建筑節(jié)能材料的分類(lèi)與性能概述

郭長(zhǎng)日

建筑節(jié)能是執(zhí)行國(guó)家環(huán)境保護(hù)和節(jié)約能源政策的主要內(nèi)容,是貫徹國(guó)民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要組成部分。在眾多節(jié)能手段的探討與研究中,研制節(jié)能建筑材料受到了較多的關(guān)注。采用節(jié)能新型材料,具有顯著的社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。因此,開(kāi)發(fā)研制及應(yīng)用節(jié)能材料是建筑節(jié)能的根本途徑,也是促進(jìn)我國(guó)建筑業(yè)持續(xù)健康發(fā)展的根本保證。

1 建筑節(jié)能材料的內(nèi)涵

建筑節(jié)能,即在建筑中合理使用和有效利用能源,不斷提高能源利用率,降低建筑能耗量。建筑節(jié)能材料,是指維持建筑物日常使用過(guò)程中能耗低的建材,通過(guò)改變材料自身的特性來(lái)達(dá)到建筑節(jié)能的目的[1]。開(kāi)發(fā)及利用節(jié)能新材料,不僅對(duì)環(huán)境保護(hù)有深遠(yuǎn)的意義,也有利于社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

2 建筑節(jié)能材料的分類(lèi)與性能

2.1 建筑節(jié)能主墻體材料的分類(lèi)與性能

1)加氣混凝土砌塊。該類(lèi)產(chǎn)品材料來(lái)源廣泛、材質(zhì)穩(wěn)定、強(qiáng)度較高、質(zhì)輕、易加工、施工方便、造價(jià)較低,而且保溫、隔熱、隔聲、耐火性能好,是迄今為止能夠同時(shí)滿足墻材革新和節(jié)能50%要求的唯一單材料墻體。但是在寒冷地區(qū)還存在著隔氣防潮、防止內(nèi)部冷凝受潮、面層凍融損壞等問(wèn)題。2)EPS砌塊。該類(lèi)砌塊具有構(gòu)造靈活,結(jié)構(gòu)牢固,施工快捷方便,綜合造價(jià)低,節(jié)能效果好等優(yōu)點(diǎn),可澆筑混凝土,形成隱形梁柱框架結(jié)構(gòu)。3)混凝土空心砌塊。目前我國(guó)大都使用190 mm×190 mm×390 mm標(biāo)準(zhǔn)型混凝土空心砌塊,但最大問(wèn)題是其模數(shù)與建筑模數(shù)不相一致,給建筑施工帶來(lái)很多不便。4)模網(wǎng)混凝土。其既有木結(jié)構(gòu)的靈活性,又有混凝土結(jié)構(gòu)的高強(qiáng)和耐久性。具有輕質(zhì)、節(jié)能、保溫、隔熱、隔音等多種優(yōu)良性能,便于運(yùn)輸、組裝方便、施工速度快,并能有效地減輕建筑物負(fù)荷。增大使用面積,是理想的輕質(zhì)節(jié)能承重墻體材料[2]。5)納土塔(RASTRA)空心墻板承重墻體。納土塔板只是同體積混凝土重量的1/7～1/6,可減少對(duì)基礎(chǔ)的荷載,節(jié)約建筑物基礎(chǔ)的投資;保溫隔熱性能好,納土塔板屬非燃燒體,滿足防火規(guī)范對(duì)防火墻耐火極限的要求。

2.2 建筑節(jié)能外墻保溫材料的分類(lèi)與性能

1)礦物棉。巖棉和玻璃棉統(tǒng)稱(chēng)為礦物棉,巖棉制品具有良好的保溫、隔熱、吸聲、耐熱、不燃等性能和良好的化學(xué)穩(wěn)定性。但巖棉的質(zhì)量?jī)?yōu)劣相差很大,保溫性能好的密度低,其抗拉強(qiáng)度也低,耐久性比較差。玻璃棉與巖棉在性能上基本相似,但其手感好于巖棉,可改善工人的勞動(dòng)條件,但價(jià)格較巖棉高。2)聚苯乙烯泡沫塑料。其表觀密度小,熱導(dǎo)率小,吸水率低,隔音性能好,機(jī)械強(qiáng)度高,而且尺寸精度高,結(jié)構(gòu)均勻。因此,在外墻保溫中其利用率很高[3]。3)硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料。硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料絕熱性能非常好,熱導(dǎo)率極低且其特有的閉孔結(jié)構(gòu)使其具有更優(yōu)越的耐水汽性能,由于不需要額外的絕緣防潮,簡(jiǎn)化了施工程序,降低工程造價(jià)。但因其價(jià)格較高而且易燃,限制了其使用。4)硅酸鹽復(fù)合絕熱砂漿。此種材料保溫隔熱性能好,施工簡(jiǎn)便,可直接涂抹。5)水泥聚苯板(塊)。這種材料保溫性能優(yōu)良、容重輕、強(qiáng)度高,施工方便、有韌性、抗沖擊,還具有耐水、抗凍性能。但這種材料的容重、強(qiáng)度和熱導(dǎo)率之間存在著相互制約的關(guān)系,配比中各成分量的變化對(duì)板材的性能都有顯著的影響。如能較好地解決板縫裂縫問(wèn)題,大面積推廣應(yīng)用前景看好。6)膠粉聚苯顆粒保溫材料。該材料固化后熱導(dǎo)率低、熱工性能好,密度小,具有良好的和易性、耐候性。該保溫材料突破了傳統(tǒng)保溫砂漿只能用于內(nèi)保溫的局限,是適合中國(guó)國(guó)情的保溫材料,應(yīng)加大研究力度,盡早普及。

