梁永國

(南寧市建筑規(guī)劃設計集團有限公司，廣西 南寧 530000)

社會經(jīng)濟的發(fā)展以及人們的生產(chǎn)生活活動需要消耗大量的能源，而能源并不是無盡的，是隨著使用不斷減少的，能源緊缺的加劇，會影響人類社會的發(fā)展，基于此，在社會經(jīng)濟發(fā)展的同時，應重視節(jié)能。施工材料是建筑的主要組成，消耗量巨大，節(jié)能材料的應用，可以很好的解決建筑能耗問題，降低建筑建設及使用過程中的能耗，進而促進社會經(jīng)濟的持續(xù)性發(fā)展。

1 概述

節(jié)能材料是指建筑全生命周期范圍內(nèi)降低天然資源的使用，避免影響生態(tài)環(huán)境，具有可循環(huán)、安全、節(jié)能等特點?，F(xiàn)階段，隨著建筑節(jié)能理念的不斷深入人心，節(jié)能材料技術(shù)的不斷發(fā)展，產(chǎn)生了很多節(jié)能材料，為建筑工程建設提供了更多的選擇。在具體應用時，應重點掌控節(jié)能、回收、重復利用等要點，對節(jié)能材料進行合理的選擇，確保建筑節(jié)能的水平，充分展現(xiàn)節(jié)能材料的使用價值[1]。

2 節(jié)能材料的重要性

2.1 提升經(jīng)濟發(fā)展水平

社會經(jīng)濟的發(fā)展離不開能源產(chǎn)業(yè)，任何行業(yè)的發(fā)展都需要能源產(chǎn)業(yè)的支持，基于此，為了促進社會經(jīng)濟的持續(xù)性發(fā)展，應在行業(yè)發(fā)展時重視對能源的管理，堅持可持續(xù)發(fā)展的方針指引，避免消耗不必要的能源。建筑業(yè)是社會經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)，是提升國民生活品質(zhì)的重要行業(yè)，然而隨著建筑規(guī)模的擴大，工序的復雜程度不斷加深，能源的投入量巨大，使得傳統(tǒng)建筑模式下的能源消耗存在不合理情況，因此，應重視節(jié)能材料的應用，促進社會經(jīng)濟的進一步發(fā)展。

2.2 改善居住環(huán)境

社會經(jīng)濟發(fā)展水平的提升，促進了生活品質(zhì)的提升，使得人們對居住環(huán)境的要求不斷提高，不再滿足于基本的建筑使用功能，在居住環(huán)境的健康度以及舒適度都更高的要求。在建筑中，節(jié)能材料可以使室內(nèi)環(huán)境得到改善，降低照明、空調(diào)等設備的能耗，既可以緩解能源緊缺局面，還可以構(gòu)造良好的室內(nèi)居住環(huán)境。站在室外環(huán)境角度，降低能耗可以減少燃燒煤炭資源取暖過程中產(chǎn)生的污染，減少對室外環(huán)境的影響。

2.3 改善物質(zhì)文化水平

經(jīng)濟水平的提升，使得人們的生活更加舒適。智能生活的發(fā)展對建筑利用能源方面提出了較高的要求，基于此，應重視節(jié)能材料的應用，減少能源資源的不必要損耗，為人們提供優(yōu)質(zhì)生活環(huán)境，提升人們的物質(zhì)文化生活水平[2]。

3 節(jié)能材料的選用原則

3.1 與自然生態(tài)融合

在選擇節(jié)能材料時，應重視與自然生態(tài)的融合，在此基礎上開展施工，能夠提升建筑材料的使用成效，在建筑結(jié)構(gòu)中融入綠色環(huán)保及生態(tài)節(jié)能理念，促進建筑的節(jié)能化、生態(tài)化及綠色化轉(zhuǎn)變。

3.2 與實際情況相符

在選擇節(jié)能材料時，應考慮擬建項目所在地的具體情況，全面考量當?shù)氐淖匀簧鷳B(tài)條件、人文環(huán)境等，因地制宜的選擇節(jié)能材料，進而使節(jié)能材料與當?shù)氐膶嶋H情況相符，從而提升建筑的觀賞及藝術(shù)價值。

