解析建筑工程中絕熱節(jié)能環(huán)保材料的應(yīng)用及發(fā)展前景

何靜

摘要：在建筑節(jié)能中，建筑墻體保溫是非常重要的手段方式。在建筑能耗中，墻體能量損失大約在50%，但外墻保溫普及程度大約只有10%，所以，墻體保溫材料，即絕熱節(jié)能材料的市場(chǎng)前景十分廣闊。而建筑絕熱節(jié)能材料在建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中發(fā)揮著不可替代的重要作用，是進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能、低碳、綠色發(fā)展的關(guān)鍵。據(jù)此，文章對(duì)建筑工程中絕熱節(jié)能材料的應(yīng)用及發(fā)展前景進(jìn)行了詳細(xì)分析。

關(guān)鍵詞：建筑工程;絕熱節(jié)能材料;應(yīng)用;發(fā)展前景

中圖分類號(hào)：TQ050.4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1001-5922（2019）07-0053-03

絕熱材料實(shí)際上就是能夠顯著阻抗并吸收熱流與節(jié)流的多孔、輕質(zhì)、導(dǎo)熱系數(shù)較小的單一式或者復(fù)合式材料。絕熱材料的利用與人類社會(huì)發(fā)展是同步進(jìn)行的，在社會(huì)發(fā)展推動(dòng)下，絕熱材料類型與內(nèi)涵也實(shí)現(xiàn)了時(shí)代化發(fā)展。而現(xiàn)代化保溫材料、保冷材料以及二者結(jié)合，是絕熱材料的概念源自產(chǎn)業(yè)革命后的迫切需求，在建筑墻體與屋頂保溫絕熱中的應(yīng)用比較廣泛。

1 絕熱節(jié)能材料為建筑工程帶來(lái)的機(jī)遇

在十三五時(shí)期，我國(guó)全面建成小康社會(huì)的關(guān)鍵時(shí)期，同時(shí)也是推動(dòng)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型優(yōu)化的主要階段，受資源環(huán)境壓力影響，我國(guó)對(duì)建筑節(jié)能提高了要求。現(xiàn)階段絕熱節(jié)能材料行業(yè)發(fā)展的內(nèi)部環(huán)境與外部環(huán)境都在逐漸變化，建筑行業(yè)也迎來(lái)了綠色節(jié)能發(fā)展的全新機(jī)遇，發(fā)展?jié)摿Ρ容^大。

在2020年常住人口城鎮(zhèn)化水平將會(huì)達(dá)到60%，全社會(huì)房屋建筑將會(huì)一直處于大規(guī)模發(fā)展?fàn)顟B(tài)。此外，為了進(jìn)一步滿足居住的舒適性要求，建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)將會(huì)顯著提升，裝配式建筑不斷增多，已有居住建筑節(jié)能優(yōu)化改造，公共建筑節(jié)能的監(jiān)督管理力度增加，超低能耗建筑得以廣泛推廣，以此通過(guò)節(jié)能建筑衍生的絕熱節(jié)能材料市場(chǎng)逐漸擴(kuò)大，從而為行業(yè)技術(shù)升級(jí)與品質(zhì)優(yōu)化帶來(lái)了全新發(fā)展機(jī)遇。在我國(guó)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性調(diào)整的引導(dǎo)下，節(jié)能減排與環(huán)境保護(hù)力度逐漸增大，提高建筑行業(yè)綜合技術(shù)水平與產(chǎn)品質(zhì)量將會(huì)是后續(xù)主要發(fā)展趨勢(shì)。

2 建筑工程中絕熱節(jié)能材料的發(fā)展現(xiàn)狀

1）據(jù)統(tǒng)計(jì)各國(guó)利用設(shè)備與工藝優(yōu)化措施，能夠在相同生產(chǎn)水平下實(shí)現(xiàn)大約20%-50%的節(jié)能環(huán)保目標(biāo)，所以節(jié)能也就是所謂的第五能源。而引進(jìn)絕熱節(jié)能材料，建筑與工業(yè)等領(lǐng)域大約可以節(jié)省8%-10%產(chǎn)能，對(duì)節(jié)能技術(shù)先進(jìn)與政策執(zhí)行力較強(qiáng)的發(fā)達(dá)國(guó)家來(lái)講，此比例值將會(huì)相應(yīng)提升。我國(guó)每年的產(chǎn)能如果為30億t標(biāo)準(zhǔn)煤，從中引用絕熱節(jié)能材料，每年能夠節(jié)約大約2-3億t標(biāo)準(zhǔn)煤產(chǎn)能。此數(shù)目遠(yuǎn)超大部分國(guó)家產(chǎn)能總和。由此為我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來(lái)的巨大貢獻(xiàn)，已經(jīng)直接超出了絕熱節(jié)能材料行業(yè)的自身產(chǎn)值。而按照環(huán)保計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)，生產(chǎn)大約3kW發(fā)電量熱能所釋放的二氧化碳大概需要3km²樹木，才能夠加以吸附，這樣一來(lái)，2億t標(biāo)準(zhǔn)煤燃燒釋放的二氧化碳就需要幾億畝森林才能夠吸附。

