建筑节能材料综述
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建筑节能材料综述
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摘要:随着能源问题的日益紧张,建筑节能问题引起了越来越多国家的重视,发展节能建材是建筑节能的根本途径。
本文以建筑节能材料的应用与发展为着眼点,着重论述了建筑节能材料的分类与性能以及我国建筑节能材料与技术的发展趋势。
关键词:节能材料建筑节能发展前景
0 引言
随着经济的发展,全球对能源的需求日益增大。
在不断增大的总能耗之中,建筑能耗约占30%,建筑节能问题引起了越来越多国家的重视。
在我国,建筑能耗在能源消费总量中所占的比例已从上世纪70年代末的10%,上升到近年的27.45%,远期将上升至35%左右。
目前每年建成的建筑面积约20亿㎡,按照现在的建筑能耗,到2020年我国的建筑能耗将达到10亿t标煤的水平。
如果能按照国家既定的建筑节能步骤进行节能,也就是说,能全面执行居住建筑节能设计标准和公共建筑节能设计标准,每年分批改造既有建筑,2010年后逐步在各地实施节能65%、75%的标准,则到2020年我国建筑能耗可减少3.05亿t标准煤(约相当于整个英国能源的总消耗);空调高峰负荷可减少约8000万kWh(大约接近4.5个三峡电站的满负荷出力,相应可减少电力建设投资约6000亿元)。
当前,节能、环保已经成为建筑行业推崇的全新理念,也是实现“绿色建筑”的必然要求。
与传统材料相比,节能材料具有更大的应用优势,节能材料的应用能够有效的降低建筑能耗,提高资源的利用率,同时,还能够减少环境污染,给人们提供一个健康、舒适的建筑环境。
节能材料的引入和应用,能够促进我国建筑行业的高效、节能发展,本文就以节能材料在现代建筑中的应用为立足点,分析了节能材料的应用优势,节能材料的主要类别以及其在现代建筑中应用发展。
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,但其含义应该进到第三层意思,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、家用电器等方面的能源。
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建筑节能材料的分类与性能
2.1建筑节能主墙体材料的分类与性能
1)加气混凝土砌块。
该类产品材料来源广泛、材质稳定、强度较高、质轻、易加工、施工方便、造价较低,而且保温、隔热、隔声、耐火性能好,是迄今为止能够同时满足墙材革新和节能50%要求的唯一单材料墙体。
但是在寒冷地区还存在着隔气防潮、防止内部冷凝受潮、面层冻融损坏等问题。
2)EPS砌块。
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,可浇筑混凝土,形成隐形梁柱框架结构。
3)混凝土空心砌块。
目前我国大都使用190mm@190mm@390mm标准型混凝土空心砌块,但最大问题是其模数与建筑模数不相一致,给建筑施工带来很多不便。
4)模网混凝土。
其既有木结构的灵活性,又有混凝土结构的高强和耐久性。
具有轻质、节能、保温、隔热、隔音等多种优良性能,便于运输、组装方便、施工速度快,并能有效地减轻建筑物负荷。
增大使用面积,是理想的轻质节能承重
墙体材料。
5)纳土塔(RASTRA)空心墙板承重墙体。
纳土塔板只是同体积混凝土重量的1/7~1/6,可减少对基础的荷载,节约建筑物基础的投资;保温隔热性能好,纳土塔板属非燃烧体,满足防火规范对防火墙耐火极限的要求。
2.2建筑节能外墙保温材料的分类与性能
1)矿物棉。
岩棉和玻璃棉统称为矿物棉,岩棉制品具有良好的保温、隔热、吸声、耐热、不燃等性能和良好的化学稳定性。
但岩棉的质量优劣相差很大,保温性能好的密度低,其抗拉强度也低,耐久性比较差。
玻璃棉与岩棉在性能上基本相似,但其手感好于岩棉,可改善工人的劳动条件,但价格较岩棉高。
2)聚苯乙烯泡沫塑料。
其表观密度小,热导率小,吸水率低,隔音性能好,机械强度高,而且尺寸精度高,结构均匀。
因此,在外墙保温中其利用率很高。
3)硬质聚氨酯泡沫塑料。
硬质聚氨酯泡沫塑料绝热性能非常好,热导率极低且其特有的闭孔结构使其具有更优越的耐水汽性能,由于不需要额外的绝缘防潮,简化了施工程序,降低工程造价。
但因其价格较高而且易燃,限制了其使用。
4)硅酸盐复合绝热砂浆。
此种材料保温隔热性能好,施工简便,可直接涂抹。
5)水泥聚苯板(块)。
这种材料保温性能优良、容重轻、强度高,施工方便、有韧性、抗冲击,还具有耐水、抗冻性能。
