新型綠色節(jié)能材料在建筑工程施工中的應(yīng)用研究

【摘要】文章采用材料性能評(píng)估、對(duì)比分析及政策建議等方法，通過(guò)分析綠色材料的隔熱、透氣和保溫性能，結(jié)合實(shí)際項(xiàng)目，探討新型綠色節(jié)能材料在墻體、屋頂、地板和門(mén)窗等部位的應(yīng)用。研究結(jié)果表明，新型綠色節(jié)能材料可顯著降低建筑采暖和制冷能耗，提升居住舒適性，并減少碳排放。然而，高成本及施工技術(shù)復(fù)雜性仍限制其推廣，針對(duì)這一問(wèn)題，提出了政策激勵(lì)、技術(shù)創(chuàng)新及施工人員培訓(xùn)等對(duì)策。

【關(guān)鍵詞】新型綠色節(jié)能材料；建筑工程施工；能源消耗

【中圖分類號(hào)】TU74 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1673-6028（2025）02-0061-03

0 引言

新型綠色節(jié)能材料通過(guò)提升隔熱、透氣和保溫性能，在滿足建筑基本結(jié)構(gòu)和美觀需求的同時(shí)，有效降低了建筑物的能耗與碳排放[1]。隨著建筑技術(shù)的進(jìn)步，綠色材料在墻體、屋頂、門(mén)窗等部位的應(yīng)用范圍逐步擴(kuò)大，但因其較高的成本和特殊的施工技術(shù)要求，推廣仍面臨一定的挑戰(zhàn)。因此，研究綠色節(jié)能材料的特性及其應(yīng)用效果，并探索其在建筑項(xiàng)目中的推廣策略，對(duì)推動(dòng)綠色建筑的發(fā)展具有重要意義。

1 新型綠色節(jié)能材料的特性

1.1 隔熱性能

隔熱性能影響建筑物的能源消耗和室內(nèi)環(huán)境的舒適度。在寒冷氣候條件下，隔熱材料的主要作用是防止室內(nèi)熱量流失，減少采暖能耗，聚氨酯泡沫和真空絕熱板因其優(yōu)異的隔熱性能，常用于建筑外墻和屋頂。在炎熱氣候條件下，隔熱材料需要有效阻擋外部熱量進(jìn)入室內(nèi)，降低空調(diào)能耗，氣凝膠和聚氨酯泡沫由于其低導(dǎo)熱系數(shù)和優(yōu)異的隔熱性能被廣泛應(yīng)用。在濕潤(rùn)氣候條件下，隔熱材料不僅要具備良好的隔熱性能，還需要具備防水防潮功能，擠塑聚苯乙烯泡沫由于其優(yōu)異的防水性能，成為建筑保溫隔熱的理想選擇[2]。在干燥氣候條件下，隔熱材料需要具備良好的耐久性和穩(wěn)定性，能夠長(zhǎng)期保持隔熱效果，石墨聚苯板和擠塑聚苯乙烯泡沫由于其穩(wěn)定的性能和防火特性，適用于各類的建筑。

1.2 透氣性能

透氣性能是指材料在允許氣體通過(guò)的同時(shí)，仍能保持良好的隔熱和防水性能。透氣材料可以吸收和釋放水汽以調(diào)節(jié)室內(nèi)濕度，避免濕氣積聚和霉菌滋生，纖維素隔熱板和礦棉板在墻體中的應(yīng)用，有助于保持室內(nèi)適宜的濕度水平，提升居住舒適度。透氣材料有助于保持室內(nèi)空氣的流通，減少有害物質(zhì)的積聚并提高空氣質(zhì)量，透氣石膏板在室內(nèi)裝修中的應(yīng)用，可以有效改善室內(nèi)空氣質(zhì)量，特別適合過(guò)敏體質(zhì)的居民。

1.3 保溫性能

保溫性能是指材料在保持室內(nèi)溫度穩(wěn)定、減少熱量流失方面的能力。其中，聚氨酯泡沫導(dǎo)熱系數(shù)低，隔熱性能優(yōu)異，耐水防潮耐腐蝕，廣泛用于墻體、屋頂和地板保溫，特別是在嚴(yán)寒和酷熱地區(qū)表現(xiàn)出色，能有效減少熱量損失，提高建筑能效。擠塑聚苯乙烯泡沫板導(dǎo)熱系數(shù)低，抗壓強(qiáng)度高，防水性能好，適用于地基、外墻和屋頂保溫。礦棉板具有良好的隔熱、隔音性能，用于墻體、屋頂和地板保溫，特別適用于需要防火和隔音的建筑，能在高溫和低溫環(huán)境中提供穩(wěn)定的保溫效果。

