试论新型节能环保材料在建筑设计中的运用

摘要：建筑工程建设实施的每个环节主要是出自建筑师的理念和思考，从建筑规划构思到概念设计、初步方案到建筑设计、选择建筑材料等，建筑师都应充分考虑建筑节能的要求。在满足相关标准和规定的前提下，合理应用施工新技术，采用新型节能材料，努力实现建筑节能的目标。

关键词：建筑设计；建筑工程；建筑材料；节能环保

0 引言

随着我国经济发展和人民物质生活水平的提高，城乡建筑迅速增加，建筑耗能的问题日益突出，资料显示：建筑行业能耗占到了全社会总能耗的40%～50%。因而建筑节能问题已越来越被政府和社会各界所重视，“建设节约型社会”已成为当今社会广泛关注的一个重要主题，我国政府适时制定了中长期节能规划，在规划中建筑业被列为节能与环保的重点行业。而建材行业作为消耗自然资源、能源高，破坏土地多，废气、粉尘排放量大，对大气污染严重的行业，节能问题更是重中之重。建筑技术的不断深入发展，建筑节能的标准也在不断提高，在深入研究和推广应用先进节能技术的基础上，采用新型的节能环保材料，对推动我国在建筑领域内节能工作的进展，推广建筑节能保温材料及其结构体系在建筑工程中的应用具有重要意义。

在建筑设计中采用新型优质的建筑节能材料，一方面使得建筑物的使用功获得有效改善，使房屋环境质量和居住舒适度都能显著提高；另一方面，采用新型的循环利用的建筑节能材料，还能将各类工业固体废物“变废为宝、重复利用”。在建筑领域加强研发并推广应用以固体废物为原料的新型建筑节能材料，是提高我国资源利用率、改善环境、节能减排、走可持续发展道路的重要途径。

1 建筑围护结构节能设计

建筑结构保温隔热层的设置方式取决于其围护结构，建筑围护结构的设置一般都需满足结构承重和室内保温两方面的要求。通常情况下，采用单一构造的砖砌体作为围护结构，如加气混凝土墙体或屋面等。另外，在有特殊功能要求的情况下，在结构承重墙体的基础上增设附加围护材料以达到建筑室内保温隔热效果，一般则选用一些轻质材料作为保温材料（如珍珠岩棉、泡沫聚苯乙烯等），以尽量减少墙体结构的承重负担。

在建筑围护结构设计时，对于永久性的机械锚固、水电设备、暖通空调的穿墙管道，或者建筑外墙上的附着物固定支撑等，都会造成围护结构上的局部热桥导致热量散失。所以，在建筑节能设计和围护结构施工过程中，应力求使建筑外墙上的热桥散热对围护结构保温性能不致产生过大影响。

2 新型节能环保材料的应用

2.1 节能墙面（轻质隔断）

墙面受建筑室内使用功能要求的制约，考虑墙面造型时不能存在明显的凹凸，在确保满足建筑室内防火等级要求的前提下，应选择采用保温性能好的节能环保材料，最大限度地减少室内热量的散失。在采用轻质隔断墙体的区域，特别是在严格控制热量传导的区域分隔时（如办公室与仓库隔墙），为有效减少热量不必要地传导到无需控温的房间，应选择采用新型的节能环保墙面材料，如在轻质隔断内加入保温材料，在轻钢龙骨纸面石膏板隔墙中加入保温材料或在需保温的房间墙面进行保温处理，以最大限度地减小热量散失。

2.2 节能玻璃幕墙、门窗

大面积玻璃幕墙的应用是现代建筑的发展趋势和潮流。但是，玻璃幕墙和门窗作为建筑围护结构的重要组成部分，是建筑室内、外进行热量交换、热量传导最敏感、活跃的部位。相关研究资料表明，建筑物通过门、窗传热损失的能源消耗约占建筑总能耗的27%，通过门、窗部位的空气渗透导致的能源消耗约占建筑能耗的25%，两者合计超过了建筑运行维护总能耗的50%，是墙体热损失的6-8倍。可见，门、窗节能是建筑节能的关键部位之一，具有极其重要的地位，做好门、窗和玻璃幕墙的节能措施，能使建筑节能40%左右以上。

长期以来，科学家不断研制具有节能、保温、环保、防火等综合技术特性的新型材料，如Low-E光化玻璃、真空钢化玻璃，具有保温隔热特性的铝合金型材门、窗、屋盖板，各种人造幕墙板材等，这些新型节能材料的研发及应用有力促进了我国传统幕墙产业的发展。

