新時(shí)代新型建筑材料在民用建筑外墻的節(jié)能做法

杜海 盧旺 陳銘

摘要：節(jié)能是當(dāng)前整個(gè)社會(huì)發(fā)展的主要趨勢(shì)，每個(gè)行業(yè)都在發(fā)展的過(guò)程中不斷地踐行節(jié)能發(fā)展的理念。因此，本文就探討了在建筑行業(yè)新型建筑材料用于民用建筑外墻的節(jié)能策略和方法，以供參考。

關(guān)鍵詞：新型建筑材料；民用建筑外墻；節(jié)能策略

Abstract：energy saving is the main trend of the development of the whole society. Therefore，this paper discusses the energy saving strategies and methods of the new building materials used in the construction industry for the purpose of reference.

Key words：new building materials；exterior walls of civil buildings；energy-saving strategies

1 新型建筑材料和民用建筑的概念

1.1新型建筑材料的概念

新型建筑材料是區(qū)別于傳統(tǒng)的磚瓦、灰砂石等建材的建筑材料新品種，是利用新工藝、新技術(shù)，達(dá)到節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境以及改善工程質(zhì)量而生產(chǎn)的一些材料。目前，建筑業(yè)內(nèi)將新型建筑材料的范圍和概念繼續(xù)進(jìn)行了明確的界定[1]。包括的品種和門類很多。從功能上分，有墻體材料、裝飾材料、門窗材料、保溫材料、防水材料、粘結(jié)和密封材料，以及與其配套的各種五金件、塑料件及各種輔助材料等。從材質(zhì)上分，不但有天然材料，還有化學(xué)材料、金屬材料、非金屬材料等等。

其特點(diǎn)主要有：

1.重量輕，可降低建筑物自重；

2.綜合性能好，可改善建筑功能，提高居住品質(zhì)；

3.節(jié)能、節(jié)地，綜合利用廢棄資源，有利于生態(tài)環(huán)境保護(hù)；

4.適應(yīng)先進(jìn)施工技術(shù)，降低成本，綜合效益好。

1.2民用建筑的概念

提供人們居住和從事非生產(chǎn)性社會(huì)活動(dòng)的建筑總稱。一般民用建筑由基礎(chǔ)、墻或柱、樓底層、樓梯、屋頂、門窗等構(gòu)配件組成。它可分為分兩大類[2]：（1）居住建筑。如宿舍、住宅、公寓和別墅等；（2）公共建筑。如辦公樓、學(xué)校、圖書館、醫(yī)院、體育館、展覽館、影劇院、音樂廳、旅館、商場(chǎng)、車站、碼頭、機(jī)場(chǎng)等。

2 外墻節(jié)能現(xiàn)狀分析

建筑外墻節(jié)能在我國(guó)只有十年多的發(fā)展歷程，此前，由于相關(guān)部門不積極，房產(chǎn)商對(duì)建筑節(jié)能意識(shí)的淡化和認(rèn)識(shí)不足，外墻節(jié)能市場(chǎng)一直不溫不火，真正從事外墻節(jié)能的企業(yè)更是屈指可數(shù)。而如今，在國(guó)家政策的支持和市場(chǎng)的需求下，促使更多企業(yè)和投資者開始真正關(guān)注建筑外墻節(jié)能領(lǐng)域。早在70年代能源危機(jī)后，一些發(fā)達(dá)國(guó)家就開始致力于研究和推行建筑外墻節(jié)能技術(shù)，而我國(guó)那時(shí)候卻忽略了這一方面的問題。20世紀(jì)80年代初，我國(guó)提出了建筑節(jié)能環(huán)保理念，現(xiàn)在，我國(guó)的建筑節(jié)能環(huán)保在方法、制度上有了一定的發(fā)展，但由于建筑設(shè)計(jì)以及施工的復(fù)雜性，其節(jié)能概念滲透不夠深入，在一定程度上制約了我國(guó)建筑業(yè)的可持續(xù)發(fā)展進(jìn)程，我國(guó)建筑設(shè)計(jì)節(jié)能環(huán)保技術(shù)落后的現(xiàn)狀。施工過(guò)程中缺乏節(jié)能理念，不利于建筑行業(yè)節(jié)能降耗和國(guó)家節(jié)能減排工作。盡管有些建筑施工企業(yè)已經(jīng)注意到節(jié)能問題，但他們大多不能有效的達(dá)到節(jié)能的目的，過(guò)于注重施工速度和原材料的低廉，忽視了新型綠色建材、新型節(jié)能施工工藝等。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速發(fā)展，年人口規(guī)模呈上升趨勢(shì)，建筑能耗不斷擴(kuò)大，能源十分緊缺。發(fā)展建筑節(jié)能是今后建筑業(yè)發(fā)展的必由之路。同時(shí)，應(yīng)投入更多的時(shí)間和精力積極發(fā)展在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)程中發(fā)揮重要作用的不可再生能源。節(jié)能建筑材料與傳統(tǒng)建筑材料有很大的不同，主要是在建筑源材料和整個(gè)建筑施工方案中實(shí)施低碳節(jié)能的建設(shè)過(guò)程，通常建筑節(jié)能主要是基于當(dāng)?shù)氐臍夂颦h(huán)境優(yōu)先考慮，使用更多低碳節(jié)能建筑材料或其他建筑節(jié)能減排措施，并在建筑結(jié)構(gòu)施工過(guò)程中應(yīng)優(yōu)先考慮當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境，氣候等綜合因素，從而有效達(dá)到建筑節(jié)能的目的。

