建筑围护结构节能材料的应用及前景分析
时间：2020-03-29 05:25:22 来源：千叶帆 本文已影响人
【摘要】随着我国科学技术快速发展及人们生活水平的逐步提高，我国能源供给也面临着严峻挑战，而我国建筑能耗在国内社会能耗中占据着重要部分，而外围护结构设计工程是建筑施工工作的重要环节，优化住宅建筑外围护结构的保温节能已经成为降低建筑能耗的有效办法。鉴于此，本文就对建筑围护结构节能材料的应用及前景进行了论述。
【关键词】建筑节能材料，围护结构，保温隔热
前言：当前，由于建筑能耗的不断增加，其已经给我国国民经济带来了巨大损失，并已成为制约我国社会可持续性发展的重要因素。国内常采用自然通风与采光的利用、太阳辐射的控制与改善、外围护结构系统等住宅建筑节能技术，其中住宅建筑外围护结构的建筑设计会直接影响建筑物的节能性。目前，我国已经意识到节能保温的重要性，伴随着建筑围护结构的节能技术的逐渐成熟，作为围护结构的幕墙和窗，其新型工艺及材料也逐渐赶上了节能的需求。
1.住宅建筑外围护结构节能的重要作用
現在，全球人口增长速度已经远超过能源增长速度，这也在无形中加重了地球变暖问题，因而人们已经认识到节能的重要性。由于建筑业的快速发展，建筑能耗也在不断增加，为了促进社会的可持续性发展，住宅建筑必然要走节能的道路。住宅建筑的外围护结构是建筑的重要部分，主要包括地面、门窗、屋面、外墙等，该些结构的隔热、保温水平直接影响住宅建筑节能状况，如果上述外围结构无法达到保温要求，会增加建筑耗能； 所以，优化建筑外围护结构设计，使之向节能方向发展，可以有效改善居住环境，进而促进社会可持续性发展。
2.建筑围护结构节能材料及性能
一般情况，建筑很大一部分的能耗损失是由于围护结构的热传导和冷风渗透造成的。围护结构是包括建筑物周围与室外空气相接触的围挡物，如墙体、门窗、屋面等。因此，合理使用建筑节能材料增加建筑围护结构的保温隔热能力，可以达到较好的建筑节能效果。
2.1墙体节能材料
墙体占房子全部围护面积的60%以上，是建筑能耗的重要损失部位。因此合理使用一些保温隔热的墙体节能材料以改善墙体的保温隔热的能力，有非常重要的意义。墙体节能材料分为基层墙体节能材料和外墙节能材料两大部分。
2.1.1基层墙体节能材料
目前基层墙体节能材料的品种比较多，主要有砖、块、板等。例如掺废料的粘土、砖粘土空心砖、加气混凝土砌块、轻质板材、复合板材等。加气混凝土砌块是目前应用比较广的节能墙体材料。该材料是在混凝土里面掺入了发气剂，经发气后里面含有大量的均匀而细小的气孔，具有非常好的可加工能力和保温隔热能力。加气混凝土砌块能够同时满足墙材革新和高节能要求的材料墙体，目前应用范围较广。各类复合墙板也是今后墙材节能材料发展的一大趋势。复合墙板由建筑材料复合而成，是目前各国大力发展的一种新型墙体材料，例如混凝土岩棉复合外墙板、聚氨酯夹芯复合板等。这类材料具有环保无污染，轻质、保温和隔音等优势，是目前较为理想的基层墙体保温材料。
2.1.2外墙节能材料