2 新型綠色節(jié)能材料在建筑施工中的應(yīng)用

2.1 新型節(jié)能墻體材料的應(yīng)用及其效果分析

1）自保溫砌塊是將保溫材料與建筑主體材料結(jié)合的一種新型墻體材料，通常用于建筑的外墻。這種材料能夠在建造過(guò)程中一次性完成墻體的砌筑和保溫功能，減少施工步驟和時(shí)間，其優(yōu)良的保溫性能顯著降低了建筑的采暖和制冷能耗。此外，自保溫砌塊還具有較好的耐火和隔音性能。

2）夾心保溫墻體由2層混凝土墻板中間夾1層保溫材料如聚苯乙烯泡沫板、礦棉板組成，廣泛應(yīng)用于高層建筑和公共建筑的外墻。這種結(jié)構(gòu)有效提升了墻體的整體保溫性能，減少了熱橋效應(yīng)。夾芯保溫墻體在夏季和冬季都能提供良好的隔熱效果，顯著降低了空調(diào)和采暖能耗。

3）生態(tài)磚是由工業(yè)廢料、再生材料和天然材料制成的環(huán)保墻體材料，適用于住宅和商業(yè)建筑的墻體結(jié)構(gòu)。生態(tài)磚不僅具有良好的保溫性能，還能有效利用廢棄資源，減少建筑材料的碳足跡，其生產(chǎn)和應(yīng)用過(guò)程中對(duì)環(huán)境的影響較小，符合可持續(xù)發(fā)展的要求。

2.2 綠色屋頂材料的選擇及其節(jié)能效果

冷屋頂材料通常是淺色或白色的涂料、膜或瓦片，能夠反射更多的太陽(yáng)輻射，減少熱量吸收，從而有效降低屋頂表面的溫度，減少冷卻負(fù)荷，夏季可以降低空調(diào)能耗約10%～20%。冷屋頂材料還可以延長(zhǎng)屋頂?shù)氖褂脡勖?，減少因高溫導(dǎo)致的老化和損壞[3]。綠色屋頂系統(tǒng)包括種植土壤層、植物層和排水層，常見(jiàn)的植物有草坪、灌木和小型喬木，通過(guò)植物的蒸騰作用和土壤的隔熱性能，綠色屋頂可以顯著降低建筑物的冷卻負(fù)荷和供暖需求，全年節(jié)能效果顯著，綠色屋頂還能吸收雨水，減少城市熱島效應(yīng)，提升空氣質(zhì)量。反射性金屬屋頂通常由鋁、鋅或鋼制成，表面經(jīng)過(guò)特殊涂層處理后具有高反射率。反射性金屬屋頂能夠反射大部分太陽(yáng)輻射，減少建筑內(nèi)部的熱量積聚，夏季節(jié)能效果顯著。金屬屋頂還具有較長(zhǎng)的使用壽命和優(yōu)良的防火性能。

2.3 節(jié)能地板材料的特性及其應(yīng)用

竹地板由快速生長(zhǎng)的竹子制成，具有良好的隔熱和保溫性能，同時(shí)質(zhì)地堅(jiān)硬、耐用、防潮防蟲(chóng)，廣泛用于住宅和商業(yè)建筑的地板鋪設(shè)，尤其適用于需要環(huán)保材料的綠色建筑。在寒冷地區(qū)，使用竹地板能夠顯著提升室內(nèi)溫度穩(wěn)定性，可以減少采暖費(fèi)用，其環(huán)保特性也符合可持續(xù)發(fā)展的要求。軟木地板由軟木樹(shù)皮制成，具有優(yōu)異的隔熱、隔音和防潮性能，環(huán)保可再生，適用于住宅、辦公室和公共建筑，特別是在需要減震和靜音的場(chǎng)所。復(fù)合地板由多層材料壓制而成，具有良好的隔熱性能和耐磨性，能夠在冬季減少熱量流失，提升室內(nèi)溫度的穩(wěn)定性，其價(jià)格適中且易于安裝、維護(hù)，廣泛用于住宅、辦公室和商業(yè)建筑的地面鋪設(shè)。再生橡膠地板由廢舊橡膠制品回收制成，能夠提升地面溫度，減少采暖能耗，同時(shí)提供舒適的彈性和防滑性能，適用于運(yùn)動(dòng)場(chǎng)館、健身房、學(xué)校和工業(yè)建筑等需要彈性地面且高人流量的場(chǎng)所。

