通过热水输送发热末端（例如：地板采暖系统、散热器系统等）提供房间采暖的系统。太阳能制冷系统是将太阳能转换成热能，再利用热能使系统达到并维持所需的低温。在建筑中应用的太阳能空调属于太阳能制冷的一

14、种实例。太阳能照明系统本质上是一个光电转换系统，是通过采光装置聚集室外的自然光线，并将其导入系统内部， 然后经过光导装置强化并高效传输后，由漫反射器将自然光均匀导入室内需要光线的任何地方，达到节约能源、经济、光效好、健康、提高工作效率的效果。光电转换技术的一种应用产品“太阳能灯”具有不受供电影响，不用开沟埋线，不消耗常规电能等特点，广泛用于住宅楼梯间照明，楼体外部亮化及小区内道路、草坪的照明。 （2）太阳能光电能应用系统，太阳能光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。光伏发电的优点是较少受地域限制，因为阳光普照大地，光伏系统还具有安全可靠、无噪声、低污染、无需消

15、耗燃料和架设输电线路即可就地发电供电及建设同期短的优点。因此，太阳能在建筑中应用的未来发展趋势是建筑太阳能一体化，利用太阳能光热能及光电能技术，把太阳能材料与建筑材料相结合，达到建筑节能的效果。 4 结语 综上所述，建筑节能材料与技术的应用已经成为了当前我国建筑行业发展的必然发展趋势。因此，对新的节能材料的开发与应用势必成为今后研究的重点，通过建筑节能新材料应用研究最终达到节约能源的目的。 参考文献 1 钱锋.住宅外墙的保温节能技术J.住宅科技，2012（03）. 2 张慧，李峥.浅议我国墙体保温材料的应用及存在的问题J.河南建材，2011（02）. 3 孙洪亮.浅谈节能建筑设计与施工J.科技致富向导，2011（05）. 4 高宏帅.浅析建筑节能外墙保温技术J.科技信息，2010（16）.