談建筑圍護結(jié)構(gòu)節(jié)能材料的應(yīng)用及前景

趙躍萍 萬 俊

(武漢科技大學(xué)城市學(xué)院，湖北 武漢 430083)

談建筑圍護結(jié)構(gòu)節(jié)能材料的應(yīng)用及前景

趙躍萍 萬 俊

(武漢科技大學(xué)城市學(xué)院，湖北 武漢 430083)

通過引入建筑節(jié)能材料概念，從建筑的圍護結(jié)構(gòu)方面出發(fā)，著重論述了墻體、門窗以及屋面等建筑節(jié)能材料的應(yīng)用概況，并探討了節(jié)能材料的發(fā)展前景,對于建筑節(jié)能材料的研究與發(fā)展有重要的現(xiàn)實意義。

建筑節(jié)能材料，圍護結(jié)構(gòu)，保溫隔熱

2013年國務(wù)院印發(fā)了《關(guān)于加快發(fā)展節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)的意見》，在《意見》中提出到2015年，我國節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)將迎來發(fā)展黃金期，成為國民經(jīng)濟新的支柱產(chǎn)業(yè)。與此同時，前瞻產(chǎn)業(yè)研究院做了一份報告《2013—2017年中國智能建筑行業(yè)市場前景與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報告》，報告顯示我國建筑能耗約占社會總能耗的33%，且呈上升趨勢。其比重之大，已使建筑耗能成為我國經(jīng)濟發(fā)展的一塊短板。因此，提高建筑能源的使用效率，推廣應(yīng)用建筑環(huán)保節(jié)能材料是社會可持續(xù)發(fā)展的必然要求，是實現(xiàn)國家節(jié)能減排目標的重要措施。

1 建筑節(jié)能材料的概念

我國建筑節(jié)能這個概念是從20世紀70年代末正式提出來的，隨之建筑節(jié)能材料產(chǎn)業(yè)也開始了從無到有的發(fā)展。歷時30多年，建筑節(jié)能材料產(chǎn)業(yè)已成為一個重要的新興行業(yè)。

建筑節(jié)能材料就是指維持建筑物日常使用過程中能耗低的建材，通過改變材料自身的特性來達到建筑節(jié)能目的。這類材料具有節(jié)能、利廢、環(huán)保等特點。

2 建筑圍護結(jié)構(gòu)節(jié)能材料及性能

一般情況，建筑很大一部分的能耗損失是由于圍護結(jié)構(gòu)的熱傳導(dǎo)和冷風(fēng)滲透造成的。圍護結(jié)構(gòu)是包括建筑物周圍與室外空氣相接觸的圍擋物，如墻體、門窗、屋面等。因此，合理使用建筑節(jié)能材料增加建筑圍護結(jié)構(gòu)的保溫隔熱能力，可以達到較好的建筑節(jié)能效果。

2.1 墻體節(jié)能材料

墻體占房子全部圍護面積的60%以上，是建筑能耗的重要損失部位。因此合理使用一些保溫隔熱的墻體節(jié)能材料以改善墻體的保溫隔熱的能力，有非常重要的意義。墻體節(jié)能材料分為基層墻體節(jié)能材料和外墻節(jié)能材料兩大部分。

2.1.1 基層墻體節(jié)能材料

目前基層墻體節(jié)能材料的品種比較多，主要有磚、塊、板等。例如摻廢料的粘土、磚粘土空心磚、加氣混凝土砌塊、輕質(zhì)板材、復(fù)合板材等[1-3]。加氣混凝土砌塊是目前應(yīng)用比較廣的節(jié)能墻體材料。該材料是在混凝土里面摻入了發(fā)氣劑，經(jīng)發(fā)氣后里面含有大量的均勻而細小的氣孔，具有非常好的可加工能力和保溫隔熱能力。加氣混凝土砌塊能夠同時滿足墻材革新和高節(jié)能要求的材料墻體，目前應(yīng)用范圍較廣。各類復(fù)合墻板也是今后墻材節(jié)能材料發(fā)展的一大趨勢。復(fù)合墻板由建筑材料復(fù)合而成，是目前各國大力發(fā)展的一種新型墻體材料，例如混凝土巖棉復(fù)合外墻板、聚氨酯夾芯復(fù)合板等。這類材料具有環(huán)保無污染，輕質(zhì)、保溫和隔音等優(yōu)勢，是目前較為理想的基層墻體保溫材料。

