綠色建筑節(jié)能材料特性及應(yīng)用進(jìn)展

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摘要：綠色建筑節(jié)能材料具有能耗低、污染少、可再生利用等特征，是今后建筑材料發(fā)展的重要方向和內(nèi)容。文章在介紹綠色建筑節(jié)能材料特性的基礎(chǔ)上，剖析當(dāng)前綠色建筑節(jié)能材料的應(yīng)用特征，總結(jié)其發(fā)展趨勢(shì)，以期為建筑節(jié)能材料的發(fā)展提供有益補(bǔ)充。

關(guān)鍵詞：建筑節(jié)能材料；特性；應(yīng)用；進(jìn)展

1引言

能源作為全球各國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的必需品，隨著經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)，其需求量日益增大。其中，建筑所需能源約占總能源消耗的三分之一，建筑節(jié)能問題越來越受到各國(guó)的重視。建筑材料作為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)之一，是建筑業(yè)發(fā)展的重要組成部分。因此，建筑節(jié)能材料的研發(fā)與應(yīng)用是實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能、能耗降低的根本途徑，也是促進(jìn)我國(guó)建筑業(yè)乃至其他支柱產(chǎn)業(yè)持續(xù)健康發(fā)展的根本保證。近年來，綠色環(huán)保理念在我國(guó)盛行，全社會(huì)開始關(guān)注綠色生活、綠色生產(chǎn)和綠色生態(tài)，綠色建筑隨之發(fā)展起來，這就要求建筑業(yè)積極研發(fā)和應(yīng)用新型綠色建筑節(jié)能材料，實(shí)現(xiàn)能耗降低、成本節(jié)約、綠色環(huán)保的目的，促進(jìn)生態(tài)環(huán)境與建筑業(yè)的協(xié)同健康發(fā)展。

2綠色建筑節(jié)能材料的特性

綠色建筑節(jié)能材料作為新型的建筑施工材料，在滿足“綠色”發(fā)展理念的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了建筑能耗的降低，常見的綠色建筑節(jié)能材料種類可劃分為新型的節(jié)能主墻體材料、節(jié)能外墻保溫材料、節(jié)能門窗材料和其他節(jié)能材料。

2.1節(jié)能主墻體材料

我國(guó)在推廣和使用節(jié)能墻體方面取得一定成效，引進(jìn)吸收了西方發(fā)達(dá)國(guó)家的墻體材料制作技術(shù)，并結(jié)合國(guó)情研發(fā)出了較多的綠色節(jié)能墻體材料，如混凝土空心砌塊、加氣混凝土、紙面石膏板、輕質(zhì)板材等。

2.1.1混凝土空心砌塊混凝土空心砌塊以水泥、砂、石等普通混凝土材料制成，空心率為25%～50%，既可用于高層與大跨度建筑，也可用于橋梁、圍墻和花壇等市政設(shè)施，應(yīng)用廣泛，可充分利用工業(yè)廢渣為制作原料，降低砌塊成本和減少環(huán)境污染。

2.1.2EPS砌塊EPS砌塊由阻燃型聚苯乙烯泡沫塑料模塊作為模板和保溫隔熱層，中間澆筑混凝土的一種新型復(fù)合墻體。該類墻體保溫性能好，施工方便，造價(jià)較低，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，常用于低層建筑、高速公路等。

2.1.3加氣混凝土砌塊加氣混凝土砌塊以粉煤灰、石灰、水泥、石膏等為制作原料，自重較輕，適用于高層建筑的填充墻和低層建筑的承重墻，具有抗震性能好、強(qiáng)度高、易加工、耐高溫、隔音強(qiáng)、耐火強(qiáng)等多種優(yōu)良性能，適合機(jī)械化生產(chǎn)，是一種新型的綠色建筑節(jié)能材料。

