新型建筑材料在綠色建筑中的應(yīng)用現(xiàn)狀與前景分析

1前言

伴隨著世界范圍內(nèi)對(duì)于環(huán)境保護(hù)與可持續(xù)發(fā)展重視程度的不斷提高，綠色建筑得到人們的普遍重視，成為推動(dòng)建筑行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵方式。綠色建筑的目的是降低對(duì)環(huán)境造成的不利影響、提高能源利用效率，以及為用戶提供一個(gè)健康舒適的場(chǎng)所，由此，新型建筑材料在綠色建筑發(fā)展過程中起到了決定性作用。新型建筑材料以其節(jié)能、環(huán)保和輕質(zhì)高強(qiáng)的特性，有效地滿足了綠色建筑中節(jié)能減排和改善建筑性能的諸多需求。這些性能不僅為綠色建筑的設(shè)計(jì)和建設(shè)增添了更多的可能性，還能顯著提高綠色建筑的整體質(zhì)量，從而推動(dòng)綠色建筑行業(yè)向更高的水平發(fā)展。深人探討新型建筑材料在綠色建筑中的應(yīng)用現(xiàn)狀和前景展望，對(duì)于推動(dòng)傳統(tǒng)建筑行業(yè)向綠色建筑轉(zhuǎn)型，以及實(shí)現(xiàn)其可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)有一定的實(shí)際意義。

2新型建筑材料概述

2.1定義與分類

所謂新型建筑材料，就是以傳統(tǒng)建筑材料為基礎(chǔ)，采用全新的生產(chǎn)工藝和技術(shù)手段進(jìn)行研究和生產(chǎn)的材料，其擁有更加優(yōu)良的性能，更加適應(yīng)現(xiàn)代建筑需求，還打破了傳統(tǒng)材料在功能、環(huán)保和節(jié)能方面的限制，對(duì)建筑行業(yè)可持續(xù)發(fā)展起到至關(guān)重要的作用。

在分類上，新型建筑材料涉及的范圍比較廣泛。從功能角度來看，存在各種結(jié)構(gòu)材料，如高性能混凝土和新型鋼材等。與普通混凝土相比，高性能混凝土的抗壓強(qiáng)度可以增加 30%～50% ，具有承受更大荷載的能力，因此在高層和大跨度的建筑結(jié)構(gòu)中得到了廣泛的應(yīng)用；新型鋼材通過對(duì)合金成分和軋制工藝的優(yōu)化，不僅確保了其強(qiáng)度，還增強(qiáng)了其韌性和抗腐蝕能力，從而降低了由鋼材疲勞和腐蝕引發(fā)的建筑結(jié)構(gòu)安全風(fēng)險(xiǎn)。

功能材料又是一個(gè)重要的門類，主要包括保溫隔熱材料、防水材料和裝飾材料。在保溫隔熱材料方面，聚苯乙烯泡沫板（EPS）和聚氨酯泡沫是常見的保溫隔熱材料，其中EPS的熱傳導(dǎo)系數(shù)通常在 0.038～0.042W/m？K 的范圍內(nèi)，能夠有效地防止熱量的傳播，并減少建筑的能源消耗；聚氨酯泡沫具有更低的導(dǎo)熱系數(shù)，范圍在0.024～0.027W/m？K 之間，并且擁有出色的封閉結(jié)構(gòu)和卓越的防水性能，因此在建筑保溫領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。在防水材料方面，自粘防水卷材由于施工方便，結(jié)合牢固，已逐步代替了一些傳統(tǒng)卷材，剝離強(qiáng)度達(dá) 0.8N/mm 可有效地抵抗水分滲入。在裝飾材料方面，新型環(huán)保涂料具有豐富的顏色和良好的裝飾效果，同時(shí)甲醛和其他有害物質(zhì)的排放也大幅度低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，確保室內(nèi)空氣質(zhì)量。

2.2新型建筑材料的特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)

新型建筑材料有許多突出的特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)。從環(huán)保節(jié)能的角度來看，大多數(shù)新型材料都是利用可回收的原料或者低能耗的生產(chǎn)工藝進(jìn)行制造。例如，再生骨料混凝土是用廢棄混凝土經(jīng)處理后作為骨料再制成的，能夠減少天然骨料消耗和建筑垃圾的排放量。根據(jù)統(tǒng)計(jì)資料，當(dāng)使用 的再生骨料混凝土?xí)r，大約可以減少 1.2t 的天然骨料開采和 的建筑垃圾排放。利用再生骨料混凝土制作的保溫隔熱材料可以顯著減少建筑的能源消耗。根據(jù)住建部的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，使用這種新型保溫材料的建筑在冬季供暖時(shí)，能源消耗可以減少 30%～50% 。在夏季，空調(diào)的能源消耗可以減少 20%～40% ，這極大地促進(jìn)了建筑的節(jié)能減排]。

