节能材料在建筑设计中的应用探析
李盼
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李盼,. 节能材料在建筑设计中的应用探析[J]. 新材料,2023.5. DOI:10.12721/ccn.2023.158245.
摘要: 随着我国建筑技术的不断发展,对建筑节能的要求越来越高,在开发节能技术的同时,也要把各种节能环保的材料应用其中,促进各种新型材料和施工技术的发展,为我国建筑行业绿色化发展提供良好条件。
关键词: 节能材料;建筑设计;应用
DOI:10.12721/ccn.2023.158245
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引言

建筑设计中的节能是一项重要的任务,因为建筑的能源消耗在全球总能源消耗中占据很大的比例。为了减少建筑能源的消耗和降低对环境的影响,建筑设计中的节能材料应用变得越来越重要。节能材料的应用可以提高建筑的能源利用率,改善建筑环境,同时也符合可持续发展的理念。在建筑设计中,节能材料的应用有很多种形式。本文将探讨这些节能材料在建筑设计中的应用,以期为建筑设计提供更多的参考和启示。

1节能环保建筑材料应用价值

相比较节能环保建筑材料来说,传统建筑材料比较常见的有水泥、涂料、板材等,在生产和使用的过程中会产生很多甲醛、苯等有毒有害气体,而且这些传统建筑材料消耗的资源也比较多。而应用节能环保建筑材料,能够最大限度地将资源利用起来,也很大程度上改善了材料的审美、材质和功能,比如目前的五大功能材料:密封材料、防水材料、保温材料、门窗材料以及墙体材料。随着科技水平的提高,当前在建筑行业和土木工程中也开始应用非金属材料、金属材料和化学材料,越来越多的节能环保绿色材料开始应用。统称为绿建材的节能环保建筑材料,主要集中在保温材料、墙体材料等方面,这样可以使建筑物形成冬暖夏凉的环境。还有目前建筑中使用的泡沫玻璃,优势在于抗压强度高、自重轻,在节能方面有非常重要的作用。对于新型节能环保建筑材料来说,能够满足当前人们对建筑物高质量的要求,而且对外形美观进行了优化改善。在使用这些新型节能环保建筑材料时,会最大限度地减少对能源的消耗,使经济效益得到保障的同时,也提高了建筑物的舒适度,为人们打造更加优质的使用环境。

2住宅建筑节能设计的不足

与其他发达国家相比,我国现阶段虽已大量淘汰掉20世纪60~80年代的住宅建筑,但由于其基数过大一时难以完全替换。同时在房地产大力发展的1990~2000年代,节能理念还未普及,建筑能耗依旧不小,且有巨大的建筑保有量,我国建筑能耗在未来较长时间总体依旧呈现上升趋势。并且在住户进入使用后,相对建筑再进行节能改造存在管理落后、需求不统一、性价比等一系列问题。此外,部分建筑工程施工之前,制定住宅设计方案时,相关设计人员未深入施工现场了解自然环境状况,所制定的住宅建筑节能设计方案脱离实际情况。设计人员在开展住宅设计工作时也未充分考虑节能措施,缺乏现代节能环保理念,使得自然资源与现代节能技术的价值没能得到发挥。采购建筑材料时,相关采购人员对节能环保型建筑材料以次充好,只考虑建筑材料价格,选择低价材料,节能验收未能严格执行标准,提升住户未来生活成本,不符合现代住宅绿色环保理念。住宅中水电设计和安装也不符合现在住宅节能环保设计理念,采用设备不具备节能功能,使得这些住宅项目投入使用时需要消耗大量能源,无形中增加了客户使用成本。我国住宅建筑节能环保设计理念的推广处于初期,还未形成以节能产品为主导的市场,建筑材料市场秩序有待提高,一些建筑材料还不符合节能标准,市场监管部门监督管理工作不到位等,都在一定程度上影响了节能产品的市场规模、销售能力及未来发展。建筑企业在工程施工过程中,缺乏环保意识,一味追求成本,工程监管部门没有及时指出施工中的不足,也没有及时改正工程中存在的问题,导致住宅在完工之后因不符合节能标准,成为违规建筑被有关检查部门拆除,使得住宅建设所投入的大量人力、物力及财力被白白浪费,阻碍我国建筑行业进一步发展。

