綠色建筑節(jié)能新材料在現(xiàn)代城市發(fā)展中的應(yīng)用

摘 要：改革開(kāi)放以來(lái)，在國(guó)家相關(guān)政策的大力支持下，國(guó)民經(jīng)濟(jì)取得了飛速發(fā)展，人民生活水平普遍提升，建筑行業(yè)依托新型建筑材料和建筑設(shè)計(jì)理念的發(fā)展取得了長(zhǎng)足進(jìn)步。但是建筑行業(yè)屬于高消耗行業(yè)，能源緊缺已經(jīng)成為社會(huì)普遍關(guān)注的話題，且近年來(lái)節(jié)能環(huán)保理念已經(jīng)深入人心，傳統(tǒng)的高能耗、高污染的建筑材料已經(jīng)無(wú)法滿足時(shí)代的發(fā)展對(duì)建筑行業(yè)提出的更高的要求。因此，在新形勢(shì)下有必要對(duì)綠色節(jié)能建筑材料在建筑行業(yè)中的應(yīng)用進(jìn)行探究，希望對(duì)我國(guó)建筑行業(yè)的發(fā)展有一定的促進(jìn)作用。

關(guān)鍵詞：建筑行業(yè)；綠色建筑材料；城市建設(shè)；節(jié)能減排

一、引言

材料工程是當(dāng)今的熱門專業(yè)，且各個(gè)學(xué)科的交流與合作大大促進(jìn)了綠色環(huán)保理念在新型材料研究領(lǐng)域中的應(yīng)用，節(jié)能材料成功解決了傳統(tǒng)建筑材料污染高、消費(fèi)高、難以回收再利用的難題。從總體情況來(lái)看，我國(guó)的現(xiàn)代科技發(fā)展起步較晚，在新興材料研究應(yīng)用方面也落后于其他科技發(fā)達(dá)國(guó)家，我國(guó)的建筑行業(yè)在發(fā)展過(guò)程中遇到很多問(wèn)題，集中表現(xiàn)在材料應(yīng)用比較單一，很多材料的應(yīng)用范圍有限，且難以達(dá)到預(yù)期的使用年限。另外，民眾的生活水平不斷提升，對(duì)住宿條件提出了更高的要求，為了進(jìn)一步貫徹可持續(xù)發(fā)展的大政方針，必須進(jìn)一步提升材料的結(jié)構(gòu)性能，針對(duì)我國(guó)的地域環(huán)境特點(diǎn)因地制宜地開(kāi)發(fā)出綠色節(jié)能環(huán)保材料，并實(shí)現(xiàn)建筑行業(yè)的長(zhǎng)久發(fā)展。

