房屋建筑材料對(duì)建筑節(jié)能的影響分析

李立群　張啟志

摘 要：隨著全球工業(yè)化的進(jìn)行，環(huán)境危機(jī)和能源危機(jī)正在持續(xù)加劇，傳統(tǒng)工業(yè)發(fā)展的必需品如煤炭、石油等能源材料對(duì)環(huán)境會(huì)產(chǎn)生較大的污染，致使全球變暖等社會(huì)問題，為了緩解資源的緊張，堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展，低碳經(jīng)濟(jì)的概念被人們提出并倡導(dǎo)。重點(diǎn)介紹低碳經(jīng)濟(jì)下的建筑行業(yè)中，房屋建筑材料對(duì)建筑節(jié)能的影響，簡(jiǎn)單介紹了房屋建筑材料在建筑行業(yè)中的發(fā)展歷程，以及對(duì)現(xiàn)有房屋建筑材料的分類和在建筑行業(yè)中的應(yīng)用做了簡(jiǎn)單概括，并提出在低碳經(jīng)濟(jì)背景下建筑節(jié)能的要求和必然性。

關(guān)鍵詞：低碳經(jīng)濟(jì);房屋建筑;建筑材料;建筑節(jié)能

中圖分類號(hào)：TU425 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1001-5922（2022）05-0174-03

Analysis of the influence of building materials on building energy saving

Abstract： With the global industrialization， the environmental crisis and energy crisis are continuing to intensify， and energy materials such as coal and oil， which are essential for traditional industrial development， can produce greater pollution to the environment， resulting in social problems such as global warming. In order to alleviate the tension of resources and adhere to sustainable development， the concept of low carbon economy is proposed and advocated. This paper focuses on the impact of housing construction piling materials on building energy efficiency in the construction industry under the low-carbon economy， briefly introduces the development history of housing construction materials in the construction industry， as well as gives a brief overview of the classification of existing housing construction piling materials and their application in the construction industry， and puts forward the requirements and inevitability of building energy efficiency in the context of low-carbon economy.

Key words： low carbon economy;housing construction;building materials;building energy efficiency

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們的生活水平也在隨之提高，對(duì)工作和生活的環(huán)境要求和質(zhì)量要求也不斷提高，這就導(dǎo)致我國(guó)建筑行業(yè)的能源消耗越來越大。同時(shí)，各種建筑材料的生產(chǎn)和制作過程也消耗大量的資源，隨著我國(guó)對(duì)住房面積的需求量增高，房屋建筑材料的需求也在不斷增加，無(wú)限制地對(duì)資源的索取和消耗不僅會(huì)破壞現(xiàn)有的生態(tài)環(huán)境，還會(huì)陷入能源枯竭的困境[1]。以此為背景，我國(guó)提出了可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略和低碳經(jīng)濟(jì)的布局，減少能源的消耗，且不斷提高對(duì)建筑資源的利用率，達(dá)到節(jié)能減排的目的。

1 低碳經(jīng)濟(jì)與房屋建筑材料

1.1 低碳經(jīng)濟(jì)

低碳經(jīng)濟(jì)概念的提出是基于可持續(xù)發(fā)展的理念下的，指通過技術(shù)創(chuàng)新、新能源開發(fā)等渠道使得傳統(tǒng)的煤炭、石油等不可再生能源利用轉(zhuǎn)向清潔能源和可再生能源的利用，從而減少氣體污染和溫室氣體的排放，達(dá)到環(huán)境保護(hù)的目的，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護(hù)雙贏[2]。自工業(yè)革命起，全球的工業(yè)技術(shù)以不計(jì)環(huán)境的代價(jià)飛速發(fā)展，直至今日，環(huán)境與能源問題已經(jīng)成為直接影響人類生存與發(fā)展的主要危機(jī)之一，因此，低碳經(jīng)濟(jì)和可持續(xù)發(fā)展將是社會(huì)發(fā)展的主旋律之一，減少碳排放，做到低碳社會(huì)、低碳城市、低碳交通等綠色環(huán)保的城市生活[3]。