2.1.4粉煤灰砌塊粉煤灰砌塊利用粉煤灰、爐渣、砂子等固體廢棄物為原材料，經(jīng)特殊工藝制作而成，容重較小，保溫、隔熱、隔音等性能十分顯著，價(jià)格十分低廉，是一種節(jié)能環(huán)保的新型墻體材料。該砌塊充分利用當(dāng)?shù)氐墓I(yè)廢料，實(shí)現(xiàn)了資源的可再生利用，促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)和生態(tài)環(huán)境綠色發(fā)展，值得大量推廣和應(yīng)用。

2.2節(jié)能外墻保溫材料

建筑外墻保溫方式根據(jù)保溫層位置的不同，可劃分為外墻內(nèi)保溫、外墻外保溫和夾心復(fù)合保溫三種。其中常用的保溫材料有玻璃棉氈、泡沫玻璃、膨脹珍珠巖、聚苯乙烯泡沫塑料板和膠粉聚苯保溫顆粒砂漿等。

2.2.1聚苯乙烯泡沫塑料聚苯乙烯泡沫塑料以聚苯乙烯樹脂為主體，加入發(fā)泡劑制作而成，具有吸水性小、密度小、強(qiáng)度好、易加工、著色性好等優(yōu)點(diǎn)，在外墻保溫中得到廣泛使用。

2.2.2硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料孔洞較多，相對(duì)密度較小，重量輕，絕熱效果好，同時(shí)還具有隔音、防震、耐熱、耐寒、耐溶劑等特點(diǎn)，施工程序較少，工程造價(jià)較低。因成本高、易燃等因素，該類材料在冰箱、冰柜的絕熱層中使用較多，在建筑工程中使用較少。

2.2.3礦物棉礦物棉由硅酸鹽熔融物制作而成的棉狀纖維，包括巖棉、玻璃棉、礦渣棉和陶瓷纖維等，具有質(zhì)輕、耐久、不燃、不腐、不受蟲蛀等，是一種優(yōu)良的保溫隔熱、吸聲材料。礦物棉主要有兩種施工方式：一是干掛法，二是粘貼法。干掛法是在建筑外墻干掛玻璃幕墻、石材等材料的同時(shí)在龍骨中填充保溫材料；粘貼法則與聚苯乙烯板材的施工工藝相仿，但前者自重較大，應(yīng)做好固定措施。

2.3節(jié)能門窗材料

玻璃是影響門窗散熱的主要因素，目前國(guó)內(nèi)外推廣使用的節(jié)能玻璃有以下幾種。

2.3.1低輻射玻璃低輻射玻璃又稱為L(zhǎng)ow-E玻璃，是一種對(duì)波長(zhǎng)4.5μm～25μm范圍的紅外線具有較高反射率的鍍膜玻璃，輻射率較低。在冬季可以反射室內(nèi)的紅外熱能，保證室內(nèi)溫度，在夏季可大量吸收來自水泥路、建筑物外墻、太陽光的光線，并以遠(yuǎn)紅外線的形式向四周輻射，具有防眩、單面透視和提高舒適度的效果。

2.3.2吸熱玻璃吸熱玻璃是一種利用玻璃中的金屬離子對(duì)太陽能選擇性吸收的平板玻璃，呈現(xiàn)出不同的顏色。吸熱玻璃一般可減少太陽輻射熱的20%～30%，降低空調(diào)負(fù)荷，玻璃的顏色和透光比可根據(jù)玻璃中金屬離子的成分和濃度改變。

2.4其他建筑節(jié)能材料

2.4.1透水混凝土透水混凝土由水泥漿體、粗骨料和空隙組成，不含細(xì)骨料，僅在粗骨料表面包覆薄層水泥漿體而成，孔隙較多，透水性能由孔隙控制，強(qiáng)度則取決于粗骨料和水泥。該材料多應(yīng)用于道路、停車場(chǎng)、步行街等場(chǎng)所，可有效解決市政排水、城市內(nèi)澇等現(xiàn)實(shí)問題，還可減少噪聲污染，對(duì)調(diào)節(jié)生態(tài)平衡具有重要意義。