隨著經(jīng)濟(jì)的不斷提高和新時(shí)代的到來(lái)，相關(guān)部門和企業(yè)對(duì)建筑節(jié)能理念有了比較深刻的認(rèn)識(shí)，但在建筑外墻節(jié)能方面考慮還是有待改進(jìn)和完善。目前，據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，我國(guó)絕大多數(shù)采暖地區(qū)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱功能都要次于氣候相近的發(fā)達(dá)國(guó)家，其主要在于我國(guó)的建筑外墻傳熱系數(shù)、外窗傳熱系數(shù)、屋面?zhèn)鳠嵯禂?shù)以及門窗的空氣滲透系數(shù)等是一些發(fā)達(dá)國(guó)家的3-4倍[3]。建筑外墻節(jié)能是近幾年剛開始普及的一個(gè)產(chǎn)業(yè)，除在一些經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)的城市，國(guó)家開始強(qiáng)制性地要求民用建筑必須進(jìn)行節(jié)能保溫外，全國(guó)大部分的地級(jí)和地級(jí)以下的城市還沒有明確要求。而在一些省會(huì)城市等地，很多地方也是剛剛開始響應(yīng)國(guó)家的政策，推廣建筑外墻節(jié)能，全國(guó)還存在著大部分的空白市場(chǎng)。因此積極響應(yīng)國(guó)家政策，環(huán)保節(jié)能，大力推進(jìn)民用建筑外墻節(jié)能產(chǎn)業(yè)勢(shì)在必得。

3 建筑外墻的節(jié)能的應(yīng)用和做法

3.1 建筑墻體節(jié)能

對(duì)于建筑墻體節(jié)能來(lái)說(shuō)，以往所用的單一而且質(zhì)量重的材料增加墻體厚度來(lái)達(dá)到保溫的作法已不能適應(yīng)節(jié)能和環(huán)保的要求，而現(xiàn)代復(fù)合墻體卻合理的規(guī)避以上缺點(diǎn)，越來(lái)越成為建筑墻體的主流。復(fù)合墻體往往用承重材料（如磚或砌塊）與高效保溫材料（如聚苯板、巖棉板或玻璃棉板等）進(jìn)行復(fù)合，組成復(fù)合墻體作為承重結(jié)構(gòu)。或在框架結(jié)構(gòu)中用輕質(zhì)薄壁材料加以保溫、隔熱作為墻體[4]，具體可以從以下幾點(diǎn)入手：

（1）材料開發(fā)。從工程實(shí)際情況入手，合理選擇墻體材料，選用孔隙率高、密度小、造價(jià)低、施工簡(jiǎn)單、高抗壓性、抗老化性以及環(huán)保節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)的墻體材料[5]，如：外墻保溫及飾面系統(tǒng)（EIFS），建筑保溫絕熱板系統(tǒng)（SIPS），隔熱水泥模板外墻系統(tǒng)（ICFS），絕熱用擠塑聚苯乙烯泡沫塑料（簡(jiǎn)稱XPS保溫板）、加氣混凝土等。