1.2 房屋建筑材料

建筑材料一般指所有在建筑工程中使用的材料，傳統(tǒng)建筑材料如木材、磚石和鋼筋混凝土等，在現(xiàn)在的建筑工程中仍然扮演重要的角色，且基于裝配式建筑工藝的發(fā)展，以鋼筋作為建筑框架，搭配混凝土現(xiàn)澆施工成為現(xiàn)在主流的施工方案[4]。這種施工技術(shù)成熟，節(jié)約成本，但不可避免的會(huì)產(chǎn)生一些污染，同時(shí)能源的利用率不高，產(chǎn)生大量的能源消耗，因此，在傳統(tǒng)建筑材料的基礎(chǔ)上，對(duì)其進(jìn)行改良獲得在滿足建筑工程需求的基礎(chǔ)上兼具節(jié)能和環(huán)保性能的新型節(jié)能環(huán)保建筑材料是綠色低碳可持續(xù)發(fā)展理念的必然導(dǎo)向。

現(xiàn)有的節(jié)能環(huán)保材料都具造價(jià)低、性能優(yōu)良且環(huán)保無(wú)污染的特點(diǎn)，目前上市的產(chǎn)品主要包括巖棉保溫板，無(wú)機(jī)、有機(jī)聚合聚苯板，發(fā)泡混凝土保溫板等板材和抗震結(jié)構(gòu)鋼材，在建筑工程中的應(yīng)用前景非常廣闊。

2 建筑節(jié)能材料與建筑節(jié)能

2.1 墻體材料

房屋建筑材料中，墻體材料是建筑材料的主體組成部分，占所有建材的70%以上。同時(shí)，建筑材料能量損耗的50%以上也來自墻體的損耗[5]。傳統(tǒng)建筑墻體的選擇為粘土實(shí)心磚，粘土大部分來源于耕地，浪費(fèi)資源的同時(shí)也破壞了耕地。研究人員對(duì)墻體材料進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化，開發(fā)出現(xiàn)有的新型墻體材料，符合低碳經(jīng)濟(jì)理念的同時(shí)也擴(kuò)展了建筑物的功能性[6]。

加氣混凝土砌塊是將水泥、石灰、粉煤、石英砂和金屬粉末等混合，再通過研磨、攪拌和澆筑處理得到的輕質(zhì)混凝土材料，經(jīng)過發(fā)氣切割處理后得到不同形狀的磚塊。加氣混凝圖磚塊具有高強(qiáng)度，密度小的特點(diǎn)，同時(shí)加工工藝簡(jiǎn)單，加工步驟簡(jiǎn)單易行，施工方便成本低廉。且由于磚塊中含有空氣組分，保溫性能也比傳統(tǒng)磚塊要高，并滿足節(jié)能要求，成為現(xiàn)在代替?zhèn)鹘y(tǒng)粘土實(shí)心磚的優(yōu)秀選擇[7]。

納土塔板是通過聚苯乙烯和水泥等材料對(duì)板件進(jìn)行支撐處理得到的空心結(jié)構(gòu)板材，納土塔板具有隔熱、隔音的特點(diǎn)，且滿足耐火要求。在施工過程中，納土塔板之間采用孔槽連接的方式相互粘結(jié)組成墻體，在其內(nèi)部可澆筑上混凝土或加入鋼筋使其堅(jiān)固度得以大幅度提高，甚至達(dá)到承重墻的要求。而相比傳統(tǒng)墻體板材來說，納土塔板的密度較小，可以降低對(duì)地基的重力載荷作用[8]。

2.2 節(jié)能保溫材料

外接式保溫材料是通過使用聚苯乙烯泡沫板等多空結(jié)構(gòu)的板材，加以保溫板和鋼絲網(wǎng)等，在其表面涂覆砂漿或使用固定工藝將保溫材料固定在墻面上，再經(jīng)過涂抗裂砂漿、壓入網(wǎng)格布等處理保證保溫材料的穩(wěn)定附著，外接式保溫材料的涂覆可以跳過對(duì)外墻進(jìn)行涂抹墻灰的工序，降低了人工成本和能源消耗，但外接式保溫材料的施工工藝較為復(fù)雜，施工難度較大。

