淺談建筑圍護結構節能材料的變化

摘要：節能減排是全球關注的問題，作為節能減排的重要內容，建筑節能也倍受關注。其中建筑圍護結構能耗是建筑使用能耗的重要組成部分，所以圍護結構的保溫技術及節能材料則是建筑節能的主要實現方式。

關鍵詞：圍護結構；節能材料

隨著現代可利用的能源越來越少，節能是當今一大主題，在建筑中如果能做到節能，則可節約無數資源，利用物理熱學知識，降低圍護結構各部位的傳熱系數，提高建筑物圍護結構的保溫隔熱性能，是建筑物的能耗大小的關鍵。在保證室內熱環境質量的前提下，達到建筑節能的目的。

1建筑圍護結構節能材料

在建筑中，傳統的建筑圍護結構往往是承重功能與保溫隔熱功能相結合，建筑墻體一般采用單一材料，如空心砌塊墻體、加氣混凝土墻體等。而單一材料導熱系數太大，例如，傳統的普通粘土磚砌體的導熱系數高達0.81w/（m·K），不能滿足保溫隔熱的要求。而近期迅速發展的，采用承重材料與高效保溫材料（如巖棉板或聚苯板等）組成復合墻體，能夠工業化大生產的泡沫聚苯乙烯板、巖棉板、玻璃棉板等高效保溫材料，則可低到0.035～0.04w/（m·K）左右，也就是說，其保溫效能可以高出20倍。于是，人們了解到，用高效保溫材料、隔汽材料和覆面加強材料組合而成的復合墻體，可以以薄得多的結構，取得高許多倍的保溫隔熱效果。目前，在我國既有建筑中，門窗能耗則約占建筑總能耗的一半。因此，門窗節能技術提高，新型節能型門窗的發展是建筑節能的關鍵。在建筑節能政策的推動下，鋁合金節能門窗、玻璃鋼節能門窗、鋁塑復合門窗等一大批新型環保門窗節能產品不斷涌現、新品迭出。節能效果亦相當突出。

2墻體材料

節能型墻體建材目前應用較多的還是加氣混凝土。加氣混凝土是優良的低能耗新型墻體保溫節能材料，是目前所有墻體材料中唯一能夠滿足節能標準65%要求的單一材料。加氣混凝土是一種新型的墻體建材，它的獨特之處在于它是一種非常輕型的保溫隔熱的新型建筑墻材，以發氣劑和水泥制成的多孔輕混凝土。它是以砂子、粉煤灰等含氧化硅材料及石灰、水泥等含氧化鈣的材料為主要原料，加入鋁粉或其他發氣劑發氣，經濕熱加工制成的輕質制品。加氣混凝土的主要品種有水泥礦渣砂加氣混凝土、水泥石灰砂加氣混凝土、水泥石灰粉煤灰加氣混凝土等。加氣混凝土的各種性能隨其容重和含水率不同而變化。國內生產的常用加氣混凝土在干燥狀態下的主要物理力學性能見表。

容重（kg/m3）抗壓強度（MPa）抗拉強度（MPa）彈性模量（MPa）熱導率[W/（m·K）]

5003.0～4.00.3～0.41.4×1030.116

6004.0～5.00.4～0.52.0×1030.123

7005.0～6.00.5～0.62.2×1030.163

3保溫隔熱材料

建筑圍護結構中外保溫常使用的保溫材料。外墻保溫主要是靠保溫隔熱材料作為建筑圍護，外保溫是目前大力推廣的一種建筑保溫節能技術，開發和應用高效的保溫隔熱材料是保證建筑節能的有效措施。外保溫包在主體結構的外側，能夠保護主體結構，延長建筑物的壽命；有效減少了建筑結構的熱橋，增加建筑的有效空間；同時消除了冷凝，提高了居住的舒適度。保溫隔熱材料是指用于建筑圍護結構阻抗熱流傳遞的材料或者材料復合體，既包括保溫材料，也包括保冷材料。保溫隔熱材料的意義，一方面是為了滿足建筑空間或熱工設備的熱環境，另一方面是為了節約能源。