2.1.2 外墻節(jié)能材料

建筑外墻保溫節(jié)能就是在基層墻體上增加一層或多層保溫材料形成保溫墻體。根據(jù)保溫材料所設(shè)置的位置不同，可以分為外墻內(nèi)保溫墻體、外墻外保溫墻體和外墻夾心保溫墻體三種形式。目前，這三種形式中應(yīng)用最廣的是外墻外保溫墻體，這種保溫層設(shè)置結(jié)構(gòu)，保溫隔熱性能好；能保護基層墻體，延長建筑物使用壽命；而且保溫層不占室內(nèi)使用面積，不影響室內(nèi)裝修和設(shè)施安裝。

外墻保溫墻體材料從防火等級可以分為A級和B級兩大類。A級為不燃材料，屬無機保溫材料。目前市面上A級保溫材料主要有礦物棉，泡沫玻璃以及?；⒅榈取＿@些材料都具有良好的保溫隔熱和防火性能。

外墻保溫墻體材料的B級材料指的是有機保溫材料，可以分為B1，B2和B3三個等級。根據(jù)規(guī)定，民用建筑外保溫材料的燃燒性能不應(yīng)低于B2級。目前市面上用得比較多的B級保溫材料有EPS聚苯板、改性酚醛和XPS擠塑板等。

EPS聚苯板，又稱聚苯乙烯泡沫板。主要由聚苯乙烯顆粒制作而成，質(zhì)量輕、導(dǎo)熱系數(shù)小、保溫隔熱效果好，在外墻外保溫系統(tǒng)中應(yīng)用十分廣泛。

改性酚醛板，是通過酚醛樹脂的高性能化實現(xiàn)的。它的熱穩(wěn)定性、隔熱性能比較好，應(yīng)用也比較廣。

2.2 門窗節(jié)能材料

門窗(幕墻)具有采光、通風(fēng)和圍護的作用，同時也是建筑物熱交換、熱傳導(dǎo)最活躍、最敏感的部位。因此對門窗進行節(jié)能設(shè)計也非常重要。門窗的節(jié)能可以通過采用熱阻大的玻璃和門窗框材料、合理選擇外窗玻璃的遮陽系數(shù)，以提高門窗的氣密性和保溫隔熱能力。

2.2.1 節(jié)能玻璃

玻璃可以增大建筑的采光面積，但同時也增加建筑能耗。經(jīng)大量研究實驗，為了降低玻璃造成的能量損失，可運用高新技術(shù)將普通玻璃加工成中空玻璃、真空玻璃和鍍膜玻璃等。

中空玻璃是目前應(yīng)用比較廣的一種玻璃材料。利用的是保溫瓶原理，在兩片玻璃間充灌氪、氬或者空氣，可以最大限度的降低能量通過輻射形式的傳遞，從而降低能量的損失，起到良好的隔熱、隔音效果，同時美觀適用、可降低建筑物的自重。

鍍膜玻璃，俗稱反射玻璃，一般是在玻璃表面涂鍍一層或多層金屬或金屬化合物薄膜，改變玻璃的光學(xué)性能，按需要的比例控制太陽光的反射率、透過率和吸收率，并產(chǎn)生反射顏色。在保證室內(nèi)能見度的同時，達到較好的保溫節(jié)能效果。

2.2.2 節(jié)能門窗框材料

門窗框材料的選擇對門窗的氣密性和保溫性有重要的影響。從節(jié)能門窗框材料的發(fā)展情況來看，近些年出現(xiàn)的PVC門窗、鋁木復(fù)合門窗、鋁塑復(fù)合門窗、玻璃鋼門窗等技術(shù)含量較高的節(jié)能復(fù)合材料，已逐步代替木、鋼、鋁合金等單一的、耗能大的制造材料[4]。UPVC塑料型材是目前使用較廣的節(jié)能復(fù)合材料，不僅生產(chǎn)過程中環(huán)保、能耗少，而且材料結(jié)構(gòu)密封性好、導(dǎo)熱系數(shù)小、保溫隔熱性能好。

