節(jié)能新材料、新技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用

張海奇

摘要：在全球環(huán)保節(jié)能意識的提升下，建設(shè)節(jié)能環(huán)保建筑成為了當(dāng)今的研究主題。通過對節(jié)能新材料和新技術(shù)的合理應(yīng)用，可有效地降低建筑物的能源消耗、降低環(huán)境污染程度，推動建筑工程環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益的共同發(fā)展。因此，本文闡述了節(jié)能新材料、新技術(shù)的出現(xiàn)和建筑節(jié)能的重要性，并對其在建筑工程中的應(yīng)用加以分析和總結(jié)。

Abstract： With the promotion of global awareness of environmental protection and energy conservation， the construction of energy-saving and environmental protection buildings has become the subject of today's research. Through the rational application of new energy-saving materials and technologies， it can effectively reduce the energy consumption of buildings and reduce the degree of environmental pollution， and promote the common development of environmental and economic benefits of construction projects. Therefore， this article describes the emergence of new energy-saving materials， new technologies and the importance of building energy efficiency， analyzes and summarizes its application in construction engineering.

關(guān)鍵詞：建筑工程;節(jié)能新技術(shù);節(jié)能新材料

Key words： construction engineering;new energy-saving technologies;new energy-saving materials

中圖分類號：TU201.5? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2020）23-0162-02

1? 節(jié)能新材料、新技術(shù)和建筑節(jié)能

隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展，節(jié)能新材料和新技術(shù)進(jìn)入了人們的視線并逐漸投入到了各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用當(dāng)中。它能滿足環(huán)境保護(hù)的同時(shí)，還能極大地提高能源的利用率，滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會生活的需求、有效地減少了建筑工程中的能源損耗，與我國的可持續(xù)性發(fā)展宗旨不謀而合，因此在政府倡導(dǎo)下和鼓勵(lì)下，眾多企業(yè)和公司加大了對節(jié)能材料和相關(guān)技術(shù)的研究與開發(fā)，并提出了節(jié)能建筑的概念。

建筑節(jié)能是指通過對資源、技術(shù)的合理分配與應(yīng)用降低資源的消耗量，完成高質(zhì)量、高舒適度的建筑物建設(shè)。實(shí)際應(yīng)用中，可分別在建筑工程設(shè)計(jì)階段、施工階段及后期使用階段采取節(jié)能措施。例如，在建筑工程中，可結(jié)合具有隔熱保溫性能的材料、高效率的采暖空調(diào)設(shè)備和可以提高資源利用率的施工技術(shù)，對建筑物的節(jié)能系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化。建筑節(jié)能的實(shí)施可以很好地促進(jìn)我國社會經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展的進(jìn)行，優(yōu)化居民生活條件，極大地降低環(huán)境污染程度，同時(shí)也大大緩解了能源危機(jī)，符合未來節(jié)約型社會的發(fā)展規(guī)律。

2? 節(jié)能新材料在建筑工程中的應(yīng)用

2.1 節(jié)能新材料的分類? 材料種類繁多，根據(jù)在節(jié)能建筑中的用途、材質(zhì)和功能等方面對節(jié)能材料進(jìn)行分類，大概可包括以下幾種：

①絕熱材料。包括保溫材料和隔熱材料，常用保溫材料包括：礦物棉、巖棉、玻璃棉，以及應(yīng)用比較多的泡沫塑料及多孔聚合物、膨脹珍珠巖石及其制品等;②防水密封材料。在對建筑防水密封性質(zhì)量要求不斷提高的前提下，防水密封材料是建筑行業(yè)和其相關(guān)行業(yè)中的必需品;③新型墻體材料。對于建筑主體構(gòu)建主材料，種類繁多，按其形狀可分為磚、塊、板等三大類，例如粘土空心磚、摻廢料的粘土磚、加氣混凝土、輕質(zhì)材料、復(fù)合板材等;④節(jié)能門窗、玻璃。建筑門窗和幕墻是建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的組成部分，在建筑物中是熱交換、熱傳導(dǎo)最活躍的部位;⑤太陽能利用。太陽能技術(shù)是人類近期開發(fā)的資源最豐富、最潔凈、最理想的能源渠道，近幾十年，在建筑中利用太陽能進(jìn)行發(fā)電發(fā)熱成為最主要的應(yīng)用途徑。