2）絕熱節(jié)能材料是新型建筑墻體的主要材料。我國(guó)延續(xù)前年的秦磚漢瓦等建筑結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致大量不可再生土地資源被嚴(yán)重破壞。而現(xiàn)代化建筑特別是高層建筑，只能夠利用保溫性能與實(shí)心粘土磚相同，但是厚度與重量卻比較輕的鋼架絕熱節(jié)能材料結(jié)構(gòu)。而應(yīng)用絕熱節(jié)能材料，能夠每年為我國(guó)節(jié)約大約10萬(wàn)畝土地資源。絕熱節(jié)能材料的廣泛應(yīng)用，在很大程度上為人們的身體健康，以及和諧社會(huì)構(gòu)建作出了不可估量的巨大貢獻(xiàn)。

3）基于絕熱節(jié)能材料的裝配式建筑用預(yù)制構(gòu)件，能夠促使原始現(xiàn)澆作業(yè)明顯縮減。而通過(guò)預(yù)制件工廠化生產(chǎn)與現(xiàn)場(chǎng)裝配施工，能夠直接性降低外墻滲漏與裂縫等現(xiàn)象的發(fā)生，還可以大大縮減施工工期，提高施工效率與水平，并穩(wěn)固結(jié)構(gòu)建設(shè)技術(shù)水平，確保結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量。而施工現(xiàn)場(chǎng)的建筑垃圾與廢水排放明顯減少，建筑噪音也快速降低，同時(shí)還減少了有害氣體與粉塵排放。構(gòu)件的標(biāo)準(zhǔn)化水平越高，生產(chǎn)效率就會(huì)越高，而構(gòu)件成本則會(huì)隨之降低，再加上引進(jìn)數(shù)字化管理模式，使得裝配式建筑的性價(jià)比顯著提高。絕熱節(jié)能材料與墻體的大力推廣應(yīng)用，在交通運(yùn)輸與經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的重要影響作用都不可磨滅。

3 建筑工程中絕熱節(jié)能材料的應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)

當(dāng)前，國(guó)內(nèi)外產(chǎn)品研究開發(fā)熱點(diǎn)主要集中在絕熱節(jié)能材料隔熱性能、防火性能、環(huán)境保護(hù)等方面。我國(guó)建筑絕熱節(jié)能材料則呈現(xiàn)了保溫系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)一體化、綠色節(jié)能建筑等多形態(tài)發(fā)展趨勢(shì)。而絕熱節(jié)能材料朝向系統(tǒng)保溫、經(jīng)濟(jì)、安全、裝飾等多元化方向發(fā)展，產(chǎn)品也逐漸朝向智能化、自動(dòng)化、標(biāo)準(zhǔn)化、多樣化、高效化、綠色化、環(huán)?；姘l(fā)展。

3.1保溫材料系統(tǒng)化

在國(guó)家與市場(chǎng)對(duì)于建筑保溫材料要求逐漸提高的趨勢(shì)下，建筑保溫材料研究開始朝向系統(tǒng)化與整體化方向發(fā)展。建筑保溫材料系統(tǒng)化實(shí)際上就是施工簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)安全、智能化、舒適化等，即材料匹配性與適應(yīng)性，保溫防水、裝飾一體化、裝配式保溫建筑等應(yīng)用研究。

3.2提高外墻保溫系統(tǒng)的防火安全性

建筑外墻保溫關(guān)鍵是建筑安全與質(zhì)量，在國(guó)內(nèi)外墻外保溫系統(tǒng)所采用保溫材料，主要是防火性比較差的薄抹灰有機(jī)保溫材料，其中埋下了一定的防火安全隱患。為了提高外墻保溫系統(tǒng)防火安全性，當(dāng)前所采取措施為防火隔離帶、擋火梁、無(wú)空腔構(gòu)造、防火維護(hù)面層等，尤其是防火隔離帶應(yīng)該利用不易燃材料，分別處于垂直與水平方向進(jìn)行合理設(shè)置。