二、在現(xiàn)代城市建設(shè)過(guò)程中

推廣綠色建筑節(jié)能新材料的必要性

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展和改革的不斷深入，人民生活水平不斷提升，環(huán)境問(wèn)題成為民眾普遍關(guān)注的問(wèn)題。在當(dāng)今綠色城市發(fā)展理念的引領(lǐng)下，如何降低建筑過(guò)程中的能源消耗，降低環(huán)境污染和提升民眾的居住水平是擺在建筑部門面前的重要課題。綠色建筑節(jié)能新材料在社會(huì)建設(shè)中的應(yīng)用很好地解決了這些問(wèn)題，具備巨大的發(fā)展?jié)摿??？傮w來(lái)說(shuō)，綠色建筑節(jié)能新材料研究的必要性主要表現(xiàn)在以下四個(gè)方面：1.社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要巨大的能源支持。我國(guó)雖然是一個(gè)能源大國(guó)，但不是一個(gè)能源強(qiáng)國(guó)，化石能源儲(chǔ)量豐富，但是品質(zhì)較低，加之我國(guó)的開(kāi)采技術(shù)有限，大多數(shù)石油、天然氣等能源需要從國(guó)外進(jìn)口，成為制約我國(guó)經(jīng)濟(jì)進(jìn)一步發(fā)展的關(guān)鍵因素。因此，這就決定了我國(guó)的經(jīng)濟(jì)必須走可持續(xù)發(fā)展之路，必須大力研發(fā)先進(jìn)的節(jié)能減排技術(shù)，開(kāi)發(fā)新型節(jié)能材料。2.開(kāi)發(fā)綠色建筑材料是降低環(huán)境污染、保護(hù)環(huán)境的需要。傳統(tǒng)的建筑工程材料如石灰、水泥、鋼筋等都是高污染材料，在加工過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的燃燒顆粒物與碳氮氧化物，這些高污染的物質(zhì)隨意排放到空氣中必然造成環(huán)境問(wèn)題的進(jìn)一步惡化，對(duì)人體健康造成巨大危害，環(huán)境問(wèn)題已經(jīng)成為社會(huì)普遍關(guān)注的焦點(diǎn)問(wèn)題，也越來(lái)越受到國(guó)際社會(huì)的重視。我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展在幾十年間取得了令世界矚目的成就，但是高速的經(jīng)濟(jì)發(fā)展之下暴露出很多問(wèn)題，環(huán)境問(wèn)題就是其中的典型代表，若不及時(shí)進(jìn)行整改很有可能成為制約我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要因素。3.是改善居住環(huán)境的需要。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和生活水平的不斷提升，人們開(kāi)始追求更高品質(zhì)的物質(zhì)享受，受我國(guó)地域氣候的影響，很多地區(qū)冬冷夏熱的問(wèn)題嚴(yán)重，就需要利用空調(diào)和暖氣等來(lái)調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度，這就造成了更大的能源需求。因此，積極開(kāi)發(fā)和利用綠色節(jié)能材料是降低能源消耗的關(guān)鍵，更是實(shí)現(xiàn)能源可持續(xù)發(fā)展的重要課題。4.是未來(lái)建筑行業(yè)發(fā)展的需要。從發(fā)達(dá)國(guó)家建筑行業(yè)發(fā)展的情況來(lái)看，建筑水平的提升與建筑技術(shù)的發(fā)展、建筑產(chǎn)品和新型材料的推廣與應(yīng)用都存在密切的關(guān)系，其中新型建筑材料更是在建筑領(lǐng)域中占有很大比重，如空心磚的開(kāi)發(fā)利用不僅節(jié)約了建筑原材料，還在一定程度上增加了建筑物的墻體韌度與抗風(fēng)、抗震能力，可以給建筑行業(yè)帶來(lái)了一場(chǎng)革命?？梢灶A(yù)見(jiàn)的是，未來(lái)建筑行業(yè)的發(fā)展必定是建立在綠色環(huán)保材料的研發(fā)與應(yīng)用上。

三、綠色建筑節(jié)能新材料在建筑行業(yè)的應(yīng)用范圍

（一）在建筑屋面方面的應(yīng)用

節(jié)能保溫材料在建筑物的屋面設(shè)計(jì)和施工中應(yīng)用十分廣泛，例如防水層和層面板之間都會(huì)運(yùn)用水泥聚苯板等板塊狀保溫材料的設(shè)置。保溫材料的設(shè)計(jì)應(yīng)用具備很高的技術(shù)性，如何實(shí)現(xiàn)材料的容量、吸水率、導(dǎo)熱系數(shù)等的合理控制是保證材料性能的關(guān)鍵。同時(shí)，在進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)一定要注意保溫材料的防潮防火工作，必要時(shí)可以采取適配方法進(jìn)行相關(guān)工作。因此，必須選擇兼具良好的保溫效果和經(jīng)濟(jì)效益的綠色新材料，如水泥聚苯板、膨脹珍珠巖以及玻璃棉就是新型材料的典型代表。另外，如何設(shè)置保溫層與防水層的施工順序也是施工設(shè)計(jì)人員應(yīng)該重點(diǎn)考慮的問(wèn)題，經(jīng)過(guò)不斷的對(duì)比發(fā)現(xiàn)將保溫層鋪設(shè)在防水層上更具經(jīng)濟(jì)價(jià)值和實(shí)用價(jià)值。

