建筑节能材料研究

一、建筑业的能耗现状

目前，人类不仅要面临环境恶化问题，还要面临能源短缺问题。CO2是导致气候变化的主要原因。据相关报道统计，在美国和英国，每年约有40%的CO2来源于建筑业耗能；在中国，每年约有33.33%的CO2来源于建筑业耗能。从这些数据来看，建筑业耗能所生产的CO2占CO2总产量的1/3。全球约有1/2的土地、木材、矿石资源被用于建筑行业；全球约有1/2的电能被用于建筑照明、供暖和通风等。从这些数据不难发现，建筑行业的耗能非常大。从广义上讲，建筑耗能包括建材生产耗能、建筑建造耗能和建筑使用耗能三大部分。这里，笔者只针对建筑使用耗能进行节能探究。中国建筑可分为三大类，即农村居住建筑、工业建筑和城镇民用建筑三大类型。在此，笔者只针对城镇民用建筑进行建筑节能探究。据统计，中国每年建筑耗能量约为社会总耗能量的20.7%，耗能数量惊人。例如，位于北方地区的城镇建筑，每年用于建筑取暖的耗煤量为1.6亿吨，约占我国年产总煤量的11.4%；我国每年用于建筑照明的用电量约为5500度，约占我国耗电总量的27%。

二、建筑节能新材料的分类

（一）工业垃圾和废料的再利用

工业垃圾和废料产量大，严重污染生态环境。但可利用工业垃圾和废料的各种特性，经过加工后应用在建筑领域。这样，不但可以治理环境，还可为建筑行业提供新型材料。如粉煤灰。火力发电厂每年产生大量粉煤灰，可以将其加工后用于建材，利用粉煤灰的有效成分代替部分黏土制作烧结砖、空心砖、墙地砖以及粉煤灰烧结陶粒等，发展成新型环保节能建筑材料。新型建筑材料具有减轻建筑负荷、降低劳动强度、保护环境、节约能耗等优点，发挥经济和社会效益。

（二）玻璃的特殊加工

玻璃具有良好的稳定性、隔音性、反射性和轻质性。经过特殊加工的玻璃钢，作为建筑环保节能材料具有以下优点：力学性能好、轻质高强、抗疲劳性能及减振性能好。施工中应用玻璃可以降低能耗，减少施工费用。

（三）石膏及岩棉建材

这些建筑材料具有无毒、不燃、容重小、导热系数小、使用温度高、经久耐用等优点。岩棉保温制品的制作原材料丰富，成本低，广泛应用于建筑外墙。石膏具有节能和环保特性，在建筑施工中得到了广泛应用。

（四）纳米新材料

纳米新材料属于新型节能型建筑材料，具有环保节能特性。纳米新材料不仅具有灭菌消毒作用，还能将有害气体消除，特别适用于室内。不仅可以改善室内空气质量，还能节省空调耗电量。纳米新材料处于恒温状态时，可以放热或者吸热，不仅可以使室内环境温度保持恒温，还能够降低电能损耗，达到建筑节能目的。

三、新型节能材料应用案例

（一）新型节能材料的出现

奥运工程中，应用各类绿色环保建材千余种，涌现出一大批质量性能高、环境行为优，具有新型节能、节材、节水效果，具有自洁、抗菌、隔音、保温等新型功能，蕴含高、精、尖技术的亮点绿色材料，充分展示了我国建筑材料领域发展的先进技术水平。

（二）从奥运看绿色节能材料

绿色奥运是北京奥运会提出的重要理念。开展绿色奥运，不仅保障观众在良好的环境中尽享体育盛会，而且通过奥运将环保理念传播、发扬光大。绿色奥运是北京对世界的承诺。随着这一承诺的践行，绿色理念这个抽象名词越来越具体地走进老百姓的生活。

1.奥运村所选用的优质钛白粉涂

奥运村建筑所用的钛白粉涂料，属于新型环保涂料。它不仅可以有效增大涂墙面积，而且还具有很强的耐沾性和耐擦性，具有较强的使用寿命。钛白粉涂料相对普通涂料，涂料中的VOC、重金属及甲醛含量极低，污染率接近于零。使用钛白粉涂料涂抹的墙体表面，不仅手感细腻，而且气味清香。钛白粉涂料中添加有抗菌无毒的防霉剂，有防霉功效，保障人体健康。

2.竖向循环立管

奥运村建筑里，每一个厨房和卫生间的热水龙头都是竖向循环立管，可以有效缩短水平直管的长度，使热水在立管中循环。当水龙头打开时，热水可以迅速涌出，避免因为水龙头的开启时间过长，导致热水变凉，造成浪费。

3.新型材料ETFE膜

鸟巢建筑的西侧，是我国著名的国家游泳中心——水立方。水立方的墙体设计十分新颖，打破了传统的墙体设计，首次以泡沫结构作为建筑体形的基础分割结构，不仅实现了天花板和墙壁的自然衔接，还使天花板和墙体的连接显得更为严丝合缝。虽然这种泡沫式结构看似不结实，但实际上却具有极强的牢固性。水立方的泡沫结构使用ETFE膜构成。ETFE膜属于一种新型材料，具有很好的抗压性、延展性、耐热性、耐火性及自洁性。

4.低辐射low—E中空玻璃

我国著名的篮球馆——五棵松篮球馆，其外表时尚靓丽，使用铝合金材料筑成。这些合金板材遍布穿孔，使合金平面显得错落有致，给人一种麦穗飘荡的视觉效果。在合金内侧，使用low—E中空玻璃材料，外面涂抹一层纳米涂层，不仅提高玻璃的自洁性，还提高玻璃的隔热性能及保温性能。玻璃上的low—E膜层，可以将80%的红外线折射回去，使室内保持恒温，具有节约能源的效果。

5.室内新型PRC轻质隔墙

除使用low—E中空玻璃材料外，五棵松篮球馆还用到了PRC轻质隔墙材料。这种新型材料不仅具有很强的防水、隔音及保温性能，还极具环保性。五棵松篮球馆的室内PRC卷材，使用自动焊完成材料衔接。因此，PRC轻质隔墙材料的防雨水侵蚀性较强。

6.Q460E的使用

国家规定钢材厚度不得超过100mm。但是，用于建造鸟巢的Q460E钢板厚度却达到了110mm。根据相关工程人员介绍，Q460E钢材属于我国研发的新型钢材，不仅具有很好的抗低温性、抗震性，还具有良好的可焊接性。用于鸟巢的Q460E钢材，使用年限长达100年，耐火等级为一级。除此之外，Q460E钢材的抗震性可达8度。

四、结语

随着社会的不断发展，科学技术的不断更新，人们的环保观念越来越强烈。因此，建筑节能问题成为人们主要探究的环保问题，建筑节能材料的研发成为科学研究的焦点。可见，只有通过研发节能材料，才能真正实现建筑节能。

作者:李玲芳 单位:广东工商职业学院