新型節能材料在建筑工程中的應用分析

文/黃開機 杭州中新建筑工程監理有限公司 浙江杭州 310022

1、引言

建材的生產加工是一個十分典型的能源消耗產業，在其過程中不僅消耗了大量資源，同時對環境造成了污染。因此推廣節能環保型建材是必然趨勢。若想建筑材料能夠節能環保，首先要綜合考慮建筑材料的生產、加工和使用能耗，可以采用工業廢棄物做原料。節能環保建材是一種高效能的建筑材料，其主要指用最少的原料并盡量利用再生材料或者工農業廢渣而制造出來。節能環保建筑材料是節能建筑的物質基礎，是建筑節能的重要途徑。在住宅工程中使用節能建材，不僅能夠將建筑的保溫隔熱效果提高，從而降低空調采暖等能源的損耗，而且在一定程度上改善了住戶的生活環境。

2、傳統建材污染形成的原因分析

不斷提升的生活水平使得人們越來越重視建筑材料和建筑環境。傳統的建筑材料主要由化工原料加工而成，其中含有許多有毒成分，此類建筑材料會向空氣中不斷的揮發釋放有毒氣體，對住戶的身體健康造成了嚴重的威脅。曾有媒體報道，美國環境保護局對二十棟新建住宅進行了抽樣檢測，結果表明，這些新建住宅的室內空氣中摻雜著大量有害的化學物質，其計量遠高于室外。

研究結果表明，約3%的建筑住宅室內空氣中含有石棉和氡，約10%的建筑住宅室內存在微生物，如病毒、細菌等。這些室內空氣中含有有害物質的建筑被稱為病態建筑，此類建筑的住戶就極容易感染病態建筑所帶來的疾病。事實證明，住戶的身體健康會受到質量低劣的建筑材料所釋放出的各種有害物質的嚴重影響。再加上空間較為封閉的住宅內溫度相對較高，為細菌繁殖提供了有利的環境，更大程度上增加了對住戶身體健康的危害程度。

3、新型節能環保材料的應用

3.1 新型墻體材料

建筑材料的重要組成部分之一是墻體材料。節能環保材料是是建材發展的方向和趨勢，因此要大力發展符合綠色建材要求的墻體材料，與保護環境及資源的合理利用緊密結合。外圍護結構的主體是墻體，建筑的耗熱量直接受到墻體材料保溫性能的影響。傳統的墻體材料為燒結實心粘土磚，使用該材料會消耗大量能源及粘土，侵占耕地，不符合可持續發展觀念。目前已研發出的用來取代實心粘土磚的外墻材料有很多，比如陶粒混凝土砌塊、加氣混凝土砌塊、粉煤灰混凝土砌塊、復合板材等。近年來仍有許多建筑用磚正在研發生產，比如可切割的混凝土磚、不用砂漿的磚、高強度壓力硬化磚等。

新型墻體材料的主要優點是具有良好的保溫隔熱性且重量較輕，是比較理想的墻體填充材料。所以為了適應建筑應用的需求，將新型墻體材料與改善建筑功能相結合，因地制宜地發展不同類型的新型墻體材料，達到節能環保、保護耕地、促進建筑技術發展的目的。

3.2 節能門窗和節能玻璃

近年來，住戶對建筑細節需求隨物質水平的提高也發生了改變，住宅的門窗規格及樣式開始多樣化。根據相關研究可知，建筑住宅40%以上的熱損失由門窗產生，因此對節能型門窗的應用顯得愈發重要，于是促進和推動了節能玻璃與節能門窗的出現。目前隨著科學技術推動節能玻璃及節能門窗工業發展的深入，制作門窗玻璃材料開始向復合材料方面發展，呈現多樣化趨勢，比如鋁塑復合型材、鋁合金木材復合、夾膠玻璃等，生產工藝以及產品性能都有了較大幅度的提升。

