新型節(jié)能墻體材料在房屋建筑設(shè)計中的應(yīng)用

李紅波

中鐵二十二局集團第二工程有限公司 北京 100041

由于社會經(jīng)濟又好又快發(fā)展，我國建筑行業(yè)的工程規(guī)模得到了很大的提升擴大，而這也對于施工技術(shù)提出了越來越高的要求。而在生態(tài)建設(shè)理念不斷推進的背景下，在工程建設(shè)中加強節(jié)能理念與施工設(shè)計之間的結(jié)合，是社會發(fā)展的必然趨勢，也是今后房屋建設(shè)的重要方向。因此，在建筑設(shè)計與建設(shè)環(huán)節(jié)，必須做好對新型節(jié)能墻體材料的靈活運用。

1 新型節(jié)能墻體材料對于房屋建筑設(shè)計的重要性

1.1 有利于保護環(huán)境

隨著當(dāng)今社會的不斷發(fā)展，人們越來越重視環(huán)境保護問題，這不僅會影響到經(jīng)濟的發(fā)展，更是與未來人們的生活質(zhì)量有著直接關(guān)系。因此，環(huán)境保護是所有人類共同的責(zé)任，必須要把“低碳環(huán)保、節(jié)能減排”的理念貫徹落實到生活的各個方面。而作為對人類生存發(fā)展提供基礎(chǔ)性保障的重要行業(yè)，工程建筑應(yīng)自覺加強對環(huán)境保護的重視，在工程建設(shè)中積極使用各種新型的節(jié)能材料，根據(jù)材料本身所具備的特點，實現(xiàn)對物力、人力的有效利用，從而在施工過程中不斷降低對污染物的排放，實現(xiàn)人類與生態(tài)環(huán)境的和諧相處[1]。

1.2 有利于節(jié)約能源

雖然近些年新出現(xiàn)的節(jié)能墻體材料有很多不同的種類，但它們往往都有著極高保溫隔熱性能，可以有效降低房屋本身的電力消耗，因此在設(shè)計的時候結(jié)合室內(nèi)制熱與空調(diào)系統(tǒng)對節(jié)能墻體材料進行針對性的選擇，可以有效減少相應(yīng)的能源消耗，并大幅增強房屋外墻的整體性能，再加上新型墻體材料在施工上相對便捷，其工序也較為簡單，無需在后續(xù)維修中花費太多物力或人力，因此也能很好地節(jié)約了建設(shè)成本與人力資源，是建筑行業(yè)今后的主要選擇[2]。

1.3 保證居住人健康

傳統(tǒng)建筑材料總會或多或少地帶有一些有毒的成分或氣體，長期居住會不可避免地對人體健康造成損害，甚至有些建筑會因為材料的原因而在工程結(jié)束后無法在短期內(nèi)投入使用，較大程度上影響了經(jīng)濟效益。而如果用的是新型節(jié)能墻體材料，則可以在增強建筑環(huán)保性能的同時，還借助其復(fù)合建材的優(yōu)勢有效避免對人體的傷害，保障住戶的身心健康，因此是現(xiàn)代房屋建筑設(shè)計的最佳選擇。

2 如何在房屋建筑設(shè)計中選擇節(jié)能墻體材料

2.1 重視當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境因素

在開展建筑設(shè)計工作的時候，墻體材料選擇要對周圍環(huán)境的影響予以足夠的重視，設(shè)計人員需要在正式設(shè)計前認(rèn)真調(diào)研對房屋選址周圍的自然地理情況，因為在地區(qū)環(huán)境、氣候的的影響下，每種材料都會有不同的反應(yīng)，所以設(shè)計人員必須認(rèn)真收集相關(guān)參數(shù)，通過BIM等技術(shù)構(gòu)建起相應(yīng)的模型，把建筑材料的容重、蓄熱系數(shù)、導(dǎo)熱系數(shù)和熱工計算都納入到建筑設(shè)計的考量內(nèi)容之中[3]。

2.2 充分了解材料各項性能

對于建筑工程來說，材料性能會對其項目質(zhì)量以及成本投入、后期施工等都造成較大影響，因此在設(shè)計的過程中要注意綜合分析：首先便是要對材料本身的性能優(yōu)勢形成充分掌握，在保障節(jié)能效果的前提下，更要與環(huán)保理念相符，增強房屋的整體使用壽命；其次是要對材料使用特點進行深入了解，使之完美融合房屋建筑的結(jié)構(gòu)，以此來降低項目后期出現(xiàn)返工、維修等問題的可能。

