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淺談節(jié)能建材

文檔作者：覃東蔡曉軍趙臣張劍成馬赫劉嘉蕙稅安澤文檔來源：華南理工大學		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年08月13日
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第4卷第4期
2 0 1 0年1 2月
材料研究與應用
MATERIALS RESEARCH AND APPLICATl0N
V01．4，No．4
Dec．2 0 1 0
文章編號：1673—9981(2010)04-0609—04
淺談節(jié)能建材
覃東，蔡曉軍，趙臣，張劍成，馬赫，劉嘉蕙，稅安澤
(華南理工大學材料科學與工程學院，廣東廣州510640)
摘要：發(fā)展節(jié)能建材是降低建筑能耗的前提．本文概述了各種節(jié)能建材，介紹了外墻保溫材料、節(jié)能墻
體材料．節(jié)能門窗玻璃和節(jié)能塑料材料的性能和用途，以期提供一個較為全面的節(jié)能建材信息．
關(guān)鍵詞：節(jié)能建材；外墻保溫；節(jié)能門窗
中圖分類號：TUlll．4 文獻標識碼：A
1 發(fā)展節(jié)能建材的重要性
在全球氣候變暖、海平面上升、自然災害頻率大
幅增加等問題已對人類的生存和發(fā)展產(chǎn)生嚴峻挑戰(zhàn)
的大背景下，一股強勁的“低碳之風”席卷全球．低碳
理念不斷滲透到社會各方面，其中低能耗是實現(xiàn)低
碳理念十分重要的一個環(huán)節(jié)．近年來，國家高度重視
節(jié)能工作，明確提出了建設(shè)資源節(jié)約型社會的戰(zhàn)略
任務(wù)．當?shù)吞冀?jīng)濟和節(jié)能經(jīng)濟成為經(jīng)濟發(fā)展熱門話
題的時候，如何降低建筑能耗以及推廣建筑節(jié)能材
料已成為建筑行業(yè)甚至全社會廣泛關(guān)注的問題．
目前，我國的建筑能耗仍然占據(jù)著社會總能耗
相當大的比例，這是由于我國仍有大部分地區(qū)采用
傳統(tǒng)的磚、瓦、灰、砂來建造房屋，不僅耗費大量的原
料和能源，而且房屋的能源損耗也很大．隨著我國城
市化進程的加速，越來越多的人口將生活在城市里，
相應的建筑物和設(shè)施也將成倍增加，建筑能耗不可
避免的會大幅度增加．據(jù)分析顯示，我國北方城鎮(zhèn)，
采暖能耗占全國城鎮(zhèn)能耗的45％，為建筑能源消耗
的最大組成部分[1]．降低建筑能耗，已成為建筑節(jié)能
的核心任務(wù)，也是社會廣泛關(guān)注的問題．
我國節(jié)能建材應用和推廣起步較晚，與國外的
先進國家相比有較大差距．比如美國，早在90年代
就設(shè)立法案制定屋面和墻體材料等各類建筑節(jié)能材
收稿日期：20lo-lO一19
作者簡介：覃東(1986一)，男，廣西橫縣人，碩士
料的標準，并大力鼓勵發(fā)展節(jié)能建材．我國節(jié)能建材
自70年代開始生產(chǎn)以來發(fā)展相當緩慢，實心粘土磚
產(chǎn)量一直占據(jù)著我國墻體材料的主導地位；我國基
本上沒有采用保溫隔熱材料，節(jié)能節(jié)材的門窗及上
下水管的普及率更是不及發(fā)達國家的1／10[2]．因
此，我國也逐漸提高對建筑環(huán)保節(jié)能的要求：到
2010年全國新建筑三分之一以上達到節(jié)能建筑的
標準，到2020年要通過進一步推廣節(jié)能建材使全社
會建筑的總能耗達到節(jié)能65％的總目標．在低碳經(jīng)
濟和降低建筑能耗的背景下，節(jié)能建材的廣泛生產(chǎn)
和應用對推動我國建筑節(jié)能和經(jīng)濟、社會的長期可