3.3 獲得更多的效益

節(jié)能材料在建筑設計中的應用就，可以充分減少建筑建設與使用過程中的能源與資源消耗總量，最大程度的提升節(jié)能材料的利用率，降低建筑對自然生態(tài)體系產(chǎn)生的不良影響，進而發(fā)揮建筑產(chǎn)生的生態(tài)節(jié)能效益、使建筑的社會、經(jīng)濟效益與生態(tài)節(jié)能效益共存，掌控建筑的整體質(zhì)量[3]。

4 常見的節(jié)能材料

4.1 墻體材料

建筑的外墻材料種類很多，總結(jié)起來主要為板、塊、磚三類，如復合材料、加氣混凝土構(gòu)筑物、粘土磚、非粘土磚、粘土空心磚等。其中磚類材料的應用較為常見，施工應用方法也較為簡單，在現(xiàn)階段相對更為成熟，可以形成牢固可靠的結(jié)構(gòu)體系。比如燒結(jié)磚類有：燒結(jié)頁巖多孔磚等；混凝土磚類有：普通混凝土小型空心砌塊等；蒸壓磚類：蒸壓加氣混凝土砌塊等，均可以在建筑外墻中進行靈活選用，施工效果較為突出，后續(xù)形成的節(jié)能保溫作用也較為理想。此外，墻板類材料的應用同樣也比較常見，比如蒸壓加氣混凝土板、混凝土輕質(zhì)墻板等，均可以在外墻施工中應用，同樣也能夠提升外墻結(jié)構(gòu)的節(jié)能保溫效果。

4.2 隔熱保溫材料

隨著生活品質(zhì)的提升，人們對建筑材料的要求越來越高，尤其是隔熱保溫材料方面，促進了新型材料的發(fā)展，新型保溫隔熱材料主要為硅酸鈣防水保溫玻璃、耐火纖維、聚苯丙烯發(fā)泡、玻璃棉、礦棉、無機保溫砂漿、無機保溫膩子、YSL隔熱反射涂料添加劑等，均可以在隔熱方面發(fā)揮理想作用。無機聚合砂漿是由玻璃纖維、水溶性無機鹽礦石、高分子材料、活性硅、硅酸鹽水泥等材料配置而成，具有粘接性好、硬度大、不裂不空鼓、耐火防水、抗老化、隔音保溫、熱工穩(wěn)定性高、密度低、導熱率低、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定等特點，此種材料可以充分兼顧地動、風壓、火、水、熱應力等因素需求，是通過逐層漸變?nèi)嵝葬尫艖盁o腔體結(jié)構(gòu)工藝制作而成，可以解決地面空鼓以及裂縫等問題，是很好的保溫隔熱材料，具有很好的應用優(yōu)勢。

4.3 相變材料

相變材料(PhaseChangeMaterial)分為有機PCM、無機PCM、以及復合PCM三種，其中，有機類PCM由包括醋酸、石蠟、以及其他有機物；無機PCM包括金屬類、熔融鹽類、合金類結(jié)晶水合鹽類。相變材料能夠在溫度不變的條件下改變物質(zhì)狀態(tài)，通過對物質(zhì)形態(tài)的改變釋放或吸收大量潛熱，可用作能量儲存器，其在電采暖行業(yè)的應用，為電采暖帶來了革命性的轉(zhuǎn)變，基于相變材料研發(fā)的相變熱電暖器，相較于傳統(tǒng)電暖器，其能夠降低60%～70%的電能消耗。此外，相變材料主要被用來制作建筑結(jié)構(gòu)輕質(zhì)材料，無機相變材料的防火性和耐久性要優(yōu)于有機相變材料[4]。