2.2 使用節(jié)能墻體? 墻體是建筑物中用于承重的主要構(gòu)件，同時(shí)還用于房間的隔音隔熱。在人民生活水平和質(zhì)量逐漸提高的前提下，對建筑物中的墻體質(zhì)量和材料組成也越來越挑剔。在此需求下，科學(xué)家通過對無機(jī)材料制作墻體加以研究，最終研發(fā)出了有機(jī)和無機(jī)相結(jié)合的復(fù)合墻體，可以滿足承重、隔音隔熱墻體材料的要求，然而該材料生產(chǎn)過程和工藝流程過于復(fù)雜，導(dǎo)致成本過高，對于推廣應(yīng)用有些困難?；诖耍茖W(xué)家將秸稈、煤渣等生活廢棄資源在水泥混合作用下形成高性能、低成本的特殊墻體材料，變廢為寶。在滿足人們的生活需求的同時(shí)，還極大的提高了資源的循環(huán)利用效率，實(shí)現(xiàn)了低耗環(huán)保，具有非常重要的應(yīng)用價(jià)值和推廣意義。

2.3 門窗節(jié)能材料的應(yīng)用? 門窗在建筑中承擔(dān)保暖、采光、熱交換、通風(fēng)換氣等大部分的功能，而對于新型節(jié)能門窗門窗的修建離不開節(jié)能玻璃材料。門窗材質(zhì)直接決定著其性能，不同于傳統(tǒng)的金屬制造，復(fù)合型材料的節(jié)能門窗可以增強(qiáng)散熱功能，在現(xiàn)代建筑領(lǐng)域受到了廣泛應(yīng)用。節(jié)能門窗材料不但能夠保證結(jié)構(gòu)和功能的穩(wěn)定性，還極大程度地降低了其他不可再生能源的損耗和環(huán)境污染程度，由于其質(zhì)材廉價(jià)、易取、可塑性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，還降低了建筑施工、改建的成本，使建筑商及用戶雙方都比較受益。

3? 建筑工程中對節(jié)能新技術(shù)的應(yīng)用

3.1 外墻保溫技術(shù)的應(yīng)用? 在傳統(tǒng)建筑外墻保溫技術(shù)設(shè)計(jì)上，一般使用單一材料通過增加墻體厚度實(shí)現(xiàn)保溫隔熱功能，然而這種方式保溫效果不會得到太大提升，而且還會浪費(fèi)一定的建筑材料，整體效果無法達(dá)到目標(biāo)。隨著對保溫技術(shù)的研究，開始結(jié)合外墻夾芯、外墻外保溫、外墻內(nèi)保溫，綜合運(yùn)用到現(xiàn)代建筑工程施工中，主要內(nèi)容如下：

①外墻夾芯保溫技術(shù)。在外墻和內(nèi)墻之間填充保溫隔熱性能良好的材料，例如聚氨酯板、巖棉板、玻璃棉板等，然后使用混凝土或空心砌磚對墻面進(jìn)行壘砌，可有效提升隔熱保溫性能，其構(gòu)造結(jié)構(gòu)如圖1所示。

很多外墻外保溫系統(tǒng)中不能用的保溫材料，在夾芯保溫里都可以采用，比如聚氨酯板、巖棉板、玻璃棉板等。然而該技術(shù)的抗震性較差，在地震活躍區(qū)域推廣性不強(qiáng);

②外墻外保溫技術(shù)。該技術(shù)實(shí)施過程為：對外墻體涂抹上由保溫材料組成的保溫層，然后再對外墻進(jìn)行裝飾，加上飾面層、防護(hù)罩和防水層等加固層結(jié)構(gòu)，如圖2所示。該保溫技術(shù)有效地保護(hù)了建筑物不受紫外線的輻射傷害，有效加固了建筑物的主體結(jié)構(gòu)，提高了穩(wěn)定性和抗震性;