持續(xù)發(fā)展有十分重要的戰(zhàn)略意義．
2節(jié)能建材介紹
我國建筑能耗過高，其中～個很重要的原因就
是建筑圍護結(jié)構(gòu)(圍護結(jié)構(gòu)是指建筑物及房間各面
的圍護物，分為透明和不透明兩種類型；不透明圍護
結(jié)構(gòu)有墻、屋面、地板、頂棚等；透明圍護結(jié)構(gòu)有窗
戶、天窗、陽臺門、玻璃幕等)相關(guān)的節(jié)能建材發(fā)展緩
慢，保溫不良．因此我國逐步加緊圍繞節(jié)能保溫建材
的開發(fā)生產(chǎn)技術(shù)及大力推廣應用做了大量實踐，并
取得比較顯著的成效，開發(fā)了許多節(jié)能建材，如蒸壓
磚、加氣混凝土、聚苯乙烯保溫板、?；⒅?、中空玻
璃和塑料管材、多孔陶瓷貼板等．下面就對不同維護
萬方數(shù)據(jù)
材料研究與應用
結(jié)構(gòu)的節(jié)能建材進行簡要的介紹．
2．1外墻保溫節(jié)能材料
在建筑能耗中，外圍護結(jié)構(gòu)的熱損耗較大，而外
墻保溫主要是依靠保溫絕熱材料作為建筑維護，建
筑節(jié)能材料屬于保溫絕熱材料，一方面為了滿足建
筑空間或熱工設(shè)備的熱環(huán)境，另一方面是為了節(jié)約
能源．發(fā)展外墻節(jié)能材料及保溫技術(shù)是減低建筑能
耗的主要實現(xiàn)方式．
外墻保溫節(jié)能材料的一般特征是內(nèi)部具有大量
的封閉孑L，表觀密度較小，具有大的熱阻和小的導熱
系數(shù)，材料的吸濕率也要盡量低．另外還必須能抵抗
一定的沖擊載荷，具有同使用環(huán)境相一致的機械強
度，還要求收縮率小以及與環(huán)境相適應的耐久性．
用于建筑外保溫節(jié)能材料主要有：聚苯乙烯泡
沫塑料板、聚苯顆粒、?；⒅?也稱閉孔膨脹珍珠
巖)、巖棉板、玻璃棉氈等．
2．1．1 聚苯板
聚苯乙烯泡沫塑料板(包括膨脹聚苯板EPS和
擠塑聚苯板XPS)以聚苯乙烯樹脂為主要原料，經(jīng)
發(fā)泡劑發(fā)泡制成的內(nèi)部具有無數(shù)封閉微孑L，表觀密
度小，導熱系數(shù)小，吸水率低，而且尺寸精度高，結(jié)構(gòu)
均勻，因此在外墻保溫中其占有率很高．聚苯板保溫
系統(tǒng)以板材為基材，以粘結(jié)膠或砂漿粘于墻上，或者
以機械式錨固定，外側(cè)粉刷層壓入玻纖網(wǎng)絡(luò)布．
聚苯板作為外保溫系統(tǒng)的主體材料，其導熱系
數(shù)的高低將決定產(chǎn)品本身的保溫隔熱效果．周杰口]
對擠塑聚苯板在粘結(jié)膠漿以及干拌聚合物砂漿施工
的保溫系統(tǒng)進行對比，得出粘結(jié)膠漿施工的膨脹聚
苯板較易在導熱系數(shù)、阻燃性及水蒸氣透過濕流密
度指標上達標的結(jié)論．
2．1．2聚苯顆粒
聚苯顆粒保溫砂漿是由聚苯顆粒和保溫膠粉按
配比混合而成，使用時將膠粉加水攪拌成漿體后加
入聚苯顆粒，將其抹于墻體干燥后形成保溫性能良
好的隔熱層．但其吸水率較高，使用時必須加做抗裂
防水層．
聚苯顆粒有機材料耐燃性、防火性能差，高溫產(chǎn)
生有害氣體，而且隔熱性能不及聚苯板，這些缺點限
制了聚苯顆粒在工程上的應用．
2．1．3礦物棉
巖棉和玻璃棉可統(tǒng)稱為礦物棉，屬于無機保溫
材料，在滿足保溫隔熱性能同時還能夠具有一定的
隔音效果．可是礦物棉的質(zhì)量優(yōu)劣相差很大，保溫性
能好的密度低，抗拉強度也低，耐久性比較差．同時，
礦物棉在生產(chǎn)、施工、使用過程中易對人體產(chǎn)生危
害，必須嚴格按照安全標準來使用．
2．1．4 ?；⒅?
?；⒅橛址Q閉孔膨脹珍珠巖，是由玻璃質(zhì)火
山巖經(jīng)破碎、篩分、高溫膨脹玻化而成的內(nèi)部呈空腔
結(jié)構(gòu)、外表?；忾]的微小不規(guī)則球狀顆粒．?；?