3新型建筑材料在綠色建筑中的應(yīng)用現(xiàn)狀

3.1政策支持與市場(chǎng)接受度

全世界越來越重視環(huán)境保護(hù)與可持續(xù)發(fā)展，我國(guó)政府也在大力推進(jìn)綠色建筑，而新型建筑材料是綠色建筑中的重點(diǎn)支持對(duì)象，因而在政策上也給予了大力支持。我國(guó)已經(jīng)發(fā)布了多項(xiàng)法律法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，如《綠色施工導(dǎo)則》，其中明確指出：工程建設(shè)中，在保證質(zhì)量、安全等基本要求的前提下應(yīng)最大限度地實(shí)現(xiàn)節(jié)約土地與施工用地保護(hù)、節(jié)能和能源利用、節(jié)水和水資源利用、節(jié)材和材料資源利用。在GB/T50378-2019《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》中，也指出了綠色建筑評(píng)價(jià)應(yīng)在建筑工程竣工后進(jìn)行，其評(píng)價(jià)指標(biāo)主要包括：安全耐久、健康舒適、生活便利、資源節(jié)約和環(huán)境宜居。這些相關(guān)規(guī)范都鼓勵(lì)在建筑工程中采用新型環(huán)保、綠色、節(jié)能的建筑材料。與此同時(shí)，各地方政府還出臺(tái)了配套政策，對(duì)新型建筑材料綠色建筑項(xiàng)目進(jìn)行財(cái)政補(bǔ)貼和稅收優(yōu)惠。以北京市為例，二星級(jí)以上綠色建筑每平方米獎(jiǎng)勵(lì) 200～800 元。而上海市對(duì)于三星級(jí)綠色建筑運(yùn)行標(biāo)識(shí)項(xiàng)目的補(bǔ)貼為每平方米100元。這些政策都強(qiáng)烈地刺激了建設(shè)單位、建筑企業(yè)使用新型建筑材料。

3.2在綠色建筑墻體材料中的應(yīng)用

在綠色建筑的墻體材料中，新型建筑材料的應(yīng)用也較為廣泛。加氣混凝土砌塊作為一種常用的新型墻體材料，具有質(zhì)量輕、保溫隔熱性能良好、吸音降噪效果明顯等特點(diǎn)。加氣混凝土砌塊的密度通常在 的范圍內(nèi)，這只是普通黏土磚密度的 1/3～1/5 ，這有助于顯著降低建筑物的整體重量。該材料的導(dǎo)熱系數(shù)范圍是0.09～0.22W/m？K ，其保溫和隔熱性能是普通黏土磚的3＼～5倍。數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)采用加氣混凝土砌塊作為建筑的墻體材料時(shí)，可以有效地減少建筑外墻 30%～50% 的保溫層厚度，并在此基礎(chǔ)上降低建筑 20%～30% 的能源消耗。

輕質(zhì)隔墻板也被大量使用，如發(fā)泡陶瓷輕質(zhì)隔墻板，將陶瓷粉、增強(qiáng)材料、粘結(jié)劑按比例混合，加入適量水和化學(xué)發(fā)泡劑，攪拌均勻形成漿料并產(chǎn)生氣泡，從而形成多孔結(jié)構(gòu)。它的特點(diǎn)包括輕質(zhì)高強(qiáng)、保溫隔熱、隔音降噪、防火阻燃、防水防潮、施工便捷、綠色環(huán)保等，被廣泛應(yīng)用于住宅、酒店、辦公樓等室內(nèi)隔墻。相比傳統(tǒng)砌體墻，發(fā)泡陶瓷輕質(zhì)隔墻板能顯著降低建筑自重，提高施工效率，是現(xiàn)代裝配式建筑的重要組成部分。其抗壓強(qiáng)度達(dá)到 6.8MPa ，能夠抵抗6次沖擊而不開裂，干燥收縮值小于 0.6mm/m ，可以有效地避免在施工和使用階段出現(xiàn)開裂問題。而在施工階段，輕質(zhì)隔墻板可以直接進(jìn)行安裝，避免了現(xiàn)場(chǎng)的砌筑和抹灰工作，從而提高了施工效率，并能將施工周期縮短 。

