新型建筑技术与建筑材料在可持续发展中的应用

张志萱

（青海建筑职业技术学院，西宁 810001）

1 前言

可持续发展战略思想已然渗透到了社会生产和生活的方方面面，可持续发展战略思想的渗透为建筑行业带来了全新的机遇和挑战。新型建筑技术和建筑材料是开展建筑工程的关键要素，其创新和发展对推动建筑行业可持续发展具有重要作用。随着绿色环保技术的发展和广泛应用，使得节能环保材料被应用于多个行业，在节约能源的同时，减少了在生产方面投入的资金成本，助力生态环境保护。对于建筑工程而言，建筑工程与人们日常的工作和生活关联紧密，只有采用高质量且环保的新型建筑技术与建筑材料，才能保证人们的工作生活环境得到较好的保护，并助力实现可持续发展战略思想的目标。

2 建筑行业面临新形势

面对全球变暖问题，建筑行业面临着新形势，气候变化与建筑安全的联系越来越紧密。建筑行业面临着许多环境风险，比如火灾、能源短缺、气候变化、生物多样性减少等，这些气候风险为建筑安全和健康发展带来了严重威胁[1]。

2.1 提高建筑工程质量

高质量的建筑对于提高建筑物的耐久性、稳定性和舒适度至关重要，这些特征都可以通过优化建筑物的设计、建造技术以及建筑材料来实现。然而，随着人们对环境、气候、资源、环保、绿色、节能以及建筑材料的关注，传统的建筑设计方法可能不能有效地应对新的挑战[2]。

2.2 提高建筑结构和材料性能

为了更好地适应城市发展需求，需对城市建筑环境进行适当的调整，以提高城市居民的生活质量和健康水平。提高建筑结构和材料性能不仅可以帮助建筑物更好地适应外部环境，也有助于改善室内舒适度和减少二氧化碳排放。使用太阳能板进行屋顶太阳能发电，可以减少温室气体排放，从而减少对环境影响。另外，可以通过增加或更换建筑材料，改变建造结构来提升建筑性能，如改变混凝土和钢筋材料制备过程中所使用的化石燃料，从根本上减少碳排放[3]。

2.3 发展可再生能源

光伏、风电、太阳能电池板、生物质能发电等可再生能源，是缓解能源危机不可缺少的手段之一。目前可再生能源发电量占全球总发电量的比例在不断上升，但发电量和可再生能源使用量之间仍存在较大差距。建筑行业在使用能源时应优先考虑使用可再生能源，优先使用可再生能源中可再生燃料产生电力是能源利用效率中重要部分，可再生能源发电与传统发电相比，不仅不需要产生二氧化碳排放，而且可减少污染物排放，对环境无影响。光伏电池板及其它可再生能源产品，如生物质能发电等，还可以替代石油资源，另外，在条件允许的情况下，可以将天然气或风能等可再生能源转换为电能，供建筑内部使用。

2.4 降低能源成本

随着气候变化的影响越来越大，世界各地人们对建筑能耗造成的压力越来越大。建筑行业需要积极地采用低碳技术，以降低能耗水平。在城市中，应积极使用可再生能源（包括可再生能源供暖系统），在农村地区应积极推广太阳能和沼气等新能源建筑。另外，还要进一步降低能源成本。为城市供热部门提供能源补贴，以确保清洁能源得到利用。对于那些不使用可再生能源结构不合理或未能获得补贴的建筑，应采取其他措施降低能源成本。

3 新型建筑技术与建筑材料在可持续发展中的应用

3.1 低碳住宅

根据中国国情，低碳住宅与传统住宅的区别主要表现在：绿色环保、节能降耗和减少污染。低碳住宅通过采用高科技材料和绿色设计方法，降低建筑使用能源，降低二氧化碳排放；低碳住宅通过采用低能耗的技术如太阳能技术、水处理技术等，可有效降低建筑能耗；低碳住宅是低污染低耗能的建筑模式，是绿色环保节能类型住宅。