（2）節(jié)能改造。對(duì)現(xiàn)代新型墻體材料的保溫實(shí)施進(jìn)行再處理工作，以此發(fā)揮出建筑墻體的熱工性能。我們可以將 EPS 塊添加到空心砌塊孔洞中，或在新型墻材空心制品空腔中填置保溫砂漿等，這些都是最為合理的做法，能夠保證建筑外墻的質(zhì)量，且能達(dá)到外墻節(jié)能的目的。

（3）采用多種復(fù)合材料的組合墻。根據(jù)建筑自身特征合理的設(shè)計(jì)墻體，形成保溫構(gòu)造系統(tǒng)解決保溫、承重和節(jié)能等多種問題。根據(jù)材料屬性和保溫與承重的位置關(guān)系，我們大多采用外墻外保溫，外墻內(nèi)保溫和夾芯保溫三種方式，但這三種方式各有優(yōu)勢(shì)和不足：外墻外保溫能夠杜絕熱橋現(xiàn)象的產(chǎn)生，最大限度降低熱損失，防止建筑外墻出現(xiàn)發(fā)霉和開裂等病害，確保建筑外墻的美觀整潔光滑。但是對(duì)于施工技術(shù)人員以及施工所用原材料的要求也很高，通常需要組織專業(yè)的施工單位來(lái)予以施工。然而就目前我國(guó)的整體施工技術(shù)而言，整體水平還和要求具有一定的差距，這也將今后我國(guó)努力和發(fā)展的方向。外墻內(nèi)保溫能夠促使建筑空間內(nèi)部的溫度快速上升，多應(yīng)用在周期性的采暖空間中。因保溫層設(shè)置在建筑外墻結(jié)構(gòu)的內(nèi)部，保溫層受到外界環(huán)境的影響較小，且后期的保養(yǎng)和設(shè)計(jì)更改都十分的便利，節(jié)能環(huán)保性能十分優(yōu)良。但是外墻內(nèi)保溫技術(shù)因在建筑工程內(nèi)部施工，因室內(nèi)操作空間有限，保溫層遭受破壞的現(xiàn)象也十分的常見，不利于建筑整體保溫效果的提升。并且其對(duì)于建筑外墻的保護(hù)性能不佳，十分容易產(chǎn)生熱橋現(xiàn)象。若建筑工程所處位置為溫差環(huán)境較大的地方，則加大了墻體破壞的可能性，甚至引起建筑墻體外層墻面發(fā)霉或者開裂，直接影響到建筑外觀。外墻夾芯保溫系統(tǒng)具有施工方便、技術(shù)要求不高、外墻飾面易操作且價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，但其施工技術(shù)較為繁瑣，施工難度也較大。施工時(shí)，應(yīng)將建筑內(nèi)墻和建筑外墻運(yùn)用混凝土樓板連接起來(lái)。在這種情況下，熱橋現(xiàn)象更易發(fā)生，不利于建筑工程使用壽命的延長(zhǎng)。同時(shí)，該保溫技術(shù)對(duì)于建筑墻體的保護(hù)不夠全面。故在目前中小城市有一定的應(yīng)用市場(chǎng)。據(jù)調(diào)查，巖棉、膨脹珍珠巖等作為保溫節(jié)能材料效果更佳，但與外墻夾芯保溫系統(tǒng)相比較這幾種做法可能造成施工工序復(fù)雜、現(xiàn)場(chǎng)勞動(dòng)強(qiáng)度增大、工期緊迫的局面等不利一面。總之，建筑行業(yè)快速發(fā)展的同時(shí)，人們對(duì)于建筑行業(yè)的要求也愈來(lái)愈高。建筑材料和建筑技術(shù)均會(huì)對(duì)建筑工程的舒適度和質(zhì)量水平產(chǎn)生影響。因此我們應(yīng)不斷研發(fā)各種建筑材料，還應(yīng)該不斷探索各項(xiàng)新型施工工藝和施工技術(shù)，不斷提升建筑工程的整體質(zhì)量水平。

