建筑材料在建筑节能上的应用与发展

1、建筑材料在建筑节能上的应用与发展随着经济以及节能技术不断的发展，人们对所使用的建筑材料的功能要求 同样也越来越高。在传统的建筑行业里面，传统的建筑材料在环境污染、耗能方 面所带来的问题越来越严重，人们的生活以及生存环境都受到了非常大的影响。 本文就针对于建筑材料在建筑节能上的应用与发展进行深入的分析与研究。标签：建筑材料；节能；应用；发展建筑节能的目的在于提高能源利用效率，在创造舒适的室内环境的同时，尽 量减少消耗能源，减缓建筑用能的增长速度，在建筑用能中，采暖和空调占的比 例最大，约为65%，随着生活水平的不断提高，需要创造一个舒适的室内环境， 冬夏两季要靠采暖和空调系统来维护室内温度与室外

2、温度之间差别，正是该温差 导致能量以热流形式流出或流入室内。采暖和空调设备消耗的能量主要是用来补 充这个能量损耗的。建筑节能工作主要包括建筑围护结构节能和采暖供热系统节 能两个方面。围护结构由外围护结构和内围护结构两部分组成，而利用节能的建 筑材料，可改善建筑围护结构热工性能，提高围护结构的蓄热保温特性，提高门 窗和墙体的密闭性能，以减少传热损失和空气渗透消耗热量，从而达到减少能源 消耗的目的。一、建筑材料在建筑节能上的地位节能降耗为全社会所面临的非常重要的任务。就建筑产业来说，其占用大量 的土地，消耗大量的能源，自然资源以及使用中的长期耗费竟然达到国家总能耗 40%到50%。到2020年中国

3、的城镇将会新建40到50亿平方米的建筑，但是新 建的建筑将会严格的执行节能的标准。国家鼓励新型的建筑材料研发以及生产， 还要建设出具有一定地域特色节能环保的建筑。发展绿色建筑及节能性的环保型 建筑，且建设出符合中国特色的节约型住宅以及消费的模式。建筑在节能方面的重要性能源以及环境问题逐渐的成为了关系着民生重要的课题，能源消耗将会对环 境造成污染，在以前的建筑当中，设计者以及建设者都是注重于建筑的外观以及 性能，然而在能源消耗方面没有引起足够的关注，造成了当前能源消耗非常大， 环境严重污染等一些问题。在节能方面，现有建筑中94%属于高能耗建筑，新建 建筑仅20%达到节能标准，特别是普通住宅单位面

4、积能耗为发达国家的3倍。为 此当前无论是从政府的导向到建设方方面的设计建设都务必将建筑的节能减排 规划到重点关注的对象当中，建筑节能将会是未来在建筑行业发展的一个新的方 向。建筑节能的使用建筑围护结构在建筑节能中起重要的作用，在建筑节能设计标准中规定的节 能50%的目标，其分配方式是建筑物承担30%，系统承担20%。为此，使用节 能型的建筑材料便是房屋建筑进行节能减排的关键所在，使用节能建材不仅能够 达到保护环境，降低能耗的作用，同时还可提高建筑自身的噪音、性能、隔热保 温性能，改善人们工作生活的环境。鼓励研发以及生产新型的建筑材料，是时代 进步以及科技发展的一种体现，通过使用高品质的节能环保

5、建材来建设房屋，不 但能够降低能耗、筋约能源、保护生态环境，并且还对人文生活和经济的发展有 着非常重要的意义。二、建筑材料在建筑节能上的应用建筑能耗有诸多影响因素，除室内外热环境参数、气候环境和建筑功能等外 部因素以外，主要是建筑本身，如建筑朝向、体形系数、围护结构构造、窗墙比 等，其中建筑的保温隔热和气密性是影响建筑能耗的主要内在因素。据有关资料， 空调建筑围护结构传热形成的负荷占总负荷（指通过围护结构进入空调室内的总 负荷）50%70%；门窗缝隙空气渗透形成的负荷约占20%30%。在传热负荷 中，外墙约占25%，窗户约占24%，楼梯间隔墙约占11%，屋面约占9%，窗户 的传热负荷与空气渗透

6、负荷损失相加，约占总负荷的47%。因此，加强围护结构 的保温隔热与气密性是减少建筑能耗的重要环节。传统的建筑材料包括水泥、砖瓦、砂子、石头等一些常见的材料。在新的形 势下，已不能使用传统的通过墙加墙体厚度的方法来达到节能设计标准要求，在 建筑行业内新型的节能建筑材料通常主要是包括着新型防水密封材料、新型墙体 材料、新型装饰装修材料和新保温隔热材料这四大类。新型的节能建筑材料的生 产耗能低，在使用当中有非常显著的节能效果，并且还具有节地、节土、利废、 环保、保温、隔热、质轻、防火、施工便捷、减少运输费用、成本低廉等一些特 点。在新的形势下，已不能使用传统的通过墙加墙体厚度的方法来达到节能设计 标