3.2 低能耗技术应用

随着社会经济发展，建筑耗能逐渐增加，在使用中造成了巨大污染，建筑能耗又成为了一大问题。节能降耗是一项长期、艰巨而又复杂的任务，建筑节能关键在于选择合适的节能技术，有效降低建筑能耗。国内外的建筑节能专家们总结出了诸多可降低建筑物耗能的方法，其中包括太阳能、自然通风、水处理和空气调节等。对于住宅来说，太阳能是一种最理想的能量来源；自然通风是自然空气中有效成分较少的空气输送至室内的过程；而空气调节则是采用自然风与空气流通方法来提高建筑热舒适性、空气质量和室内外温差。从目前技术情况来看，主要有室外自然通风和室内空气调节两种方法，自然通风是通过空气的流动降低建筑热舒适性；而空气调节则是通过提高室内空气温度来提高建筑热舒适性与室内外温差。另外，水循环也是非常重要的一项技术内容，它不仅能有效降低建筑用水量还可以从水中获得一些天然净化物质，如氯气、硫酸根离子等物质来进行净化处理。

3.3 绿色建筑技术

绿色建筑技术是指在建筑设计和建造过程中对资源、环境和人体健康等方面的影响降至最低或者最少的一种技术，是保障建筑系统运行的效率、节能，降低对环境和人体健康的影响，从而促进建筑可持续发展的建筑技术方案及产品。例如：太阳能光伏发电、地下综合管廊技术等绿色低碳技术是应对气候变化和减缓全球变暖的关键技术，可以为建筑提供理想的气候保护措施如降温和调节光照强度等。绿色建筑技术不仅在建筑节能方面效果显著而且在保护环境方面效果显著，因此受到了全球政府和社会对其的高度重视与广泛关注。近几年来围绕该领域开展了大量研究与创新活动，尤其涉及生态建筑节能等领域方面。生态屋顶技术是指在住宅中通过设计合理的屋顶系统，使房间内空气湿度、光照等达到最优状态并减少二氧化碳排放的技术方法。通过构建合理、高效的屋顶循环系统以及与外部自然环境融合共存的室内空间环境，以降低建筑物能耗和碳排放并改善室内环境品质的关键技术，也是当前世界范围内广泛应用的绿色建筑技术方案。

3.4 室内环境管理技术

室内环境管理即以环境健康为目标，根据其运行特性，通过优化管理，以达到良好的室内外环境品质。环境管理可以通过以下几个方面来实现：

其一是改善室内环境质量：包括控制室内温度、湿度、光照、二氧化碳浓度、粉尘浓度等主要污染物释放量。其二是提高空调的使用效率：空调系统运行期间最大耗能的主要能源消耗是风机，根据气候条件可调节风量；定期更换滤芯和滤网；合理使用冷凝水和新风循环空调系统设备；改善通风方式等。其三是提供舒适、健康的室内空间环境：通过减少室内二氧化碳等有害气体、改变室内温湿度特性来改善室内空气质量。其四是降低室内污染度：室内空气质量与空气中有害物质含量有关。空气中的污染物包括尘埃、烟雾、甲醛及苯系物等挥发性有机物，还包括二氧化碳、氮氧化物和挥发性有机化合物等污染物，同时污染物还会通过空气进行扩散和影响空气质量，降低室内外空间环境品质。其五是提高居住舒适度：合理使用空调系统或者设置新风过滤系统有效去除室内异味；利用自然光或自然通风等方式实现居住舒适性目标。

供暖与制冷系统是建筑提供热量的主要来源，但随着室内环境温度的降低，采暖能耗也随之增加。高效供暖与制冷系统不仅可以提高室内环境品质，还可以减少建筑的二氧化碳排放量。为了减少二氧化碳对环境和人体健康的影响，可通过提高建筑空气的温湿度来降低碳排放。目前全球已有超过2 亿人居住于高效供暖与制冷系统提供的室内环境下，采用高效供暖与制冷系统可以有效地降低二氧化碳生成量，高效供暖与制冷系统能够有效地提高冬季建筑供暖温度，降低夏季建筑制冷温度，从而使空气变得更加舒适。另外，可通过改造房间结构以增加空气温度和湿度来减少二氧化碳排放量。可以通过使用新型节能门窗来减少热能能耗的消耗，可以通过断桥和穿条的方式，提高门窗的隔热性能。