5 節(jié)能材料在建筑設計中的應用

5.1 屋面節(jié)能設計

為了更好地在建筑設計中普及節(jié)能材料，設計師需要不斷更新知識儲備，努力接受新事物，勇于創(chuàng)新，結(jié)合建筑市場發(fā)展行情，對現(xiàn)有的條例政策進行學習，為節(jié)能技術(shù)的應用奠定良好基礎。而屋頂作為建筑結(jié)構(gòu)的重要組成部分，其在日常的使用中，受沙粒、雨雪、陽光直射等外界因素的影響不可避免的會出現(xiàn)一些損壞，導致屋頂發(fā)生漏水、裂縫等病害，影響建筑物的正常使用，為人們的日常生活帶來不便。設計師想要在屋頂設計中應用節(jié)能材料，除考慮外界因素對屋頂?shù)挠绊懲?，還需考慮屋頂本身的功能性，選擇能夠增強屋頂耐腐蝕性與保溫性能的節(jié)能材料，以達到調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度的目的?；诖?，在設計時，設計師首先要對屋頂?shù)谋貙咏Y(jié)構(gòu)進行合理設計，結(jié)合建筑所在地的真實氣候情況，合理選擇保溫材料，宜選用吸水率低、導熱系數(shù)小，并具有一定的強度的保溫材料，常用的屋面保溫材料有：絕熱擠塑聚苯乙烯泡沫板，具體的厚度應該根據(jù)工程所在地區(qū)現(xiàn)行節(jié)能標準選用或計算確定。其次，為了使建筑屋面設計達到預期的節(jié)能需求，設計師應有針對性地對屋面節(jié)能需求進行深入研究，特別是在屋面混凝土屏蔽層與保溫層的節(jié)能設計方面，對保溫層而言，其設計重點在于保溫層的真實密度與吸水系數(shù)，只有保障這兩部分數(shù)據(jù)的科學合理性，才能保障屋面結(jié)構(gòu)設計的一體化。對屏蔽層而言，需要重點關(guān)注熱絕緣材料的使用過程，選擇新型環(huán)保材料及節(jié)能材料，根據(jù)施工規(guī)范，將高熱絕性能材料用于屏蔽層施工，而后在屏蔽層上進行綠化種植等，并借助水汽蒸發(fā)吸熱原理，對屋頂表面溫度進行有效控制，進而達到節(jié)能減排的目的。

5.2 墻體的節(jié)能設計

外墻作為建筑結(jié)構(gòu)的重要組成部分，一直以來都是建筑設計的重中之重，由于建筑外墻起著保溫隔熱的作用，因此，在墻體設計中應用節(jié)能技術(shù)，應突出墻體的隔熱與保溫效果。根據(jù)保溫層位置的不同，墻體的保溫形式可以分為外墻外保溫、外墻保溫和中空復合墻體保溫等3種形式。常見的外保溫形式有YSL隔熱反射涂料添加劑和無機保溫膩子的結(jié)合。YSL隔熱反射涂料添加劑與普通白色、淺色外墻涂料混合構(gòu)成SL隔熱反射涂料。這就需要外墻的顏色為淺色時更能發(fā)揮其作用；常見的內(nèi)保溫材料為無機保溫砂漿或擠塑聚苯乙烯泡沫板(XPS)結(jié)合抗裂砂漿的運用。抗裂面層中應該設置玻纖網(wǎng)，并需要應嚴格控制抗裂面層的厚度。具體的材料或厚度應該根據(jù)工程所在地區(qū)現(xiàn)行節(jié)能標準選用或計算確定。在建筑墻體設計中，設計人員應該注重密切結(jié)合不同外墻結(jié)構(gòu)材料，選擇適宜合理的設計方案，促使其可以形成良好的外墻結(jié)構(gòu)，在保障建筑外墻結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的同時，綜合提升其整體節(jié)能保溫效益。比如對于上文提到的各類墻體保溫隔熱材料，墻體磚以及墻板類材料，均可以進行優(yōu)化設計，以便促使其形成良好的全面綜合布置效果，避免出現(xiàn)材料選擇不當，或者是在外墻結(jié)構(gòu)中布置不合理的問題。

5.3 樓板的節(jié)能設計

建筑架空樓板、底層地面所使用的材料，在耐火極限及燃燒性能方面應符合國家及地方現(xiàn)行的防火標準。在對建筑樓板材料選擇時，室內(nèi)地表材料應選擇帶微孔的面板材料，樓板保溫層設計厚度需符合國家現(xiàn)行的節(jié)能標準，并做好保溫隔熱處理，北方地區(qū)部分建筑會在樓板中安裝循環(huán)管道，冬季依靠熱水循環(huán)暖地面，增加室內(nèi)溫度，夏季則需要冷卻降溫。此外，北方地區(qū)部分地區(qū)的建筑內(nèi)公共區(qū)域地板無需進行采暖的地板，也應設置保溫層，確保公共區(qū)域樓板的傳熱系數(shù)符合節(jié)能標準要求，避免不必要的能源消耗。