2.4.2相變材料相變材料是指在溫度不變的情況下而改變物質(zhì)狀態(tài)并提供潛熱的物質(zhì)，物質(zhì)在轉(zhuǎn)變物理性質(zhì)的過程稱為相變過程，此過程會(huì)吸收或釋放大量能量。相變材料可分為有機(jī)和無機(jī)相變材料，廣泛運(yùn)用于航天、建筑、服裝、軍事、電力等行業(yè)，但同時(shí)面臨著復(fù)合材料相容性、作用效果和成本較高的問題。

2.4.3太陽能太陽能作為最為清潔的能源之一，已得到廣泛研發(fā)及應(yīng)用。當(dāng)前，利用光能轉(zhuǎn)換技術(shù)，太陽能與建筑屋頂、外墻、窗戶等外圍護(hù)結(jié)構(gòu)相結(jié)合，形成復(fù)合綠色產(chǎn)品，具有極為廣闊的應(yīng)用前景。

3綠色建筑節(jié)能材料應(yīng)用現(xiàn)狀

3.1應(yīng)用必要性

隨著城市增量的不斷擴(kuò)張，建筑行業(yè)對(duì)能源的需求持續(xù)加大，相應(yīng)地對(duì)自然環(huán)境造成了一定的負(fù)面影響，另一方面，很多新型技術(shù)和材料運(yùn)用于建筑行業(yè)的各個(gè)環(huán)節(jié)中，綠色建筑節(jié)能材料作為建筑業(yè)節(jié)能減排的重要技術(shù)手段，可節(jié)省大量能源，減少污染排放，是建筑業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。當(dāng)前，綠色建筑節(jié)能材料在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。3.2應(yīng)用于墻體材料墻體使用綠色節(jié)能材料之后，可大幅提高建筑物的性能，實(shí)現(xiàn)冬暖夏涼，提升居住環(huán)境品質(zhì)，營(yíng)造良好的空間體驗(yàn)；合理開發(fā)利用各種工業(yè)廢棄物，實(shí)現(xiàn)廢棄資源的高效轉(zhuǎn)化，將煤渣、渣土等廢棄資源轉(zhuǎn)換成綠色節(jié)能環(huán)保材料，不僅可以實(shí)現(xiàn)資源的可持續(xù)利用，還可降低生產(chǎn)成本，有效保護(hù)生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)建筑業(yè)與生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)健康發(fā)展。

3.3應(yīng)用于室內(nèi)裝飾材料

在應(yīng)用于墻體之外，綠色節(jié)能材料還廣泛應(yīng)用于室內(nèi)裝飾。傳統(tǒng)的室內(nèi)裝飾材料易產(chǎn)生甲醛、苯、氨等有害氣體，嚴(yán)重危害身體健康，綠色裝飾材料在消除安全隱患的同時(shí)，提升室內(nèi)裝潢品質(zhì)，改變了人們對(duì)室內(nèi)裝飾材料的選用規(guī)則，隨著人們對(duì)健康生活、綠色環(huán)境的持續(xù)關(guān)注，綠色室內(nèi)裝飾材料將得到廣泛使用。

3.4應(yīng)用于裝配式建筑中

當(dāng)前，中央及地方各級(jí)政府已大力推進(jìn)裝配式建筑的使用，在新建建筑中明確了裝配式建筑的所占比例，并通過裝配式建筑的建設(shè)，帶動(dòng)新型綠色建筑節(jié)能材料的發(fā)展。尤其是當(dāng)前裝配式醫(yī)療建筑的大力發(fā)展，使得綠色建筑節(jié)能材料得到了大面積的使用，提供了材料保障和技術(shù)支持。

4綠色建筑節(jié)能材料發(fā)展趨勢(shì)

當(dāng)前，綠色建筑節(jié)能材料發(fā)展迅速，整體朝著高效、健康、良性的方向發(fā)展。綠色建筑節(jié)能材料將成為未來建筑業(yè)的主要材料來源，建筑將更具環(huán)保和功能復(fù)合，整體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