3建筑设计中节能材料的应用

3.1节能门窗与幕墙

在建筑设计中,门窗和幕墙是建筑外立面中比较重要的构件,因为它们是建筑内外空气和热量交换的重要通道。如果门窗和幕墙的设计不合理或材料选择不当,会导致能量浪费和能源消耗的增加。针对这一问题,节能门窗和幕墙材料的应用成为建筑节能设计的重要方面。首先,节能门窗的设计应当考虑其隔热和保温的性能,从而减少热量的传递和损失。其次,节能门窗还应当具备透光性和采光性,让室内有充足的自然光线,从而减少人工照明的使用。同时,节能门窗的设计还应当考虑其防水和防风的性能,以及使用寿命等因素。对于幕墙材料,同样需要考虑其隔热和保温的性能,以及其透光性和采光性等因素。同时,由于幕墙是建筑外立面的重要组成部分,其外观设计和材料选择也应当考虑与建筑整体风格的协调性和美观性。目前,市面上已经出现了多种节能门窗和幕墙材料,例如采用多层中空玻璃、空气层隔热材料、反射膜材料等技术的节能玻璃、聚氨酯泡沫材料等,这些新型材料在节能设计中得到了广泛应用。同时,一些新型门窗和幕墙设计也采用了可调节窗帘、可旋转百叶等技术,以适应不同气候和季节的使用需求。因此,选择合适的节能门窗和幕墙材料,以及合理的设计方案,是实现建筑节能设计的关键之一。

3.2屋面保温节能材料的应用

在建筑节能设计中,虽然建筑屋面并非整个建筑工程中散热最大的位置,但是其在顶层建筑中的温度影响比较大。结合当地实际情况和建筑结构,科学设计建筑内部构造,尽可能选择性能较好的保温材料,同时对屋面防水、隔热保温等要求重点分析,这也是建筑屋面节能设计中重点关注的内容。在建筑屋顶节能设计中,重点考虑其长时间受到阳光、降雨等因素影响,温度差异比较大,通过对屋面结构的科学设计,选择适宜的屋面材料,优化绿色施工措施,做好保温节能设计工作,以实现各项资源的科学利用,改善屋顶微气候条件。例如在我国北方地区,在屋顶设计上主要采用平面屋顶,屋顶保温材料一般选择防水性能强的挤塑型聚苯乙烯板复合材料,其能够减少屋面防水层的温度变化幅度,从而降低屋面女儿墙根部温度应力比较大而产生的负面影响,从而让屋面防水层的使用时间不断延长,这也是我国北方等地区在低温环境下实现屋顶防水保温的主要选择。对于我国南方等地区,屋顶结构表面可能会面临较大的温度差异变化,屋顶保温隔热材料使用时间比较短,需要重点思考采用屋顶绿化设计对策,满足建筑节能设计要求。

3.3节能外围材料

除了墙体、门窗、玻璃等材料外,建筑的外围材料也是建筑节能设计中的重要方面。传统的外围材料如混凝土、砖石等具有传导热量快、导热系数高等缺点,容易导致建筑能量损失和温度波动,不利于节能。因此,节能外围材料的应用成了建筑节能设计的重要手段。常用的节能外围材料包括EPS/XPS保温板、岩棉保温板、外墙保温系统等。EPS/XPS保温板是一种聚苯乙烯泡沫塑料保温板材,具有轻质、隔热、防水等优点,被广泛应用于建筑外墙保温中。岩棉保温板是一种以石棉为原料制成的保温材料,具有隔热性好、吸声性好、不易燃等特点,被广泛应用于建筑外墙、屋顶保温中。外墙保温系统是一种将保温材料与外墙饰面材料贴合在一起的保温方式,具有美观、隔热、保温、防水等优点,被广泛应用于建筑外墙装饰和保温中。

结束语

总而言之,在我国全面倡导低碳环保发展理念下,在我国建筑工程施工建设中,应满足低碳环保发展要求,把各种新型节能环保材料和屋顶绿化施工技术应用其中,通过对工程现场情况的调查,科学设计节能方案,在满足节能要求的同时,提高工程整体效益,推动我国建筑行业朝着绿色化、节能化的趋势发展。

参考文献

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