珠保溫砂漿是由?；⒅闉橹鞴橇?，同時與水泥及
外加劑混合組成的單組分干粉保溫砂漿．施工時，現(xiàn)
場加水攪拌均勻，可直接施工于作業(yè)墻面上．克服了
膨脹珍珠巖吸水性大、易粉化。在料漿攪拌中體積收
縮率大，易造成產(chǎn)品后期強度低、保溫性能降低和空
鼓開裂等現(xiàn)象，同時又彌補了聚苯顆粒有機材料易
燃、防火性能差、高溫產(chǎn)生有害氣體和耐老化性低、
施工中反彈性大等缺陷，提高完善了保溫砂漿的綜
合性能和施工性能．
聚苯板的導熱系數(shù)在0．03～o．04W／(m·k)，
聚苯顆粒保溫砂漿導熱系數(shù)在0．06 W／(m·k)，而
?；⒅榕cEPS、XPS板相比，導熱系數(shù)稍高【4]．在
用于代替?zhèn)鹘y(tǒng)找平層的保溫砂漿中，聚苯板需抹面
砂漿在表面做加固層，聚苯顆粒砂漿也需要抗裂砂
漿做保護，因為其抗壓強度只有0．2 MPa左右，而
玻化微珠保溫砂漿不需要額外的保護，可直接摸抹
灰上墻．?；⒅楸厣皾{外墻保溫系統(tǒng)基本構(gòu)造
為：基層墻體十界面砂漿+玻化微珠保溫砂漿+抗
裂砂漿+(耐堿玻纖網(wǎng)絡(luò)布或鍍鋅鋼絲加錨固釘)+
外飾層(膩子、涂料或瓷磚、瓷磚粘結(jié)砂漿)．
當然從建筑節(jié)能趨勢來看，對墻體導熱要求會越
來越嚴格，要求保溫材料性能會更高，保溫材料厚度
會增加，聚苯板的優(yōu)勢會越來越大，而?；⒅楸?
砂漿如施工厚度不能太大，自然干燥較慢，對墻體傳
熱系數(shù)的降低有一定的局限．但聚苯材料耐火性不及
?；⒅榈葻o機材料，有機板類外墻保溫體系存在著
易開裂、剝落、無法與建筑同壽命等缺陷．?；⒅楸?
溫砂漿可以作為聚苯板保溫體系的合理補充．
不可能要求單用一種保溫形式就可能達到節(jié)能
效果，?；⒅楸厣皾{還可以與低導熱有機材料
聚苯板以及聚苯顆粒復合使用，能提高保溫系統(tǒng)的
綜合性能．李友群等¨1采用雙摻骨料技術(shù)將?；?
珠、聚苯顆粒以適當比例摻合使用制成的雙骨料保
溫砂漿，具有聚苯顆粒堆積密度、導熱系數(shù)小和?；?
微珠強度較大等優(yōu)點，強度高、保溫抗裂性能較好、
萬方數(shù)據(jù)
第4卷第4期覃東，等：淺談節(jié)能建材
施工性能好等優(yōu)點，各項性能指標均達到標準要求，
工作性能良好．
由保溫隔熱材料構(gòu)建的外墻外保溫和外墻內(nèi)保
溫系統(tǒng)，有效地解決了保溫隔熱、抗裂、抗風化、抗
震、防火、憎水、透氣、施工適應性等問題，帶外墻保
溫系統(tǒng)的建筑將會越來越普及，保溫系統(tǒng)的普及將
會給各方面帶來巨大的商機．
2．2節(jié)能墻體材料
墻體材料是建筑物的主要結(jié)構(gòu)砌筑及主體材
料．以磚瓦工業(yè)為主逐漸發(fā)展壯大起來的我國墻體
材料工業(yè)是我國建材工業(yè)的重要組成部分，其產(chǎn)品
保溫性能對建筑能耗的影響很大．實心粘土磚一直
占據(jù)著我國墻體材料的主導地位，實心粘土磚不僅
消耗大量的粘土資源，而且其保溫、隔音性能十分有
限．從上世紀80年代末以來，隨著墻改各項政策的
落實，我國墻體材料工業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)有了明顯好轉(zhuǎn)，產(chǎn)
品質(zhì)量和技術(shù)水平有了顯著的提高，實心粘土磚產(chǎn)
量大幅下降，新型墻體材料不僅量上有了很大的增
長，而且在產(chǎn)品種類和質(zhì)量水平上也有可喜的進步，
新型墻體材料在所有墻體材料中的比重由1992年
的5％提高到目前的40％左右Ⅲ．下面簡要介紹各
類節(jié)能墻體材料．
2．2．1砌磚
砌磚包括各種節(jié)土型燒結(jié)磚(包括粘土質(zhì)多孔
磚和空心磚、燒結(jié)煤矸石磚、燒結(jié)粉煤灰磚等)、各種
硅鈣質(zhì)蒸壓和養(yǎng)護磚(包括灰砂磚、粉煤灰磚、爐渣
磚等)．
節(jié)土型燒結(jié)磚減少了粘土用量，添加廢棄物作