5.4 門窗的節(jié)能設計

設計師應依據(jù)規(guī)范標準要求，對門窗朝向、位置、尺寸等參數(shù)開展深入分析與討論。在建筑設計中，門窗是業(yè)主連通室內(nèi)外空間的橋梁，和墻體一樣應具有一定程度的高溫隔熱效果，以達到調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度的目的。基于此，設計師在開展門窗節(jié)能設計時，應通過對地熱、太陽能等資源的合理利用，有效控制室內(nèi)溫度及電能消耗，從而達到節(jié)能減排的目的。細數(shù)我國建筑設計發(fā)展史，可以發(fā)現(xiàn)門窗材料已經(jīng)從原木質(zhì)材料變成了鋁合金材料，鋼制復合門窗已經(jīng)成為當前的建筑門窗材料的首選，材料的轉(zhuǎn)變大大提高了門窗的安全性，也提高了門窗的美觀性，加強了門窗的隔熱、保溫、防裂的效果。此外，在門窗設計中應用節(jié)能技術(shù)，設計師首先應對門窗材料進行合理選擇，常見的門窗類型有普通鋁合金窗、斷熱鋁合金窗、PVC窗、鋁木復合門窗；常用的玻璃有Low-E中空玻璃、無色透明中空玻璃、熱反射鍍膜玻璃、透明玻璃等，條件允許的情況下，可以使用合成玻璃作為門窗材料，增加門窗結(jié)構(gòu)的節(jié)能性與安全性，常見的玻璃門窗材料有鍍膜低輻射玻璃、真空玻璃、中空玻璃等，其中，鍍膜低輻射玻璃的表面涂有特殊涂層，能夠反射紅外線，阻高溫效果明顯；真空玻璃是由兩層或多層玻璃組成的，玻璃與玻璃間充入干燥氣體形成隔熱層，具有較佳的保溫隔熱效果，能夠降低制冷設備或采暖設備的能源消耗；中空玻璃的原理與真空玻璃類似，但是中空玻璃比真空玻璃厚、成本低。

5.5 遮陽設計

遮陽設計是實現(xiàn)建筑節(jié)能的主要方式之一，設計師應意識到遮陽設計對建筑工程的重要性，綜合考慮多方因素選擇最佳的節(jié)能設計方式?；诖耍谡陉栐O計，設計師需要充分考慮周邊的建筑群體分布及光照情況，分析建筑采光對建筑外形的影響，并結(jié)合室內(nèi)空間分布，分析不同采光條件下的遮陽需求。國外一些建筑會利用輕金屬面板，增加門窗的觀賞性，采取合適的遮陽體系對窗戶進行立體設計，而我國的窗戶則多為平面設計，兩者區(qū)別在于對建筑空間的不同表現(xiàn)，需要設計師根據(jù)建筑整體風格進行合理選擇。建筑類型不同，采光標準也各不相同。如在陳列館與圖書館的設計時，由于陽光直射會導致文物或藝術(shù)品褪色，因此，陳列館與圖書館不能直接進行室內(nèi)采光；在教室和閱覽室的設計時，出于使用需求，教室與閱覽室需要確保一定的采光效果，采光不足會影響人們的視力，同時，為了防止夏季強光帶來的眩光，需要對建筑內(nèi)部的溫度指數(shù)進行合理控制。在建筑平面布局設計上，當前的大部分建筑朝向南北，垂直軸線偏向東西，這種朝向的建筑，在露臺或陽臺的設計時，往往會借助陽臺或露臺本身的結(jié)構(gòu)特征；在窗戶設計時，通過設計窗戶的窗套、窗戶的造型線條獲得預期的遮陽效果，為達到此要求，設計師應根據(jù)建筑所在地的光照條件，對建筑平面布局進行合理設計，優(yōu)化平面結(jié)構(gòu)，充分發(fā)揮建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)勢，這種設計方式有很廣闊的發(fā)展空間，值得人們?nèi)ミM一步研究[5]。

6 結(jié)語

綜上所述，設計是建筑工程開發(fā)建造的主要環(huán)節(jié)之一，在建筑設計中應用節(jié)能技術(shù)，不僅可以增加建筑的環(huán)保性，改善建筑結(jié)構(gòu)，還可以提高建筑的實際應用價值及經(jīng)濟利益，提高建筑設計的整體水平，提升建筑的品質(zhì)，促進建筑業(yè)的持續(xù)發(fā)展。