3.3在綠色建筑屋面材料中的應(yīng)用

綠色建筑屋面材料中，新型材料層出不窮。金屬屋面系統(tǒng)因具有輕質(zhì)、防水、耐腐蝕、壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，而被廣泛地應(yīng)用于大型工業(yè)建筑和公共建筑。以鍍鋁鋅彩色涂層鋼板屋面為例，這種鍍層展現(xiàn)了出色的抗腐蝕特性，確保屋面在 20～30 年的時(shí)間里不會(huì)遭受嚴(yán)重的腐蝕。金屬屋面具有優(yōu)良防水性能，利用先進(jìn)鎖邊技術(shù)能有效阻止雨水滲漏。依據(jù)相關(guān)的科學(xué)研究，采用屋面種植方法能有效降低屋面的溫度 ，并在夏季將空調(diào)的能量消耗減少 15%～25% ，同時(shí)還具有環(huán)境美化和空氣凈化等多方面的生態(tài)效益。

3.4在綠色建筑門窗材料中的應(yīng)用

綠色建筑門窗材料強(qiáng)調(diào)保溫隔熱、氣密性能、采光性能等。斷橋鋁門窗作為一種新型門窗材料使用較多，利用斷橋鋁型材并在其中間增加隔熱條，能夠有效地阻隔熱量傳遞。斷橋鋁門窗的熱傳導(dǎo)系數(shù)可以降至 1.8～ 的范圍內(nèi)，與傳統(tǒng)的鋁合金門窗相比，這一系數(shù)下降了 40%～60% 。其氣密性可達(dá)8級(jí)，這有助于減少室內(nèi)外的熱量交換和空氣的滲透。

中空玻璃在綠色建筑門窗中也占有相當(dāng)大的比重，它包括兩塊或兩塊以上的玻璃，玻璃之間填充了干燥或惰性氣體。中空玻璃的熱傳遞系數(shù)通常在 1.6～2.8Km的范圍內(nèi)，展示了出色的保溫和隔熱特性。同時(shí)，通過使用Low-E玻璃能夠有效阻隔紫外線及紅外線滲透，進(jìn)一步增強(qiáng)門窗節(jié)能效果。數(shù)據(jù)顯示，采用了斷橋鋁制門窗和中空玻璃的建筑，其門窗的能源消耗可以減少 30%～50% 。

4新型建筑材料在綠色建筑中的應(yīng)用前景展望

4.1技術(shù)創(chuàng)新與材料研發(fā)趨勢(shì)

今后，新型建筑材料技術(shù)創(chuàng)新與材料研發(fā)都將向高性能、多功能、智能化邁進(jìn)。就高性能而言，開發(fā)高強(qiáng)度、高韌性和高耐久性建筑材料將是人們關(guān)注的焦點(diǎn)。例如：研究開發(fā)強(qiáng)度在 200MPa 以上的超高強(qiáng)混凝土，將其應(yīng)用于超高層建筑、大型橋梁及其他基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中，以增強(qiáng)結(jié)構(gòu)承載能力及安全性；研制耐腐蝕性能較好的鋼材，使得鋼材在苛刻環(huán)境中仍然能夠保持良好力學(xué)性能，提高建筑結(jié)構(gòu)使用壽命。

研究和開發(fā)多功能材料也是大勢(shì)所趨。例如，研制集保溫隔熱、防水防火、自清潔于一體的綜合建筑材料，以減少建筑施工中材料的品種及施工工序，改善建筑的整體性能。自清潔材料是將特殊涂層包覆于其表面，并利用光催化或者超疏水原理使得材料表面灰塵、污垢等易被清洗掉，從而維持建筑物外觀的整潔。

智能化材料的發(fā)展和應(yīng)用，會(huì)給建筑帶來新的變化。智能玻璃能夠根據(jù)光照強(qiáng)度、室內(nèi)溫度等因素自動(dòng)調(diào)整透光率，以達(dá)到遮陽(yáng)、采光等智能控制效果；在智能混凝土內(nèi)建傳感器，可以對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)力、應(yīng)變及溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)損傷及安全隱患，從而為建筑的維護(hù)與管理提供科學(xué)依據(jù)。

4.2綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)與評(píng)價(jià)體系的發(fā)展

