节能材料在建筑行业中的推广与应用
作者：石智鑫
（学院：土木工程学院 班级：11土木土木九班 学号：11230906）
摘要：
近几年，随着“以人为本”设计理念的提出，人们对住宅的舒适性要求越来越高，建筑能耗也随之增高。 “城市热岛效应”日益严重，使环境日益恶化。随着科学技术的日新月异，能源短缺已不容忽视，节约能源已受到世界性的普遍关注。本文以建筑节能材料的发展与应用为着眼点，从广义建筑节能的角度综述了国内外建筑节能材料的发展概况和趋势，以及在推广应用中存在的一些问题和解决方法。这将对建筑节能材料的选取提供参考，促进建筑节能材料的研究和发展。本文就当前我国常用的外墙保温技术及节能材料加以论述。在大力推广外墙保温技术的同时，要加强新型节能材料的开发和利用，从而使建筑节能真正得以实施。全文为建筑师设计节能建筑提供理论依据,让新世纪的建筑走可持续发展之路。
关键词：建筑材料 ；建筑节能；新能源；可持续发展；技术；
引言：
随着经济的发展，全球对能源的需求也日益增大。在不断增大的总能耗之中，建筑能耗约占总能耗的30%，建筑节能问题引起了越来越多国家的重视。而建筑材料作为我国国民经济的支柱产业之一，经过建国后五十余年的发展，现已成为国民经济中的重要组成部分。开发研制及应用节能材料是建筑节能的根本途径，也是促进我国建筑业持续健康发展的根本保证。近年来,国家高度重视节能减排工作,把它放在维护中华民族长远利益的战略高度坚持不懈地推进,明确提出了建设资源节约型、环境优美型社会的战略任务。
目前我国仍有大部分地区采用传统的砖、瓦、灰、砂石来建造房屋,且绝大部分是由工艺技术落后、生产规模小的小型企业生产的,不仅毁坏了大量的良田,耗费大量的能源,而且生态环境遭到破坏,房屋的建筑功能也难以提高。另一方面,随着全国各地工业化的发展,排放的工业废渣大量堆积,这些有害物质对环境造成严重污染,越来越引起全社会的高度重视,如何满足高速增长的经济对资源的需求,摒弃大量浪费有限资源的做法,做到既要保护耕地,节约能源,改善环境,实施可持续发展,又要废物利用,变废为宝,发展绿色建材是实现节能减排战略任务的重要途径。当低碳经济成为经济发展热门话题的时候,如何节约能源,推广新型建筑材料,提高资源利用率等,已成为广泛关注的问题。
1．建筑节能和节能材料的概念
建筑节能这一概念内涵丰富，在我国，指在建筑中合理使用和有效利用能源，不断提高能源利用率，降低建筑能耗量。建筑能耗包含广义的建筑能耗和狭义的建筑能耗。目前所说的建筑能耗，常常指的是狭义的建筑能耗，即建筑物在施工建设过程中所必须耗费的资源、能量；广义的建筑能耗还包括维持建筑物日常使用过程中所耗费的资源，包括采暖、空调、热水供应、炊事、照明、家用电器等方面的能源。
所谓绿色建材,是指无毒或低毒的健康型建材、防火或阻燃的安全型建材、耗能低的节能型建材及各类新型多功能建材。通常来说，广义上的建筑节能材料就是指维持建筑物日常使用过程中能耗低的建材，通过改变材料自身的特性来达到建筑节能的目的。节能材料属于保温绝热材料；绝热材料是指用于建筑围护或者热工设备、阻抗热流传递的材料或者材料复合体，既包括保温材料，也包括保冷材料。绝热材料的意义，一方面是为了满足建筑空间或热工设备的热环境，另一方面是为了节约能源。
2．墙体节能材料及其性能
建筑物正常使用状态下的建筑能耗，包括采暖、空调、热水供应、炊事、照明等方面的能耗。其中，采暖和空调系统能耗最大。因此，正常使用状态下的建筑节能，主要就是如何节约采暖、空调的能耗。
2.1 节能主墙体材料
2.1.1 加气混凝土砌块
加气混凝土砌块是以水泥、石灰等钙质材料、石英砂、粉煤灰等硅质材料和铝粉、锌粉等发气剂为原料，经磨细、配料、搅拌、浇筑、发气、切割、压蒸等工序生产而成的轻质混凝土材料。该类产品材料来源广泛、材质稳定、强度较高、质轻、易加工、施工方便、造价较低，而且保温、隔热、隔声、耐火性能好，是迄今为止能够同时满足墙材革新和节能50%要求的唯一单材料墙体。但是在寒冷地区还存在着隔气防潮、防止内部冷凝受潮、面层冻融损坏等问题。