3.3裝配式建筑引導(dǎo)絕熱節(jié)能材料發(fā)展

裝配式建筑與零能耗建筑首次進(jìn)入國(guó)家十三五課題，在十三五時(shí)期，裝配式建筑與被動(dòng)式建筑的大力推廣，直接促使絕熱保溫材料行業(yè)迎來(lái)了全新發(fā)展機(jī)遇，也提出一些全新的高要求。裝配式建筑對(duì)產(chǎn)品零部件要求非常高，所以，建筑絕熱技能材料作為一大主要材料，需基于保溫、防火、理化性能等方面有效保障性能安全與穩(wěn)定，與建筑墻體保持相同壽命狀態(tài)。裝配式建筑的推廣能夠在一定程度上正向引導(dǎo)建筑絕熱節(jié)能材料技術(shù)與產(chǎn)品優(yōu)化。

3.4絕熱技能材料促進(jìn)被動(dòng)式建筑發(fā)展

被動(dòng)式低能耗建筑又稱之為被動(dòng)房。被動(dòng)房主要采取一系列關(guān)鍵性技術(shù)保證建筑節(jié)能環(huán)保，即保溫層、節(jié)能外門墻、熱回收系統(tǒng)、高效的氣密性措施、無(wú)熱橋節(jié)點(diǎn)處理對(duì)策。被動(dòng)式低能耗建筑不需要通過(guò)傳統(tǒng)采暖與空調(diào)設(shè)施，就可以保證室內(nèi)環(huán)境的舒適性，且室溫一直處于20-26℃最佳狀態(tài)。我國(guó)的被動(dòng)式低能耗建筑主要是根據(jù)德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建，其帶動(dòng)了建筑絕熱節(jié)能材料技術(shù)與產(chǎn)品優(yōu)化升級(jí)，并研發(fā)、生產(chǎn)了與被動(dòng)式低能耗建筑多元化要求相符的絕熱節(jié)能材料，從而促進(jìn)了低能耗建筑的長(zhǎng)遠(yuǎn)穩(wěn)定發(fā)展。在保溫系統(tǒng)產(chǎn)品應(yīng)用方面來(lái)講，主要包含兩大系統(tǒng)，即EPS薄抹灰系統(tǒng)與石墨聚苯板系統(tǒng)。

3.5冷庫(kù)保溫材料

由于我國(guó)制冷市場(chǎng)十分龐大，涉獵范圍比較廣泛，主要包含國(guó)防、化工生產(chǎn)、食品加工等不同行業(yè)。而我國(guó)冷庫(kù)行業(yè)正在不斷朝向利用發(fā)泡聚氨酯與聚苯乙烯板隔熱材料的方向前進(jìn)，具備低溫大型化、輕便預(yù)制裝配化、果蔬冷庫(kù)恒溫氣調(diào)化、氟利昂制冷劑廣泛化等特性，操作簡(jiǎn)單，高效性與安全性較高，且節(jié)能環(huán)保。

4 建筑工程中絕熱節(jié)能保溫材料的發(fā)展趨勢(shì)

在未來(lái)，建筑絕熱技能材料將會(huì)朝向多功能復(fù)合型保溫、輕質(zhì)化保溫、環(huán)保保溫、防潮防水、真空絕熱等材料方向不斷優(yōu)化發(fā)展。

首先，多功能復(fù)合型保溫材料的性能要求不斷提高，在未來(lái)發(fā)展應(yīng)該會(huì)呈現(xiàn)保溫、防火、防水、環(huán)保、節(jié)能等特性。為突破建筑絕熱節(jié)能材料性能缺陷，輕質(zhì)多功能復(fù)合型保溫材料將會(huì)是研究開發(fā)的關(guān)鍵點(diǎn)。把各種保溫材料進(jìn)行加工復(fù)合，通過(guò)提高產(chǎn)品整體性能，進(jìn)一步適應(yīng)建筑節(jié)能環(huán)保新形勢(shì)對(duì)于我國(guó)外墻保溫材料的多枠性要求。其次，環(huán)保保溫材料。在我國(guó)對(duì)于廢棄物處理政策不斷優(yōu)化完善的良好局勢(shì)下，粉煤灰與廢舊泡沫塑料等降解難度比較大，處置成本相對(duì)較高的廢棄物實(shí)現(xiàn)了在保溫材料中的循環(huán)利用，這樣一來(lái)，不僅實(shí)現(xiàn)了資源優(yōu)化利用，還在很大程度上保護(hù)了自然環(huán)境。再次，氣凝膠屬于無(wú)機(jī)固體物質(zhì)形態(tài)絕熱材料，密度非常小，孔徑為納米級(jí)固體，類型各式各樣。氣凝膠的密度大約為3kg/m³。與傳統(tǒng)的保溫材料不同，氣凝膠具有其自身的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，即耐高溫、導(dǎo)熱系數(shù)較低、密度非常小、強(qiáng)度較高、耐水耐火、節(jié)能環(huán)保等等。