目前，我国建筑工程采用的节能玻璃材料主要有：节镀膜玻璃、真空玻璃、中空玻璃和带薄膜型热反射材料玻璃、Low-E光化玻璃等。另外，建筑围护结构的门、窗和玻璃幕墙要不断加强保温隔热等节能技术特性，更应该把节能和合理利用太阳能、地下热（水）能、风能等新型节能技术结合起来，开发并利用节能省电（利用太阳能、风能、地热能等）相结合的新型门、窗及幕墙材料。

如2010年上海世博会工程已成为当今世界建筑行业的亮点，世博会的阳光谷阳光谷是上海2010年世博会的最大单体工程，采用钢结构形式，其玻璃幕墙的应用让自然光透过幕墙倾泻而下，满足地下空间的采光，体现出了环保节约的理念。主体建筑玻璃幕墙工程既是顶级幕墙公司展示自己实力和最新技术的舞台，也是国内外幕墙公司推广应用节能新材料的机会。这些新型的节能玻璃幕墙材料体现了建筑主体风格、通透、节能环保和舒适等特点。

如广东科学中心建筑室内采光最大限度地利用自然采光，在确保满足建筑室内防火等级要求的前提下，建筑外立面为铝板幕墙、玻璃幕墙，架空层部分立面为石材幕墙；立面玻璃幕墙采用遮阳型（高透型）Low-E玻璃，根据节能设计要求，采用传热系数K=1.95W/m2-K，遮阳系数sc=0.4，可见光透过率在35%以上的玻璃；中庭采光顶60%部分采用彩釉较厚的彩釉中空玻璃，其他部分采用反射率较高的Low-E玻璃，外窗采用镀膜中空玻璃，平均传热系数为2.90W/m2・K，平均遮阳系数超过0.3。

2.3 节能外圈护材料

建筑节能的65%主要由建筑围护结构体系承担。目前，大面积玻璃幕墙仍然是大型公共建筑外部围护结构体系的主导形式，应尽量选择采用透光率高、保温隔热性强的玻璃材料，或者采用能够合理利用太阳能等新能源的玻璃材料。如北京南站的主站屋顶采用了大量的太阳能光电板，其整体面积约6700，占整个建筑屋顶采光面积的50%左右，总发电量达320kW。大面积玻璃采光屋顶的应用，可有效增加建筑室内白天的采光面积，通过利用自然光达到节能省电的效果。大面积太阳能光电板的应用，还可以发电供其它电气设备利用，是真正意义的建筑节能材料。当前，我国居民住宅的节能护材料使用不多，但也正朝着轻质保温复合材料的方向发展。

2.4 节能功能材料

具有节能特性的保温管材、板材及装饰装修材料等都属于建筑节能功能材料的范畴。如节能建筑涂料、节能木地板、节能化学建材等，这类兼具装饰性与功能性双重特性的新型节能建筑材料，在建筑领域的不断推广应用，大幅提高了我国建筑工程的节能指标，也有效提升了建筑的内涵和外延。

3 建筑节能检测

建筑节能设计是我国大型公共建筑设计的重要环节，也是今后居民住宅建设发展的方向，但建筑节能的效果很大程度上取决于节能材料的质量。伴随着节能减排工作在建筑领域的不断深入开展，节能措施的实施质量检测成为确保建筑节能的效率和质量，实现建筑节能目标的重要环节。目前，我国评价建筑节能是否达标的检测方法一般采用如下两种：

1）在热源或冷源部位直接测取采暖耗煤量指标或耗电量指标，然后再转换求算出建筑物的耗热量指标或耗冷量指标，称为热（冷）源法；

2）在建筑物某些典型部位直接测取建筑物的耗热量指标或耗冷量指标，然后再折算出相应的采暖耗煤量指标或耗电量指标，称为建筑热工法。

4 结论

本文主要针对我国建筑技术不断深入发展和建筑节能标准不断提高的现状以及对建筑围护结构节能设计、节能墙面（轻质隔断）、节能玻璃幕墙、门窗、节能护材料、节能功能材料等新型节能环保材料的应用进行了探讨，对我国建筑节能检测方法进行了简要阐述，希望在以后的实际工作中和具体运用中得到不断提高和改善。