4.1材料高效化

綠色建筑節(jié)能材料在得到一定時(shí)間的推廣使用后，得到市場(chǎng)和用戶的青睞，現(xiàn)已成為建筑材料市場(chǎng)的重要選擇對(duì)象。在今后的建筑材料發(fā)展中，綠色建筑節(jié)能材料的性能和優(yōu)勢(shì)將得到進(jìn)一步發(fā)揮，注重產(chǎn)品的協(xié)同高效運(yùn)轉(zhuǎn)，產(chǎn)品的實(shí)用效果更加突出，不斷提升建筑質(zhì)量和品質(zhì)。

4.2成本低廉化

目前，綠色建筑節(jié)能材料因研發(fā)費(fèi)用較高而未得到大范圍的使用，材料的制作成本隨之升高，只有小部分建筑節(jié)能材料得到使用，如新型保溫材料———聚氨酯硬泡，由于成本過高，只有幾家大型房地產(chǎn)開發(fā)商積極采用該產(chǎn)品。因此，若要實(shí)現(xiàn)綠色建筑節(jié)能材料的大規(guī)模使用，生產(chǎn)成本低廉化是其發(fā)展的不二選擇。

4.3功能復(fù)合化

綠色建筑節(jié)能材料在滿足綠色環(huán)保的同時(shí)，也要實(shí)現(xiàn)其功能性，兩者相互結(jié)合才可充分彰顯其使用價(jià)值。例如有機(jī)類保溫材料保溫性能好，但強(qiáng)度低、易老化、防火性能差；無機(jī)類保溫材料耐高溫、強(qiáng)度高，但吸水率高、不易機(jī)械加工。因此，綠色建筑節(jié)能材料將克服單一材料的不足，整合各自優(yōu)勢(shì)，研發(fā)出功能復(fù)合的節(jié)能材料。

4.4規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)化

綠色建筑節(jié)能材料的廣泛使用離不開標(biāo)準(zhǔn)體系的導(dǎo)則，通過相關(guān)規(guī)范、導(dǎo)則的制定，完善認(rèn)證體系，以科學(xué)利用為根本，加強(qiáng)法規(guī)建設(shè)，規(guī)范建筑材料市場(chǎng)的健康有序運(yùn)轉(zhuǎn)。為提高建筑節(jié)能材料的大力發(fā)展，有必要制定相應(yīng)的技術(shù)規(guī)范與導(dǎo)則與其相適應(yīng)。

4.5生產(chǎn)機(jī)械化

生產(chǎn)是實(shí)現(xiàn)建筑材料投入使用的關(guān)鍵一環(huán)，國(guó)內(nèi)綠色建筑節(jié)能材料生產(chǎn)廠家眾多，但仍然存在部分廠家因生產(chǎn)技術(shù)不成熟、技術(shù)人員不足等問題處于半手工、半機(jī)械化的生產(chǎn)狀態(tài)，與西方發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍有一定差距，導(dǎo)致生產(chǎn)效率降低，產(chǎn)品質(zhì)量未得到保障。未來，隨著建筑業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的整體機(jī)械化發(fā)展，綠色建筑節(jié)能材料的機(jī)械加工水平必然會(huì)得到大幅提升。

5結(jié)語

綠色建筑節(jié)能材料事關(guān)建筑業(yè)的健康發(fā)展，關(guān)乎我國(guó)節(jié)能減排任務(wù)的實(shí)現(xiàn)。在大力研發(fā)綠色建筑節(jié)能材料的同時(shí)，需積極引進(jìn)吸收西方發(fā)達(dá)國(guó)家技術(shù)，學(xué)習(xí)各地區(qū)的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，制定相應(yīng)的法律法規(guī)，規(guī)范建筑材料市場(chǎng)運(yùn)作，形成良好的市場(chǎng)環(huán)境，同時(shí)加大監(jiān)管力度，保證各個(gè)環(huán)節(jié)科學(xué)合理發(fā)展，實(shí)現(xiàn)綠色建筑節(jié)能材料的有效推廣使用。

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作者：方劍 單位：安徽省建筑科學(xué)研究設(shè)計(jì)院