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绿色建筑节能新材料在现代城市发展中的应用研究

发表时间：2021/4/16 来源：《基层建设》2020年第32期作者：程晓静

[导读] 摘要：改革开放以来，在国家相关政策的大力支持下，国民经济取得了飞速发展，人民生活水平普遍提升，建筑行业依托新型建筑材料和建筑设计理念的发展取得了长足进步。

        中煤科工重庆设计研究院（集团）有限公司 400016
        摘要：改革开放以来，在国家相关政策的大力支持下，国民经济取得了飞速发展，人民生活水平普遍提升，建筑行业依托新型建筑材料和建筑设计理念的发展取得了长足进步。但是建筑行业属于高消耗行业，能源紧缺已经成为社会普遍关注的话题，且近年来节能环保理念已经深入人心，传统的高能耗、高污染的建筑材料已经无法满足时代的发展对建筑行业提出的更高的要求。因此，在新形势下有必要对绿色节能建筑材料在建筑行业中的应用进行探究，希望对我国建筑行业的发展有一定的促进作用。
        关键词：建筑行业；绿色建筑材料；城市建设；节能减排
        一、引言
        材料工程是当今的热门专业，且各个学科的交流与合作大大促进了绿色环保理念在新型材料研究领域中的应用，节能材料成功解决了传统建筑材料污染高、消费高、难以回收再利用的难题。从总体情况来看，我国的现代科技发展起步较晚，在新兴材料研究应用方面也落后于其他科技发达国家，我国的建筑行业在发展过程中遇到很多问题，集中表现在材料应用比较单一，很多材料的应用范围有限，且难以达到预期的使用年限。另外，民众的生活水平不断提升，对住宿条件提出了更高的要求，为了进一步贯彻可持续发展的大政方针，必须进一步提升材料的结构性能，针对我国的地域环境特点因地制宜地开发出绿色节能环保材料，并实现建筑行业的长久发展。
        二、在现代城市建设过程中
        推广绿色建筑节能新材料的必要性随着社会经济的进一步发展和改革的不断深入，人民生活水平不断提升，环境问题成为民众普遍关注的问题。
        在当今绿色城市发展理念的引领下，如何降低建筑过程中的能源消耗，降低环境污染和提升民众的居住水平是摆在建筑部门面前的重要课题。绿色建筑节能新材料在社会建设中的应用很好地解决了这些问题，具备巨大的发展潜力。
        总体来说，绿色建筑节能新材料研究的必要性主要表现在以下四个方面：1.社会经济发展需要巨大的能源支持。我国虽然是一个能源大国，但不是一个能源强国，化石能源储量丰富，但是品质较低，加之我国的开采技术有限，大多数石油、天然气等能源需要从国外进口，成为制约我国经济进一步发展的关键因素。因此，这就决定了我国的经济必须走可持续发展之路，必须大力研发先进的节能减排技术，开发新型节能材料。2.开发绿色建筑材料是降低环境污染、保护环境的需要。传统的建筑工程材料如石灰、水泥、钢筋等都是高污染材料，在加工过程中会产生大量的燃烧颗粒物与碳氮氧化物，这些高污染的物质随意排放到空气中必然造成环境问题的进一步恶化，对人体健康造成巨大危害，环境问题已经成为社会普遍关注的焦点问题，也越来越受到国际社会的重视。我国的经济发展在几十年间取得了令世界瞩目的成就，但是高速的经济发展之下暴露出很多问题，环境问题就是其中的典型代表，若不及时进行整改很有可能成为制约我国经济发展的主要因素。3.是改善居住环境的需要。随着社会经济的发展和生活水平的不断提升，人们开始追求更高品质的物质享受，受我国地域气候的影响，很多地区冬冷夏热的问题严重，就需要利用空调和暖气等来调节室内温度，这就造成了更大的能源需求。