2.4 綠色節(jié)能材料在門(mén)窗施工中的應(yīng)用效果

高效隔熱鋁合金門(mén)窗采用斷橋鋁合金結(jié)構(gòu)，內(nèi)置保溫條，具有優(yōu)異的隔熱性能，廣泛應(yīng)用于住宅和商業(yè)建筑的門(mén)窗施工，可以有效減少熱量通過(guò)門(mén)窗的傳導(dǎo)，提高建筑能效。玻璃中空窗由3層玻璃和2個(gè)中空層組成，中空層填充惰性氣體，具備優(yōu)異的隔熱和隔音性能，適用于高能效要求的建筑如被動(dòng)房和綠色建筑，能夠有效降低冷暖空調(diào)能耗，提升室內(nèi)舒適度。智能調(diào)光玻璃通過(guò)電子控制改變玻璃透光率，可以調(diào)節(jié)進(jìn)入室內(nèi)的光線和熱量，適用于現(xiàn)代智能建筑的門(mén)窗系統(tǒng)，以提升建筑的能源管理效果[4]。低輻射玻璃幕墻表面鍍有低輻射膜，能夠有效隔熱保溫，適用于需要高透光率和節(jié)能效果的建筑，如寫(xiě)字樓和購(gòu)物中心。雙層呼吸式幕墻由內(nèi)外2層玻璃幕墻組成，中間形成通風(fēng)層，通過(guò)自然通風(fēng)和機(jī)械通風(fēng)調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度和濕度，適用于高層辦公樓和商業(yè)建筑，可以顯著提高建筑的節(jié)能效果和室內(nèi)空氣質(zhì)量。

2.5 透氣防水材料在建筑施工中的應(yīng)用

透氣防水材料通常由多層微孔結(jié)構(gòu)組成，具備精密的透氣膜和防水層，能夠在阻擋外部水分侵入的同時(shí)，讓內(nèi)部水蒸氣順利排出。這些微孔結(jié)構(gòu)在材料表面形成防水又透氣的屏障，其微孔直徑小于水分子的液態(tài)直徑，但大于水蒸氣分子的直徑，從而達(dá)到阻水放氣的效果，為建筑結(jié)構(gòu)提供長(zhǎng)效保護(hù)。在外墻施工中，透氣防水材料可以作為外墻保溫層的保護(hù)層使用，不僅為建筑外墻提供了有效的防水保護(hù)，還能確保內(nèi)部濕氣能夠順利排出，避免了墻體內(nèi)外溫度差引起的冷凝問(wèn)題。材料的透氣性使得外墻可以在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持干燥，減少因潮濕而導(dǎo)致的墻體變形，延長(zhǎng)保溫層的使用壽命。地下部分的防潮防水施工一直是建筑中的難點(diǎn)，而透氣防水材料的應(yīng)用在這里發(fā)揮了獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，能夠防止地下室墻體潮濕積水，保持內(nèi)部空間干燥。在地基施工中，透氣防水材料的使用減少了因水蒸氣滲透對(duì)地基材料的侵蝕，防止因濕氣而產(chǎn)生的裂縫和變形，從而延長(zhǎng)了建筑基礎(chǔ)的使用壽命。此外，透氣防水材料還能提高建筑的隔熱性能，保持室內(nèi)溫度穩(wěn)定，降低能源消耗。

2.6 環(huán)保內(nèi)裝材料在建筑施工中的應(yīng)用

環(huán)保內(nèi)裝材料的特點(diǎn)不僅在于其健康和環(huán)保特性，還體現(xiàn)在它們所具備的高效能和多功能性上，能有效滿足現(xiàn)代建筑對(duì)耐用、舒適和美觀的多重需求。低揮發(fā)性有機(jī)化合物涂料在建筑內(nèi)墻、天花板的裝修中得到廣泛應(yīng)用[5]。相比于傳統(tǒng)涂料，這類涂料顯著減少了甲醛、苯等有害物質(zhì)的揮發(fā)，降低了施工人員及住戶的健康風(fēng)險(xiǎn)，有效改善室內(nèi)空氣質(zhì)量。低揮發(fā)性有機(jī)化合物涂料還能提供多種色彩和質(zhì)地選擇，既符合美觀需求，也具有耐久、防潮等特點(diǎn)。竹木地板、軟木地板和可回收復(fù)合材料地板等環(huán)保地板的材料來(lái)自快速生長(zhǎng)或再生的資源，具有天然的紋理和美觀的外觀。竹木地板具有極高的耐磨性能和自然的隔音效果，而軟木地板具備極佳的防潮、防滑和減震特性，適合廚房、臥室等多種場(chǎng)所的使用。環(huán)保地板的耐用性也減少了更換頻率，從而降低了廢棄物的產(chǎn)生和資源的浪費(fèi)。

