綠色建筑材料在現(xiàn)代建筑中的應(yīng)用

曹艷艷

（臨汾市建筑規(guī)劃設(shè)計院，山西 臨汾 041000）

1 工程概述

以山西省某市住宅小區(qū)建設(shè)工程為例，該項目總建筑面積為108654.28m2，地上共32層、地下1層，主體為框剪結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)為承臺筏板基礎(chǔ)，板厚350mm，屋頂為現(xiàn)澆鋼筋混凝土屋蓋。建筑總高度為103.45m、室內(nèi)外高差為-0.3m、檐口標高98.95m。該建筑的外墻裝修工程包括外墻面磚、涂料、干掛石材以及玻璃幕墻，采用鋁合金門窗。

2 綠色建筑材料的優(yōu)缺點分析

基于市場上出現(xiàn)大量的綠色建筑材料，其對現(xiàn)代建筑的設(shè)計施工具有一定的積極作用，能夠減少能源消耗、保護周邊環(huán)境，實現(xiàn)綠色健康發(fā)展。但綠色建筑材料在發(fā)揮優(yōu)點的同時，也存在一些缺點，不過綜合來說，在現(xiàn)代建筑中相比傳統(tǒng)材料，綠色建材的運用仍具有較大優(yōu)勢。本文以竹材人造板、免燒磚和多孔混凝土為例，具體分析如下：

2.1 竹材人造板

在本次建筑工程中對木材的需求量較大，當前主流采用的綠色建筑材料即是竹材人造板，我國竹類資源十分豐富，可作為新型綠色建材來大規(guī)模取代木材。該材料即是將竹材作為原料，通過相應(yīng)的機械和化學加工，利用膠粘劑和其自身結(jié)合力，制作形成膠合板狀材料，可作為建筑模板[1]。其與傳統(tǒng)木材相比較而言，能夠大量減少木材消耗量，竹材相比于木材可再生周期較短，對自然生態(tài)環(huán)境影響相對較小。同時竹材人造板的造價低于天然木材，可應(yīng)用在大多數(shù)墻體和家具裝修中，有利于降低總體造價成本。而且利用其良好的保溫隔熱性能，可降低熱損失，進一步降低能耗。另外竹材施工比較簡便，利用膠粘劑即可完成作業(yè)任務(wù)，同時自重較輕，危險系數(shù)較小，并且其廢棄物可回收二次使用，具有推動現(xiàn)代建筑可持續(xù)發(fā)展的積極作用。

在該工程中對竹材人造板的運用優(yōu)勢在于強度高、硬度大、韌性好以及耐磨性強等，而且在施膠后能夠消除竹材的各項異性和材質(zhì)不均和、易干裂的缺陷，在使用中可實現(xiàn)不生蟲、不霉變和不變形等。如表1所示，其為竹材人造板與其他材料的力學性能比較。但該材料在研發(fā)應(yīng)用中存在一定的不足，比如其生產(chǎn)加工技術(shù)當前尚不發(fā)達，特別是對于竹材碎料板的生產(chǎn)，沒有形成規(guī)模，多數(shù)竹材復合板處于研發(fā)試驗階段。

表1 竹材人造板與其他建筑材料的力學性能對照

2.2 免燒磚

黏土磚是傳統(tǒng)建筑中對環(huán)境產(chǎn)生影響最大的建材，當前已經(jīng)嚴禁其生產(chǎn)和使用。近年來隨著科學技術(shù)的發(fā)展，對其綠色替代建材的研究取得較大的進步，即是利用工業(yè)廢渣替代部分或者全部的黏土資源，比如免燒磚等，可不經(jīng)高溫煅燒即可制造的新型墻體材料。而且我國工業(yè)廢渣的年排放量較大，多數(shù)工業(yè)廢渣均可作為免燒磚的生產(chǎn)原材料[2]。與傳統(tǒng)建材相比，其在能源消耗上具有突出表現(xiàn)，免燒磚在生產(chǎn)中可降低大量的電力能耗，在現(xiàn)代建筑中的應(yīng)用則能夠提高防潮隔熱能力，降低熱損失，保障室內(nèi)環(huán)境舒適，減少空調(diào)使用能耗。在造價方面，免燒磚是利用工業(yè)廢渣制作而成，原材料成本低、采購價格較低。而且施工時其重量相對較輕，施工更加簡便，有起到提高建筑工程的防火和防水性能的作用。

