節(jié)能環(huán)保建筑材料與傳統(tǒng)建筑材料的對(duì)比及應(yīng)用

張海昆，李楊紅

(廣東環(huán)境保護(hù)工程職業(yè)學(xué)院，廣東 佛山 528216)

節(jié)能綠色環(huán)保建筑材料(又被稱為“生態(tài)建材”)充分利用了清潔生產(chǎn)技術(shù)，在降低能源使用量的基礎(chǔ)上，將工業(yè)廢棄物加工處理為無毒無害且有益于人類健康的的建筑材料，通過將其應(yīng)用于建筑工程中，可以降低建筑工程的施工成本，提高整體建筑的窄帶和性能，為實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗、綠色環(huán)保等要求打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。因此，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑工程的綠色化施工，更好地保護(hù)環(huán)境，如何將節(jié)能綠色環(huán)保建筑材料科學(xué)應(yīng)用于建筑工程中是技術(shù)人員必須思考和解決的問題。

1 建筑工程概況

某地區(qū)綠色建筑工程概況如下：工程占地面積達(dá)到了69386 m，總建筑面積達(dá)到了1 400 006 m，土地屬于住宅用地類型，期限通常為70年，總體規(guī)劃戶數(shù)高達(dá)912戶，戶型面積通常在65 m～1636 m。該小區(qū)充分利用節(jié)能綠色環(huán)保建筑材料，不僅滿足了低碳排放相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求，還有效地降低了維護(hù)成本。此外，在建筑規(guī)劃期間，施工單位重點(diǎn)打造小區(qū)的原生態(tài)環(huán)境，確保小區(qū)與周邊生態(tài)環(huán)境能夠相得益彰，十分協(xié)調(diào)。

2 綠色環(huán)保建筑材料與傳統(tǒng)建筑材料的對(duì)比

2.1 綠色環(huán)保建筑材料的特殊性

傳統(tǒng)建筑材料含有大量的有毒物質(zhì)以及相關(guān)污染物，這些物質(zhì)嚴(yán)重污染了人類的生態(tài)環(huán)境，同時(shí)，在進(jìn)行裝修期間，這些物質(zhì)很容易散發(fā)出來，嚴(yán)重危害人們的身體健康。此外，傳統(tǒng)建筑材料的使用，會(huì)產(chǎn)生大量的CO,加劇了全球溫室效應(yīng)問題，從而給大氣層造成不同程度的破壞，不符合我國(guó)節(jié)能降排的發(fā)展需求。但是，節(jié)能綠色環(huán)保建筑材料的出現(xiàn)和應(yīng)用可以很好地避免以上現(xiàn)象的發(fā)生，這是由于這種新型建筑材料主要是將城市回收利用的廢棄物作為原料進(jìn)行制作的，而這些原料無毒無害，同時(shí)，放射性物質(zhì)和CO產(chǎn)生量相對(duì)較少，完全符合我國(guó)綠色環(huán)保、節(jié)能降耗發(fā)展需求。

2.2 綠色環(huán)保建筑材料的功能性

與傳統(tǒng)建筑材料相比，節(jié)能綠色環(huán)保建筑材料具有保溫性高、節(jié)能效果顯著等特征，這些新型建筑材料除了具有多樣化的美觀樣式外，還具有屏蔽有害輻射物質(zhì)的功能，同時(shí)，還能實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的自動(dòng)化調(diào)節(jié)和控制。例如：在設(shè)計(jì)外墻保溫結(jié)構(gòu)時(shí)，可以選用保溫效果較高的玻璃纖維網(wǎng)格布材料，確保外墻能夠規(guī)范外界環(huán)境溫度的變化，對(duì)室內(nèi)溫度進(jìn)行科學(xué)調(diào)整和控制，從而為人們打造舒適的居住環(huán)境。

