节能环保材料在建筑设计中的运用

2021-03-30赵珺，吴赟

建材与装饰 2021年4期

赵珺，吴赟

（兰州寰球工程有限公司，甘肃兰州 730060）

随着城市化进程的加快，建筑行业获得飞速发展，建筑行业内的相关技术和材料也不断发展和成熟。当然建筑行业技术和材料的发展和要求是与时俱进的，必须符合当前社会发展中节能和环保的要求。节能环保型环保材料已成为目前建筑市场的宠儿，并将是未来发展的目标。本文就重点对建筑设计中不同环节节能环保材料的应用进行深入研究，力求通过深入研究帮助增强设计效果，最大限度降低能耗、减少污染物排放。

1 建筑设计中应用节能环保材料的概念

建筑节能环保材料指的是在建筑中使用具有节能环保功效的材料来进行建筑，避免或减少材料浪费和环境污染的出现。最常见的例如：选择含甲醛等有害物质少的材料进行建筑施工，减少后期造成的污染发生[1]。设计环节同时还包括不同工序的衔接过程等，在保证材料环保节能的同时，也要保证各部分的有机衔接和结合，保证建筑质量。

2 建筑设计中应用节能环保材料的重要性

2.1 降低能耗、促进经济发展

不论是哪个年代，能源都是非常重要的资源，是各个行业发展的基础和动力，在社会建设发展中起到重要作用。可以说能源在一定程度上起到支持国家经济发展的作用，对国家的经济发展速度和效果产生影响。而在建筑设计中应用环保节能材料，可以在建筑使用过程中降低能耗，起到节能的作用，因此在建筑设计中应用节能环保材料可以帮助促进经济发展。

2.2 减少环境污染，提高生活品质

在建筑设计中应用环保节能材料，可以减少建筑材料的使用及一些不必要的工序，减少材料浪费及乱扔等情况的发生，减少环境污染的机会。同时应用环保型的材料，可以减少非环保材料造成的污染问题，总体而言可以起到减少环境污染的作用[2]。进而可以提高居民生活环境的环境质量，给人们提供舒适健康的工作、生活环境，满足人们的生活需求。

3 节能环保材料建筑设计中的具体应用

3.1 建筑窗户设计

窗户是建筑中非常重要的环节，承载着连接室内外空气环境的作用，是接收太阳最强烈的位置，对建筑节能而言具有重要意义。因此必须将窗户作为节能环保设计的一个重要环节。需要通过设计和改良来提高玻璃对外面阳光的利用率，以便最大限度将太阳能转化为热能和光能，减少后期电能消耗及外墙保温材料使用。窗户设计过程中，首先要做好玻璃材质选择，保证玻璃满足玻璃坚固的性能要求的同时，保证玻璃具有良好的吸光性能，而非遮挡[3]。其次，可以选用合适的复合材料与玻璃共同使用，提高玻璃的支撑力的同时，起到节约建筑材料的目的。

3.2 建筑墙体材料选择

墙体是建筑中面积最大的部分，因此也是建筑墙体中节能材料设计应用中不可忽视的部分，也是设计的关键。建筑墙体材料选择时不仅要考虑墙体材料的性能是否满足节能环保的要求，还要考虑墙体的支撑问题、寿命问题等，考虑材料的总体质量。一般而言，墙体材料的组成包括两部分，即外墙和复合型保温隔热材料。实际外墙是二者混合使用构成的。其中外墙的主要材料包括空心砖材料或混凝土材料等[4]。还有的建筑中会使用塑料泡沫材料进行保温。外墙设计中还有采用有机玻璃材料的，因为有机玻璃不仅能够隔热，还能提高建筑对太阳能的吸收能力，甚至还可以将有机玻璃与太阳集热板联合使用，提高能源利用率的同时降低能量消耗。但是应用有机玻璃作为外墙材料时，还需要考虑外墙的稳定性和坚固性。