2.3 屋面節(jié)能材料

屋面是建筑能量散失的重點部位，因此對建筑屋面進行保溫隔熱設(shè)計也非常重要。建筑屋面的節(jié)能設(shè)計一般是通過設(shè)置一層保溫層以起到保溫隔熱的效果。目前，我國屋面工程采用的節(jié)能材料有松散材料保溫層、板狀材料保溫層和整體現(xiàn)澆保溫層，通常是先做防水層再做保溫層，防止防水層過早老化。目前屋面應(yīng)用比較廣的材料有：膨脹珍珠巖制品、水泥基聚苯顆粒和擠塑聚苯泡沫塑料板等[5]。

3 建筑節(jié)能材料發(fā)展趨勢

綠色節(jié)能材料是當今世界各國建筑行業(yè)共同關(guān)注的話題，發(fā)展使用輕質(zhì)、高強、保溫、隔熱、節(jié)土、節(jié)能、利廢、無污染、可循環(huán)利用的建筑節(jié)能材料是一個必然的趨勢。建筑節(jié)能材料具體的發(fā)展方向有以下幾個[4，6]：

1)墻體材料發(fā)展趨勢：小塊向大塊，大塊向板發(fā)展；向節(jié)能型墻材和自保溫墻材發(fā)展；由普通墻材向生態(tài)環(huán)保型墻材發(fā)展。

2)絕熱保溫材料發(fā)展趨勢：內(nèi)墻保溫向外墻外保溫發(fā)展；單一保溫向多功能復(fù)合化發(fā)展；普通密度材料向輕質(zhì)化發(fā)展；向綠色化發(fā)展。

4 結(jié)語

建筑節(jié)能材料的開發(fā)與應(yīng)用是時代發(fā)展的一個必然要求，同時也是一項涉及建筑技術(shù)、材料技術(shù)、能源技術(shù)、廢物再利用技術(shù)等的全方位、綜合性的系統(tǒng)工程。相信在政府的重視下，隨著人們節(jié)能意識的提高，我國建筑節(jié)能材料的發(fā)展必將取得不斷的提高。

[1] 楊 旗.我國建筑節(jié)能材料的應(yīng)用與發(fā)展綜述[J].攀枝花學(xué)院學(xué)報,2007(60):84-86.

[2] 譚海軍,張家禎,潘春躍.建筑節(jié)能材料綜述[J].產(chǎn)品與材料,2009(5):49-53.

[3] 鄒 鈺.我國建筑節(jié)能材料發(fā)展現(xiàn)狀[J].房材與應(yīng)用,2006(3):59-61.

[4] 孫 堯，許國志.我國建筑節(jié)能材料的發(fā)展前景[J].山西建筑,2006,32(21):159-160.

[5] 呂世革,李整建,閆艷紅.建筑節(jié)能材料及節(jié)能屋面設(shè)置[J].徐州工程學(xué)院學(xué)報,2006(6):72-75.

[6] 康 鵬.論現(xiàn)代建筑節(jié)能材料的發(fā)展趨勢[J].廣東科技,2007(S1):473-475.

Discussion on the application and prospect of energy saving materials of building envelope structure

Zhao Yueping Wan Jun

(CityCollege,WuhanUniversityofScienceandTechnology,Wuhan430083,China)

By introducing the concept of building energy saving materials, from the building envelope structure, emphatically discussed the application situation of wall, doors and windows and roofs and other building energy saving materials, and discussed the development prospect of energy saving materials, had important practical significance for the research and development of building energy saving materials.

building energy saving material, envelope structure, thermal insulation

2015-02-12

趙躍萍(1984- )，女，工程師； 萬 俊(1984- )，女，助教

1009-6825(2015)12-0111-02

TU201.5

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