（4）外部環(huán)境的合理設(shè)計(jì)。在建筑位置選定后，應(yīng)研究建筑周圍的氣候特征。根據(jù)建筑功能以及人們生活的需求，應(yīng)通過(guò)合理的外部環(huán)境設(shè)計(jì)來(lái)改善建筑周圍的氣候環(huán)境，創(chuàng)造和設(shè)計(jì)建筑環(huán)保節(jié)能的有利外部環(huán)境[6]，主要方法有：①在建筑周圍布置樹木、植被，既能有效地遮擋風(fēng)沙、凈化空氣、隔聲防噪、還能防止建筑周圍光污染等；②設(shè)計(jì)人工自然環(huán)境，如在建筑附近設(shè)置水面，利用水來(lái)平衡環(huán)境溫度、降風(fēng)沙及收集雨水等。

綜上所述，施工技術(shù)單位和施工技術(shù)人員應(yīng)根據(jù)民用建筑所處的地理環(huán)境，人文環(huán)境以及當(dāng)?shù)貧夂驐l件等不同因素，對(duì)建筑外墻施工選擇不同的新型材料和節(jié)能做法。

3.2 外門窗節(jié)能

在建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)中，外門窗的絕熱性能最差，也是建筑節(jié)能施工中的一項(xiàng)重要節(jié)能要素，從實(shí)際情況來(lái)看，外門窗產(chǎn)生的消耗量在我國(guó)整個(gè)建筑維護(hù)結(jié)構(gòu)能耗中占 40% ～ 50%，因此，必須加強(qiáng)外門窗的保溫隔熱性能，減少門窗的消耗，從而減少建筑室內(nèi)熱量流失，提高建筑節(jié)能質(zhì)量，因此在外門窗的選擇過(guò)程中，外門需要采用保溫門，外窗則需要積極采用真空玻璃或者熱反射玻璃等材料，來(lái)促進(jìn)建筑物的節(jié)能質(zhì)量，讓整體建筑物的節(jié)能效果得到進(jìn)一步的提升。

4 新時(shí)代未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)

在未來(lái)，新時(shí)代新型建筑材料勢(shì)必在民用建筑中發(fā)揮著更加重要的作用。一方面，類似龍骨石膏板之類的新型建筑材料往往能夠更好地提升建筑的保溫隔熱性能；第二，全面發(fā)展和使用新型建筑材料往往能夠更好地提升建筑的滲水性能；第三，使用蒸壓灰砂磚之類的新型墻體材料能夠更好地提高建筑的能耗。當(dāng)前，只有通過(guò)不斷提升新型建筑材料在民用建筑中的整體作用，才能夠讓新型建筑材料在民用建筑外墻節(jié)能建設(shè)中發(fā)揮出更大的作用。

5 結(jié)語(yǔ)

從以上論述看出，隨著新時(shí)代的到來(lái)，節(jié)能是目前社會(huì)發(fā)展的主要趨勢(shì)之一，各種類型的新型建筑材料和建筑工藝正變得越來(lái)越多，它們的出現(xiàn)，對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)功能的發(fā)揮起到了至關(guān)重要的推動(dòng)和發(fā)展作用。因此，在施工的過(guò)程中，尤其需要嚴(yán)格掌握各個(gè)施工的要點(diǎn)，只有這樣才能夠更好地促進(jìn)建筑行業(yè)更好地發(fā)展。新時(shí)代新型建筑材料的使用勢(shì)必會(huì)給民用建筑外墻節(jié)能的發(fā)展打下更加良好的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1]任秀忠 . 建筑外墻保溫技術(shù)的實(shí)施要點(diǎn)與外墻工程節(jié)能材料選用分析 [J]. 工程技術(shù)研究，2016（6）：139-142

[2]既有民用建筑能效評(píng)估標(biāo)準(zhǔn).上海市地礦工程勘察院[引用日期2013-03-07.

[3]2016年中國(guó)節(jié)能服務(wù)市場(chǎng)現(xiàn)狀及趨勢(shì).中國(guó)產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng).2016-09-14

[4]李傳熾，《論新型墻體材料的技術(shù)創(chuàng)新》[J]，新型墻體材料與施工，2015.

[5]魯斌，淺談民用建筑外墻保溫系統(tǒng)和保溫材料的選擇探討[J].建筑安全，2013，28（02）：50-52.

[6]楊靜，《建筑材料與人居環(huán)境》清華大學(xué)出版社，2017.

（作者單位：1，齊齊哈爾大學(xué)建筑與土木工程學(xué)院；2，蘭州財(cái)經(jīng)大學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)院；3，齊齊哈爾大學(xué)建筑與土木工程學(xué)院）