聚苯板墻體一次成型是將聚苯板置于建筑框架內(nèi)，澆筑混凝土使混凝土聚苯板直接復(fù)合成型為墻體，減少施工步驟，縮短施工時(shí)間，達(dá)到降低能源消耗的目的。但聚苯板墻體一次成型工藝并不成熟，需要對(duì)施工過程精準(zhǔn)操作，因?yàn)闈仓炷吝^程中聚苯板會(huì)受到混凝土的側(cè)向壓力而變形，使得聚苯板墻體出現(xiàn)開裂和失效[9]。聚苯保溫砂漿是在普通砂漿中加入聚苯乙烯顆粒達(dá)到保溫效果的新型砂漿，聚苯乙烯的導(dǎo)熱系數(shù)低，密度小，保溫的效果較好，同時(shí)減輕了墻體開裂的現(xiàn)象。

2.3 節(jié)能玻璃

節(jié)能玻璃一般分為中空玻璃、真空玻璃、雙層玻璃和透明隔熱玻璃節(jié)能涂料等[10]。中空玻璃顧名思義，是兩片或以上的玻璃密封制造而成，中間以空氣為介質(zhì)，具有一定的隔熱功能;真空玻璃的隔熱性能更好，比普通的單片玻璃的節(jié)能效果提升50%以上，但真空玻璃的制作過程過于復(fù)雜，造價(jià)成本高得多;透明隔熱玻璃節(jié)能涂料是作用于玻璃表面，使得普通的玻璃也具有隔熱、防紫外線的功能，且還能有效地抑制普通玻璃由于溫差過大產(chǎn)生的上霜現(xiàn)象[11]。

3 房屋建筑材料對(duì)建筑節(jié)能的影響

能源和環(huán)境問題已經(jīng)不是某個(gè)國(guó)家的問題，全球范圍內(nèi)的環(huán)境問題和能源緊張帶來的壓力必然會(huì)影響到全世界社會(huì)領(lǐng)域的各個(gè)方面，作為與人類社會(huì)發(fā)展穩(wěn)定性相關(guān)聯(lián)的建筑工程領(lǐng)域也受到一定程度的沖擊，尤其在以前建筑工程建設(shè)活動(dòng)中，由于受到粗放式發(fā)展理念的影響，對(duì)生態(tài)環(huán)境造成了巨大的破壞，現(xiàn)在提倡的可持續(xù)發(fā)展必然要求建筑工程展開節(jié)能環(huán)保的轉(zhuǎn)變[12]。

房屋建筑節(jié)能減排的關(guān)鍵在于房屋建筑工程所使用材料，通過使用各種節(jié)能的建材，可以達(dá)到綠色降能的目的。同時(shí)現(xiàn)有的建筑節(jié)能材料都具有一定的功能性，隔熱減噪等功能的應(yīng)用也會(huì)提高人們生活的質(zhì)量。鼓勵(lì)和發(fā)展使用建筑節(jié)能材料不但可以節(jié)約能源，保護(hù)環(huán)境，而且符合低碳綠色發(fā)展的理念，也對(duì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城市人文也有著重要的意義。

3.1 傳統(tǒng)建筑材料的大量使用不利于建筑節(jié)能

傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)材料大多存在或多或少的問題，以水泥和混凝土為例，煤炭和石料等不可再生能源是水泥混凝土的主要生產(chǎn)來源，水泥混凝土的生產(chǎn)過程往往涉及到大量的能源消耗和資源浪費(fèi)，且其再加工過程也會(huì)產(chǎn)生大量的廢水和粉塵污染。同時(shí)，其他傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)性材料如金屬、玻璃和塑料等的大量使用也會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的污染問題，管理不當(dāng)會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重的破壞。

除去結(jié)構(gòu)材料外，建筑裝飾材料的大量應(yīng)用更是會(huì)導(dǎo)致環(huán)境的失衡。傳統(tǒng)建筑裝飾材料包括油漆、涂料等需要化工加工生產(chǎn)，有機(jī)物污染問題需要大量人力、物力來解決處理，造成能源利用過程的損耗[13]。