2.1.2 EPS砌块
EPS砌块是用阻燃型聚苯乙烯泡沫塑料模块作模板和保温隔热层，而中芯浇筑混凝土的一种新型复合墙体。该类砌块具有构造灵活，结构牢固，施工快捷方便，综合造价低，节能效果好等优点，在国外颇为流行。
2.1.3 混凝土空心砌块
目前我国大都使用190mm×l90mm×390mm标准型混凝土空心砌块，但最大问题是其模数与建筑模数不相一致，给建筑施工带来很多不便。随着黏土实心砖被禁用，该问题必须尽快解决。
2.1.4 模网混凝土
模网混凝土是由蛇皮网、加劲肋、折钩拉筋构成开敝式空间网架结构，网架内浇筑混凝土制成。可广泛用于工业及民用建筑、水工建筑物、市政工程以及基础工程等。钢板网是由高强钢丝焊接的三维空间钢丝网架中填充阻燃型聚苯乙烯泡沫塑料芯板制成的网架板，既有木结构的灵活性，又有混凝土结构的高强和耐久性。具有轻质、节能、保温、隔热、隔音等多种优良性能便于运输、组装方便、施工速度快，并能有效地减轻建筑物负荷。增大使用面积，是理想的轻质节能承重墙体材料。
2.1.5 纳土塔空心墙板承重墙体
纳土塔板是由聚苯乙烯、水泥、添加剂和水制成的隔热吸声水泥聚苯乙烯空心板构件经黏合组装成墙体。整个墙体的内部构成纵横上下左右相互贯通的孔槽，孔槽浇筑混凝土或穿插钢筋后再浇筑混凝土，在墙内形成刚性骨架。纳土塔板只是同体积混凝土重量的1/6～1/7，可减少对基础的荷载，节约建筑物基础的投资，在同样的地基承载能力下，可增加建筑物的层数。纳土塔板无钢筋混凝土墙体的保温隔热性能好；耐火试验显示纳土塔板耐火极限为4h，属非燃烧体，满足防火规范对防火墙耐火极限的要求。
2.2 外墙保温技术及节能材料 在建筑中,外围护结构的热损耗较大,外围护结构中墙体又占了很大的份额。墙体节能技术的发展是建筑节能技术的一个重要环节,发展外墙保温技术及节能材料是建筑节能的主要实现方式。节能保温墙体施工技术主要分为外墙内保温和外墙外保温两大类。外保温是目前大力推广的一种建筑保温节能技术,外保温与内保温相比其技术合理,有明显的优越性,使用同样规格,同样尺寸和性能的保温材料,外保温比内保温的效果好。外保温适用范围广,技术含量高。目前,比较成熟的外墙保温技术主要有以下几种: 2.2.1 外挂式保温。外挂的保温材料有岩棉、玻璃棉、聚苯乙烯泡沫板等。该技术是采用黏结砂浆和专用的固定件将保温材料贴、挂在外墙上,然后,抹玻璃纤维网形成保护层,最后加做装饰面。
2.2.2 聚苯板与墙体一次浇筑成型。该技术是在砼框剪结构中将聚苯板内置于建筑模板内,在即将浇注的墙体砼外侧,然后浇注砼。该技术解决了外挂式外保温的主要问题。
2.2.3 聚苯颗粒保温料浆外墙保温。将废弃的聚苯乙烯加工粉碎成为细颗粒,做轻集料浆。该技术包含保温层、抗裂保护层和抗渗保护层,这种做法是目前被广泛认可的外墙保温技术。
3．新型绿色材料在可持续发展中的应用
3.1新型墙体材料
墙体材料在房屋建材中约占70%，是建筑材料的重要组成部分。新型墙体材料的发展应有利于生态平衡、环境保护和捷运能源，要充分利用地资源，综合利用粉煤灰及其他工业废渣生产墙体材料，加快轻质、高强、利废的新型墙体材料的发展步伐。如利用资源丰富的粉煤灰、煤矸石、矿渣等，取代粘土生产粉煤灰烧结砖、煤矸石烧结砖、矿渣砖。
就其品种而言，新型墙体材料主要包括砖、块、板等，如黏土空心砖、掺废料的黏土砖、非黏土砖、建筑砌块、加气混泥土、轻质板材、复合板材等。要适应建筑用地的需要，将近新型墙体材料的发展与提高建筑性能和改善建筑功能结合起来，使其具有更强的生命力，因地制宜的发展各种新型墙体材料，从而达到节能、保护耕地、利用工业废渣、促建筑技术发展的综合目的。 3.2 保温隔热材料
墙体特别是外墙的传热在建筑物总体传热中占的比例最大，我国多采用保温节能墙体。墙体保温式根据保温层位置的不同可分外墙外保温、外内保温和中空夹心复合墙体保温等3种。目前我国的外墙保温技术发展很快，是节能工作的重点。