3.3 節能外圍護材料

建筑圍護結構體系承擔了建筑節能65的百分比。就目前情況而言，大型公共建筑外部圍護結構體系的主導形式仍是大面積玻璃幕墻，因此在選擇玻璃材料時應盡量使用保溫隔熱性強、透光率高的玻璃材料，或者選擇可以合理利用太陽能等新能源的玻璃材料。例如北京南站的主站屋頂就大量使用了太陽能光電板，約6700平方米的整理面積，占據屋頂采光面積的50%，總發電量達到320kW。較大面積的使用太陽能光電板，其發電可實電氣設備運行，是理想的建筑節能材料。目前，在居民住宅建筑方面，雖然沒有普遍使用節能外圍護材料，但也正在朝著輕質保溫復合材料的方面發展。

3.4 保溫隔熱材料

在住宅建筑總體傳熱中占比最大的就是墻體傳熱，當前的住宅大都采用保溫節能墻體。發展外墻保溫技術與革新節能材料之間的關系是密不可分的，建筑節能是以足夠的保溫隔熱材料為基礎來發展新型節能建材，但節能建材的發展又需要與外墻保溫技術結合，以此充分發揮其作用。

3.5 智能通風系統

我國的傳統的住宅在建筑時沒有通風要求，并且密閉性較差，因此住宅的通風工作主要靠土建管道井。但由于自然拔風容易受到住宅建筑高度的限制，并且沒有辦法控制通風量，因此不僅室內的熱量會被排出，在舒適度方面也無法得到滿足。

上世紀八十年代初，智能性房屋呼吸系統開始得到認可并逐漸進入家庭，空氣質量得到了一定程度的優化，進一步降低了住宅能耗。房屋呼吸是指對通風量加以控制，使室內外形成正負壓差，使新鮮空氣首先進入客廳及居室，然后經過廚房和衛生間，最后排除污濁的空氣。在一些北歐國家或地區則更加注重熱量回收系統，通過通風管能夠把房間空氣收集并過濾，將其中的大部分熱量回收，而將污濁空氣從屋頂部的風機抽出并排放。熱量回收技術用在建筑中有更加明顯優勢。與此同時，歐洲國家也在不斷研究如何更好的利用潔凈能源，如太陽能、風能等。我國主要是采用光熱轉換技術來利用太陽能，即太陽能熱水器。而歐美主要采用光電轉換技術，就是將太陽能轉換為電能。他們往往將住宅房頂鋪設許多太陽能板以解決日常用電問題，在電力充裕時甚至可以向電網供電。

3.6 水泥和粉煤灰的利用

3.6.1 生態水泥的發展

目前，水泥工業在建材行業中所占能耗比重最大，并且造成了嚴重的環境污染問題，因此當務之急是發展生態水泥，這不僅是建設節約型社會的需要，也是保護環境的要求。生態水泥實際上就是將各類固體廢棄物，包括城市垃圾、工業廢料等加以回收利用，并以其為原料制造出的一種生態建材。與傳統水泥相比，生產生態水泥所用的原料大都為廢渣尾渣等工業廢棄物，節約了能源；在生產工藝方面，不會造成二次污染，有效的保護了環境；且具有優良的使用性能。

3.6.2 粉煤灰的利用

粉煤灰是燃煤爐運行中排放的一種固體廢棄物，主要應用于水泥混合材、蒸制粉煤灰磚等建材的生產。一直以來，我國都較為重視粉煤灰利用方面的研究，研究表明在環保方面粉煤灰也十分出色，據統計，截至2009年，我國的粉煤灰利用率高達 65%以上。

結語：

無論是設計還是在選擇建筑材料方面，都應該充分考慮建筑節能的要求，在滿足相關規定和標準的前提下，合理使用新技術，采用新型節能環保材料，努力實現建筑節能的目標。伴隨新型節能環保材料的不斷普及，必會實現建筑行業的可持續發展。節能環保型住宅是與可持續發展觀緊密切合的現代化建筑，是人類文明進步的標志。所以要有意識的保護我們得居住環境，攜手打造和諧綠色的家園。