本工程中運用該材料的優(yōu)勢是強度較高、耐久性相對較好，并且尺寸十分標準。在實際應(yīng)用過程中其外形比較完整、色澤呈單一、古樸自然的狀態(tài)，在現(xiàn)代建筑的裝飾中可用于清水墻或其他外裝飾。在具體工程實踐中具體可將免燒磚分為水泥磚、空心磚、砌塊磚等，尤其水泥磚應(yīng)用范圍最廣。但其缺點是與抹面砂漿的結(jié)合度不如傳統(tǒng)黏土磚，在應(yīng)用時可能會產(chǎn)生一定的墻面裂縫，嚴重影響其外觀的美觀性。在現(xiàn)代建筑施工中往往需要及時噴水，并掛鋼絲網(wǎng)，以避免裂縫的產(chǎn)生。

2.3 多孔混凝土

混凝土是現(xiàn)代建筑中最為關(guān)鍵的材料，同時也對環(huán)境的影響最大。因此在本次工程中，對混凝土的選用以綠色建材為主，如多孔混凝土。其在制備中只使用粗骨料，直接利用水泥作為粘結(jié)劑，保障其結(jié)構(gòu)具有連續(xù)孔隙和較好的透水性能及透氣性，按照氣孔結(jié)構(gòu)形成的方式不同，分為泡沫混凝土和加氣混凝土兩大類。與傳統(tǒng)鋼筋混凝土相比較而言，其單位體積重量僅是傳統(tǒng)建材的1/3，而且保溫性能提升3～4倍、耐火性能提升6～8倍，并且該材料的導熱系數(shù)較好，能夠節(jié)約墻體厚度、擴大建筑物有效使用面積。并且改材料的生產(chǎn)能耗指標較低，一般在70～90kg/m3，每年可節(jié)約能源折合標煤約12000t，比黏土磚節(jié)能約38%。另外該材料的總體造價不高，設(shè)備投入少、資金需求少。在工程施工中可推動機械化作業(yè)，實現(xiàn)施工效率提高的作用。

在本次工程中應(yīng)用多孔混凝土的優(yōu)點表現(xiàn)為多孔輕質(zhì)，降低材料密度，并且保溫隔熱性能較好、耐火隔音、耐久性較強，能夠進一步減輕環(huán)境負荷。與傳統(tǒng)建筑材料相比較而言，其如表2所示。但其缺點則是很容易被水陰濕，在上部位使用會存在較大的安全風險，同時因其具有毛細管效應(yīng)，不能在下部走位空心磚進行砌筑，應(yīng)用范圍有限，而且該材料的體積較大、占用空間多[3]。

表2 傳統(tǒng)建筑材料與多孔混凝土性能比較

3 綠色建筑材料在現(xiàn)代建筑中的具體應(yīng)用

在現(xiàn)代建筑中對綠色建筑材料的選擇和應(yīng)用，需滿足我國資源利用政策、節(jié)能節(jié)水政策及材料耐久性優(yōu)良等，保障建筑材料對環(huán)境和人體產(chǎn)生的危害性最小。結(jié)合該建筑工程施工內(nèi)容及實際條件，對綠色建筑材料的具體應(yīng)用主要有墻面綠色節(jié)能材料、玻璃幕墻及門窗綠色材料和外圍護節(jié)能材料的使用等方面。

