节能环保材料在建筑设计中的应用研究

字荣春

（云南建投第一水利水电建设有限公司，云南 昆明 650000）

0 引言

伴随着人们生活水平质量的提高，社会经济的利好发展，人们对居住环境的要求越来越高。当前人们的环保理念不断提高，使得节能环保材料在建筑设计中得到广泛应用。一般情况下，节能环保材料可以回收以后再次利用，并且在回收过程中不会对环境和社会产生影响。如何更好的在建筑设计中采用节能环保材料是我们首要面临的问题。所以对建筑设计中节能环保材料的应用进行分析[1]。

1 建筑设计中节能环保材料的应用意义

目前，随着我国建筑企业的发展，为了更好地适应相应国家的规定指标，国家出台了生态保护政策，建筑企业在设计中应选择节能环保材料作为装饰施工的一部分材料，在建筑施工中发挥着重要的作用。尤其对于儿童而言，室内装饰材料污染物存在一定危害性。其中甲醛是第一大室内污染物，甲醛是一种无色有刺激气味的化学物品，已被世界卫生组织公认为致癌物及致畸物。一般而言，装修完的房子都需要购买家具来进行室内装饰，且大部分的室内装饰、家具需要大量的人造板材，而这些板材正是甲醛的元凶[2]。由于甲醛是室内污染空气的头号危险污染物，甲苯、二甲苯是第二号污染物。其中，甲醛有着较长的释放周期，极易危害人们的身体健康。苯是一种有机溶剂，其中有稀释剂、油漆的添加剂、杀虫剂的溶剂等，可麻痹人们的神经系统，抑制人体的造血功能。尤其孕妇吸收了以上污染物，可导致胎儿畸形，甚至死胎[3]。部分常见的室内污染物如图1 所示。

图1 部分常见室内污染物

现代社会，人们的衣食住行都离不开建筑，建筑已成为人们生活中不可或缺的一部分。建筑活动也是人类最为原始的生产活动，故建筑与环境也有着密切联系。人们对环保建筑材料也日益受到重视，若大量采用污染材料，将不利于人们健康。建筑材料再加工过程中会产生很多有毒的废水、废弃材料等，这些都会威胁到人们的健康。所以，在生产过程中应减少天然资源的使用，需多加留意身边的新型环保材料。

建筑设计中离不开艺术，也离不开技术，两者相互联系。建筑的艺术创造也是在建筑特性而来的，水泥、玻璃等材料的应用，较好的体现了设计艺术性。当前城市中所处可见玻璃幕墙，如纽约的西格拉姆大厦（图2）采用了钢窗框与隔热剥离，色彩的搭配上较出彩，可以实现建筑技术与建筑艺术的有效结合[4]。人们对建筑设计功能的要求不断增加，同时也展现了建筑原有特点，建筑表皮是建筑的外表面，不仅承担着建筑自身，还承担着居住舒适的责任，在建筑设计中都希望采用节能环保的材料。所以，在建筑设计中采用节能环保材料对保护身体健康具有重要意义[5]。

图2 纽约西格拉姆大厦

2 节能环保型建筑材料特性

2.1 主墙体材料

所谓主墙体是指建筑的主体结构，在施工中可以使用的材料有EPS 砌块、加气混凝土砌块、模网混凝土、混凝土空心砌块。加气混凝土砌块是一种多孔混凝土制品，虽然质量不是很好，但有着较好的节能及保温效果。加气混凝土砌块属于发泡聚苯乙烯砌块，与混凝土、砂浆混合后，可产生全新建筑材料，有着较好的环保节能性能。无论以上哪一种材料，有着较低的生产成本并且具有较好的抗震性能，在建筑企业中得到广泛应用。

2.2 外墙体材料

建筑外墙体的环保建筑节能材料有矿物棉、聚丙乙烯泡沫塑料、水泥聚苯板、硬质聚氨酯泡沫塑料。聚丙乙烯泡沫塑料的密度较高，可隔绝噪音干扰性。矿物棉有着较稳定的化学性质，且有着较好的保温性能及耐热性能[6]。硬质聚氨酯泡沫塑料有着较高的隔热效果，但相对而言，保温效果较差，且生产中成本特性较高。水泥聚苯板有着较高的强度，但容易出现开裂现象，常将其作为保温材料。