但这种材料的容重、强度和热导率之间存在着相互制约的关系,配比中各成分量的变化对板材的性能都有显著的影响。
如能较好地解决板缝裂缝问题,大面积推广应用前景看好。
6)胶粉聚苯颗粒保温材料。
该材料固化后热导率低、热工性能好,密度小,具有良好的和易性、耐候性。
该保温材料突破了传统保温砂浆只能用于内保温的局限,是适合中国国情的保温材料,应加大研究力度,尽早普及。
2.3 建筑节能门窗材料的分类与性能
1)玻璃。
对窗的节能性能影响最大的就是玻璃的性能。
目前,国内外研究并推广使用的节能玻璃主要有以下3种:a,中空玻璃。
热导率很低,具有优异的保温性能。
中空玻璃是实现门窗节能的重要途径,我国以中空玻璃逐渐代替普通玻璃将是必然趋势。
b,真空玻璃。
真空玻璃当中是普通空气或充氩气,其保温隔热性能、隔音性能、透光折减系数均优于中空玻璃。
c,镀膜低辐射玻璃。
可以保证室内的能见度,对红外光具有较高的反射率,能减少室内外的热交换,达
到保温节能效果;热反射镀膜玻璃的使用不仅具有节能和装饰效果,还可起到防眩、单面透视和提高舒适度等效果。
2)门窗框扇材料。
a.塑钢型材。
该类框扇比重轻、热导率低、保温性能好、耐腐蚀、隔声、防震、阻燃性能优良。
PVC塑料冷脆性高,不耐高温,刚性差,弯曲模量低,使得该类门窗材料在严寒和高温地区使用受到限制。
b.塑铝型材。
具有较好的保温性能;弯曲模量高,刚性好,寒热性能好,不易产生结露现象,适宜大尺寸窗及高风压场合及严寒和高温地区使用;但其线膨胀系数较高,窗体尺寸不稳定,对窗户的气密性能有一定影响。
c.玻璃钢型材。
具有低的线膨胀系数,窗体尺寸稳定,气密性能好;热导率低,保温性能好;隔热性能好;耐腐蚀,适用环境范围广泛;耐寒热,使得玻璃钢门窗可以广泛应用在严寒和高温地区;使用寿命长,是国家重点鼓励发展的节能产品。
3 我国建筑新型节能材料发展前景展望
建筑新型节能材料是建筑行业降低能耗。
实现节能化的重要因素,在未来建筑技术不断发展,质量要求不断提高的情况下。
为了使得建筑节能材料能够适应这种趋势,必须要实现对其发展趋势进行研究建筑新型节能材料的发展趋势主要有以下几个方面:
1)实现循环利用
可再生资源的利用将会成为建筑节能材料的重要发展方向,这是由当前资源越来越紧缺的现实环境决定的。
长久以来由于人类不节制的采掘资源、能源,导致了原本丰富的资源变得逐渐稀缺,因此,将资源进行循环利用成为缓解这一情况的重要手段。
此外,利用可再生资源还可以减少建筑垃圾,在一定程度上实现了保护环境的功能。
总而言之,使用可再生资源,将一些废弃物进行循环利用,能够很好地降低建筑能耗、节省资源、减低环境污染、实现可持续发展。
2)新材料与新技术相结合
建筑新型节能材料的发展还必须依赖于一些新的技术、新的材料的推广,这成为建筑节能材料得以发展的重要源泉。
例如,通过研发推广低辐射镀膜玻璃、太阳能发电材料!高性能保温隔热材料等新型材料,有效推动建筑材料的发展"此外,运用一些先进的节能技术也是建筑材料得以有效发挥作用的重要措施"例如,在建筑外围护上,推广先进的保温技术,将保温技术与新型保温材料相结合,达
到施工便捷!效果良好的节能目标。
3)实现环保
随着环境问题不断推出,人们保护环境的意识也日益觉醒,表现在建筑方面,就是要实现居家环境的环保性"因此,建筑新型节能材料也要实现环保功能"传统的!陈旧的建筑材料及建材生产方式,由于给环境及居民的生活环境带来重大影响,必须要将其淘汰,适应人们对绿色环保型建材产品的需求与日俱增的现象。
建材主管部门和建筑业主管部,要强化合作,严格制定!落实新型建材纳入建筑应用于的规程和管理办法切实解决新型建筑材料发展过程中科研、生产!建筑设计!施工等各个环节的具体问题;颁布比较成熟的新型建材及制品设计!应用!推广产品目录部分产品可考虑实行生产许可证等,促进环境友好型建材市场的发展"同时,要结合不同地区、不同建筑类型,以新型墙体材料为重点,注重承重的复合墙体材料、保温材料在建筑上的应用研究,促进产品的系列化、配套化开发,另外还应加强功能建材和绿色建材的研究和研发,优化产品结构。
4 结论
建筑节能直接关系到我国的可持续发展与环境保护等众多方面。
而利用新型节能建筑材料、大力推广新型节能建筑材料,将有效地推动我国建筑节能水平,在满足人们高需求的同时也打造出了环境友好型建筑。
在未来,建筑工程条件必将更加苛刻,人类对于建筑物的要求也不断变化,对于新型节能建筑材料的要求也会更加严格。
要想实现建筑节能的长远发展,必须要对节能材料进行研究,使其在现有基础之上,得到更长足的发展。
这正是建筑节能材料的发展趋势,是我国建筑实现节能的必然途径。
参考文献
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