4門窗材料

為了增大采光通風面積或表現現代建筑的性格特征，建筑物的門窗面積越來越大更有全玻璃的幕墻建筑，以至門窗的熱損失占建筑的總熱損失的40%以上，因此門窗節能是建筑節能的關鍵。建筑物的門窗既是能源得失的敏感部位，又關系到采光、通風、隔聲、立面造型，這就對門窗的節能提出了更高的要求。影響門窗熱量損耗大小的因素很多，提高門窗節能主要途徑是保溫隔熱。其措施包括：選擇節能窗型、提高門窗的保溫性能、提高門窗的氣密性、確定合適的窗墻比和朝向。門窗的傳熱系數：門窗的傳熱系數是指在單位時間內通過單位面積的傳熱量。傳熱系數越大，則在冬季通過門窗的熱量損失就越大。門窗的傳熱系數又與門窗的材料、類型有關。門窗的氣密性：門窗的氣密性是指在門窗關閉狀態下，阻止空氣滲透的能力。門窗氣密性等級的高低，對熱量的損失影響極大，室外風力變化會對室溫產生不利的影響，氣密性等級越高，則熱量損失就越少，對室溫的影響也越小。窗墻比系數與朝向：窗墻比例是指外窗的面積與外墻面積之比。通常門窗的傳熱熱阻比墻體的傳熱熱阻要小得多，因此，建筑的冷、熱耗量隨窗墻面積比的增加而增加。作為建筑節能的一項措施，要求在滿足采光通風的條件下確定適宜的窗墻比。一般而言，不同朝向的太陽輻射強度和日照率不同，窗戶所獲得的太陽輻射熱也不相同。

5目前我國建筑節能方面的窘境

（1）節能的提高與環保脫節。建筑材料的生產和加工行業是一個典型的能源消耗型產業，其生產和加工過程中不僅耗費大量的能源，還會污染環境。據統計，2005年建材行業消耗各類能源占全國能源消耗總量的7%，其產生的粉塵和排放分別占全國工業粉塵和排放總量的63%和8.5%。由此可見，在全國節能減排工作中，建材工業具有舉足輕重的作用。（2）法規、標準與監管脫節。有關建筑節能的法律、地方法規、行業標準出臺較慢，時間上很難順暢銜接。從建設行政主管部門依法行政的角度看，缺乏及時的可操作性的執法依據。造成建筑節能工作執法依據不足、行政監管力度不大，這是節能建筑難以推廣的重要原因之一。再則建筑節能、節地、節水、節材和環境保護的綜合性標準體系還不夠完善，導致維護一方就損害一方，拆東墻補西墻，造成不必要的浪費。行政監管部門過多，責任不明，缺乏有效的監管體系。（3）經濟效益與社會效益脫節。從建筑業主、開發商追求經濟效益的角度看，建筑節能材料的成本價差阻止了節能建筑的發展步伐。建筑要節能，勢必增加建設成本。房地產開發商負責房屋的建造，并非使用者，在建筑設計和建造時不會過多考慮節能問題。即便懂得真正的節能建筑的設計開發，但在具體實施時有些開發商也只會限于節能建筑的表面，在外圍護結構上做點文章，不會顧及深層次的節能技術的應用。從當前來看，建造節能建筑，會增加一些投入成本，但是，在追求發展、追求經濟效益的同時，應該兼顧社會效益，實現經濟效益與社會效益的有機統一，關注生態成本和社會成本。

通過精心細致的調研與分析，了解了目前常用的建筑節能材料，感受到國家對建筑節能的重視和支持，以及節能材料的不斷革新與節能技術的快速發展。我國建材行業未來發展戰略方向應該是：大力發展環保節能型建材，采用低能耗制造工藝和不污染環境的生產技術，盡量不使用含有對人體有害的、有機化學物質，兼顧可回收利用和循環生產，堅持走資源節約型和環境友好型的可持續發展道路。

參考文獻：

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