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摘 要:与能源危机的进一步深化,节能已经成为建筑行业的一个新课题,新节能环保材料的优势,传统的建筑材料没有,减少和消除实现对人体的损害,消除后顾之忧的人生活和工作,也可以起到节能环保的作用。在建筑业未来的发展新型节能环保材料,并有很强的优势,在节能环保材料的建筑设计将更加广泛的应用。阐述了建筑节能材料的内涵和分类,主要是新型节能材料在建筑设计中的应用进行详细的分析。
关键词:节能材料;建筑设计;应用
1.建筑节能材料的内涵
建筑节能这一概念内涵丰富,在发达国家,这一说法经历了三个阶段:“建筑节能”、“在建筑中保持能源”、“提高建筑中的能源利用效率”。在我国,现在仍通称为建筑节能,但其含义应该进一层意思,即在建筑中合理使用和有效利用能源,不断提高能源利用率,降低建筑能耗量。建筑能耗包含广义的建筑能耗和狭义的建筑能耗。目前所说的建筑能耗,常常指的是狭义建筑能耗,即建筑物在施工建设过程中所必须耗费的资源、能量;广义的建筑能耗还包括维持建筑物日常使用过程中所耗费的资源,包括采暖、空调、热水供应、炊事、照明、家用电器等方而的能源。
而所谓节能建筑,概括地说就是“凡是利用新型节能材料如混凝土空心砌块,在建筑设计、结构、门窗密封、围护结构、屋面材料等方面的新措施,与普通建筑相比使室内达到更好的隔热保温性能的建筑”。节能建筑一般可分为集中式采暖系统和被动式采暖两大类。被动式采暖节能建筑是利用太阳能的能量而基本上不用正规能源来达到节能的目的,在北方并不常用。而所谓集中式采暖系统,是以减少外围护结构的传热系数或加大热阻系数来节约能耗的,也是建筑节能的主要发展方向。
从以上分析可知,建筑节能材料就是指维持建筑物日常使用过程中能耗低的建材,通过改变材料自身的特性来达到建筑节能的目的。节能材料属于保温绝热材料;绝热材料是指用于建筑围护或者热工设备、阻抗热流传递的材料或者材料复合体,既包括保温材料,也包括保冷材料。绝热材料的意义,一方面是为了满足建筑空间或热工设备的热环境,另一方面是为了节约能源。
2.新型建筑节能材料的主要种类分析
新型建筑材料是区别于传统的砖瓦、灰砂石等建材的建筑材料新品种,新型建筑材料也无外乎新型墙体材料、新型防水密封材料、新型保温隔热材料和装饰装修材料等四大类。
2.1节能墙体材料
新型节能墙体材料品种较多,主要包括砖、块、板等,如粘土空心砖、掺废料的粘土砖、非粘土砖、建筑砌块、加气混凝土、轻质板材、复合板材等。EPS砌块是用阻燃型聚苯乙烯泡沫塑料模块作模板和保温隔热层,而中芯浇筑混凝土的一种新型复合墙体。该类砌块具有构造灵活、结构牢固、施工快捷方便、综合造价低、节能效果好等优点;纳土塔板是由聚苯乙烯、水泥、添加剂和水制成的隔热吸声水泥聚苯乙烯空心板构件经黏合组装成墙体,整个墙体的内部构成纵横上下左右相互贯通的孔槽,孔槽浇筑混凝上或穿插钢筋后再浇筑混凝上,在墙内形成刚性骨架,纳土塔板无钢筋混凝上墙体的平均抗压强度为20.8 MPa,配钢筋混凝上墙体的平均抗压强度为32-35MPa,同时具有良好的防火耐火特征。
2.2 外墙保温隔热材料