為原料，不僅節(jié)約原料，還具普通實心粘土燒結(jié)磚所
不具備的高強度、隔熱、吸音等優(yōu)良性能．
蒸壓磚是以粉煤灰或其他礦渣或灰砂為原料，
添加石灰、石膏以及骨料，經(jīng)坯料制備、壓制成型、高
效蒸汽養(yǎng)護等工藝制成．生產(chǎn)蒸壓磚能充分利用工
業(yè)廢渣中產(chǎn)量最大的廢渣一粉煤灰．還可以添加建
筑垃圾，萬瑩瑩等‘71利用廢棄混凝土和廢棄磚瓦作
骨料生產(chǎn)蒸壓磚，證明是可行的．
2．2．2砌塊
砌塊包括混凝土或輕集料混凝土空心砌塊、加
氣混凝土砌塊和石膏砌塊等．
空心砌塊是由水泥和輕集料(如浮石、珍珠巖、
煤矸石、陶粒)按照適當配比混合配制，經(jīng)過砌塊成
型機砌塊成型并經(jīng)過養(yǎng)護而成的產(chǎn)品．具有重量輕、
保溫性能好、施工方便、砌筑速度快等優(yōu)點．
加氣混凝土砌塊由硅質(zhì)材料(砂)和鈣質(zhì)材料
(水泥、石灰)為主要材料，加入適量的調(diào)節(jié)劑、發(fā)泡
劑，經(jīng)混合攪拌澆注發(fā)泡、坯體靜停、切割、高溫高壓
蒸養(yǎng)等工序制成．因此加氣混凝土砌塊具有無數(shù)微
小、獨立、分布均勻的氣孔結(jié)構(gòu)而形成輕質(zhì)高強、耐
久保溫、吸音、抗震、施工快捷(與粘土燒結(jié)磚相比)、
可加工性強等多種功能，是一種優(yōu)良的新型墻體
材料．
2．2．3輕質(zhì)隔墻條板
包括玻璃纖維增強水泥輕質(zhì)條板、石膏空心
板等．
輕質(zhì)隔墻條板重量輕，導熱系數(shù)低，隔音好，耐
火度高，占用建筑面積小，施工方便，能有效減輕建
筑載荷、提高抗震性能，增加使用面積、降低成本，是
一種符合節(jié)能減排標準的墻體材料．
耿玉珍和網(wǎng)新平[8]提到的玻璃纖維輕質(zhì)石膏速
成墻板，不灌孔時用于隔墻，通過孔內(nèi)灌注混凝土可
用于承重墻體結(jié)構(gòu)，具有良好的絕緣性，強度高而結(jié)
構(gòu)自重輕，抗震、防火、耐腐蝕性能好、制作生產(chǎn)簡
便．李巍凹1提到，采用兩塊纖維增強硅酸鈣薄板作為
面板材料，夾合水泥基聚苯乙烯顆?；旌狭闲倔w制
成的硅酸鈣復合式新墻板，具有實心、輕質(zhì)、薄體、隔
熱、隔音、防火、易加工等優(yōu)點．
2．2．4墻用薄板及復合墻板
包括紙面或無紙面石膏板、鋼絲網(wǎng)架水泥夾心
板、彩鋼聚苯乙烯泡沫夾心板等．
石膏板作為非承重內(nèi)墻和吊頂板材，具有質(zhì)輕、
保溫、隔熱、吸音、無毒等優(yōu)點．紙面石膏板是以建筑
石膏為主要原料，摻入適量添加劑與纖維做板芯，以
特制的板紙為護面，經(jīng)加工制成的板材．無紙面石膏
頓取消了護面紙，具有更好的濕度調(diào)節(jié)功能．
鋼絲網(wǎng)架夾心板的結(jié)構(gòu)是采用低碳冷拔鋼絲焊
接成三維空間網(wǎng)架，然后將阻燃聚苯乙烯泡沫塑料
板填充在預先焊好的兩片鋼絲網(wǎng)中間，經(jīng)斜插絲，點
焊聯(lián)接而成．具有自重輕、保溫、隔熱性能較好、施工
方便等優(yōu)點．廣泛應用于各種建筑物非承重的內(nèi)墻、
外墻、陽臺、舊樓改造加層等．
2．3門窗保溫材料
門窗是建筑能耗的最薄弱部位，面積占建筑圍
護結(jié)構(gòu)面積的30％．建筑能耗主要來自圍護結(jié)構(gòu)和
門窗兩部分，其中門窗的能耗約占建筑總能耗的
萬方數(shù)據(jù)
材料研究與應用
61％，是建筑能耗中最高的．因此，如果不解決好門
窗的能耗問題，只考慮墻體保溫，建筑節(jié)能效果將十
分有限．人們采取了各種節(jié)能門窗玻璃材料，如中空
玻璃、真空玻璃、吸熱玻璃、透明隔熱涂料玻璃、鍍膜
玻璃等．
中空玻璃由兩層或多層玻璃夾著空氣或惰性氣
體，主要通過中間的氣體層來降低導熱系數(shù)，此外還
具有較佳的防結(jié)露和隔音效果．真空玻璃將兩片平
板玻璃四周密封起來，將其間隙抽成真空，真空玻璃
比中空玻璃的保溫、隔音性能更好，同時熱阻更高．