3 節(jié)能綠色環(huán)保建筑材料在建筑工程中的具體應(yīng)用

為了實(shí)現(xiàn)建筑工程的綠色化施工，技術(shù)人員要根據(jù)如圖1所示的建筑工程施工類型，將節(jié)能綠色環(huán)保建筑材料科學(xué)應(yīng)用于建筑工程中，為提高墻體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平、維護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平、防水結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平、門窗結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平以及保溫結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平提供重要的依據(jù)和參考。

圖1 綠色建筑工程施工類型Fig. 1 Construction types of green building projects

3.1 在建筑工程墻體結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

在進(jìn)行建筑工程施工期間，墻面施工占比往往較高，因此，墻體材料的使用成本要越低越好，只有這樣，才能實(shí)現(xiàn)建筑工程社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益的最大化。另外，在進(jìn)行建筑工程施工的過程中，經(jīng)常用到混凝土結(jié)構(gòu)，與傳統(tǒng)紅磚材料相比，混凝土具有施工操作簡(jiǎn)單、耐久性高、成本低等特別。但是，普通混凝土材料無法滿足建筑節(jié)能降耗、綠色環(huán)保相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求，在這樣的背景下，大量新型墻體材料不斷涌現(xiàn)，這些材料憑借著自身節(jié)能、環(huán)保、綠色等特征，被廣泛地應(yīng)用于建筑工程中，常規(guī)混凝土與新型混凝土性能對(duì)比如表1所示。

表1 常規(guī)混凝土與新型混凝土性能對(duì)比Tab.1 Performance comparison between conventional concrete and new concrete

從表1中的數(shù)據(jù)可以看出，新型墻體材料主要包含以下幾種類型：(1)加氣混凝土。加氣混凝土原料主要包含2種成分，一種是硅砂，另一種是粉煤灰,通過將其與石灰、石膏、水泥等材料進(jìn)行充分混合，并置于高溫環(huán)境下進(jìn)行蒸壓養(yǎng)護(hù)處理后即可形成。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)資料記載，加氣混凝土具有較高的導(dǎo)熱性、保溫性和隔熱性以及較強(qiáng)的抗裂性和抗?jié)B透性，通過將其應(yīng)用于建筑工程中，可以降低能耗，由于該材料自身密度較小，可以起到節(jié)約原材料使用量的作用，為最大限度地降低運(yùn)輸環(huán)節(jié)所消耗的能量創(chuàng)造良好的條件。(2)泡沫混凝土。泡沫混凝土在具體的制作中，主要用到了專用發(fā)泡劑，并采用機(jī)械化控制方式，對(duì)發(fā)泡劑進(jìn)行處理，使其與水泥漿能夠充分混合，然后，借助泵送系統(tǒng)，對(duì)發(fā)泡劑進(jìn)行模具成型處理，然后，經(jīng)過一段時(shí)間的自然養(yǎng)護(hù)后，形成如圖2所示的新型混凝土材料，從圖2中可以看出，該材料含有大量的氣孔，這些氣孔具有封閉性。泡沫混凝土具有質(zhì)量輕、保溫隔熱性能良好、耐火性強(qiáng)等特征，經(jīng)常被應(yīng)用于復(fù)合墻板和混凝土填層等相關(guān)領(lǐng)域中，但是，泡沫混凝土也存在一定的缺陷，如抗裂性低、吸水弱、強(qiáng)度不足等問題，因此，在日常的應(yīng)用中，技術(shù)人員要從發(fā)泡劑、工藝流程等環(huán)節(jié)出發(fā)，對(duì)泡沫混凝土性能進(jìn)行不斷改進(jìn)。(3)模網(wǎng)混凝土。模網(wǎng)混凝土主要綜合運(yùn)用了蛇皮網(wǎng)、加勁構(gòu)筑等多種網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，然后，采用澆筑混凝土的方式得到剪力墻結(jié)構(gòu)，被廣泛地應(yīng)用于住宅建筑工程中，并取得了良好的應(yīng)用效果。模網(wǎng)混凝土在具體的應(yīng)用中，需要借助蛇皮網(wǎng)孔，在搭建三維空間網(wǎng)架的基礎(chǔ)上，開展現(xiàn)場(chǎng)組裝工作和混凝土澆筑工作。