伴随着人们生产生活条件的改善,人们对各种保温隔热材料的需求越来越高,推动了保温材料工业的快速发展,主要有膨胀珍珠岩、矿物棉、玻璃棉、泡沫塑料、耐火纤维、硅酸钙绝热制品等。无机聚合物砂浆是由硅酸水泥、活性硅、多种聚合物、纳米流变助进剂、纤维、高温煅烧表面处理的无机盐矿石配置而成的具有保温隔热功能的砂浆,该材料固化后热导率低(一般均<0.060W/(m.K)),密度小,热工性能好,具有良好的保温、抗老化、防水防火、不空鼓、不开裂、强度高、粘结性能好等诸多特点,充分考虑了热应力、水、火、风压及地震力的影响,其界面砂浆采用无空腔和逐层渐变柔性释放应力的技术路线,可有效地解决抗裂及空鼓难题。
2.3PCM相变材料
相变材料((PCM)应用于建筑材料的热能存储始于20 世纪80年代,随着PCM与石膏板、灰泥板、混凝上及其他建筑材料的结合,热能存贮己能被应用到建筑结构的轻质材料中,早期的研究主要集中于方便易得的无机水合盐上,但由于其严重的过冷与析出问题,相变建筑材料循环使用后储能大大降低和相变温度范围波动很大,尽管在解决过冷和析出方面取得了一定进展,但仍然大大限制了其在建筑材料领域的实际应用,为了避免无机相变材料的上述问题发生,人们又重点研究了低挥发性的无水有机物,尽管它们的价格高于普通水合盐且单位热存储能力低,但其稳定的物理化学性能、良好的热行为和可调的相变温度都使其在节能建材领域具有广泛的应用前景。
3. 新型节能材料在建筑设计中的应用分析
作为现代建筑工程重要物质基础的新型建材,国际上称之为健康建材、绿色建材等。环保型建材及制品主要包括:新型墙体材料、新型防水密封材料、新型保温隔热材料、装饰装修材料和无机非金属新材料等。
3.1.新型墙体材料
新型墙体材料有活性炭墙体、加气混凝土砌块、陶粒砌块、小型混凝土空心砌块、纤维石膏板、新型隔墙板等。这些新型墙体材料以粉煤灰、煤奸石、竹炭等主要原料。具有质轻、保温、无甲醛、无苯和无污染等特点。
3.2.新型窗体和密封
当前建筑能量的40%-50%是通过门窗散失的。若采用塑钢、铝合金断桥或钢质复合保温窗,玻璃宜用LOW -E中空玻璃,透光率可达80%,又能把90%以上长波与红外线反射回室内,保温性能比传统窗提高5-8倍。
密封材料主要用于中空玻璃、窗户缝隙和金属屋面的密封,这一类装饰材料是经过加工、合成等技术手段对有毒有害物质的积聚和缓慢释放进行了控制,通过控制,这类装饰材料毒性轻微,对人体健康危害度极低。
3.3.新型保温隔热材料
近年来,国家鼓励发展建筑节能技术,新的《民用建筑节能设计标准》要求新设计的采暖居住建筑的保温性能要比1991年的建筑提高80%。新型保温隔热材料分为无机材料和有机材料,无机材料有不燃、使用温度宽、耐化学腐蚀性好等特点;有机材料有强度高、吸水率较低、不透水性好等优良特点。从目前保温隔热材料的发展看出,它们的的共同特点是轻质、疏松、呈多孔状或纤维状,以其内部不流动的空气来阻隔热传导。
3.4.新型无机非金属材料
(1)绝缘材料:包括氧化铝、滑石、镁橄榄石质陶瓷、石英玻璃等;
(2)光学材料:忆铝石榴石激光材料、氧化铝、氧化忆透明材料和石英系或多组分玻璃的光导纤维等;
(3)高温结构陶瓷:高温氧化物、碳化物等难熔化合物超硬材料和碳化钦等。
与传统无机非金属材料相比,新型无机非金属材料具有性质稳定,抗腐蚀耐高温等优点,但质脆,经不起热冲击。除具有传统无机非金属材料的优点外,还具有强度高、具有电学、光学特性和生物功能等特征。
参考文献:
[1]张松.浅谈我国建筑设计中节能材料的应用川.价值工程.2010(l2).