因此，积极开发和利用绿色节能材料是降低能源消耗的关键，更是实现能源可持续发展的重要课题。4.是未来建筑行业发展的需要。从发达国家建筑行业发展的情况来看，建筑水平的提升与建筑技术的发展、建筑产品和新型材料的推广与应用都存在密切的关系，其中新型建筑材料更是在建筑领域中占有很大比重，如空心砖的开发利用不仅节约了建筑原材料，还在一定程度上增加了建筑物的墙体韧度与抗风、抗震能力，可以给建筑行业带来了一场革命。可以预见的是，未来建筑行业的发展必定是建立在绿色环保材料的研发与应用上。
        三、绿色建筑节能新材料在建筑行业的应用范围
        （一）在建筑屋面方面的应用
        节能保温材料在建筑物的屋面设计和施工中应用十分广泛，例如防水层和层面板之间都会运用水泥聚苯板等板块状保温材料的设置。保温材料的设计应用具备很高的技术性，如何实现材料的容量、吸水率、导热系数等的合理控制是保证材料性能的关键。同时，在进行现场施工时一定要注意保温材料的防潮防火工作，必要时可以采取适配方法进行相关工作。因此，必须选择兼具良好的保温效果和经济效益的绿色新材料，如水泥聚苯板、膨胀珍珠岩以及玻璃棉就是新型材料的典型代表。另外，如何设置保温层与防水层的施工顺序也是施工设计人员应该重点考虑的问题，经过不断的对比发现将保温层铺设在防水层上更具经济价值和实用价值。
        （二）在建筑墙体方面的应用
        传统的墙体建筑材料主要有混凝土、方砖、石块等，不仅成本高、难于加工，而且保温性不好，加工过程还会造成大量的环境污染，尤其是最近几年这类建筑材料的缺点被逐渐暴露出来，新墙体材料的研发工作被放在了突出位置。在建筑设计师和材料工程师的不懈努力下开发出了大量的新型建筑材料，包括模塑聚苯乙烯泡沫板、硬泡聚氨酯等，这些新型复合材料不但保温效果好、价格低廉，还具备很好的硬度与可塑性，以及应用前景，已经在大量的而建筑工程中得到推广。但是这对建筑工人的施工技术和专业素质提出了更高的要求，需要不断地学习和掌握新的建筑工艺。

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新型的环保蜂窝阻燃复合墙体材料是近几年出现的一种新型建筑墙体材料，也是实现能源再利用的典型代表，它是通过水稻秸秆、废旧塑料与水泥、粘合剂混合在一定的条件下加工而成的。该新型材料彻底改变了传统材料高污染、高消耗、高成本的问题，真正实现了“变废为宝”，不仅大大节省了废弃物回收处理的成本，减少了废物排放对环境造成的污染，降低了建筑成本，还在一定程度上提升了墙体的结构强度，降低了墙体重量，进而增强了其抗震性，其应用前景非常广泛，是未来几年大力推广的新型建筑材料。
        （三）在建筑门窗方面的应用
        门窗设计是建筑工程中的重要环节，其中门窗材料的选取对室内环境具有重要影响，尤其是对于夏季炎热、冬季寒冷的地区，新型绿色建筑材料在门窗设计中的应用就显得意义非凡。为了进一步提升门窗的防风以及隔热效果，必须对边框以及玻璃门窗框扇衔接处的严密程度进行严格控制，只有保证了缝隙处的密不透风才能进一步减少空气流通量，从而杜绝与室外的温度交换。在门窗的安装环节，首先要预留洞口，不可在安装的过程中再砌口，并在设计门窗时尽量加大开启缝隙的搭接量，从而进一步减小缝隙宽度。另外，还可以在门窗边框和墙壁的接触点处用聚氨酯等化学溶剂将余留的缝隙填满，禁止使用水泥、胶泥等物质，因为这些物质在自然风干过程中会因水分蒸发出现干裂的缝隙，而化学试剂聚氨酯就可以避免这个问题。