（二）在建筑墻體方面的應(yīng)用

傳統(tǒng)的墻體建筑材料主要有混凝土、方磚、石塊等，不僅成本高、難于加工，而且保溫性不好，加工過(guò)程還會(huì)造成大量的環(huán)境污染，尤其是最近幾年這類建筑材料的缺點(diǎn)被逐漸暴露出來(lái)，新墻體材料的研發(fā)工作被放在了突出位置。在建筑設(shè)計(jì)師和材料工程師的不懈努力下開(kāi)發(fā)出了大量的新型建筑材料，包括模塑聚苯乙烯泡沫板、硬泡聚氨酯等，這些新型復(fù)合材料不但保溫效果好、價(jià)格低廉，還具備很好的硬度與可塑性，以及應(yīng)用前景，已經(jīng)在大量的而建筑工程中得到推廣。但是這對(duì)建筑工人的施工技術(shù)和專業(yè)素質(zhì)提出了更高的要求，需要不斷地學(xué)習(xí)和掌握新的建筑工藝。新型的環(huán)保蜂窩阻燃復(fù)合墻體材料是近幾年出現(xiàn)的一種新型建筑墻體材料，也是實(shí)現(xiàn)能源再利用的典型代表，它是通過(guò)水稻秸稈、廢舊塑料與水泥、粘合劑混合在一定的條件下加工而成的。該新型材料徹底改變了傳統(tǒng)材料高污染、高消耗、高成本的問(wèn)題，真正實(shí)現(xiàn)了“變廢為寶”，不僅大大節(jié)省了廢棄物回收處理的成本，減少了廢物排放對(duì)環(huán)境造成的污染，降低了建筑成本，還在一定程度上提升了墻體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，降低了墻體重量，進(jìn)而增強(qiáng)了其抗震性，其應(yīng)用前景非常廣泛，是未來(lái)幾年大力推廣的新型建筑材料。

（三）在建筑門窗方面的應(yīng)用

門窗設(shè)計(jì)是建筑工程中的重要環(huán)節(jié)，其中門窗材料的選取對(duì)室內(nèi)環(huán)境具有重要影響，尤其是對(duì)于夏季炎熱、冬季寒冷的地區(qū)，新型綠色建筑材料在門窗設(shè)計(jì)中的應(yīng)用就顯得意義非凡。為了進(jìn)一步提升門窗的防風(fēng)以及隔熱效果，必須對(duì)邊框以及玻璃門窗框扇銜接處的嚴(yán)密程度進(jìn)行嚴(yán)格控制，只有保證了縫隙處的密不透風(fēng)才能進(jìn)一步減少空氣流通量，從而杜絕與室外的溫度交換。在門窗的安裝環(huán)節(jié)，首先要預(yù)留洞口，不可在安裝的過(guò)程中再砌口，并在設(shè)計(jì)門窗時(shí)盡量加大開(kāi)啟縫隙的搭接量，從而進(jìn)一步減小縫隙寬度。另外，還可以在門窗邊框和墻壁的接觸點(diǎn)處用聚氨酯等化學(xué)溶劑將余留的縫隙填滿，禁止使用水泥、膠泥等物質(zhì)，因?yàn)檫@些物質(zhì)在自然風(fēng)干過(guò)程中會(huì)因水分蒸發(fā)出現(xiàn)干裂的縫隙，而化學(xué)試劑聚氨酯就可以避免這個(gè)問(wèn)題。

（四）在建筑外圍方面的應(yīng)用

建筑物的外圍主要包括屋頂和圍墻等，是建筑過(guò)程中的主要環(huán)節(jié)，也是建筑用料最多的一個(gè)環(huán)節(jié)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，在建筑物外圍的施工過(guò)程中若使用節(jié)能環(huán)保材料可節(jié)約百分之五六十的成本，也是建筑設(shè)計(jì)師關(guān)心的主要環(huán)節(jié)。目前最受歡迎的是幕墻技術(shù)，該建造技術(shù)運(yùn)用了先進(jìn)的建筑設(shè)計(jì)手段實(shí)現(xiàn)了堅(jiān)固性和通透性的良好平衡，并讓住戶體會(huì)到更好地舒適度。與此同時(shí)，可再生能源在建筑外圍方面的應(yīng)用也是當(dāng)今建筑工程中的研究重點(diǎn)，例如將具備一定堅(jiān)硬度的太陽(yáng)光電板安裝在房頂上用來(lái)代替普通的屋頂材料不僅保證了房屋建筑質(zhì)量，還可以通過(guò)將光能轉(zhuǎn)化成電能供室內(nèi)使用，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能環(huán)保。

