新型節(jié)能建筑材料的應(yīng)用與發(fā)展趨勢

李慶玲

(江西省建筑材料工業(yè)科學(xué)研究設(shè)計(jì)院,江西 南昌 330001 )

1 概述

節(jié)能建筑材料是用作降低建筑物能耗的產(chǎn)品,新型建筑節(jié)能材料是指采用新工藝進(jìn)行制造,節(jié)能,節(jié)土,利廢和保護(hù)環(huán)境等,具有改善建筑物功能的一類建筑材料,它主要是滿足建筑熱環(huán)境并保護(hù)人們賴以生存的環(huán)境為宗旨,通過建筑設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)及利用建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能,同時利用自然能等,從而建筑能耗達(dá)到最小化的一種科學(xué)和技術(shù)手段。節(jié)約能源是該材料的關(guān)鍵特點(diǎn)。新型節(jié)能建筑材料主要有新型墻體材料,保溫隔熱材料、防水密封材料、節(jié)能門窗和節(jié)能玻璃等。

目前新型節(jié)能建材行業(yè)的成長遭遇到了瓶頸：首先成本太高并受到市場的制約；其次是技術(shù)障礙,還有相關(guān)鼓勵配套政策的不完善等問題。但在低碳時代到來之際,新型節(jié)能建材正好迎合了現(xiàn)代人們的需求,節(jié)能環(huán)保產(chǎn)品必將成為建材行業(yè)未來的發(fā)展的趨勢。我國目前需要加快建筑節(jié)能的腳步,這給新型建材發(fā)展帶來了良好的機(jī)會。因此,綠色節(jié)能型建材的發(fā)展將具有較大的潛力。

2 發(fā)展新型節(jié)能型建材的必要性

建筑材料的發(fā)展應(yīng)以滿足建筑節(jié)能為關(guān)鍵,節(jié)能建筑材料是建筑節(jié)能的根本途徑。

開發(fā)新的建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)部件不僅可以提高建筑物的保溫、隔熱效果、透光、通風(fēng)等要求,而且可根據(jù)外界條件的不斷變化來隨時調(diào)整其物理性能,從而達(dá)到室內(nèi)良好的物理環(huán)境和降低能源損耗的要求,同時使人們的生活水平和工作環(huán)境得到不斷的改善。

一直以來,我國建材行業(yè)采用粗放型傳統(tǒng)生產(chǎn)模式,對自然資源偏重于開發(fā)、而忽略了保護(hù),對生態(tài)環(huán)境偏重于利用、而忽略了改善。所以,我國迫切需要走綠色新型節(jié)能建材的道路,大力發(fā)展新型節(jié)能型建筑材料。

因此節(jié)能建筑材料將成為未來建筑材料發(fā)展的主要方向和趨勢,對于落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀和構(gòu)建資源節(jié)約型社會具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

3 新型節(jié)能建材的應(yīng)用

新型節(jié)能建材主要涉及：新型墻體材料、保溫絕熱材料、防水密封材料、節(jié)能門窗和節(jié)能玻璃等,我將透過新型節(jié)能墻體和門窗、透明幕墻及遮陽系統(tǒng)來談?wù)勑滦凸?jié)能建材在實(shí)際生活中的應(yīng)用。

3.1 新型節(jié)能墻體材料在實(shí)際生活中的應(yīng)用

我國傳統(tǒng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)墻體大多由無機(jī)材料組成,如今為了滿足人們對節(jié)能保溫的要求,引入了各種有機(jī)保溫的材料；形成了一種無機(jī)和有機(jī)材料相結(jié)合的復(fù)合墻體材料,這對構(gòu)成墻體的材料性能及施工工藝有了更高的要求,施工工藝發(fā)生了深刻的改變。