3.5 屋顶绿化与雨水收集利用技术

屋顶绿化技术与雨水收集利用是目前世界范围内最为先进的绿化技术之一，其主要是指在屋顶形成绿化平台，把降雨吸收和储存在平台中的雨水通过自然渗透系统和过滤装置，然后经合理灌溉系统排出建筑物。在实际操作中，屋顶绿地的覆盖面积往往比地面大得多，因此能有效减少建筑物的能耗，并且不需要对雨水进行净化处理，这就能够减少建筑内部污水排放。

3.6 新型建筑材料的应用

作为人类生活和生产的基本要素，可持续发展将成为当今时代的一项重要战略目标。虽然社会经济和环境可持续发展的关系是多方面的，但其本质是共同目标与共同责任的结果。目前全球正处于经济快速发展与环境压力加剧的时代，为了实现“双碳”目标和建设绿色家园的使命，各国政府和企业积极响应全球可持续发展政策，大力实施低碳转型发展战略，大力支持可持续能源生产和利用等领域研究开发。因此可持续建筑是一种以新材料为基础、绿色环保、生态安全的新型建筑形式。对传统建材而言，其生产过程中往往会产生大量有害气体和废弃物。而随着人类社会经济与环境保护问题日趋严峻，人们对可持续发展的关注度也日益提高，建筑材料从单一生产制造到多功能集成服务等方面得到了巨大突破。随着材料工艺不断改进，新型建材在建设过程中具有绿色环保、无污染环保、低能耗低耗环保型特性和使用寿命长等特点。

新技术与新材料的发展为建材的可持续发展提供了重要支持，在经济发展与资源利用方面产生了巨大的协同效应。传统建筑材料的生产过程中通常会产生大量有害气体和废弃物，影响着人类健康与生存环境。而新型材料将生产和消费过程中产生的有害气体和废弃物进行处理后再循环利用，可以大大减少建筑材料的生产与使用数量。除此之外，新型材料以其优越的性能特点深受消费者喜爱，其中以粉煤灰、硅藻土、矿渣、水泥和石灰等为主要原材料制成的建筑建材具有良好的防水、耐寒、耐老化、不易燃烧、隔音、隔热、抗震、防火、防潮等优良性能，是目前建材领域最先进可持续发展技术之一。当前新型建筑材料中最有代表性的产品为超轻水泥基材料（超细水泥、粉煤灰和矿渣）、玻璃纤维增强预制构件产品、耐火纤维增强保温砂浆等产品。

另外，对建筑废弃物再利用也是助力可持续发展的有效途径。垃圾焚烧发电是一种环保的能源利用方式，其燃烧过程中释放出二氧化碳、一氧化碳等温室气体，同时排放出水以及其他非燃烧废弃物如废金属、废纸等，可以将其回收再利用，不仅降低了环境污染，同时也减少了能源消耗。根据联合国可持续发展目标，到2030年，人类社会将全面实现节能、环保、低碳社会。我国已经颁布了《国家可持续发展战略纲要》，在相关政策的引导下，逐步建立了低碳建筑标准体系。同时我国也制定了相关法律法规，对可持续建筑给予支持和鼓励。对于建筑废弃物再利用的方式来说，从原材料供应、原材料存储、生产过程中的废弃物处置到资源化、能源化回收利用都需要技术革新，所以需要不断研发创新技术及设备才能提高垃圾处理能力和处理水平。

4 结论

综上所述，随着社会经济发展和节能科学技术的不断变革，可持续发展战略思想将会继续影响到环境保护和节能减耗等领域的发展，新型建筑技术与建筑材料作为推动实现可持续发展战略目标中的关键环节，渗透在国民生活和工作的各个环节之中，是未来建筑行业发展的趋势，同时也是未来绿色低碳建筑行业发展的核心构成部分。基于此，建筑行业需要持续性地进行新型建筑技术与建筑材料的研发工作，并不断探索节能材料在建筑行业中的应用，通过从实践中吸取经验，为实现节能和环保两个方面进行不断的探索，充分利用节能环保材料的可循环利用特性，提高建筑投资成本，降低建筑能耗，为建设出促进人类和自然和谐共存的低碳环保建筑助力。