2.3 有成熟的施工工藝

有些新型墻體材料雖然也可以滿足節(jié)能、環(huán)保的標(biāo)準(zhǔn)，但是其工藝還不夠成熟，可能會對施工作業(yè)造成較大影響，所以為了保證項目的整體質(zhì)量，在建筑設(shè)計時必須認(rèn)真考慮所選材料是否能否充分滿足工程的施工要求，有沒有的成熟的工藝，以及是否擁有健全的保障機制作為施工支撐。一方面，要盡可能減少需特殊機械作業(yè)的建筑材料；另一方面，還是要方便施工與運輸。

2.4 必須為綠色環(huán)保型材料

建筑的墻體材料必須確保能夠與房屋的整體結(jié)構(gòu)保持銜接，因此在設(shè)計的時候不僅要對新型材料的性能進行充分考慮，還要把綠色環(huán)保的建筑理念貫穿于整個設(shè)計過程，后期施工設(shè)計同樣如此[4]。所以說，新型節(jié)能墻體材料要同時滿足綠色建筑理念與節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的要求，并確保所使用的材料可以在維修替換之后被快速分解。

3 新型墻體材料在施工設(shè)計中的應(yīng)用

3.1 外部建設(shè)應(yīng)用

在建設(shè)綠色環(huán)保建筑的過程中，外墻是一項非常重要的內(nèi)容。其新型墻體材料的選擇不僅要保證其外部結(jié)構(gòu)具有足夠的承支功能，還要滿足其所在地地域特征的需要。比如，南方地區(qū)在夏天的時候格外炎熱，便需要使用具有優(yōu)秀保溫效果的墻體材料，以此來將房屋建筑的局部換熱有效阻擋下來，防止室內(nèi)溫度過度上升。又比如，在冬天的時候，我國北方地區(qū)的氣候非常寒冷，對于這種情況就需要使用絕熱性良好的墻體材料來保證房間里的熱量不流失，加快室內(nèi)溫度的上升速度。而如聚合物改性瀝青防水卷材、防水涂料、灌漿材料等新型墻體材料，則比較適合多濕、多雨的地區(qū)；至于云南、四川等經(jīng)常出現(xiàn)自然災(zāi)害的地區(qū)，則需要使用堅固、強度大的節(jié)能材料來進行房屋設(shè)計與建設(shè)，從而提高建筑的抗震性能[5]。

3.2 內(nèi)部裝修應(yīng)用

除了在外部建設(shè)中使用新型墻體材料之外，也可以在室內(nèi)裝修過程中進行相應(yīng)的運用，這樣不僅可以更好地滿足房屋的基本要求，還可以有效改善人們的居住環(huán)境。而想要充分滿足環(huán)境保護、綠色節(jié)能的要求，就需要緊緊把握好實際情況，對墻體材料加以科學(xué)選擇。就拿房屋內(nèi)墻來說，在裝修過程中所使用的常規(guī)噴涂方法往往很容易產(chǎn)生甲醛，如果室內(nèi)甲醛濃度超標(biāo)則會對居住者的身體造成很大損害，甚至有引發(fā)癌癥的風(fēng)險。所以說，在對房屋建筑進行室內(nèi)設(shè)計的過程中，必須堅持環(huán)保的裝修理念，使用綠色健康的新型節(jié)能墻體材料，以此來盡可能地避免甲醛可能帶來的負(fù)面影響[6]。

3.3 圍護節(jié)能設(shè)計應(yīng)用

在對房屋建筑的圍護部分進行結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計的時候，要對存在特殊情況予以充分考慮，并在后續(xù)進行全方面的維護，確保其擁有良好的承支能力與隔熱性能，進而實現(xiàn)節(jié)能設(shè)計的目標(biāo)。通常來說，砌塊是房屋建筑圍護的主要結(jié)構(gòu)。而某些建筑物的功能需求相對特殊，一般會在澆筑完混凝土澆筑之后再添加相應(yīng)的養(yǎng)護材料。借助隔絕空氣或是增加墻體的厚度，來獲得理想的建筑保溫效果[7]。因此，在房屋建筑設(shè)計的過程中，要盡量使用凹凸變形較少、結(jié)構(gòu)簡單、架空、懸挑、錯層等構(gòu)件。并基于此對房屋外形的長寬比進行合理調(diào)整，防止因為長細比或高寬比過大而導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)系數(shù)增大。

