建筑節能設計中新型墻材的應用

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摘要:近年來，我國建筑工程節能減排的實施成果非常顯著，特別是砌筑墻體的墻材使用部分。由于我國人口眾多，每年都要消耗大量的粘土，進而會導致耕地面積的減少，但是人們的生活水平要求卻與日俱增，住房建設和保土種田的矛盾日益顯著。為了解決這一問題，必須開發新型的墻體材料，在保證建筑質量的同時盡量實現建筑節能。

關鍵詞:建筑節能設計；墻材；注意要點

在建筑設計中，墻體材料的應用建設占有很重要的位置。為了實現可持續發展，近年來的墻體材料逐步向環保節能的方向轉變。新型墻材的應用對資源的節約、生態環境的保護方面有重要的作用，同時也有利于解決與日俱增的生活需求與土地保護之間的矛盾。因此，對新型墻材的開發完善以及推廣應用有很重要的現實意義。

一、新型墻材概述

新型墻材是為了推動建筑節能而推出的新型環保建筑材料。這類墻體材料是一些以廢料為主要原料制成的加氣混凝土塊、小型混凝土空心砌塊、陶粒砌塊、新型隔墻板與纖維石膏板。廢料包括煤矸石、煤灰與石粉等，這些材料具有質量輕、隔音隔熱效果好等特點，因此可以起到節能環保的作用，同時新型墻材的應用也有利于降低建設成本。

二、新型墻材使用現狀

雖然新型墻材符合經濟社會的發展要求，但是當前新型墻材的應用還不夠廣泛，缺乏創新與競爭力。一方面，新型墻材的成本高，而普通的粘土磚造價低，為了節約成本很多施工單位仍然在使用傳統的墻體材料。新型墻材的生產的過程中需要技術設備的支持，但由于企業的資金投入不足，技術水平落后，阻礙了新型墻材的進一步發展。因此在市場上，新型墻材的競爭力不明顯，難以與粘土磚抗衡。另一方面，當前的新型墻材的性能不高，材料在抗震強度等方面還處在較低的水平，在實際應用中會出現開裂、脫落的現象。施工人員的技術水平也較低，對新型墻材的應用不熟悉，在施工過程中難以保證工程的質量安全，因此很多單位都不愿使用新型的墻體材料。

三、采用新型墻材進行建筑墻體設計的注意要點

（一）墻體材料設計要點

新型墻體材料的設計要注意重點突出環保節能的特性，同時要做到降低成本能，實現經濟效益與社會效益的共贏。由于地理位置與經濟條件的差異，不同地區間對墻體材料的選擇與要求不同，不同類型的建筑用途也是導致墻體材料選擇出現差異的原因之一。當前節能型墻體材料主要有三類，一個是包含廢料的粘土磚，一個是建筑砌塊，最后一個是復合板。這些材料的使用能夠是建筑形成自保溫系統，與傳統材料相比它們有著很好的熱物理性能。建筑中通常使用的600級的蒸壓加氣混凝土砌塊熱導系數是0.19W/（m²•K）、700級的為0.22W/（m²•K）；800級密度的燒結頁巖空心砌塊（孔洞率45%），蓄熱系數為4.53W/（m²•K），導熱系數為0.30W/（m²•K），900級密度的燒結頁巖空心砌塊（孔洞率50%），蓄熱系數為3.90W/（m²•K），導熱系數為0.25W/（m²•K）；輕質蒸壓灰砂空心磚砌塊的導熱系數為0.35W/（m²•K）等。而原有的普通實心粘土磚的導熱系數在0.754W/（m²•K）左右，相比之下，新型的環保節能墻材更能實現對建筑的自保溫，避免再進行其他的保溫設計，浪費人力與物力。節能型的墻體材料一般都選用輕質材料，這種材料的保溫效果好，同時還能防潮、隔音，有利于減輕建筑物自身的重量，同時實現節能環保的目標。新型墻材除了要具備基本的耐寒、耐高溫、抗震性強的特點還要復合節能環保的要求。首先，墻體材料的選擇與生產不能對農業土地造成破壞，盡量選擇工農業的廢料進行二次加工與利用，減少對天然資源的使用與破壞。其次，在生產及使用的過程中，要保證無毒無公害，不會對人體健康產生不良的影響。另外，很多地區需要做墻體的保溫，為了減少能源的消耗，墻體材料應盡量具有較高的熱工性能。最后，墻體材料要具有隔熱、隔音、防火、抗震等性能，滿足社會發展的需要，實現建筑功能的可持續性發展。不同的墻體材料具有不同的特性，因此在設計時要根據建筑用途的不同來加以選擇。具體來說，空心粘土磚是一種節土、節煤的建筑用磚，一般空洞率在24%左右的空心磚將比同體積的實心磚節約大約24%的土與煤，在某種程度上提高了生產效率。當前應用范圍較廣的墻體材料是以工業廢渣為原料的蒸壓加氣混凝土磚塊，其特點是耗能低、密度小、保溫性強，因此可以節約土地和材料，降低成本，多用于民居建筑和工業廠房的建設，尤其是北方這類需要墻體保溫的地區，很適合使用這種墻材。板材墻體以發電廠脫硫工序中產生的石膏為原料，加工后的建筑職高具有很好的隔音效果和防水耐熱性能，同時質量輕能減輕建筑物的自重，這種墻體材料可以用于特殊的工業廠房建設。

（二）墻體結構設計要點

墻體結構的設計要考慮到穩定性等因素，保證墻體的強度與抗震抗壓能力。在墻的高度與長度已經確定的情況下，必須通過墻體厚度的增加或是增設圈梁來提高穩定性。垂直方向上的墻體除了要能傳遞荷載與承重外，還要具有抗彎性、抗剪性、抗撞擊性，另外，高層的建筑外墻還應該有抗風防震的功能。在建筑設計中要有墻體的結構設計與建筑節能一體化的理念。節能型的墻體結構體系一共四種。第一種是CL結構體系，這種體系是一種整體現澆式的結構，將CL復合板與邊緣的構件及現澆樓蓋連接到一起，異形柱框架與承重墻共同形成一種叫做空間剪力墻的結構，具有質量輕、節能、保溫隔熱的作用。第二種是夾心復合墻保溫結構，它的建筑材料一般是空心砌塊與多孔磚，墻體中間有保溫層，并對梁、柱部位同時進行保溫，實現結構與保溫壽命的一致性。具有防火、耐久、保溫隔熱的特點。第三種是CS板式結構，將礦棉或具有阻燃性的聚苯乙烯泡沫塑料作為板芯，因此在保溫隔熱方面體現出良好的性能，同時還具有較高的抗震性。第四種是鋼筋與混凝土的疊合結構體系。除了隔熱保溫作用外，它還有極強的抗震能力，同時它的造價也比較低。

四、結語

由于新型墻材環保節能的特性，它在未來建筑設計中的應用空間十分廣闊。現階段，我國對新型墻材的應用推廣力度不夠，技術水平與創新能力都不高，因此在未來發展中應著重解決這些問題。并根據新型墻材在結構與材料方面的設計要點，提高新型墻材在實際建筑設計中的應用率，推動節能型建筑的發展。從建筑設計上解決我國土地供給與生活需求之間的矛盾，促進社會穩定和諧的發展。

作者:茹欣 單位:上海建筑設計研究院有限公司

參考文獻:

[1]吉秋月，王德鋒，滕支萍，劉丹，強磊.倡導建筑節能構建節約型社會——新型墻體材料使用及推廣情況的調查研究[J].科技信息，2012（09）