3 具體項(xiàng)目的數(shù)據(jù)對(duì)比

以某商業(yè)大樓節(jié)能改造項(xiàng)目為例，項(xiàng)目采用了高效隔熱材料對(duì)屋頂和外墻進(jìn)行改造。通過(guò)對(duì)建筑能耗的監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)改造前年平均制冷能耗為120 kW .h/m2，采暖能耗為150 kW .h/m2。改造后，年平均制冷能耗降低至85 kW .h/m2，采暖能耗降低至100 kW .h/m2。通過(guò)計(jì)算，年節(jié)能量達(dá)到約30%，每年節(jié)約能源費(fèi)用約為20萬(wàn)元。該建筑的碳排放減少了約50 t/年，有助于降低溫室氣體排放，提升建筑的綠色等級(jí)。

在某住宅小區(qū)改造項(xiàng)目中，使用了透氣防水材料與環(huán)保內(nèi)裝材料，針對(duì)外立面、地板和內(nèi)墻進(jìn)行了升級(jí)改造。改造前，居民樓的年均空調(diào)使用時(shí)間為約1 200 h，室內(nèi)溫度波動(dòng)較大，空調(diào)負(fù)荷大，導(dǎo)致高能耗。改造后，使用透氣防水材料和新型保溫隔熱材料后，空調(diào)使用時(shí)間縮短至800 h，室內(nèi)溫度更加穩(wěn)定，空調(diào)負(fù)荷減少了33%。此次改造使得小區(qū)的年均能耗下降了25%，空調(diào)使用費(fèi)用每年節(jié)省了約15萬(wàn)元，并且大幅提升了居住舒適度和室內(nèi)空氣質(zhì)量。

4 新型綠色節(jié)能材料應(yīng)用的挑戰(zhàn)及對(duì)策

4.1 技術(shù)問(wèn)題及其解決方案

新型綠色節(jié)能材料的應(yīng)用需要專業(yè)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于施工人員的技術(shù)要求較高，需要加強(qiáng)對(duì)施工人員的培訓(xùn)，提供專業(yè)技能培訓(xùn)課程和認(rèn)證，從而提升施工隊(duì)伍的整體技術(shù)水平[6]。材料供應(yīng)商可以提供現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)支持和指導(dǎo)，幫助施工人員掌握正確的施工方法和技術(shù)。同時(shí)，可以建立行業(yè)內(nèi)的經(jīng)驗(yàn)交流平臺(tái)，分享成功范本和技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，以提高整體施工水平。

4.2 政策激勵(lì)與支持措施

在政策激勵(lì)方面，針對(duì)采用綠色節(jié)能材料的建筑項(xiàng)目，可以給予增值稅優(yōu)惠或所得稅減免，提供綠色建筑專項(xiàng)補(bǔ)貼，補(bǔ)貼額度可以根據(jù)項(xiàng)目的節(jié)能效益和環(huán)保性能進(jìn)行分級(jí)，鼓勵(lì)高效節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用。有關(guān)部門(mén)可以建立綠色建筑認(rèn)證獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制，對(duì)于符合國(guó)家綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)的項(xiàng)目，提供獎(jiǎng)勵(lì)資金或優(yōu)惠貸款，為綠色建筑項(xiàng)目提供優(yōu)惠利率貸款或直接貼息，降低建筑企業(yè)的融資成本。同時(shí)，完善并嚴(yán)格執(zhí)行建筑行業(yè)綠色標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)法律手段推動(dòng)綠色建筑發(fā)展，如制定強(qiáng)制性綠色建筑設(shè)計(jì)規(guī)范。

4.3 技術(shù)創(chuàng)新與發(fā)展重點(diǎn)

重點(diǎn)支持開(kāi)發(fā)更具節(jié)能效果的外墻、屋頂和窗戶保溫材料，可以進(jìn)一步提高建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱隔離性能，降低能耗。研發(fā)和推廣低碳、可再生的建筑材料，如環(huán)保型混凝土、再生鋼材等，減少建筑過(guò)程中對(duì)環(huán)境的影響。同時(shí)，加強(qiáng)建筑光伏一體化系統(tǒng)的研發(fā)，推動(dòng)太陽(yáng)能光伏材料與建筑結(jié)構(gòu)的深度結(jié)合，提升建筑的能源自給自足能力。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，本文探討了新型綠色節(jié)能材料在建筑施工中的重要性及其應(yīng)用效果。通過(guò)分析隔熱、透氣、保溫等材料特性，研究了這些材料在墻體、屋頂、地板和門(mén)窗等建筑部位的具體應(yīng)用。綠色節(jié)能材料不僅顯著降低了建筑物的采暖和制冷能耗，還提升了居住環(huán)境的舒適性。

參考文獻(xiàn)

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[作者簡(jiǎn)介]鞏家杭（1992—），男，山東淄博人，助理工程師，研究方向：建筑工程。