建筑節能材料研究

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一、建筑業的能耗現狀

目前，人類不僅要面臨環境惡化問題，還要面臨能源短缺問題。CO2是導致氣候變化的主要原因。據相關報道統計，在美國和英國，每年約有40%的CO2來源于建筑業耗能；在中國，每年約有33.33%的CO2來源于建筑業耗能。從這些數據來看，建筑業耗能所生產的CO2占CO2總產量的1/3。全球約有1/2的土地、木材、礦石資源被用于建筑行業；全球約有1/2的電能被用于建筑照明、供暖和通風等。從這些數據不難發現，建筑行業的耗能非常大。從廣義上講，建筑耗能包括建材生產耗能、建筑建造耗能和建筑使用耗能三大部分。這里，筆者只針對建筑使用耗能進行節能探究。中國建筑可分為三大類，即農村居住建筑、工業建筑和城鎮民用建筑三大類型。在此，筆者只針對城鎮民用建筑進行建筑節能探究。據統計，中國每年建筑耗能量約為社會總耗能量的20.7%，耗能數量驚人。例如，位于北方地區的城鎮建筑，每年用于建筑取暖的耗煤量為1.6億噸，約占我國年產總煤量的11.4%；我國每年用于建筑照明的用電量約為5500度，約占我國耗電總量的27%。

二、建筑節能新材料的分類

（一）工業垃圾和廢料的再利用

工業垃圾和廢料產量大，嚴重污染生態環境。但可利用工業垃圾和廢料的各種特性，經過加工后應用在建筑領域。這樣，不但可以治理環境，還可為建筑行業提供新型材料。如粉煤灰。火力發電廠每年產生大量粉煤灰，可以將其加工后用于建材，利用粉煤灰的有效成分代替部分黏土制作燒結磚、空心磚、墻地磚以及粉煤灰燒結陶粒等，發展成新型環保節能建筑材料。新型建筑材料具有減輕建筑負荷、降低勞動強度、保護環境、節約能耗等優點，發揮經濟和社會效益。

（二）玻璃的特殊加工

玻璃具有良好的穩定性、隔音性、反射性和輕質性。經過特殊加工的玻璃鋼，作為建筑環保節能材料具有以下優點：力學性能好、輕質高強、抗疲勞性能及減振性能好。施工中應用玻璃可以降低能耗，減少施工費用。

（三）石膏及巖棉建材

這些建筑材料具有無毒、不燃、容重小、導熱系數小、使用溫度高、經久耐用等優點。巖棉保溫制品的制作原材料豐富，成本低，廣泛應用于建筑外墻。石膏具有節能和環保特性，在建筑施工中得到了廣泛應用。

（四）納米新材料

納米新材料屬于新型節能型建筑材料，具有環保節能特性。納米新材料不僅具有滅菌消毒作用，還能將有害氣體消除，特別適用于室內。不僅可以改善室內空氣質量，還能節省空調耗電量。納米新材料處于恒溫狀態時，可以放熱或者吸熱，不僅可以使室內環境溫度保持恒溫，還能夠降低電能損耗，達到建筑節能目的。

三、新型節能材料應用案例

（一）新型節能材料的出現

奧運工程中，應用各類綠色環保建材千余種，涌現出一大批質量性能高、環境行為優，具有新型節能、節材、節水效果，具有自潔、抗菌、隔音、保溫等新型功能，蘊含高、精、尖技術的亮點綠色材料，充分展示了我國建筑材料領域發展的先進技術水平。

（二）從奧運看綠色節能材料

綠色奧運是北京奧運會提出的重要理念。開展綠色奧運，不僅保障觀眾在良好的環境中盡享體育盛會，而且通過奧運將環保理念傳播、發揚光大。綠色奧運是北京對世界的承諾。隨著這一承諾的踐行，綠色理念這個抽象名詞越來越具體地走進老百姓的生活。

1.奧運村所選用的優質鈦白粉涂

奧運村建筑所用的鈦白粉涂料，屬于新型環保涂料。它不僅可以有效增大涂墻面積，而且還具有很強的耐沾性和耐擦性，具有較強的使用壽命。鈦白粉涂料相對普通涂料，涂料中的VOC、重金屬及甲醛含量極低，污染率接近于零。使用鈦白粉涂料涂抹的墻體表面，不僅手感細膩，而且氣味清香。鈦白粉涂料中添加有抗菌無毒的防霉劑，有防霉功效，保障人體健康。

2.豎向循環立管

奧運村建筑里，每一個廚房和衛生間的熱水龍頭都是豎向循環立管，可以有效縮短水平直管的長度，使熱水在立管中循環。當水龍頭打開時，熱水可以迅速涌出，避免因為水龍頭的開啟時間過長，導致熱水變涼，造成浪費。

3.新型材料ETFE膜

鳥巢建筑的西側，是我國著名的國家游泳中心——水立方。水立方的墻體設計十分新穎，打破了傳統的墻體設計，首次以泡沫結構作為建筑體形的基礎分割結構，不僅實現了天花板和墻壁的自然銜接，還使天花板和墻體的連接顯得更為嚴絲合縫。雖然這種泡沫式結構看似不結實，但實際上卻具有極強的牢固性。水立方的泡沫結構使用ETFE膜構成。ETFE膜屬于一種新型材料，具有很好的抗壓性、延展性、耐熱性、耐火性及自潔性。

4.低輻射low—E中空玻璃

我國著名的籃球館——五棵松籃球館，其外表時尚靚麗，使用鋁合金材料筑成。這些合金板材遍布穿孔，使合金平面顯得錯落有致，給人一種麥穗飄蕩的視覺效果。在合金內側，使用low—E中空玻璃材料，外面涂抹一層納米涂層，不僅提高玻璃的自潔性，還提高玻璃的隔熱性能及保溫性能。玻璃上的low—E膜層，可以將80%的紅外線折射回去，使室內保持恒溫，具有節約能源的效果。

5.室內新型PRC輕質隔墻

除使用low—E中空玻璃材料外，五棵松籃球館還用到了PRC輕質隔墻材料。這種新型材料不僅具有很強的防水、隔音及保溫性能，還極具環保性。五棵松籃球館的室內PRC卷材，使用自動焊完成材料銜接。因此，PRC輕質隔墻材料的防雨水侵蝕性較強。

6.Q460E的使用

國家規定鋼材厚度不得超過100mm。但是，用于建造鳥巢的Q460E鋼板厚度卻達到了110mm。根據相關工程人員介紹，Q460E鋼材屬于我國研發的新型鋼材，不僅具有很好的抗低溫性、抗震性，還具有良好的可焊接性。用于鳥巢的Q460E鋼材，使用年限長達100年，耐火等級為一級。除此之外，Q460E鋼材的抗震性可達8度。

四、結語

隨著社會的不斷發展，科學技術的不斷更新，人們的環保觀念越來越強烈。因此，建筑節能問題成為人們主要探究的環保問題，建筑節能材料的研發成為科學研究的焦點。可見，只有通過研發節能材料，才能真正實現建筑節能。

作者:李玲芳 單位:廣東工商職業學院