建筑设计中的节能环保材料及方法探讨

建筑设计中的节能环保材料及方法探讨摘要：随着经济发展与人民生活水平不断提高，建筑能耗在国家总能耗中已占据越来越重要的地位。目前发达国家建筑使用能耗（采暖、空调、照明、炊事、家电、电梯等）约占社会总能耗的25%～30%，我国建筑总能耗占社会终端能耗的比例也已达到20.7%，且随着生活质量的改善还将呈增长态势，因此降低建筑能耗是节能工作中最重要的任务之一。

关键词：建筑节能设计节能环保材料

中图分类号：tu201.5文献标识码：a文章编号：

引言

建筑节能是贯彻国家可持续发展战略的重要组成部分，是发展国民经济、有效利用资源、改善建筑热环境、提高建筑功能与舒适水平、保护生态环境、实现我国宏观发展战略目标的需要。建筑节能是世界建筑发展的基本趋势，也是今后相当长时间内建筑科学技术一个新的增长点。因此，对我国建筑节能设计中使用的材料及方法进行研究和探讨具有重要意义。

1、开发使用节能环保材料的意义

近年来，随着国内外低碳环保消费理念的广泛倡导，环保型消费形式逐步占据主流，住宅建筑的生产商和消费者都对建材提出了安全、健康、环保的要求。采用清洁卫生技术生产，减少对天然资源和能源的使用，大量使用无公害、无污染、无放射性，有利于环

境保护和人体健康的环保型建筑材料，是住宅建筑发展的必然趋势。发达国家相继根据各自的特点，在生态建筑发展过程中建造了一系列生态建筑示范项目。建筑形式包括办公、住宅、学校、商场等。这些示范建筑通过精妙的总体设计，结合自然通风、自然采光、太阳能利用、地热利用、中水利用、绿色建材和智能控制等高新技术，充分展示了生态建筑的魅力和广阔的发展前景。而我国建筑业也日渐扩展了对环境问题认识的范围和深度，而且把环境问题与经济、社会的发展相结合，从根本上认识环境问题的重要性，对建筑装修所使用的材料给予了硬性规定。

2、新型建筑材料下的墙体设计

建筑材料中的一个关键组成部分就是墙体材料，墙体材料在建筑耗材中大概要占到70％。发展墙体材料首先必须要以节能环保材料为主导方向，将保护土地、环境以及合理综合利用资源进行有机地结合。而要想实现墙体材料的可持续性发展，就必须要通过限制粘土砖，优化墙体材料产业与环境、资源以及社会发展的关系来实现，只有这样才能更好地促进人与自然的和谐共存。在建筑工程中运用新型墙体材料对于保护环境、促进生态平衡以及能源的节约都有着巨大的促进作用。新型墙体材料必须要符合国家产业政策要求，还要能够改善建筑物的使用功能，必须要始终坚持“综合利废、因地制宜、市场引导”的设计与施工原则，从自身的实际情况出发，抓住本地资源，充分利用，综合利用粉煤灰与其他工业废渣进行墙

体材料的生产，加快轻质、高强、利废的新型墙体材料的研究与推广。比如利用充足的煤矸石、粉煤灰以及矿渣等废料取代粘土生产煤矸石烧结砖。

3、建筑节能的个体设计

3.1建筑的体型与建筑节能

１）控制体型系数。体型系数是指建筑物与室外大气接触的外表面积（不计地面）与其所包围的建筑体积之比。体型系数越大，说明单位建筑所分担的热散失面积越大，能耗就越多。有研究资料表明，体型系数每增加0.01，耗热量指标约增加2.5％，一般宜控制在0.30以下。建筑体型系数还与建筑物的体型是否规整及建筑物的体量大小有关。一般来说，控制或降低体型系数的方法有：a，减少建筑面宽，加大建筑进深；ｂ，增加建筑物的层数；ｃ，加大建筑物的长度或增加组合；ｄ，建筑体型不宜变化过多。

２）控制表面面积系数。从获取更多的日照辐射，降低耗能的观点来看，表面面积系数越小越好。从节能意义来说，长轴朝向东西的长方形体型最好，正方形次之，而长轴朝向南北方向的长方形体型的建筑节能效果最差。

３）选择适当的长宽比。对正南朝向来说，一般长宽比越大，得热越多。但需注意，随着朝向的变化，其得热量会逐渐减少。当偏角达到67°时，各种长宽比体型建筑得热基本趋于一致。当偏角为90°时，则长宽比越大，得热越少。

４）最低耗能体型的选择。所谓最低耗能体型，是指建筑的各方面尺寸预期有效传热系数相对应的最佳体型。一般来讲，当各面的平均有效传热系数不同时，传热系数相对较少的面具有相应较大面积的体型是最佳体型；当各面的平均传热系数相同时，最小的体型系数是最佳体型。

3.2 合适的建筑材料

我国在“九五”计划和2010年发展规划中对建筑节能提出了新要求，要求实施建筑节能50％的目标。显然，要实现这个目标，选用良好的建筑材料是十分必要的。主要要求所用的建筑材料生产能耗低；使用时与环境协调；还应具备自然能源转换、储备等功能。在结构采用高性能混凝土框架前提下，非承重墙应选择具有轻质、隔热、保温、吸声、调温等功能的墙体材料，如混凝土空心砖块、加气混凝土陶粒墙板、crc（纤维增强水泥）墙板、grc—聚苯（及珍珠岩）保温复合板、硬质矿棉板、铝塑板、陶粒砌块、水泥泡沫聚苯珍珠岩混凝土、石膏砌块、石膏板、岩棉板等等。这些材料各有优缺点，应视具体情况来选择使用。

3.3 良好的构造设计

此处所提的建筑各部分的构造设计是在满足作为建筑的基本组成部分的要求之外，通过对屋顶、楼板、墙体、门窗等进一步的设计，以满足建筑在创造舒适的室内环境的同时符合建筑的节能要求。例如屋顶中庭的采光顶中，采用双层玻璃形成“呼吸外壁”，

使之既能采光，又能导入自然风，降低环境因素的影响；在建筑外墙设计中可采用蓄热墙、夹心墙、捕风墙、光电复合墙等设计，减少耗能，利用环境；在楼板层的设计中，可利用楼板的结构空间和吊顶空间，将循环水管布置其中，夏天可用冷水降低室温，冬天可用热水取暖；还可将吊顶设计成折线形，可利用其反光的原理充分利用太阳光。

4、新型建筑材料的发展趋势新型环保型建筑材料是建材产品发展的必然趋势。“环保”不仅要考虑地球资源与环境方面的因素，也要保证材料在生产与使用过程中资源和能源的节省。环保型建筑材料的发展应具有以下特征： (1) 节约能源、降低能耗与传统建材相比，新型建材不仅要降低自然资源的消耗和能耗，而且能使大量的工业废弃物得到合理的开发与利用。新型建材不仅不会对人类的生存环境造成污染，而是有益于人体的健康，有助于改善建筑功能。 (2) 减少二次污染积极利用可循环使用的建筑材料可以减少垃圾掩埋的压力。建筑物到达使用期限后，其材料应能自然降解或转换对自然环境具有友好性符合可持续发展的原则。即节省资源和能源，不生产或不排放污染环境、破坏生态的有害物质，减轻对地球和生态系统的负荷，实现非再生性资源的可循环使用。 (3) 对现有材料进行新的加工处理环保型建筑材料的发展在于新材料的运用，而新材料的运用主要是对一些材料进行新的技术处理，提高其强度和抗毁坏度，以达到作为建筑材料的要求。新材料的运用和