伴隨著綠色建筑理念的不斷深入，綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)與評(píng)價(jià)體系得到了不斷發(fā)展與進(jìn)步。今后，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)會(huì)更嚴(yán)、更細(xì)，新型建筑材料使用需求會(huì)進(jìn)一步提升。從資源節(jié)約的角度來看，會(huì)更多關(guān)注對(duì)物料全生命周期的評(píng)估，其中包括對(duì)原材料開采、生產(chǎn)加工、運(yùn)輸、利用以及廢棄處理等各環(huán)節(jié)的能耗、環(huán)境影響以及資源利用效率的評(píng)估。從資源節(jié)約和環(huán)境宜居的角度來看，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)會(huì)強(qiáng)化限制建筑材料有害物質(zhì)的排放，這就需要新型建筑材料在使用時(shí)既能做到環(huán)境友好，又能最大限度地減少生產(chǎn)及廢棄階段的環(huán)境污染問題。例如，為了確保室內(nèi)和室外的空氣質(zhì)量，需要針對(duì)建筑涂料、膠粘劑等材料中的揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOC）制定更為嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)。

評(píng)價(jià)體系也會(huì)更多元化、動(dòng)態(tài)化。在常規(guī)建筑性能指標(biāo)之外，會(huì)融入社會(huì)、經(jīng)濟(jì)以及其他諸多因素，如建筑對(duì)于周圍社區(qū)的影響、建筑所帶來的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益等。同時(shí)，該評(píng)價(jià)體系會(huì)隨著技術(shù)發(fā)展與市場(chǎng)需求進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，并及時(shí)體現(xiàn)綠色建筑領(lǐng)域最新發(fā)展成果與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

4.3市場(chǎng)潛力與可持續(xù)發(fā)展策略

綠色建筑領(lǐng)域新型建筑材料市場(chǎng)潛力很大。在世界綠色建筑市場(chǎng)日益擴(kuò)大的背景下，我國(guó)是一個(gè)建筑大國(guó)，新型建筑材料需求量也會(huì)不斷增加。市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)的預(yù)測(cè)顯示，在接下來的5年里，我國(guó)的新型建筑材料市場(chǎng)將以每年 15%～20% 的增長(zhǎng)率持續(xù)擴(kuò)大。建筑材料企業(yè)要想獲得可持續(xù)發(fā)展，就應(yīng)該加大技術(shù)研發(fā)投入、增強(qiáng)自主創(chuàng)新能力、研發(fā)出擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新型建材。同時(shí)，加強(qiáng)同高校和科研機(jī)構(gòu)的合作，構(gòu)建產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新機(jī)制，加快科技成果轉(zhuǎn)化。

政府要不斷加大政策扶持力度，健全相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、強(qiáng)化市場(chǎng)監(jiān)管、指導(dǎo)企業(yè)生產(chǎn)與使用綠色環(huán)保新型建筑材料。鼓勵(lì)企業(yè)對(duì)綠色建材進(jìn)行認(rèn)證，以提高產(chǎn)品質(zhì)量與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。另外，要增強(qiáng)消費(fèi)者對(duì)于綠色建筑及新型建筑材料的認(rèn)知與接受程度，加大宣傳教育力度，將市場(chǎng)需求導(dǎo)向綠色、環(huán)保。經(jīng)過各方面的努力，促進(jìn)新型建筑材料廣泛應(yīng)用于綠色建筑之中，使建筑行業(yè)得到持續(xù)發(fā)展。

5結(jié)論

隨著綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、綠色建材認(rèn)證體系的不斷完善，市場(chǎng)將更傾向于選擇符合環(huán)保要求的材料，從而推動(dòng)整個(gè)行業(yè)的綠色轉(zhuǎn)型，因此新型建筑材料必將在綠色建筑領(lǐng)域有更廣泛的應(yīng)用。建筑行業(yè)各方面要積極抓住機(jī)遇，增加研發(fā)投人，強(qiáng)化政策引導(dǎo)和市場(chǎng)推廣，制定和實(shí)施可持續(xù)發(fā)展策略，促進(jìn)新型建筑材料和綠色建筑的深度融合，以期對(duì)建筑行業(yè)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，以及資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會(huì)的建設(shè)作出貢獻(xiàn)?？傊滦途G色建筑材料的發(fā)展將進(jìn)一步推動(dòng)建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，并在節(jié)能減排、環(huán)境保護(hù)、資源高效利用等方面發(fā)揮重要作用。

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