從材料學(xué)和結(jié)構(gòu)學(xué)角度研究,傳統(tǒng)的無機(jī)材料墻面出現(xiàn)一些裂縫是非常普遍的和允許的,但是節(jié)能保溫墻體工程的要求要更高些。首先無機(jī)材料和有機(jī)材料構(gòu)成的復(fù)合墻體是比較容易出現(xiàn)裂縫的；其次外保溫系統(tǒng)的外飾面及防護(hù)層在比較惡劣環(huán)境下使用；三是材料的導(dǎo)熱系數(shù)及濕度會影響它的保溫性能。抗裂性將是墻體保溫工程必須要解決的關(guān)鍵技術(shù)之一,因?yàn)楸貙印⒖沽逊雷o(hù)層如果發(fā)生開裂,墻體保溫性能就會發(fā)生較大的改變,到時候不僅不能滿足節(jié)能的要求,而且可能會危及墻體的安全。

影響抗裂情況的因素不少,由抹面砂漿和增強(qiáng)網(wǎng)組成的抗裂防護(hù)層會對整個系統(tǒng)的抗裂性起著關(guān)鍵的作用。抹面砂漿的柔韌極限拉伸變形應(yīng)大于最不利情況下的自身變形及基層變形之和,從而保證抗裂防護(hù)層抗裂性要求。復(fù)合在抹面砂漿中的增強(qiáng)網(wǎng)可以將本來可能產(chǎn)生的較寬裂縫地方分散成很多較細(xì)的裂縫,從而形成它的抗裂作用。表面涂塑材質(zhì)和涂塑量將對玻纖網(wǎng)格布的早期耐堿性具有重要的意義,而玻纖品種對長期耐堿性會有決定性的意義。

3.2 門窗、透明幕墻及遮陽系統(tǒng)在實(shí)際生活中的應(yīng)用

透明的圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱,與該材料的熱工性能和密閉性有關(guān)系,還與各部分接縫足夠嚴(yán)密有非常密切的關(guān)系。只有各部分接縫足夠嚴(yán)密,才能保證盡量減少空氣的滲透,空氣滲透是影響圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱關(guān)鍵。

施工中我們一般采用各種密封條或密封膠來提高窗或幕墻氣密性。最好是在設(shè)計(jì)門窗或透明幕墻時,同時設(shè)計(jì)該配套的密封條,如有必要,可以同時設(shè)計(jì)多道密封。玻璃的鑲嵌一般采用玻璃膠進(jìn)行密封,但也可以采用密封壓條,有時也可同時采用兩者進(jìn)行密封。玻璃幕墻,一般采用硅酮結(jié)構(gòu)膠,我們要特別注意密封膠、玻璃與所接觸配套材料的相容性,否則不但沒有密封效果,還會引起嚴(yán)重的安全隱患。

除窗和幕墻自身密封性之外,我們也不要忽視對窗和墻體接觸位置的密封和防水,一直以來,人們在居住的建筑物中,一直采用水泥砂漿來堵塞窗框與墻體接縫的方法是不對的,因?yàn)樯皾{的干縮會造成縫隙處空氣滲透。如果水泥砂漿碰到水堿性將使鋁合金框材發(fā)生侵蝕作用,會加速窗戶的破壞。我們應(yīng)該在縫隙中填入高效的保溫材料,接著在窗戶的兩邊與墻的接縫的地方,用密封膠密封,使外面的雨水無法侵入。戶門與陽臺的門應(yīng)選擇用填充聚苯板或巖棉板的門,并與防火和防水兩個要求相結(jié)合。

如果要提高門窗和幕墻結(jié)構(gòu)及圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能技術(shù),又要改善整個墻體的節(jié)能效果。關(guān)鍵是要解決好門窗、幕墻錨固的技術(shù),以及填充方法和充分利用太陽能、空氣動力節(jié)能的技術(shù)。現(xiàn)在已經(jīng)有一種稱為“雙層皮”的幕墻結(jié)構(gòu)形式,在外窗的外面或幕墻的外面再設(shè)一層玻璃幕墻,一般它的外層是單玻,內(nèi)層是中空玻璃,兩層間的距離約為200mm至600mm之間。在每層樓內(nèi)的外層玻璃的上下兩端都會設(shè)可調(diào)節(jié)的通風(fēng)口。冬季時,如果有陽光照射,我們可以打開上下兩端的通風(fēng)口,從而使兩層玻璃之間被陽光加熱的空氣進(jìn)入室內(nèi),使采暖能耗減少。而夏季時,如果有陽光照射,我們可以將外層上下端的通風(fēng)口打開,將會形成向上流通的氣流,這樣就能把空氣中的熱散發(fā)掉,降低內(nèi)層窗外表面的溫度,從而使室內(nèi)的降溫空調(diào)的負(fù)荷降低。若是在雙層幕墻的中間加一道可調(diào)節(jié)的遮陽百葉,它的舒適度和節(jié)能效果就更加明顯了。