2.3 建筑節(jié)能門(mén)窗材料的分類(lèi)與性能

1)玻璃。對(duì)窗的節(jié)能性能影響最大的就是玻璃的性能。目前,國(guó)內(nèi)外研究并推廣使用的節(jié)能玻璃主要有以下3種:a.中空玻璃。熱導(dǎo)率很低,具有優(yōu)異的保溫性能。中空玻璃是實(shí)現(xiàn)門(mén)窗節(jié)能的重要途徑,我國(guó)以中空玻璃逐漸代替普通玻璃將是必然趨勢(shì)[4]。b.真空玻璃。真空玻璃當(dāng)中是普通空氣或充氬氣,其保溫隔熱性能、隔音性能、透光折減系數(shù)均優(yōu)于中空玻璃。c.鍍膜低輻射玻璃。可以保證室內(nèi)的能見(jiàn)度,對(duì)紅外光具有較高的反射率,能減少室內(nèi)外的熱交換,達(dá)到保溫節(jié)能效果;熱反射鍍膜玻璃的使用不僅具有節(jié)能和裝飾效果,還可起到防眩、單面透視和提高舒適度等效果。2)門(mén)窗框扇材料[5]。a.塑鋼型材。該類(lèi)框扇比重輕、熱導(dǎo)率低、保溫性能好、耐腐蝕、隔聲、防震、阻燃性能優(yōu)良。PVC塑料冷脆性高,不耐高溫,剛性差,彎曲模量低,使得該類(lèi)門(mén)窗材料在嚴(yán)寒和高溫地區(qū)使用受到限制。b.塑鋁型材。具有較好的保溫性能;彎曲模量高,剛性好,寒熱性能好,不易產(chǎn)生結(jié)露現(xiàn)象,適宜大尺寸窗及高風(fēng)壓場(chǎng)合及嚴(yán)寒和高溫地區(qū)使用;但其線膨脹系數(shù)較高,窗體尺寸不穩(wěn)定,對(duì)窗戶的氣密性能有一定影響。c.玻璃鋼型材。具有低的線膨脹系數(shù),窗體尺寸穩(wěn)定,氣密性能好;熱導(dǎo)率低,保溫性能好;隔熱性能好;耐腐蝕,適用環(huán)境范圍廣泛;耐寒熱,使得玻璃鋼門(mén)窗可以廣泛應(yīng)用在嚴(yán)寒和高溫地區(qū);使用壽命長(zhǎng),是國(guó)家重點(diǎn)鼓勵(lì)發(fā)展的節(jié)能產(chǎn)品。

2.4 其他建筑節(jié)能材料的分類(lèi)與性能

1)相變材料(PCM)。應(yīng)用于建筑材料的熱能存儲(chǔ)始于20世紀(jì)80年代,目前,國(guó)內(nèi)關(guān)于相變建筑材料的研究和應(yīng)用主要還只停留在實(shí)驗(yàn)室階段,基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)缺乏,材料熱循環(huán)性能和長(zhǎng)期使用穩(wěn)定性能以及導(dǎo)熱性能還有待提高[6]。

2)太陽(yáng)能。人類(lèi)可利用的最理想的能源,我國(guó)太陽(yáng)能的利用研究已經(jīng)開(kāi)始。可以預(yù)見(jiàn),采用光能轉(zhuǎn)換技術(shù)與建筑的屋頂、外墻、窗戶等結(jié)合集成復(fù)合產(chǎn)品,將有極為廣闊的發(fā)展前景。

3 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)現(xiàn)階段所運(yùn)用的建筑節(jié)能材料種類(lèi)繁多,功能各異。隨著政府對(duì)建筑節(jié)能的高度重視,相關(guān)法制的健全和完善,人們節(jié)能意識(shí)的提高,各種建筑節(jié)能材料及技術(shù)越來(lái)越引起人們的重視,積極致力于這些材料在建筑中的研究和應(yīng)用,必將推動(dòng)建筑節(jié)能工作向前發(fā)展,為建設(shè)節(jié)約型社會(huì)做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

[1] 楊 旗.節(jié)能材料屬于保溫絕熱材料[J].攀枝花學(xué)院學(xué)報(bào),2007(3):84-86.

[2] 賈 哲,姜 波,程光旭,等.建筑節(jié)能材料簡(jiǎn)述[J].建筑節(jié)能,2007(6):33-35.

[3] 伍 林,楊 賀,易德蓮.保溫材料的技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)[J].陜西建筑,2005(19):1-2.

[4] 康 鵬.論現(xiàn)代建筑節(jié)能材料的發(fā)展趨勢(shì)[J].廣東科技,2007(8):473-475.

[5] 李明海,王薇薇,許紅升.既有建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能改造技術(shù)研究[J].建筑節(jié)能,2009(1):1-3.

[6] 吳紅利,楊利民,李光道.新型節(jié)能型建筑材料的發(fā)展趨勢(shì)[J].陜西建筑,2008,5(155):1-4.