[2]邹学红,黄书峰.节能材料及其在建筑中的应用叶上海节能.2008(01).
[3]廉京哲.节能建筑材料的应用田.西南大学学报(自然科学版),2008(09).
关键词:节能材料;建筑设计;应用
1.建筑节能材料的内涵
建筑节能这一概念内涵丰富,在发达国家,这一说法经历了三个阶段:“建筑节能”、“在建筑中保持能源”、“提高建筑中的能源利用效率”。在我国,现在仍通称为建筑节能,但其含义应该进一层意思,即在建筑中合理使用和有效利用能源,不断提高能源利用率,降低建筑能耗量。建筑能耗包含广义的建筑能耗和狭义的建筑能耗。目前所说的建筑能耗,常常指的是狭义建筑能耗,即建筑物在施工建设过程中所必须耗费的资源、能量;广义的建筑能耗还包括维持建筑物日常使用过程中所耗费的资源,包括采暖、空调、热水供应、炊事、照明、家用电器等方而的能源。
而所谓节能建筑,概括地说就是“凡是利用新型节能材料如混凝土空心砌块,在建筑设计、结构、门窗密封、围护结构、屋面材料等方面的新措施,与普通建筑相比使室内达到更好的隔热保温性能的建筑”。节能建筑一般可分为集中式采暖系统和被动式采暖两大类。被动式采暖节能建筑是利用太阳能的能量而基本上不用正规能源来达到节能的目的,在北方并不常用。而所谓集中式采暖系统,是以减少外围护结构的传热系数或加大热阻系数来节约能耗的,也是建筑节能的主要发展方向。
从以上分析可知,建筑节能材料就是指维持建筑物日常使用过程中能耗低的建材,通过改变材料自身的特性来达到建筑节能的目的。节能材料属于保温绝热材料;绝热材料是指用于建筑围护或者热工设备、阻抗热流传递的材料或者材料复合体,既包括保温材料,也包括保冷材料。绝热材料的意义,一方面是为了满足建筑空间或热工设备的热环境,另一方面是为了节约能源。
2.新型建筑节能材料的主要种类分析
新型建筑材料是区别于传统的砖瓦、灰砂石等建材的建筑材料新品种,新型建筑材料也无外乎新型墙体材料、新型防水密封材料、新型保温隔热材料和装饰装修材料等四大类。
2.1节能墙体材料
新型节能墙体材料品种较多,主要包括砖、块、板等,如粘土空心砖、掺废料的粘土砖、非粘土砖、建筑砌块、加气混凝土、轻质板材、复合板材等。EPS砌块是用阻燃型聚苯乙烯泡沫塑料模块作模板和保温隔热层,而中芯浇筑混凝土的一种新型复合墙体。该类砌块具有构造灵活、结构牢固、施工快捷方便、综合造价低、节能效果好等优点;纳土塔板是由聚苯乙烯、水泥、添加剂和水制成的隔热吸声水泥聚苯乙烯空心板构件经黏合组装成墙体,整个墙体的内部构成纵横上下左右相互贯通的孔槽,孔槽浇筑混凝上或穿插钢筋后再浇筑混凝上,在墙内形成刚性骨架,纳土塔板无钢筋混凝上墙体的平均抗压强度为20.8 MPa,配钢筋混凝上墙体的平均抗压强度为32-35MPa,同时具有良好的防火耐火特征。
2.2 外墙保温隔热材料
伴随着人们生产生活条件的改善,人们对各种保温隔热材料的需求越来越高,推动了保温材料工业的快速发展,主要有膨胀珍珠岩、矿物棉、玻璃棉、泡沫塑料、耐火纤维、硅酸钙绝热制品等。无机聚合物砂浆是由硅酸水泥、活性硅、多种聚合物、纳米流变助进剂、纤维、高温煅烧表面处理的无机盐矿石配置而成的具有保温隔热功能的砂浆,该材料固化后热导率低(一般均<0.060W/(m.K)),密度小,热工性能好,具有良好的保温、抗老化、防水防火、不空鼓、不开裂、强度高、粘结性能好等诸多特点,充分考虑了热应力、水、火、风压及地震力的影响,其界面砂浆采用无空腔和逐层渐变柔性释放应力的技术路线,可有效地解决抗裂及空鼓难题。