3.1 墻面綠色建材的應(yīng)用

該建筑工程為現(xiàn)代高層建筑，其對墻面開展施工具有一定的局限性和難度，施工人員無法從整體上進行個性化設(shè)計，因此只能從墻面的功能性出發(fā)，以建筑墻面防火為重點，利用綠色建筑材料開展墻面設(shè)計施工。在實踐過程中，即是選擇保溫性能較好的墻面材料，以此降低室內(nèi)熱量。比如對于房屋隔墻采用輕質(zhì)斷墻體材料，并適當加入一些保溫材料，控制熱量的過分傳導和流失。對墻面進行裝飾時，可通過彩色的印刷水泥纖維形式進行材料混合，對其進行印花后進行應(yīng)用，有利于增強外飾效果，不會出現(xiàn)褪色問題，更耐雨水沖刷和腐蝕。所以在開展墻面施工時，應(yīng)當綜合考慮墻面的實際功能和需求，選擇適當?shù)木G色建筑材料，以發(fā)揮其環(huán)保節(jié)能的功能效果。

3.2 玻璃幕墻及門窗綠色建材的應(yīng)用

在現(xiàn)代建筑中玻璃幕墻的應(yīng)用比較廣泛，符合現(xiàn)代建筑的發(fā)展潮流，并且其在建筑工程中占有一定的比例，是建筑工程維護結(jié)構(gòu)的重要組成部分。同時，玻璃幕墻和門窗也起到室內(nèi)外熱量傳導和交換的作用。通常情況下建筑物在門窗傳熱中的能耗量相對較大，其傳熱能耗占建筑總能量的27%左右。因此為保障建筑的節(jié)能效果，應(yīng)當合理選擇門窗建筑材料，以盡可能降低建筑物能耗。在該工程中可采用真空鋼化玻璃、光化玻璃以及鋁合金型材門窗和屋蓋板，具有節(jié)能環(huán)保、防火保溫、超強隔熱的功能。另外也可采用各種人造幕墻板材，降低門窗所散發(fā)的能耗量，充分符合綠色建筑的建設(shè)標準，貫徹環(huán)保理念[4]。

3.3 節(jié)能外圍護綠色建材的應(yīng)用

在本次建筑工程實踐中，外部維護結(jié)構(gòu)使其施工的重要內(nèi)容，其要求建筑材料具有良好的保溫隔熱性能、透光率等。因此相關(guān)人員需要采用太陽能等新型能源的玻璃材料。比如綠色型材料——太陽能光電板，在該工程的屋頂建筑部分應(yīng)用玻璃采光屋頂形式，能夠為室內(nèi)增加采光面積，并利用太陽能降低室內(nèi)的電力能源使用消耗。該綠色外圍護材料對建筑和要用戶都具有一定的經(jīng)濟意義，是現(xiàn)代建筑建設(shè)發(fā)展的主流趨勢，也能進一步體現(xiàn)建筑節(jié)能效果。

3.4 內(nèi)外墻綠色建筑材料應(yīng)用

建筑工程的內(nèi)墻主要采用以石膏板為核心的多層板式符合體系，降低實際墻體的厚度，保證墻體的性能，即降低墻體的導熱系數(shù)以提高保溫隔熱性能。在內(nèi)墻施工中可采用柔性連接的方式，提高其抗震性能。同時多層板式復合材料能夠降低墻體的單位能耗、減少碳排放以及實現(xiàn)綠色環(huán)保的目標。對于外墻體則是運用一體化保溫材料，比如巖棉板等，既能夠起到防火保溫、隔濕裝飾、耐腐蝕等作用，又能提高本次工程的建設(shè)標準。

4 結(jié)語

綜上所述，在可持續(xù)發(fā)展觀念和環(huán)保理念深入貫徹的形勢下，對現(xiàn)代建筑的設(shè)計施工應(yīng)當重點考慮綠色建筑材料，結(jié)合建筑的功能、特點和使用需求等，積極采用竹材人造板、免燒磚、多孔混凝土等，雖然其具有一定缺陷，但相比于傳統(tǒng)材料仍能夠體現(xiàn)綠色環(huán)保特性。在工程實踐中注重對墻面、玻璃幕墻及門窗、為圍護結(jié)構(gòu)以及內(nèi)外墻體等采用新型綠色建材，以此保障現(xiàn)代建筑符合綠色設(shè)計施工標準，提高建筑建設(shè)總體質(zhì)量。