圖2 泡沫混凝土Fig.2 Foamed concrete

3.2 在建筑工程維護(hù)結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

在進(jìn)行建筑工程施工期間，要想保證工程維護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和可靠性，除了要做好對(duì)建筑本身的維護(hù)外，還要做好對(duì)建筑承重性能以及保溫、隔熱性能的提升。而加氣混凝土材料的出現(xiàn)和應(yīng)用可以很好地實(shí)現(xiàn)以上目標(biāo)，加氣混凝土砌塊作為一種常用的維護(hù)結(jié)構(gòu)，被廣泛地應(yīng)用于建筑工程中，這是由于該新型建筑材料具有強(qiáng)大的隔熱、保溫、防火性能。此外，為了更好地滿足絕緣施工相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求，還要加強(qiáng)對(duì)珍珠巖板、聚苯乙烯等新型建筑材料的應(yīng)用，這是由于他們具有較高的絕緣性能，同時(shí)，重量輕，便于運(yùn)輸和搬運(yùn)，同時(shí)，為降低建筑物結(jié)果的承重負(fù)荷產(chǎn)生積極的影響。另外，當(dāng)暖通設(shè)備需要穿過墻套管時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)墻體圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保護(hù)，必須要做好散熱工作以及絕緣性能優(yōu)化工作，外部維護(hù)結(jié)構(gòu)在具體的設(shè)計(jì)中，要優(yōu)先使用太陽能玻璃材料，該材料具有較高的光傳輸性能，不僅可以取得良好的保溫隔熱效果，還能提高采光的總體面積。最后，在設(shè)計(jì)墻體保溫結(jié)構(gòu)期間，要優(yōu)先使用法蜂窩復(fù)合結(jié)構(gòu)材料，通過利用這種新型建筑材料，不僅可以很好地改善和優(yōu)化墻體的隔熱效果，還能提高保溫結(jié)構(gòu)的抗裂性，同時(shí)，還要采用全面保溫處理方式，將新型建筑材料與新型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行充分結(jié)合，并借助環(huán)保型的砂漿，完成對(duì)防裂保護(hù)層的設(shè)計(jì)，這樣一來，不僅可以提高建筑物的穩(wěn)固性和安全性，還能保證建筑物的最終保溫效果。建筑工程維護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)流程如圖3所示。

圖3 建筑工程維護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)流程Fig.3 The design process of building maintenance structure

3.3 在建筑工程防水結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

建筑防水結(jié)構(gòu)作為建筑工程的施工重中之重，一旦出現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)防水性能不好，將會(huì)給用戶的日常生活和工作造成極大的不便，同時(shí)，還對(duì)建筑物的整體使用壽命產(chǎn)生不良的影響，為了避免以上現(xiàn)象的發(fā)生，技術(shù)人員要謹(jǐn)慎選用合格的防水材料。在我國(guó)科技水平的不斷提高下，我國(guó)研發(fā)和使用了大量的新型防水材料。這些防水材料主要包含以下幾種：(1)聚氨酯防水涂料。該材料具有適應(yīng)性高、對(duì)施工作業(yè)環(huán)境要求低等特點(diǎn)，不管涂層表面是否干燥，外界環(huán)境的變化，均不會(huì)影響其防水性能。當(dāng)涂抹施工結(jié)束后，該材料在最短時(shí)間內(nèi)會(huì)快速被固化，為后期形成穩(wěn)固性良好的防水結(jié)構(gòu)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。(2)防水卷材。當(dāng)防水涂層被完全固化后，需要使用防水卷材進(jìn)行鋪設(shè)。在這一過程中，首先，要借助防水卷材，對(duì)涂層進(jìn)行固化處理，確保兩者之間可以實(shí)現(xiàn)無縫銜接，同時(shí)，還要做好對(duì)防水性能的改進(jìn)和優(yōu)化，這樣一來，可以更好地降低粘合劑的使用量。另外，建筑屋頂結(jié)構(gòu)作為建筑工程重要施工內(nèi)容，由于該結(jié)構(gòu)直接暴露在外，當(dāng)經(jīng)過一段時(shí)間的風(fēng)吹日曬后，很容易對(duì)其防水性能造成不良的影響，一旦該結(jié)構(gòu)的防水性能不達(dá)標(biāo)，將會(huì)給人們的日常生活和工作造成極大的不便，因此，在選用屋頂防水材料期間，要優(yōu)選使用防水卷材，這是由于防水卷材具有較高的拉伸強(qiáng)度和抗老化性，完全符合屋頂防水相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求。