近年来，我国保温隔热材料的产品结构发生有明显的变化：泡沫塑料类保温隔热材料所占比例逐年增长；矿物纤维类保温隔热材料的年产增长较快，但其所占比例基本维持不变；硬质类保温隔热材料制品所占比例逐年下降。我国目前常用的外保温技术体系包括胶粉聚苯颗粒外保温、现浇混凝土复合无网聚苯颗粒外保温、现浇混凝土复合有网聚苯颗粒外保温、岩棉聚苯颗粒外保温、外表面喷涂泡沫聚氨酯和保温涂料等。
3．3 节能门窗和节能玻璃
从目前节能门窗的发展来看，门窗的制作材料从单一的木、钢、铝合金等发展到了复合材料，如铝合金—木材复合、铝合金—塑料复合、玻璃钢等。目前我国市场上主要的节能门窗有PVC门窗、UPVC门窗铝木复合门窗、铝木复合门窗、铝塑复合门窗、玻璃钢门窗等。就玻璃钢门窗而言，其型材具有极高的强度和极低的膨胀系数，具有广阔的发展前景。
热反射镀膜玻璃的使用不仅具有节能和装饰效果，可起到防眩、单面透视和提高舒适度等效果，还可大量节约能源，有效降低空调的运营经费。
镀膜低辐射玻璃是近年来发展起来的新型节能玻璃，采用真空磁控溅射法在玻璃表面镀上多层由金属或其他化合物组成的膜。既可以保证室内的能见度，又能减少冬季室内热量向外发散，还能控制夏季户外热量过多的进入室内，提供舒适的居住生活环境，将是未来节能玻璃的主要应用品种。
3.4 水泥的发展和粉煤灰的利用
水泥工业在我国建材行业中耗能最大，因此要大力发展生态水泥。所谓生态水泥就是广泛利用各种废弃物，包括各种工业废料、废渣及城市垃圾制造的一种生态材料。这种水泥能够降低废弃物处理的负荷，既解决了废弃物造成的污染，又把生活垃圾和工业废气无作为原材料，变成了有用的建设资源，从而降低了生产成本。生态水泥的主要品种有环保型高性能贝利特水泥、低钙型新型水硬性胶凝材料、碱矿渣水泥等。
3.5 轻骨料玻化微珠
轻骨料玻化微珠是一种无机玻璃质矿物材料，是由火山岩粉碎成矿砂，经过特殊膨化烧法加工而成的，产品成不规则球状体颗粒，内部为空腔结构，表面呈玻璃化封闭状态，封闭度有一定变化，理化性能稳定，具有质轻、隔热防火、耐高低温、抗老化等优良特性。可部分替代粉煤灰漂珠、玻璃漂珠、普通膨胀珍珠岩、聚苯颗粒等诸多传统轻质骨料在不同制品中的应用，是一种环保型高性能无机轻质绝热材料。
3.6 建筑垃圾再生
近几年，我国在建筑垃圾开发利用方面投入了相当大的资金，不少地区将建筑垃圾作为一种再生资源，对固体废弃物加以筛分、破碎后制成建筑垃圾砖或垃圾砖取代传统黏土实心砖作为砌体材料，净化了环境，节约了能源，保护了土地资源，是一种具有经济效益和社会效益的产品，从而使建筑业走上了一条良性循环的经济模式，成为建筑业可持续发展的动力。
4.结束语：
随着科学技术的日新月异,能源短缺已不容忽视,节约能源已受到世界性的普遍关注,因此,必须从可持续发展的战略出发,通过对新能源、新墙材的宣传,通过对生产、使用者的培训,以及通过管理、设计、科研等多部门联动,从点到面逐步采用、推广新型墙材和能源,使建筑尽可能少地消耗不可再生资源,降低对外界环境的污染,并为使用者提供健康、舒适与自然和谐的工作及生活空间。
我们国家在建筑节能行业的起步较晚，所以我们应该引进全国乃至全世界的先进节能环保建筑材料，学习各地区的先进经验，组建地方特色的建筑材料生产企业，以促进建筑节能材料能、环保建筑材料，学习各地区的先进经验，组建地方特色的建筑材料生产企业，以促进建筑节能材料更能适合地方性的环境和气候特点，提高节能效率，在现有技术的基础上最大限度地做好建筑节能工作，顺应“两型社会”的发展需求。 目前我国外墙保温技术发展很快，是节能工作的重点。外墙保温技术的发展与节能材料的革新是密不可分的，建筑节能必须以发展新型节能材料为前提，必须有足够的保温绝热材料做基础。节能材料的发展又必须与外墙保温技术相结合，才能真正发挥其作用。虽然，我国在这方面还存在许多问题，但只要我们提高认识，加强管理，将节能材料推广和应用到建筑工业可持续发展的方方面面，那么不久的将来我国一定有望发展成为能源节约大国!
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