建筑节能工程中新材料新技术的应用简述

陈海边

深圳福田建设工程质量检测中心（518031）

随着我国人民生活水平的不断提高,建筑节能面临新的形势，建筑节能的快速发展也需要相关的研究提供技术支持,根据国内外居住建筑节能规划、设计和技术应用的研究成果,综合考虑气候影响因素，从主体结构、围护结构、用能设备影响等方面论述，研究了建筑节能在建筑物上的落实及节能技术在建筑中的应用，在保证建筑工程质量和建筑物使用过程中室内热环境质量的前提下，使建筑物达到居住建筑节能标准。

1 建筑节能定义

建筑节能是指在建筑物的规划、设计、新建（改建、扩建）、改造和使用过程中，执行节能标准，采用节能型的技术、工艺、设备、材料和产品，提高保温隔热性能和采暖供热、空调制冷制热系统效率,加强建筑物用能系统的运行管理,利用可再生能源，在保证室内热环境质量的前提下，减少供热、空调制冷制热、照明、热水供应的能耗。

2 新能源新材料的应用

2.1 自然资源的综合利用

太阳能、风能、地热的利用，这些自然资源基本上是取之不尽、用之不竭的能源。无污染、取用方便、使用效果好，对改善城市环境居功至伟，目前有许多城市已强制要求在建筑工程中使用这些新技术和新能源的开发并运用于工程，如太阳能热水循环系统、地热利用循环系统等，取得了很好的效果。太阳能作为无污染、无止尽能源未来在建筑物中被越来越多的运用，其在建筑节能中的应用主要包括太阳热能应用和光电应用两方面；其热能应用主要是用太阳辐射加热水作为建筑生活、取暖热水的水源，该系统基本结构一般包括太阳能收集器、热能存储装置、热能交换装置以及自动控制系统等部分组成，其也可以通过吸收式冷凝机将加热的水制冷以达到供冷的目的；而太阳能光电系统则是将太阳辐射直接转化为电能来为建筑物提供服务。

2.2 墙体材料应用

目前各地正陆续取消使用黏土砖，取而代之的是各种轻质保温隔热和容重低的砌体材料；常用的墙体隔热保温材料包括：灰砂砖、粉煤灰砌块、陶粒混凝土砌块、复合轻质隔墙板、加气混凝土等。节能墙体同样要解决防水问题，保温板与非保温部位的结合部容易产生裂缝，在保温系统的截止部位应对不同材料材质变换处应做柔性防水处理。墙体不仅要求防水而且要求透气(水汽)，一方面防止水分侵入到保温系统内，外保温系统应具有防雨水和地表水渗透性能，雨水不得透过抗裂防护层，不得渗透至任何可能对墙体保温工程隔热复合墙体造成破坏的部位，另一方面要求透气(水汽)，即水蒸气分子能从内往外渗透。因为保温隔热层有透汽性的要求，所以对防护材料又提出透汽性的要求，如此聚合水泥抗裂砂浆就应运而生。

2.3 墙体保温技术

我国传统围护结构墙多为无机材料组成，如砖石砌体、混凝土、水泥砂浆等，如今为了节能保温的需要，引入了大量有机保温材料如模塑聚苯乙烯泡沫板、挤塑聚苯乙烯泡沫板、硬发泡聚氨酯等，因为这些有机保温材料的保温性能要比传统墙体材料的保温性能强得多，所以有机保温材料在建筑围护结构节能中广泛应用，形成了一种无机与有材料复合墙体，这样就对施工工艺提出了新的要求。如抹面砂浆的柔韧极限拉伸变形应大于最不利情况下的自身变形及基层变形之和，从而保证抗裂防护层抗裂性要求，复合在抹面砂浆中的增强网，一方面能够有效地增加抗裂防护层的拉伸强度，另一方面由于能有效分散应力。特别强调现场配制的普通水泥砂浆抹在保温层上不容易解决抗裂问题，水泥砂浆的体积收缩相当大,与保温材料组合在一起工作，由于它们各自的收缩膨胀性能不同，在交界面上容易产生裂缝，因此传统意义上的水泥砂浆抹灰在有机保温材料上很容易产生裂缝，起不到保护保温材料不受潮的作用，所以新型复合材料的选择与使用是对传统的施工工艺的挑战。

2.4 空调暖通节能

目前在建筑的总能耗中空调和照明设备的消耗所占比例很高，因而也是节能的重点，国内目前有些建筑已采用地泵系统替代传统的通风空调系统，节约了大量的能源，全国范围内节能灯的使用更是功不可没的。空调暖通节能主要体现在设备的装机容量减少和经济运行方面，因此新风微循环系统、地源(水源)热泵空调系统应运而生。新风微循环系统是将新鲜空气通过除尘、消毒、除湿等多级处理之后以略低于室内温度将其以不小于0.2 m／s的速度从室内窗下或踢脚下送入室内，该种方法既没有噪声也没有吹风感觉。由于进入室内的新风浓度低、密度大因此很快沿地面蔓延，而室内原有废气则缓慢上升最终通过设在顶部的排风口进行排放，该种方法实现了不用开启门窗则室内实现换气的目的，从而减少能源消耗；水源地源热泵是利用水及浅层大地能作为冷热源，其通过换热设备而将大地或水源的冷量或热量储存，之后通过安装在室内顶棚或地板的散热设备将冷量或热量送进建筑室内，该种方法可以大幅度的节约能源，同时能减少CO等有毒有害气体的排放，从而在很大程度上保持了周围环境的整洁。

2.5 主体材料节能

现代建筑中主体材料主要为钢筋混凝土结构及钢结构等，针对钢筋混凝土结构而言提高其强度和耐久性，延长建筑物使用寿命则是节能的重要途径；建筑用钢材的应力应变曲线其屈服点在100～780 n／mm2的范围，其中屈服点为400 n／mm2的钢材占一半以上。在钢材在生产过程中适当提高钢材屈服点，在设计方面就需要保证结构的刚度要求，防止局部屈曲，在施工方面就要保证结构的可焊性，从而在提高屈服点的同时又满足配筋率的要求使建筑的用钢量减少也是节能降耗的重要举措；在混凝土使用上，新建的绿色建筑应采用高耐久性的高性能混凝土为出发点，试验证明6层以上的钢混结构中受力钢筋使用HRB400级或以上钢筋、混凝土竖向承重结构采用C5O或以上等级的混凝土，建筑物的强度、耐久性及使用寿命可大幅度提高；钢结构由于具备自重轻、高强度、施工取土量少等系列优点，同时使用钢结构有利于环境保护并且其建筑物在拆除时材料回收率高，因此在今后建筑中应广泛采用钢结构而取代原来的钢混结构。

3 结语

建筑节能是一项设计技术、材料、能源、智能、废物利用等多领域的综合性系统工程，建筑节能工程施工中采用了大量新材料、新技术、新工艺，这将对建筑施工技术创新带来有利的影响，建筑节能是一个关乎国计民生的大问题，是节约能源的一个重要组成部分;我国建筑节能工作若要获得更大进展，需要我们全体动员起来,要研究建筑节能的突破点，优化配置有限资源，进而推动我国建筑节能事业健康发展。