节能材料在建筑设计中的作用浅析

裴建仁

摘 要：随着我国住宅节能工作不断的深入、节能标准的不断提高，在学习引进国外先进技术基础上， 我国研发推广了众多采用不同材料的建筑节能技术。这些节能保温材料及体系的应用，有力的推动了我国节能工作的进展。

关键词：建筑设计；节能材料；应用

1 前言

节能减排不仅仅是我国经济和社会发展的长远方针，也是当前一项较为紧迫的任务。建筑节能是节能工作的重要环节。本文就我国建筑设计节能材料的应用进行了相应的探讨。

建筑物的能耗主要受构成建筑物的围护结构材料及建筑物的用能设备影响，由于建筑节能的要求，这两方面都发生了较大变化。围护结构中的墙体变成了保温墙体，门窗及幕墙不仅保温隔热且部分还增加了遮阳系统，屋面变成保温隔热屋面，楼地面增加了保温或采暖制冷系统。这不仅要提高设备效率，更要逐步发展可再生能源及新型能源。同时相应施工技术也要与时俱进。

2 节能墙体的应用

2.1 保温墙体多为无机和有机材料的复合

我国传统的围护结构墙多由无机材料组成，如砖石砌体、水泥砂浆、混凝土等，由于节能保温的需要，如今引入了大量有机保温材料，如模塑聚苯乙烯泡沫板、硬泡聚氨酯、挤塑聚苯乙烯泡沫板等，有机保温材料保温性能比传统墙体材料保温性能强，所以在建筑围护结构节能中广泛应用，并形成了一种无机和有机材料复合墙体，同时对施工工艺也提出了新要求。典型保温墙体，是有机和无机材料相间复合而成，这种墙体除传统的承重、隔声要求外，还增加了保温隔热要求。要求无机材料与有机材料组合成一整体，在自然环境中共同作用，因而对组成墙体的材料性能和施工工艺有了新要求，如抹灰不再是传统意义上水泥砂浆抹灰，涂料也不同于水泥砂浆外墙，腻子也不是普通外墙腻子，贴面砖也不是贴于传统墙面上，施工工艺产生了较大变化。

2.2 保温墙面抗裂性比传统墙体要求高

从材料学和结构学来看，只要不影响结构安全，传统无机材料墙面出现裂缝是常见也是允许的。而节能保温工程要求较高。一是无机材料与有机材料组成的复合墙体易产生裂缝；二是外保温系统的外饰面及防护层使用环境不理想；三是材料导热系数及湿度影响其保温性能。一旦保温层及抗裂防护层发生开裂，墙体保温性能会发生很大改变，不但满足不了节能要求，还可能危及墙体安全。因而防裂性是墙体保温工程需解决的关键技术之一。

影响抗裂因素较多，抹面砂浆和增强网构成的抗裂防护层，对整个系统抗裂性能起着关键作用。抹面砂浆的柔韧极限拉伸变形比最不利情况下自身变形（干缩变形、湿度变形、化学变形、温度变形）和基层变形之和要大，从而保证抗裂防护层抗裂性需求。复合于抹面砂浆中的增强网（如玻纤网格布），既可有效的增加抗裂防护层拉伸强度，又可将原可能产生的较宽裂缝（有害裂缝）分散为较多较细裂缝（无害裂缝），从而形成抗裂作用。表面涂塑量及涂塑材质对玻纤网格布早期耐碱性有较重要意义，而玻纤品种对于长期耐碱性具有决定性意义。将现场配制的普通的水泥砂浆抹在保温层上，不易解决抗裂问题。由于水泥砂浆收缩较大，与保温材料的收缩膨胀性能不同，在交界面上易产生裂缝。

3 节能门窗、透明幕墙以及遮阳系统施工

透明围护结构的保温隔热，除了提高玻璃及框扇本身热工性能并保证中空玻璃密闭性外，还与玻璃、边框接缝及框扇搭接缝严密程度有密切关系。只有各个接缝足够严密，才可保证尽量减少空气渗透。空气渗透是能量损失的重要途径之一。施工中，大多用各种密封条或密封胶来提高气密性。各种门窗密封胶条种类繁多，要与型窗的设计相结合。最理想的方案是在设计型窗或幕墙时，同时设计配套的密封条，在必要时需多道密封。且要选用弹性好且耐老化的材料，一般以氯丁橡胶和三元乙丙为宜，质量不佳的密封条会较早老化失效，给用户带来极大不便及经济上的损失。对于玻璃的镶嵌，除采用密封压条，还可用玻璃胶或二者相结合使用。玻璃幕墙，特别是隐框玻璃幕墙，较多采用硅酮结构胶，但要注意密封胶与玻璃及所接触配套材料的相容性，以防密封失败，避免因此可能出现的严重安全隐患。

除窗及幕墙本身的密闭外，窗和墙体接触部位的密封及防水亦不容忽视，可在框与墙接触的缝隙中，填入高效保温材料（如發泡聚氨酯），后在窗户两边与墙交界处，用密封胶封闭，以防雨水侵入。户门及阳台门可用填充聚苯板或岩棉板的门，并与防水、防火要求相结合。

提高门窗、幕墙结构与围护结构一体化节能技术，改善墙体总体节能效果，关键在于门窗、幕墙锚固和填充技术以及利用太阳能、空气动力节能技术的解决。如今大型公共建筑出现了一种称为“双层皮”幕墙结构形式，即在外窗或幕墙外再设一层玻璃幕墙，往往是内层为中空玻璃，外层为单玻，两层间距约20cm～60cm。每层楼的外层玻璃的上、下端均设可调节的通风口，冬季有阳光照射时，可打开外层幕墙下端及内层窗上端的通风口，以使两层玻璃间被阳光加热的空气进入室内，降低取暖能耗。夏日可打开外层上、下端的通风口，两层墙间的空气层经阳光照射形成向上流通的气流，将热空气散发，以降低内层窗外表面温度，从而减轻室内空调负荷。

4 结束语

近些年来，建筑节能工程领域不断出现了大量的新材料、新技术、新工艺，给传统的建筑节能施工技术带来了较大的冲击，这一系列新材料、新技术的出现，解决了传统节能施工中无法实现的技术瓶颈，同时也使得建筑节能施工质量及效率得到了空前提高。随着社会的不断发展，将会出现更多的新材料、新技术和新设备，这不仅仅会推动我国建筑节能工作的进展，同时也将更加有力的促进我国经济与社会可持续性发展。

参考文献：

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