3.4 在建筑工程門窗結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

在進(jìn)行建筑工程日常施工中，門窗作為一種重要的結(jié)構(gòu)部位，主要承擔(dān)著流通室內(nèi)氣體與室外氣體的角色，同時(shí)，還起到了熱傳遞的作用。因此，門窗建筑材料的應(yīng)用顯得尤為重要。門窗建筑材料主要包含鋼化玻璃、鋁合金門窗和鍍膜中空玻璃等類型，通過將其應(yīng)用建筑工程中，不僅可以提高門窗的保溫性能、隔熱性能，還能降低熱損耗量，為節(jié)能能源，提高能源利用率打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。例如：在設(shè)計(jì)部分門窗結(jié)構(gòu)期間，經(jīng)常用到的門窗建筑材料是鍍膜中空玻璃，通過利用該材料，可以使窗口的散熱系數(shù)達(dá)到3.0 W/m,同時(shí)，窗口的平均遮陽系數(shù)在0.4以上，極大地減小了熱損耗量，此外，還提高了窗口的遮陽透光效果。

3.5 在建筑工程外墻保溫結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

在節(jié)能綠色環(huán)保建筑材料的應(yīng)用背景下，通過對(duì)外墻保溫結(jié)構(gòu)進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)，可以提高整個(gè)建筑物的節(jié)能降耗效果。隨著我國(guó)科技水平的不斷提高，外墻保溫材料種類越來越多樣化，為此，技術(shù)人員要在綜合考慮節(jié)能性、有效性和環(huán)保性等因素的基礎(chǔ)上，做好對(duì)建筑工程外墻保溫結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)工作。在進(jìn)行保溫結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)期間，經(jīng)常用到的節(jié)能綠色環(huán)保建筑材料主要包含以下幾種：(1)玻璃纖維網(wǎng)格布。玻璃纖維網(wǎng)格布主要是借助高分子物質(zhì)，經(jīng)過乳液浸泡后，形成的一種新型建筑材料，該材料具有柔韌性高、抗拉力強(qiáng)等特征，被被廣泛地應(yīng)用于建筑工程墻體保溫結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中。另外，玻璃纖維網(wǎng)格布具有重量輕、強(qiáng)度高、定位性好等特征，可以降低墻體收縮變形概率，同時(shí)，具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，耐腐蝕性強(qiáng)，通過將其科學(xué)應(yīng)用于墻體保溫結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，不僅可以最大限度地提高外墻的保溫性能和隔熱性能，還能滿足建筑工程綠色環(huán)保、節(jié)能降耗施工需求。(2)聚苯乙烯泡沫塑料。聚苯乙烯泡沫塑料除了具有密度小、導(dǎo)熱系數(shù)低、材料加工簡(jiǎn)單等特征外，還具有良好的保溫性能和隔熱性能，通過將其應(yīng)用于建筑工程的外墻保溫結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，可以保證尺寸精度配合的合理性和協(xié)調(diào)性。但是，由于聚苯乙烯泡沫塑料含有大量的聚苯乙烯，聚苯乙烯一旦遇到高溫環(huán)境，很容易導(dǎo)致外墻出現(xiàn)軟化變形現(xiàn)象，此外，由于該材料的防火性較低，無法滿足防火等級(jí)較高的外墻保溫結(jié)構(gòu)節(jié)設(shè)計(jì)需求。因此，技術(shù)人員要根據(jù)實(shí)際使用需求，科學(xué)合理地選用聚苯乙烯泡沫塑料。(3)巖棉。巖棉所使用的原料主要包含兩類，一類是玄武巖，另一類是輝綠巖，通過將這些原料與輔助料進(jìn)行充分混合后，經(jīng)過一段時(shí)間的高溫熔融處理，最終研制出一種新型建筑材料，這種材料又被稱為“人造無機(jī)纖維材料”。巖棉具有良好的透氣性、防火性、隔熱性和抗壓性，通過將該材料科學(xué)應(yīng)用于建筑工程外墻保溫結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，不僅可以提高外墻保溫結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和可靠性，還能降低施工操作的復(fù)雜度，為實(shí)現(xiàn)對(duì)外墻保溫隔熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及綠色建筑的改造產(chǎn)生積極的影響。