7、准要求，而要采用新型、轻型的墙体材料或复合型墙体构造来达到节能设计指 标。用于单一材料保温墙体的墙体材料要严格执行建筑节能标准并实现建筑节能目标，前提就是正确选用节能建筑 材料。如前所述，我国因外墙和外窗的保温性差，窗的气密性不好，在墙体和外 窗保温性、气密性上与发达国家存在很大距离。据有关资料分析，因为这一原因 在大部分高能耗建筑物中墙体和外窗的热损失占建筑物热损失总量的85%，可见 正确选用节能建筑材料的重要性。选用节能建筑材料的重点部位是围护结构中的外墙、门窗与屋面。而围护结 构的重点是外墙，从我国建材工业发展的现实水平出发，可供选择的外墙节能建 筑材料分别是新型砖材料、建筑砌块及新型保

8、温节能墙板。过去我国墙体材料以 实心黏土砖等单一材料砌筑外墙主要是考虑承重功能，但其保温性能差，导热系 数为高效保温材料20倍以上，已无法达到建筑节能的要求。据统计，到2020 年底，全国房屋建筑面积将达到686亿m2,预计2020年在建筑能耗中，仅空调 制冷高峰负荷将会在现有的基础上翻两番，相当于10个三峡电站满负荷电力。 为了满足2020年短时间空调制冷高峰负荷，其电力建筑投资共需1.4万亿元， 这一数字十分惊人，如果说讲科学发展观，讲发展节约型社会，讲循环经济，就 应在政策上和资金投放上积极引导建筑开发商选择节能墙材，发展节能建筑。只 要花费建造成本的78%，冬夏两季所用耗电量就会大幅减

9、少，住宅总能耗就会 减少一半。加气砼砌块保温隔热性能优异，其导热系数只有0.100.20w/(m.k)， 仅为实心黏土砖的1/5左右，而且这类产品生产能耗也低，节能效果明显，同时， 这些产品利用工业废弃物生产，可节省土地资源，符合国家可持续发展的要求， 被列入绿色建材范畴。通常20cm厚的加气混凝土墙的保温隔热效果，相当于 49cm厚的普通黏土实心砖墙的效果，由此加气混凝土被认定为单一材料可以满 足节能标准65%要求的唯一产品。新型节能的墙体材料主要便是由块、砖、板等组成，通过使用新技术产生多 种的产品。当前，为了满足人们对建筑室内外的节能保温方面的需求，建筑行业 在建筑的施工当中采用大量的有

10、机保温材料，这些材料在保温性能烦恼垢面上要 比一些传统的材料强很多，可以满足人们对节能保温方面的要求，这样便使得我 国建筑行业广泛的使用有机保温的材料。当前所使用的典型的保温墙体便是无机 材料同有机材料通过一定的技术手段以及施工工艺所复合而成的。这样的墙体不 仅仅是具备传统的承重以及隔音功能，同时还具有隔绝内外热量交换的保温功 能。这样的具有节能保温的新型墙体材料研究与开发，在政策上面符合着我国建 筑业方面的要求，还可以大大的改善建筑物使用的功能，做到了真正的节约能源， 节能保温，保护环境。并且在遵循综合利废、市场引导、因地制宜原则的前提 下，通过了对本地的资源更加合理充分的利用，将它同一些工

11、业的废渣来生产墙 体的材料所结合起来，进而加大了新型的墙体材料发展力度以及速度。这便对我 国匮乏的资源，环境污染的局面改善有非常大的帮助。用于复合形式墙体的墙体材料复合墙体是指在墙体主体结构基础上增加一层或几层复合的绝热保温材料， 来改善整个墙体的热工性能。根据保温材料在墙体所处的位置不同可分为三种： 内保温复合墙体、夹心保温复合墙体、外保温复合墙体。内保温复合外墙内保温复合墙体即在外墙内侧(室内)粘贴保温材料。内保温复合外墙包括： 增强水泥聚苯板内保温、增强石膏板复合聚苯板内保温、纸面石膏板复合聚苯板 内保温、充气石膏板内保温、水泥聚苯板内保温、钢丝网架聚苯板内保温、保温 砂浆内保温等几种形

12、式。内保温具有投资少、施工简便、构造相对简单等优点。夹芯保温复合外墙夹心保温复合墙体把保温材料(聚苯板)放在墙体中间形成夹心墙，这样有 利于发挥墙体材料本身对外界环境的防护作用，从而降低造价。例如在砖砌体、 砌块或钢筋混凝土墙体中间安设岩棉、矿棉板、聚苯板、玻璃棉板或植入散状膨 胀珍珠岩、聚苯颗粒等，又或不填材料做成空气层，则都具有良好的保温效果。外保温复合外墙外墙外保温的构造是在主体墙结构外侧用粘接材料固定一层保温材料，并在 保温材料的外侧抹砂浆或作其他保护装饰。目前主要有聚苯板保温砂浆外墙保 温、聚苯板现浇混凝土外墙保温、聚苯颗粒浆料外墙保温等几种外保温形式。外 保温复合外墙包括：纤维增强