此外，在玻璃表面覆蓋具有隔熱等性能的貼膜、
涂料，也能達到節(jié)能效果．
2．4塑料門窗及塑料管道
以塑料管和塑料門窗為主的節(jié)能化學建材制
品，不僅生產(chǎn)能耗低，而且由于具有較低的導熱系
數(shù)，比傳統(tǒng)的鋼、鋁制品具有更好的隔熱效果．如在
采暖地區(qū)采用塑料窗替代普通鋼，可節(jié)約建筑采暖
能耗30％一50％n?．
加上生產(chǎn)塑料的原料來源比較豐富，近年來塑
料門窗和塑料管道在建筑市場中得到廣泛的應用．
3 結(jié)語
抓好建材產(chǎn)品的開發(fā)，研發(fā)和推廣更多的新型
低碳節(jié)能建筑材料，逐漸淘汰一些性能不足、缺乏競
爭力的建筑材料．除了開發(fā)低碳節(jié)能材料，還要建立
節(jié)能系統(tǒng)，節(jié)能材料的發(fā)展必須與節(jié)能技術(shù)相結(jié)合，
才能真正發(fā)揮其作用．單一保溫材料難以滿足節(jié)能
的需要，因此應該合理選擇各種材料或者構(gòu)建復合
節(jié)能系統(tǒng)，來滿足綜合的節(jié)能要求．同時，國家須出
臺和完善各種建筑節(jié)能政策措施，政府相關(guān)部門和
企業(yè)抓好建材行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，通過技術(shù)改造、資源優(yōu)
化配置和產(chǎn)業(yè)升級，提高節(jié)能建材的生產(chǎn)．開發(fā)低碳
型節(jié)能建材，將出現(xiàn)各種低碳節(jié)能建材；而建材行業(yè)
把握低碳經(jīng)濟帶來的商機從低碳行業(yè)向低碳經(jīng)濟轉(zhuǎn)
型，將真正迎來一場偉大的低碳革命．這樣的革命，
對推動我國的建筑節(jié)能和經(jīng)濟、社會的長期可持續(xù)
發(fā)展有十分重要的戰(zhàn)略意義．
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Discussion on the energy。saving building materials
QIN Dong，CAI Xiao-jun，ZHAO Chen，ZHANG Jian-cheng，MA He，LIU Jia—hui，SHUI An-ze
(College of Materials Science and Engineering，South China University of Technology，Guangzhou 510640，China)
Abstract：The precondition of reduce the building energy consumption is to develop energy—saving building
materials．Various energy—saving building materials were summarized in this paper，the properties and applications
for energy—saving wail materials，outer wall heat preservation materials，energy—saving door and
window glasses，and plastic materials were also introduced，in order to provide a more comprehensive in—
formation on energy—saving building materials．
Key words：energy—saving building materials；outer wall heat preservation；energy—saving doors and windows

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