4 節(jié)能環(huán)保建筑材料的發(fā)展趨勢(shì)

4.1 向環(huán)境友好型方向發(fā)展

現(xiàn)階段，隨著我國(guó)工業(yè)化的不斷發(fā)展，我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平快速提高，但是，卻加劇了環(huán)境污染問題，要想實(shí)現(xiàn)人與自然的和諧發(fā)展，技術(shù)人員必須要加大對(duì)節(jié)能綠色環(huán)保建筑材料的使用量。在這樣的背景下，節(jié)能綠色環(huán)保建筑材料必然要向環(huán)境友好型方向發(fā)展，這就要求該材料在具體的生產(chǎn)、使用的過程中，不能產(chǎn)生污染環(huán)境的有害物質(zhì)。

4.2 進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)資源節(jié)約型材料

目前，我國(guó)面臨著嚴(yán)重的資源短缺問題，這是由于部分企業(yè)為了追求短期利益，過渡開發(fā)和利用自然資源，從而嚴(yán)重破壞了生態(tài)環(huán)境的平衡性，為了解決這一問題，建筑行業(yè)在實(shí)際的發(fā)展中，要加大對(duì)資源節(jié)約型材料的使用量，不斷提高資源的循環(huán)利用率，溶蝕，還要用大量使用人工材料，并做好對(duì)廢氣資源的回收利用，只有這樣，才能最大限度地提高資源的循環(huán)利用率，為實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境的健康、可持續(xù)發(fā)展發(fā)揮出重要作用。

4.3 重視空間綠色節(jié)能材料的使用

近年來，全球溫室效應(yīng)問題愈加嚴(yán)重，為了實(shí)現(xiàn)節(jié)能降排的發(fā)展目標(biāo)，建筑行業(yè)要加強(qiáng)對(duì)空間綠色節(jié)能材料的使用，盡可能地降低溫室氣體的排放量，這是由于這些材料在具體的使用中，產(chǎn)生的溫室氣體較少，降低能源消耗量。

5 結(jié)語

綜上所述，節(jié)能綠色環(huán)保建筑材料屬于一種常用的新型建筑材料，通過大量推廣應(yīng)用，不僅可以提高建筑工程的綠色化施工水平，還能促進(jìn)建筑行業(yè)向環(huán)?；?、節(jié)能化、綠色化方向不斷發(fā)展。為此，技術(shù)人員要再接再厲，不斷研發(fā)新型材料，同時(shí)，還要盡可能增加建筑工程中新型建筑材料的使用比例，為提高建筑工程施工的穩(wěn)定性、持久性和降低施工成本；保證施工人員的人生安全和財(cái)產(chǎn)安全發(fā)揮出重要作用，從而提高建筑企業(yè)的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。