③外墻內(nèi)保溫技術(shù)。以砂漿、苯板作為內(nèi)保溫材料，將其置在外墻內(nèi)側(cè)，實(shí)現(xiàn)保溫隔熱，如圖3所示。該技術(shù)施工操作簡單，穩(wěn)定性強(qiáng)，在現(xiàn)代建筑工程中應(yīng)用廣泛，具有應(yīng)用推廣意義。

3.2 綠色節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用

在建筑工程中，傳統(tǒng)的能源使用勢必會造成一定的熱能消耗，從而帶來一定的浪費(fèi)和污染。綠色節(jié)能技術(shù)可充分利用清潔能源進(jìn)行建筑工程施工，有效地降低了熱能消耗，實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能。應(yīng)用前，通過對建筑工程的合理規(guī)劃和布置，定時(shí)定點(diǎn)的確定能源使用位置和時(shí)間，避免無謂的能源閑置和浪費(fèi)。如通過對建筑物的朝向規(guī)劃和設(shè)計(jì)，提升采光時(shí)間，確保建筑室內(nèi)的溫度和濕度。

3.3 太陽能節(jié)能技術(shù)應(yīng)用

對太陽能節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用主要體現(xiàn)在太陽能對電能、熱能的轉(zhuǎn)換。將其應(yīng)用于建筑物供電中，可有效降低能源消耗、提高建筑工程資源利用率和經(jīng)濟(jì)效益最大化。在具體應(yīng)用中可分為主動式和被動式：①主動式。采用在建筑物高處擺放高效集熱裝置，收集光照能源，通過熱媒傳遞，將熱量傳送至室內(nèi)實(shí)現(xiàn)采暖、制冷、供熱等功能;②被動式。通常在冬季使用該形式進(jìn)行采光。設(shè)計(jì)原則為一方面盡可能多采集陽光熱量，并引入室內(nèi)，同時(shí)又要做好室內(nèi)熱量消散保護(hù)工作（例如采用玻璃或薄膜構(gòu)成溫室的形式，以減少溫室內(nèi)對外界的直接對流散熱），在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，溫室需呈朝南朝向，并保證有足夠的樓間距，保證光照角度合理，延長光照時(shí)間。常見的溫室設(shè)計(jì)形式如圖4所示等。

冬季氣溫降低，在玻璃蓋板上涂上黑色保溫涂料形成重質(zhì)墻體，可有效吸收和存儲太陽光，對墻體上的通風(fēng)口進(jìn)行加熱，從而形成循環(huán)的熱氣流。同時(shí)利用玻璃蓋板和空氣層保證了熱量不向外擴(kuò)散，內(nèi)外結(jié)合保證室內(nèi)溫度。整體采暖過程的工作原理如圖4（a）、（b）所示。需要考慮的是，在夏季由于墻體的集熱蓄熱效果太好，會導(dǎo)致室內(nèi)溫度過高問題。目前，采取的辦法是利用集熱蓄熱墻體進(jìn)行被動式通風(fēng)，通過在玻璃蓋板上側(cè)設(shè)置風(fēng)口達(dá)到空氣流動效果，如圖4（c）、（d）所示。另外，利用夜間天空冷輻射使集熱蓄熱墻體蓄冷或在空氣間層內(nèi)設(shè)置遮陽卷簾，在一定程度上也能起到降溫的作用。

4? 結(jié)束語

本文通過對節(jié)能新材料、新技術(shù)的應(yīng)用分析可得，節(jié)能建筑工程可充分利用節(jié)能材料、節(jié)能技術(shù)實(shí)現(xiàn)低能耗、低污染、高性能的施工要求，這已是建筑行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然趨勢。因此，在保證建筑工程質(zhì)量，滿足生活需求的基礎(chǔ)上，還需要積極探索和研究更多新型的建筑材料和技術(shù)，進(jìn)而推動建筑行業(yè)的可持續(xù)化發(fā)展。

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