2.3 门窗材料

门窗上的环保建筑节能材料有两种，一种是节能框扇，另外一种是节能玻璃。前者又分为玻璃钢型材、塑钢型材、塑铝型材，有着较强的抗腐蚀性能力及保温性能。后者则具有较好的保温及隔热效果，较强的防辐射特点。将其用到建筑设计中，可取得较好的环保效果[7]。

3 建筑设计中节能环保材料的应用

3.1 墙体材料

在建筑施工材料中墙体材料是很关键的材料，在选择材料的时候需要考虑墙体材料的坚固和耐用，还要考虑墙体材料有没有保温隔热的效果。往往选择夹心的复合型材料，并与混凝土外墙、空心砖外墙混合。也可采用塑料泡沫的保温材料，可与钢筋混凝土外墙一起使用。有色玻璃也可起到隔热的作用，可大幅度的提高建筑吸收太阳能，最大限度节约能量消耗，提高清洁能源的利用率。但若建筑的墙体都采用欧力，应充分考虑玻璃的坚固性及其稳定性。

3.2 屋顶设计

屋顶是在整个建筑中是除窗户外受太阳照射最多的地方，故如何实现节能设计是当前解决的重要问题。圆形屋顶、塔式屋顶是实际设计中较常用的屋顶设计方式，可较好躲避雨水渗漏、冰雹打击[8]。在这个过程中，屋顶如果采用有色的玻璃，可以让屋顶接受更充足的光照，属于最理想的光电能转换场所。

3.3 窗户设计

窗户是高层建筑接受阳光最为强烈的地方，设计窗户时，也需要考虑节能因素。尤其有色玻璃可吸收大量的太阳能，有利于将光能转换为电能。故越大的有色玻璃可转化为越多的热能与电能。在对楼群建筑进行设计时，将重点放在窗户的设计上，为了能实现玻璃材料的节能。需要充分的考虑玻璃的材质，不玻璃的材质不但要坚固，并且还应该能吸收更足量的阳光[9]。施工材料也可以把复合型材料跟窗户玻璃一起使用，在一定程度上节约建筑所需要的材料。若单靠玻璃难以支撑整个建筑，故需要与其他材料一起使用，提高窗户的坚固性。

4 建筑节能设计的实例分析

4.1 实例一

选择某住宅小区为例，用地面积、总建筑面积、地上建筑面积分别为 37823.07m2、27863.6m2、28983.78m2，其中住宅、商业分别为23541.16m2、商业6782.17m2。设计效果如图3 所示。

图3 住宅项目鸟瞰图

坚持自然发展规律，结合人们的居住习惯，并且精细化的户型设计，做到现代生活与传统生活的完美结合。以“院”为核心，强调户内及户外的融合活动，实现家与自然的结合，给客户提供舒适的室内环境[10]。整体空间布局坚持城市空间格局，达到西低东高的空间效果[11]。与项目西侧别苑形成较好的设计和空间关系。为了使住宅获得更好的性能，使采光、通风俱佳，并体现户型的实用性。外墙设计采用岩棉作为保温层，可起到保温、节能及防水效果[12]，如图4 所示。

图4 外墙围护设计

4.2 实例二

从2008 年举办北京奥运会开幕式的国家体育场鸟巢和国家游泳中心水立方中就可见到新型节能环保材料的使用，可看到钢筋铁骨支撑的“鸟巢”，同时采用ETFE 膜材料的“水立方”。无论是从设计还是施工工艺上，都可看到绿色节能理念的使用。这些节能设计可较好的向人们展示绿色概念。其中“水立方”大多是根据绿色建筑标准来设计的，设计中对建筑节能设施、水资源保护有很好的效果。并且采用ETFE 膜维护的结构设计，如：自然采光、自然通风等。ETFE 膜具有价格低廉，且操作方便。同时“水立方”采用了专门的方法，减少自来水的消耗及废水排放问题。我国游泳中心的ETFE 膜材料也发挥着重要作用[13]，如图5 所示。

图5 水立方

5 结语

总而言之，随着当前环境的日益恶劣，全球变暖，已严重影响到人们的日常生活及工作，亟需加强对环境的保护。对于建筑行业而言，更应重视节能环保设计，通过采用节能环保材料，实现可持续发展。