        （四）在建筑外围方面的应用
        建筑物的外围主要包括屋顶和围墙等，是建筑过程中的主要环节，也是建筑用料最多的一个环节。据不完全统计，在建筑物外围的施工过程中若使用节能环保材料可节约百分之五六十的成本，也是建筑设计师关心的主要环节。
        目前最受欢迎的是幕墙技术，该建造技术运用了先进的建筑设计手段实现了坚固性和通透性的良好平衡，并让住户体会到更好地舒适度。与此同时，可再生能源在建筑外围方面的应用也是当今建筑工程中的研究重点，例如将具备一定坚硬度的太阳光电板安装在房顶上用来代替普通的屋顶材料不仅保证了房屋建筑质量，还可以通过将光能转化成电能供室内使用，实现了节能环保。
        四、城市建设中常用的新型建筑节能材料
        （一）节能玻璃
        玻璃是当今建筑行业普遍使用的原材料，主要运用在门窗等结构中，有时还被运用到屋顶构造中。在绿色理念的影响下，节能环保玻璃就是一种新型的节能新材料，该种材料除了具备良好的光线透过率之外，还具有很好的保温和隔热功能，可以将室温保持在一定范围内，减少空调和暖气的能源消耗，给居民一种冬暖夏凉的感觉。另外，该种新型玻璃还具备普通玻璃不具备的防辐射效果，将紫外线抵挡在室外，这也是在当今环境问题日益严重的情况下新型玻璃受到大众欢迎的主要原因。目前，建筑工程中普遍适用的新型玻璃是减反射膜玻璃和单银LOW-E玻璃，且在现代化市场中新型玻璃发展呈现多样化的趋势。
        （二）水泥纤维板
        火灾是多发的安全事故，这就对建筑材料的防火性提出了更高的要求。相较于传统的建筑材料来说，水泥纤维板的突出特点就是运用大量先进的防火物质，有效隔绝热量透过，因而防火性极佳，可以有效地控制火势的蔓延。
        同时这种材料不会将螺丝、锭子等漏出来，更不会对其他的建筑结构造成破坏，是一种被广泛使用的新型绿色建筑材料。水泥纤维板的主要原材料是多种纤维类的有机化合物，将其与多种新旧材料混合起来进行加工，很好地保证了材料的韧度与加工质量。
        （三）遮阳装置
        在天气炎热的夏季，尤其是气候湿润的南方地区，室内温度通常可以达到三十多度，为了降温解暑，居民通常整天开着空调，这无疑加大了能源损耗。因此，在气候炎热的南方地区，可以通过建筑遮阳的装置来隔绝室外的高温，并有效地降低室内温度，达到节能减排的目的。遮阳装置一般分为两种，一种是临时性的，另一种是永久性的，临时性的遮阳装置主要是指在门窗等位置对各种塑料、金属、窗帘等进行安装，而永久性的遮阳装置是指对各种遮阳板进行安装，这两种遮阳装置的安装应该根据当地的自然环境和住户的实际需求进行，并对遮阳装置的材料进行合理选择。另外，还可以通过热反射玻璃的研发与应用有效阻隔光线照射对室内温度带来的影响，从而达到平衡室内温度的目的。
        五、结语
        新型绿色建筑节能材料的研发与应用是当今建筑行业发展的主要趋势，也是建筑工程师和材料工程师重点关注的焦点问题。本文在现实的基础上对新型建筑材料在屋面、墙体、门框以及建筑外围等方面的应用进行了重点介绍，并对几种典型的绿色建筑材料的应用范围与材料特性进行了主要探究。建筑设计部门应该加大对新型建筑材料的研发力度，实现建筑行业的长久发展。
        参考文献：
        [1]陈宇.绿色建筑节能新材料在现代城市发展中的应用[J].低碳世界,2014，（21）:269-270.
        [2]姚艳芬.绿色建筑节能新材料在现代城市发展中的应用[J].科技与企业,2015，（10）:108.