四、城市建設(shè)中常用的新型建筑節(jié)能材料

（一）節(jié)能玻璃

玻璃是當(dāng)今建筑行業(yè)普遍使用的原材料，主要運(yùn)用在門窗等結(jié)構(gòu)中，有時(shí)還被運(yùn)用到屋頂構(gòu)造中。在綠色理念的影響下，節(jié)能環(huán)保玻璃就是一種新型的節(jié)能新材料，該種材料除了具備良好的光線透過(guò)率之外，還具有很好的保溫和隔熱功能，可以將室溫保持在一定范圍內(nèi)，減少空調(diào)和暖氣的能源消耗，給居民一種冬暖夏涼的感覺(jué)。另外，該種新型玻璃還具備普通玻璃不具備的防輻射效果，將紫外線抵擋在室外，這也是在當(dāng)今環(huán)境問(wèn)題日益嚴(yán)重的情況下新型玻璃受到大眾歡迎的主要原因。目前，建筑工程中普遍適用的新型玻璃是減反射膜玻璃和單銀LOW-E玻璃，且在現(xiàn)代化市場(chǎng)中新型玻璃發(fā)展呈現(xiàn)多樣化的趨勢(shì)。

（二）水泥纖維板

火災(zāi)是多發(fā)的安全事故，這就對(duì)建筑材料的防火性提出了更高的要求。相較于傳統(tǒng)的建筑材料來(lái)說(shuō)，水泥纖維板的突出特點(diǎn)就是運(yùn)用大量先進(jìn)的防火物質(zhì)，有效隔絕熱量透過(guò)，因而防火性極佳，可以有效地控制火勢(shì)的蔓延。同時(shí)這種材料不會(huì)將螺絲、錠子等漏出來(lái)，更不會(huì)對(duì)其他的建筑結(jié)構(gòu)造成破壞，是一種被廣泛使用的新型綠色建筑材料。水泥纖維板的主要原材料是多種纖維類的有機(jī)化合物，將其與多種新舊材料混合起來(lái)進(jìn)行加工，很好地保證了材料的韌度與加工質(zhì)量。

（三）遮陽(yáng)裝置

在天氣炎熱的夏季，尤其是氣候濕潤(rùn)的南方地區(qū)，室內(nèi)溫度通常可以達(dá)到三十多度，為了降溫解暑，居民通常整天開(kāi)著空調(diào)，這無(wú)疑加大了能源損耗。因此，在氣候炎熱的南方地區(qū)，可以通過(guò)建筑遮陽(yáng)的裝置來(lái)隔絕室外的高溫，并有效地降低室內(nèi)溫度，達(dá)到節(jié)能減排的目的。遮陽(yáng)裝置一般分為兩種，一種是臨時(shí)性的，另一種是永久性的，臨時(shí)性的遮陽(yáng)裝置主要是指在門窗等位置對(duì)各種塑料、金屬、窗簾等進(jìn)行安裝，而永久性的遮陽(yáng)裝置是指對(duì)各種遮陽(yáng)板進(jìn)行安裝，這兩種遮陽(yáng)裝置的安裝應(yīng)該根據(jù)當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境和住戶的實(shí)際需求進(jìn)行，并對(duì)遮陽(yáng)裝置的材料進(jìn)行合理選擇。另外，還可以通過(guò)熱反射玻璃的研發(fā)與應(yīng)用有效阻隔光線照射對(duì)室內(nèi)溫度帶來(lái)的影響，從而達(dá)到平衡室內(nèi)溫度的目的。

五、結(jié)語(yǔ)

新型綠色建筑節(jié)能材料的研發(fā)與應(yīng)用是當(dāng)今建筑行業(yè)發(fā)展的主要趨勢(shì)，也是建筑工程師和材料工程師重點(diǎn)關(guān)注的焦點(diǎn)問(wèn)題。本文在現(xiàn)實(shí)的基礎(chǔ)上對(duì)新型建筑材料在屋面、墻體、門框以及建筑外圍等方面的應(yīng)用進(jìn)行了重點(diǎn)介紹，并對(duì)幾種典型的綠色建筑材料的應(yīng)用范圍與材料特性進(jìn)行了主要探究。建筑設(shè)計(jì)部門應(yīng)該加大對(duì)新型建筑材料的研發(fā)力度，實(shí)現(xiàn)建筑行業(yè)的長(zhǎng)久發(fā)展。

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作者單位：

中原工學(xué)院藝術(shù)設(shè)計(jì)學(xué)院