13、聚苯板外保温、引进美国专威特体系外保温、钢丝 网架聚苯板外保温(外挂的、现浇的)、喷涂聚氨酯外保温、聚苯颗粒浆料外保 温、坚壳珍珠岩块外保温、建筑模网混凝土结构外保温等几种形式。实践证明， 采用外墙内保温技术，建筑节能率达到15%25%；采用一般的外墙外保温隔热 技术，建筑节能率可达到45%55% ；采用完善的建筑外墙外保温节能体系，建 筑节能率可到达55%65%。节能玻璃中空/真空玻璃中空玻璃由于在两片玻璃之间形成了一定厚度并被限制了流动的空气或其 它气体层，从而减少了玻璃的对流传热和传导传热，因此具有相对较好的隔热能 力。同时中空玻璃的单片可以采用镀膜玻璃和其他节能玻璃，这样就将这些玻璃

14、的优点都集中到中空玻璃上，也就是说中空玻璃可以集本身和其他节能玻璃的优 点于一身，从而发挥更好的节能作用。真空玻璃是目前节能效果最好的玻璃，它是将密封的两片玻璃之间抽成真 空，从而使玻璃与玻璃之间的传导热接近于零，同时真空玻璃的单片一般至少有 一片是低辐射玻璃。低辐射玻璃可以减少辐射传热，这样通过真空玻璃的对流传 热、辐射传热和传导传热都很少，节能效果非常好。熟反射玻璃热反射玻璃是对太阳光具有较高的反射比和较低的总透射比，可较好地隔绝 太阳辐射能，并对可见光具有较高透射比的一种节能玻璃。热反射玻璃的较高反 射比是通过磁控真空溅射、电浮法、真空离子镀膜、溶胶凝胶等在玻璃表面镀敷 或离子交换形成一

15、层极薄的金、银、铝、铜、铭、镍、铁等金属或金属氧化物膜 来实现的，因此也称为镀膜玻璃。镀膜玻璃是更为广泛的概念，因为改变膜层的组成和结构，既可制成热反射 玻璃，也可形成吸热玻璃和其他品种的玻璃(如低辐射玻璃、减反射玻璃等)。吸热玻璃吸热玻璃指既能吸收大量红外线辐射，又能保持良好可见透光率的一类平板玻璃。（4）透明的隔热玻璃节能涂料透明的隔热玻璃节能涂料能够直接涂刷到普通的玻璃上面，可以起到防紫外 线、隔热的作用，而且还可以抑制了玻璃起雾上霜。（5）双层玻璃在原有的玻璃上面再加一层较为普通玻璃同样也能够起到节能的效果。相变材料相变材料（简称为PCM）指的是随着温度的变化而改变自己形态且可以提 供

16、潜热的物质，相变材料在改变温度的这一过程称之为相变过程，这个过程便是 相变材料从固态转变为液态或者是由液态转变为固态的过程，在这个过程当中就 会吸收以及释放热能。相变材料是在20世纪80年代得到了应用，建筑方面主要 是利用它来吸释放和吸收热能的功能。科学技术不断的发展，PCM的材料技术 同样也得到非常大的发展，同普通的建筑材料如砂石混凝土、水泥板等通过了一 定的技术手段以及施工工艺所复合到一起，它所具有热能储存的作用在建筑结构 当中得到广泛的应用。在早期相变的材料研究当中，主要是对于无机水合盐方面 的研究，由于这种材料较为便宜，且非常容易生产出来，但是这种材料它本身所 表现出来的严重过冷与析出

17、的特性，让其储能性能不能满足人们的需求，且在相 变的过程当中温度在很大的范围内波动，这边就不适合在人类居住环境中来使 用。尽管通过了科研人员不断的努力，过冷以及析出的问题得到了一定程度的改 善，且解决一些较为关键的问题，但是在建筑材料的领域还是没能得到广泛的应 用，较大的降低了相变材料的利用率。为了可以体现相变材料在建筑节能上的作 用，科研人员也找到了一种拥有低挥发性的无机材料，它在价格方面较高于其他 的材料，单位储能上面表现也很一般，但这种材料具有较为稳定的物理及化学性 能，在热行为上面也表现较好，在相变温度上面的可调性让相变材料在建筑行业 内占有非常重要的地位，并且得到了广泛的使用。三、建筑材料在建筑节能上的发展建筑节能材料将会成为未来建筑业发展主要的方向，建筑节能材料的探索与 研究主要是太阳能的建筑材料、低碳的建筑材料、天然材质的建筑材料、无公害 与无污染的建筑材料为主要的发展方向。而且像智能技术、信息技术和纳米技术 等一些先进的科学技术同样也将会参与新型建筑材料在建筑领域上的使用。建筑 节能材料是在传统的建筑材料的基础上面产生和研发的新型建筑材料。为此，建 筑节能材料首先是要具有时代的特征，符合现代节能建筑发展的要求。其次便是 要环保节能，要符合当代环境保护的要求，有利于社会持续健康的发展。总而言 之，建筑材料要确保具备绿色、环保、安全、创新、卫生