建筑節(jié)能工程施工中使用的很多的新材料、技術(shù)和工藝,給建筑施工技術(shù)的創(chuàng)新帶來很大的影響。以上是對新型節(jié)能建材中的保溫墻體及節(jié)能門窗等新技術(shù)在實(shí)踐中應(yīng)用的例子,但從其中我們可以看到,它的施工技術(shù)較之于傳統(tǒng)施工技術(shù)是有所不同的。

4 新型節(jié)能型主要建材的發(fā)展趨勢

4.1 新型墻體材料發(fā)展趨勢

綠色建材是建材發(fā)展的趨勢,而墻體材料超過房屋建筑材料比重的一半,所以墻體材料應(yīng)按照建筑材料綠色化的要求發(fā)展,并與資源綜合利用,保護(hù)土地和環(huán)境密切結(jié)合起來,我們要對粘土磚的生產(chǎn)進(jìn)行限制,從而促進(jìn)墻體材料與資源、環(huán)境、社會的和諧發(fā)展,實(shí)現(xiàn)墻體材料的再生利用,使人類與自然能夠和諧相處。

新型墻體材料的發(fā)展應(yīng)趨向于自然平衡、保護(hù)環(huán)境和節(jié)約能源的方向發(fā)展,不僅要符合我國的政策的要求,而且也應(yīng)該堅(jiān)持廢棄資源綜合利用、因地制宜、市場引導(dǎo)的原則,充分利用當(dāng)?shù)氐母鞣N資源。

所以,為了適應(yīng)將來的建筑產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,我們將使新型墻體材料的發(fā)展和提高建筑性能和改善建筑功能結(jié)合起來,同時因地制宜地發(fā)展各種新型墻體材料,從而達(dá)到節(jié)能的目的。

4.2 保溫隔熱性材料發(fā)展趨勢

如今,國內(nèi)的保溫隔熱性能材料的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)有著較大變化,泡沫塑料類的所占比重逐年上漲,礦物纖維類的產(chǎn)量增長是非常的迅速,而硬質(zhì)性保溫材料制品所占比例開始逐漸下降。現(xiàn)今我國保溫材料的主要發(fā)展趨勢是對現(xiàn)有產(chǎn)品的性能提高和改進(jìn)；進(jìn)一步研制開發(fā)復(fù)合型保溫涂料,特別是向憎水、密度小、成本低的；更加注重綠色環(huán)保,積極利用三廢研發(fā)保溫涂料,始終朝著環(huán)保化的方向發(fā)展。

4.3 節(jié)能門窗和節(jié)能玻璃發(fā)展趨勢

現(xiàn)今,門窗的制造的原材料開始從單一的材料逐漸發(fā)展到了復(fù)合材料的階段。玻璃的性能對門窗節(jié)能性影響最大,現(xiàn)今已推廣并使用的節(jié)能玻璃一般有中空玻璃、真空玻璃和鍍膜玻璃等。

5 結(jié)束語

近年來,通過立見成效的改革,我國新型節(jié)能材料的研發(fā)取得了快速的發(fā)展,但是與國外發(fā)達(dá)國家比較還是有很大的差距,與我國的建筑節(jié)能政策差距也挺大,因此仍需繼續(xù)加強(qiáng)節(jié)能材料的研究和開發(fā)。總之,新型節(jié)能建筑材料一般是低物耗,少污染、可循環(huán)再生的,我國需要大力發(fā)展這種資源節(jié)約型的建材和能源節(jié)約型、環(huán)境友好型建材,將可持續(xù)發(fā)展真正落到實(shí)處,這必將成為未來建筑材料發(fā)展的大方向和趨勢,并符合人們的需求和社會發(fā)展的潮流。