表1 排孔數(shù)對小砌塊熱阻值與表觀密度的影響（以火山渣材料為例）

3.4 空心黏土磚材料的應(yīng)用

作為一種新出現(xiàn)的墻體材料，空心黏土磚具有很強的建筑節(jié)能優(yōu)勢。一方面，將黏土空心磚應(yīng)用于房屋建筑設(shè)計中，能夠節(jié)省大量的煤炭和泥土，而且在建筑的時候使用相同類型的建筑結(jié)構(gòu)，也能減輕建筑完成后的最終結(jié)構(gòu)質(zhì)量，使之更容易管理和施工；另一方面，相比于其他建筑材料，黏土磚中空可以大幅提升在施工效率，進而有效縮短項目建設(shè)所需的工期，同時也可以減少對相關(guān)材料的需求，避免因此而產(chǎn)生的浪費；最后，使用空心黏土磚也能降低地基所需要承受的壓力與重量，進而更好地控制工程造價。

3.5 輕骨料材料的應(yīng)用

在如今的建筑行業(yè)中，輕集料是一種新出現(xiàn)的、較為常用的砌體材料。通常情況下，是指輕量粗集料與混凝土混合均勻的結(jié)果。相比其他，這種材料的自重性能相對較小，可以有效保證砌體的質(zhì)量，還可以按照建筑工程的不同種類與要求，對材料本身的密度加以嚴(yán)格控制，從而保證各種材料都能得到科學(xué)而有效的利用。現(xiàn)階段，我國房屋建筑設(shè)計中所常用的節(jié)能輕集料有膨脹珍珠巖、天然煤矸石、陶瓷顆粒等。其中，陶粒砌塊不僅可以使建筑擁有良好的防水性，又可以對房屋起到較好的保護效果。而且其施工過程中的操作也相對簡單，能有效縮短工期，因此具有顯著的節(jié)能效果[8]。

表2 各類小砌塊適用范圍

3.6 保溫隔熱材料的應(yīng)用

在目前較為常用的建筑隔熱設(shè)計中，除了使用屋面和夾層隔熱之外，還要對墻體的材質(zhì)予以充分考量。在對新型節(jié)能墻體材料的一般性分類中，常見的墻體保溫體系設(shè)計為修建雙層墻體或直接在外墻上增加一層保溫板。在眾多新型保溫隔熱材料中，多孔結(jié)構(gòu)是一種較為常見的類型，這也使其絕緣性能擁有高于普通材料的穩(wěn)定性。使用隔熱性能良好的材料能夠有效降低房屋內(nèi)外之間的熱交換，實現(xiàn)冬暖夏涼、降低空調(diào)、暖氣能耗的效果。其中，較為常用的新型墻體隔熱材料有：耐火彩鋼、聚苯乙烯絕緣體等。

4 新型節(jié)能墻體材料在房屋建筑設(shè)計中的應(yīng)用策略

4.1 科學(xué)選擇新型墻體材料

現(xiàn)如今，市場上已經(jīng)出現(xiàn)了各種各樣的新型節(jié)能墻體材料，它們的具體性能也各有不同。在房屋設(shè)計與建設(shè)的過程中，怎樣按照實際工程情況選用合適的環(huán)保建材，這是每個工程人員在開展建筑設(shè)計前需要認(rèn)真思索的問題。如果使用的建筑材料和環(huán)境清理不符，不僅無法將建材的優(yōu)點充分發(fā)揮出來，還會導(dǎo)致材料的大量浪費。同時，工程設(shè)計人員還要確保建筑材料擁有較好的耐用性，從而施工實際出發(fā)，對新型節(jié)能墻體材料進行合理選擇，從而實現(xiàn)降低建筑材料浪費、節(jié)能環(huán)保的目的。

4.2 提高施工人員的綜合素質(zhì)