3.3 建筑屋顶设计

屋顶也就是建筑的顶端，尤其是对单层及高层、顶层而言，建筑屋顶也就是房顶，其承担着接受光照的重任，对屋顶下室内的温度高低具有重要影响，因此必须对节能环保材料在屋顶中的设计进行深入研究，增强屋顶的节能效果。屋顶的设计要考虑屋顶和造型和材质选择。首先，是屋顶造型选择。研究表明较平顶而言，圆形屋顶或塔式屋顶可以减少同期动力对建筑屋顶的影响，同时可以规避雨雪水渗漏及冰雹冲击，保证屋顶质量。其次，要注意屋顶材质选择。我们所说的建筑设计、施工及投用后的能源问题主要是材料使用和后期用来进行照明、保温等作业的电耗及材料损耗问题[5]。为了提高太阳能等能源利用率，可以对屋顶保温，也可以尝试使用有机玻璃建造屋顶。

4 增强建筑设计中节能环保材料应用效果的措施

增强节能环保材料在建筑中应用效果的方法主要可以体现在以下减少材料应用及做好材料设计选择两个方面：

4.1 注意节能环保材料的质量和材料选择

节能环保材料的选定具有一定的原则，基本原则是“低成本、污染小”。因此，必须在建筑设计方案中体现具体的材料种类选择。首先，在设备选择方面。对功率相同的同类设备而言，选择效果好的。对同等效果的设备而言，要选择功率小的，同时对低功率达标与高功率高效果的设备而言，选择前者即可，避免造成浪费[6]。总而言之，要保证设备的节能性；其次，对施工中所使用的材料而言，也必须考虑节能的问题。这个主要从原料使用及后期投入使用后的节能问题两方面来考虑：①尽可能减少某一种材料的使用，很多时候可以采用废物利用，达到节能的目的；②进行材料选择时，必须考虑材料应用后的效果，综合考虑材料投入与其最终应用效果两方面的因素，在保证后期能源节约的基础上减少前期投入，做出最优选择。最后，重视节能环保材料质量。应该进行节能环保材料质量分析，了解材料有无污染物或污染物的占比多少等问题，同时还应该保证节能环保材料的使用寿命，尽可能低保证材料寿命与建筑物寿命一致，避免中途材料损坏更换，出现二次施工及材料更换现象，造成材料消耗的同时增加工程施工投入成本、污染。还需注意施工过程中的施工技巧和步骤选择，避免因为盲目施工设计问题而影响施工材料的性能，进而造成材料损坏，缩短材料寿命。例如考虑材料承载负荷的能力，避免压力过大缩短材料使用寿命。

4.2 通过优化设计减少材料消耗

首先，合理优化建筑结构，减少材料使用。在进行建筑设计是必须考虑环保建筑工程的功能要求及建筑工地周围的光照、风向等环境因素。进而进行建筑项目结构和布局设计，通过充分利用周围环境中的温度、阳光、水源等自然资源，提升项目的节能性。这样不仅可以提高建筑完工以后的能源利用率，提升建筑的总体节能性，还能有效减少建筑过程中一些不必要的设施设备等材料使用，达到节约资源的目的。具体的建筑设计包括通过选择建筑朝向和地址来吸收光能、风能，实现这些能量到热能、光能的转化。如将建筑项目中的阳台选在光照角度好的位置，优先选用阳光直射的区域，以便达到减少人工光照设置的频率，减少电能消耗。同时还可以增强冬季保暖效果，减少冬季空调使用。建筑设计时将房屋建筑朝向设计在顺风向上，增强建筑的季节性温度变化调节能力，减少闷热、潮湿等现象出现的可能性。其次，适当进行绿化配置。节能建筑建设过程中必须考虑绿化配置问题，建筑周围设置绿植可以起到吸收热能，帮助大地阻挡建筑地面吸收热能的效果，起到一些改变建筑周围环境气候的目的。同时还应该配置一些水池、喷泉等建筑，帮助建筑降温，减少夏季空调、风扇等设施设备的使用，起到节约电能的目的[7]。与此同时，不仅室外可以设计绿植和水池，室内也可以摆放绿植等。最后，减少现场施工环节。这里所说的减少现场施工环节，指的是对于一些需要到现场加工的原材料，可以采用选用材料半成品的方式来替代原材料使用，以便减少由原材料到半成品的施工过程，减少施工现场污染、降低建筑资源能耗。最常见的包括使用化学合成的PVC 门窗及铝木门窗等半组装式门窗来替代现场设计施工。实际施工设计过程中，还应该提前根据需求制定材料选择的环保和能耗标准，并根据施工资源及需求来进行种类选择。例如：选用玻璃钢门窗替代铝木复合门窗，以避免后者后期的氧化问题出现，提高建筑建设质量。