3.2 新型節(jié)能環(huán)保建筑材料有利于實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能

新型節(jié)能環(huán)保的建筑材料的使用在實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展理念上有著天然的優(yōu)勢(shì)，在大大減少傳統(tǒng)建筑材料使用的情況下，完美地適應(yīng)現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)類型的低碳優(yōu)化，對(duì)建筑節(jié)能起到明顯的促進(jìn)作用。特別是在現(xiàn)在應(yīng)用最為廣泛的裝配式施工下，新型節(jié)能環(huán)保建筑材料可以在工廠化批量生產(chǎn)，組成工程所需的建筑框架后，直接運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行施工，大大減少了施工現(xiàn)場(chǎng)中的人力、物力消耗，也減少了各種工業(yè)廢水的產(chǎn)生。同時(shí)，現(xiàn)研究出的節(jié)能環(huán)保材料都具有一定的穩(wěn)定性，工廠式的批量化加工在保證了材料精確性和穩(wěn)定性能的同時(shí)，也大大地提高了生產(chǎn)效率，減少了建筑所用的成本。

由于現(xiàn)代新型節(jié)能環(huán)保型建筑材料大多都是有機(jī)復(fù)合材料，多孔疏松的結(jié)構(gòu)使得節(jié)能材料都具有一定的功能性，在建筑主體結(jié)構(gòu)施工環(huán)節(jié)大量應(yīng)用的同時(shí)，也實(shí)現(xiàn)了隔音隔熱，防火保溫等功能，在實(shí)現(xiàn)施工過程節(jié)能環(huán)保的同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了建筑物在使用過程中對(duì)能源消耗的減少，尤其保溫隔熱的功能會(huì)大幅度降低人們對(duì)電量的需求。

最后，節(jié)能環(huán)保材料也會(huì)充當(dāng)裝飾材料方面的角色，在人們?cè)絹碓揭笊钯|(zhì)量的今天，人們對(duì)環(huán)保節(jié)能建筑裝飾性材料也越來越青睞，無(wú)醛板材和硅藻泥等建筑裝飾材料在近年來得到了良好的經(jīng)濟(jì)效益。雖然這些材料相對(duì)傳統(tǒng)建筑材料的成本較高，但在其加工過程中實(shí)現(xiàn)了低碳經(jīng)濟(jì)的理念，并且對(duì)人體的健康保護(hù)性上更為優(yōu)秀。此外，建筑環(huán)保材料的應(yīng)用完全符合我國(guó)可持續(xù)發(fā)展的政策和節(jié)能減排的規(guī)定，同時(shí)在技術(shù)上也有著突出的優(yōu)勢(shì)，產(chǎn)品更為有效穩(wěn)定，產(chǎn)能、生產(chǎn)效率更高，是建筑工業(yè)中實(shí)驗(yàn)綠色低碳的中流砥柱。

4 結(jié)語(yǔ)

房屋建筑材料是建筑領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)節(jié)能減排的重要途徑，低碳發(fā)展背景下的房屋建筑領(lǐng)域必然要求節(jié)能發(fā)展，那么就不可忽視綠色環(huán)保材料對(duì)建筑節(jié)能的巨大作用。隨著人們對(duì)建筑節(jié)能環(huán)保材料的不斷重視，房屋建筑節(jié)能材料開始展露特有的優(yōu)勢(shì)和強(qiáng)大的生命力，新的節(jié)能環(huán)保型房屋建筑材料在建筑工業(yè)中將得到大力的普及和應(yīng)用，為節(jié)約能源和提高能源利用率做出重大的貢獻(xiàn)。

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收稿日期：2021-05-19;修回日期：2022-04-30

作者簡(jiǎn)介：李立群（1972-），女，本科，高級(jí)工程師，主要從事建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督工作。

通訊作者：張啟志（1968-），男，本科，正高級(jí)工程師，主要從事建設(shè)工程管理工作。

基金項(xiàng)目：中國(guó)管理科學(xué)研究院咨詢部工程技術(shù)課題管理委員會(huì)（項(xiàng)目編號(hào)：ZGYGC1026）。