我國(guó)作為二氧化硅主要生產(chǎn)國(guó)家，大部分都是品質(zhì)相對(duì)偏低的沉淀白炭黑，在高品質(zhì)氣凝膠與氣相白炭黑等方面產(chǎn)能相對(duì)偏低，而在技術(shù)創(chuàng)新與新品研發(fā)方面，明顯落后于國(guó)外先進(jìn)公司。新材料產(chǎn)業(yè)是我國(guó)十三五規(guī)劃明確的戰(zhàn)咯性新興產(chǎn)業(yè)，氣凝膠材料作為一大主要新型材料，極具競(jìng)爭(zhēng)力，備受政府與企業(yè)積極關(guān)注。

5 建筑工程中絕熱節(jié)能材料的發(fā)展建議

5.1促進(jìn)絕熱節(jié)能材料工業(yè)十三五發(fā)展規(guī)劃落實(shí)

圍繞創(chuàng)新提高、超越引導(dǎo)，逐漸走向深層化發(fā)展，我國(guó)絕熱節(jié)能材料行業(yè)將會(huì)促進(jìn)落實(shí)絕熱技能材料工業(yè)的十三五發(fā)展規(guī)劃。進(jìn)一步快速開發(fā)并應(yīng)用綠色環(huán)保建材，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)適度調(diào)整，以此推動(dòng)絕熱節(jié)能材料行業(yè)進(jìn)入全新發(fā)展階段。在我國(guó)大力提倡發(fā)展集成化裝配式建筑的政策下，材料行業(yè)將會(huì)注重開發(fā)低能耗的、高效的絕熱節(jié)能材料與工藝，即氣凝膠、真空板、防火隔離帶等，以及保溫與裝飾一體化工藝。

5.2強(qiáng)化行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定與修訂工作

基于《綠色絕熱節(jié)能材料生產(chǎn)和應(yīng)用行動(dòng)方案》與《礦物棉工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》標(biāo)準(zhǔn)，舉辦優(yōu)化生產(chǎn)工藝、裝備水平、產(chǎn)品質(zhì)量的宣貫活動(dòng)，促使整個(gè)材料行業(yè)達(dá)標(biāo)排放，節(jié)能環(huán)保?；诖?，淘汰行業(yè)落后過(guò)剩產(chǎn)能，從追求產(chǎn)能漸漸轉(zhuǎn)變?yōu)橹匾曎|(zhì)量與效率。

5.3積極開展綠色建材評(píng)估標(biāo)識(shí)與制造體系構(gòu)建

材料行業(yè)與相關(guān)單位應(yīng)共同努力構(gòu)建綠色建材評(píng)估標(biāo)識(shí)與制造體系，以此為正向引導(dǎo)并規(guī)范化市場(chǎng)行為，加快行業(yè)綠色節(jié)能生產(chǎn)與制造的進(jìn)程，幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)提質(zhì)增效目標(biāo)。

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在十三五期間，受資源環(huán)境等各個(gè)方面壓力，我國(guó)對(duì)建筑節(jié)能要求不斷提高。而墻體保溫作為建筑節(jié)能的關(guān)鍵性基礎(chǔ)，絕熱節(jié)能材料作為墻體保溫的重要前提，建筑工程必須加強(qiáng)對(duì)其優(yōu)化發(fā)展的高度重視。目前絕熱節(jié)能材料在不斷前進(jìn)發(fā)展，其中既存在機(jī)遇又存在諸多挑戰(zhàn)，但是在城市化綠色節(jié)能發(fā)展的重要機(jī)遇時(shí)期，發(fā)展?jié)摿Σ蝗莺鲆?。未?lái)則會(huì)漸漸朝向結(jié)構(gòu)化、效益化方向發(fā)展，對(duì)此，建筑工程行業(yè)則應(yīng)立足國(guó)內(nèi)實(shí)際需要，注重質(zhì)量，擴(kuò)大有效供給，切實(shí)滿足發(fā)展需求，并始終堅(jiān)持節(jié)能減排與綠色環(huán)保發(fā)展理念。