建筑外墙保温节能就是在基层墙体上增加一层或多层保温材料形成保温墙体。根据保温材料所设置的位置不同，可以分为外墙内保温墙体、外墙外保温墙体和外墙夹心保温墙体三种形式。目前，这三种形式中应用最广的是外墙外保温墙体，这种保温层设置结构，保温隔热性能好；能保护基层墙体，延长建筑物使用寿命；而且保温层不占室内使用面积，不影响室内装修和设施安装。外墙保温墙体材料从防火等级可以分为A级和B级两大类。A级为不燃材料，属无机保温材料。目前市面上A级保温材料主要有矿物棉，泡沫玻璃以及玻化微珠等。这些材料都具有良好的保温隔热和防火性能。外墙保温墙体材料的B级材料指的是有机保温材料，可以分为B1，B2和B3三个等级。根据规定，民用建筑外保温材料的燃烧性能不应低于B2级。目前市面上用得比较多的B级保温材料有EPS聚苯板、改性酚醛和XPS挤塑板等。EPS聚苯板，又称聚苯乙烯泡沫板。主要由聚苯乙烯颗粒制作而成，质量轻、导热系数小、保温隔热效果好，在外墙外保温系统中应用十分广泛。改性酚醛板，是通过酚醛树脂的高性能化实现的。它的热稳定性、隔热性能比较好，应用也比较广。
2.2门窗节能材料
门窗（幕墙）具有采光、通风和围护的作用，同时也是建筑物热交换、热传导最活跃、最敏感的部位。因此对门窗进行节能设计也非常重要。门窗的节能可以通过采用热阻大的玻璃和门窗框材料、合理选择外窗玻璃的遮阳系数，以提高门窗的气密性和保温隔热能力。
2.2.1节能玻璃
玻璃可以增大建筑的采光面积，但同时也增加建筑能耗。经大量研究实验，为了降低玻璃造成的能量损失，可运用高新技术将普通玻璃加工成中空玻璃、真空玻璃和镀膜玻璃等。中空玻璃是目前应用比较广的一种玻璃材料。利用的是保温瓶原理，在两片玻璃间充灌氪、氩或者空气，可以最大限度的降低能量通过辐射形式的传递，从而降低能量的损失，起到良好的隔热、隔音效果，同时美观适用、可降低建筑物的自重。镀膜玻璃，俗称反射玻璃，一般是在玻璃表面涂镀一层或多层金属或金属化合物薄膜，改变玻璃的光学性能，按需要的比例控制太阳光的反射率、透过率和吸收率，并产生反射颜色。在保证室内能见度的同时，达到较好的保温节能效果。
2.2.2节能门窗框材料
门窗框材料的选择对门窗的气密性和保温性有重要的影响。从节能门窗框材料的发展情况来看，近些年出现的PVC门窗、铝木复合门窗、铝塑复合门窗、玻璃钢门窗等技术含量较高的节能复合材料，已逐步代替木、钢、铝合金等单一的、耗能大的制造材料。UPVC塑料型材是目前使用较广的节能复合材料，不仅生产过程中环保、能耗少，而且材料结构密封性好、导热系数小、保温隔热性能好。
2.3屋面节能材料
屋面是建筑能量散失的重点部位，因此对建筑屋面进行保温隔热设计也非常重要。建筑屋面的节能设计一般是通过设置一层保温层以起到保温隔热的效果。目前，我国屋面工程采用的节能材料有松散材料保温层、板状材料保温层和整体现浇保温层，通常是先做防水层再做保温层，防止防水层过早老化。目前屋面应用比较广的材料有：膨胀珍珠岩制品、水泥基聚苯颗粒和挤塑聚苯泡沫塑料板等。
3.建筑节能材料发展趋势
绿色节能材料是当今世界各国建筑行业共同关注的话题，发展使用轻质、高强、保温、隔热、节土、节能、利废、无污染、可循环利用的建筑节能材料是一个必然的趋势。建筑节能材料具体的发展方向有以下几个：1）墙体材料发展趋势：小块向大块，大块向板发展；向节能型墙材和自保温墙材发展；由普通墙材向生态环保型墙材发展。2）绝热保温材料发展趋势：内墙保温向外墙外保温发展；单一保温向多功能复合化发展；普通密度材料向轻质化发展；向绿色化发展。
4.结语
建筑节能材料的开发与应用是时代发展的一个必然要求，同时也是一项涉及建筑技术、材料技术、能源技术、废物再利用技术等的全方位、综合性的系统工程。相信在政府的重视下，随着人们节能意识的提高，我国建筑节能材料的发展必将取得不断的提高。
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