2.3PCM相变材料
相变材料((PCM)应用于建筑材料的热能存储始于20 世纪80年代,随着PCM与石膏板、灰泥板、混凝上及其他建筑材料的结合,热能存贮己能被应用到建筑结构的轻质材料中,早期的研究主要集中于方便易得的无机水合盐上,但由于其严重的过冷与析出问题,相变建筑材料循环使用后储能大大降低和相变温度范围波动很大,尽管在解决过冷和析出方面取得了一定进展,但仍然大大限制了其在建筑材料领域的实际应用,为了避免无机相变材料的上述问题发生,人们又重点研究了低挥发性的无水有机物,尽管它们的价格高于普通水合盐且单位热存储能力低,但其稳定的物理化学性能、良好的热行为和可调的相变温度都使其在节能建材领域具有广泛的应用前景。
3. 新型节能材料在建筑设计中的应用分析
作为现代建筑工程重要物质基础的新型建材,国际上称之为健康建材、绿色建材等。环保型建材及制品主要包括:新型墙体材料、新型防水密封材料、新型保温隔热材料、装饰装修材料和无机非金属新材料等。
3.1.新型墙体材料
新型墙体材料有活性炭墙体、加气混凝土砌块、陶粒砌块、小型混凝土空心砌块、纤维石膏板、新型隔墙板等。这些新型墙体材料以粉煤灰、煤奸石、竹炭等主要原料。具有质轻、保温、无甲醛、无苯和无污染等特点。
3.2.新型窗体和密封
当前建筑能量的40%-50%是通过门窗散失的。若采用塑钢、铝合金断桥或钢质复合保温窗,玻璃宜用LOW -E中空玻璃,透光率可达80%,又能把90%以上长波与红外线反射回室内,保温性能比传统窗提高5-8倍。
密封材料主要用于中空玻璃、窗户缝隙和金属屋面的密封,这一类装饰材料是经过加工、合成等技术手段对有毒有害物质的积聚和缓慢释放进行了控制,通过控制,这类装饰材料毒性轻微,对人体健康危害度极低。
3.3.新型保温隔热材料
近年来,国家鼓励发展建筑节能技术,新的《民用建筑节能设计标准》要求新设计的采暖居住建筑的保温性能要比1991年的建筑提高80%。新型保温隔热材料分为无机材料和有机材料,无机材料有不燃、使用温度宽、耐化学腐蚀性好等特点;有机材料有强度高、吸水率较低、不透水性好等优良特点。从目前保温隔热材料的发展看出,它们的的共同特点是轻质、疏松、呈多孔状或纤维状,以其内部不流动的空气来阻隔热传导。
3.4.新型无机非金属材料
(1)绝缘材料:包括氧化铝、滑石、镁橄榄石质陶瓷、石英玻璃等;
(2)光学材料:忆铝石榴石激光材料、氧化铝、氧化忆透明材料和石英系或多组分玻璃的光导纤维等;
(3)高温结构陶瓷:高温氧化物、碳化物等难熔化合物超硬材料和碳化钦等。
与传统无机非金属材料相比,新型无机非金属材料具有性质稳定,抗腐蚀耐高温等优点,但质脆,经不起热冲击。除具有传统无机非金属材料的优点外,还具有强度高、具有电学、光学特性和生物功能等特征。
参考文献:
[1]张松.浅谈我国建筑设计中节能材料的应用川.价值工程.2010(l2).
[2]邹学红,黄书峰.节能材料及其在建筑中的应用叶上海节能.2008(01).
[3]廉京哲.节能建筑材料的应用田.西南大学学报(自然科学版),2008(09).