在工程開始前與工程建設(shè)中都要加強對施工人員的考核，確定其擁有工程項目所需要的主要技術(shù)能力，并對他們在施工中負(fù)責(zé)的主要內(nèi)容進行抽查，以此來確保工程建設(shè)的安全與質(zhì)量；并進一步做好對施工人員的職業(yè)素質(zhì)教育，增強他們對建筑質(zhì)量重要性的認(rèn)識，使之自覺在施工中維護好建筑質(zhì)量。除此之外，在具體的施工過程中，還要讓施工人員嚴(yán)格遵守相關(guān)規(guī)范來展開工作。同時，為了確保房屋建筑的質(zhì)量，還要提高職工的思想覺悟，使其在在遇到工程問題的時候，要及時向上級或有關(guān)部門匯報，避免出現(xiàn)更大的事故。

4.3 創(chuàng)新開發(fā)新型材料

高效的管理模式，優(yōu)秀的施工技術(shù)，創(chuàng)新、先進的設(shè)計理念，這些都是采用新型節(jié)能墻體材料建設(shè)綠色環(huán)保的高質(zhì)量房屋的重要保障，因此要做好對新技術(shù)在施工中引入，通過當(dāng)前的高水平科學(xué)技術(shù)研發(fā)不同用途建材，以再生材料或都市、工業(yè)的固體廢棄物來取代對天然資源的使用，從而獲得新型環(huán)保建筑材料。同時，還要對低效、高耗能的舊工業(yè)加以新時代改造，并果斷淘汰其中污染嚴(yán)重、技術(shù)落后的小型工業(yè)。加強對技術(shù)的創(chuàng)新改造，推動其現(xiàn)代化的實現(xiàn)，并不斷吸收國外的先進、成熟技術(shù)，進一步加強對新型節(jié)能墻體材料的創(chuàng)新、研發(fā)與生產(chǎn)體系建設(shè)，促進新型墻體材料環(huán)保性與工業(yè)化之間的協(xié)調(diào)發(fā)展。

在工程設(shè)計與建設(shè)中，為加強新型墻體材料的應(yīng)用，提升其環(huán)保節(jié)能性，未來的發(fā)展必然要繼續(xù)致力于對新材料的開發(fā)，特別是要加強對新型膠凝材料的開發(fā)，從而有效改善其品質(zhì)與性能，比如，使用天然石膏來取代傳統(tǒng)石膏材料，在優(yōu)化其使用性能的同時，保證材料本身的溫度調(diào)節(jié)功能與耐火性，進而有效減少生產(chǎn)與使用的成本。除此之外，在未來的建筑行業(yè)進程中，還應(yīng)加強在環(huán)境保護、節(jié)約能源方向上的發(fā)展，著力研制出無毒、無害的新型墻體材料，以此來取代傳統(tǒng)房屋建筑中富含甲醛等有害物質(zhì)的材料，以此來保障居住者的身體健康和生命安全。比方說，如今某些建筑工程會使用石棉水泥來充當(dāng)墻體材料，雖然它在建筑行業(yè)有著非常廣泛的用途，但若是長時間吸入這種物質(zhì)，則會對呼吸道與肺部造成損害傷害，甚至還可能存在肺纖維化的危險。所以說，未來在發(fā)展新型節(jié)能墻體材料的過程中，應(yīng)將綠色健康作為原材料的主要研發(fā)方向，以無毒取代有毒，以無害來取代有害，用不含石棉纖維優(yōu)質(zhì)水泥板材來石棉水泥板材，從而在滿足環(huán)境保護與節(jié)約能源的要求的同時，有效保護人們在房屋建筑中的身體健康。

5 結(jié)語

在房屋設(shè)計中應(yīng)用新型節(jié)能墻體材料可以增強整個建筑的環(huán)保性能。在新時代的發(fā)展背景下，人民的日常生活水平得到了明顯提升，而這促使此不斷提高對房屋建筑的性能、質(zhì)量的要求。工程設(shè)計人員在工作過程中，既要盡可能保障到施工過程的便利性，還要充分考慮到房屋建筑的美觀性、舒適性與節(jié)能性，通過新型節(jié)能墻體材料來不斷拓寬設(shè)計思路，以此來促進我國房屋建設(shè)技術(shù)在新時代的長足發(fā)展。