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节能材料范文1
随着我国城市化进程的进一步加快,建筑工程项目的不断增加,在推动建筑业不断发展的同时,也带来了新的挑战,即建筑耗能问题。随着人们环保意识的逐渐增强,建筑节能已经成为当前人们广泛关注的一个焦点。但是,从当前我国建材行业的现状来看,还存在着诸多的问题,大多数建材都具有排放废气量大、污染土地资源以及高消耗的特点,因此,建材问题已经成为当前建筑行业迫切需要解决的一个问题。
生态节能建筑材料
1.新型墙体材料
一般来说,在诸多房屋建材中,有70%是墙体材料,因此,是构成建筑材料的主要部分。所谓新型墙体材料,指的就是通过对矿渣、煤矸石以及粉煤灰等废弃物进行再次加工,从而形成节能环保的新型砖。这种新型墙体材料主要包括建筑切块、轻质板材、非粘土砖等。运用新型墙体材料,有助于保护环境、维护生态平衡以及节约不可再生能源,既能够满足国家对于建筑产业提出的新要求,在一定程度上还能够增强建筑的实用性和舒适性。在诸多新型墙体材料中,加气凝土是一种功能相对较多的材料,这种材料具有节能、绝热以及性能高的特点,从当前我国建筑材料的节能标准来看,只有加气混凝土能够满足节能的要求。因此,随着我国建筑行业的不断发展,加气混凝土具有广阔的发展空间,并且生态节能的新型墙体材料也会得到广泛的推广和应用。
2.节能门窗和节能玻璃
从我国当前的节能门窗发展现状来看,门窗已经实现了制造材料由单一向复合的转变,比如玻璃钢、塑料―铝合金复合等。当前在我国建材市场的节能门窗主要有铝塑复合、PVC、玻璃钢以及铝木复合等多种类型的门窗。新型门窗的运用,不仅能够增强建筑的实用性,在一定程度上还能增强建筑的美观性。比如玻璃钢门窗,不仅使用材料很环保,性能较高,外观也比之前的铝合金门窗更好看,因此,玻璃钢门窗也具备非常广阔的发展空间。随着节能门窗的进一步发展,在未来的建材领域,节能门窗也将得到广泛的运用,从而实现建筑的生态节能化。
智能建筑材料
所谓智能建筑材料,指的是对生命系统进行模仿,对环境的变化能够进行感知,并且根据所感知到的变化来对材料参数进行改变,从而与环境相适应的一种复合型建筑材料。
1.混凝土
对于施工单位来说,在进行混凝土搅拌时,除了添加砂、水泥、石头以及水这些基本原料,再添加一些化学成分,不但能够提高混凝土的性能,其中智能型化学成分的添加,在一定程度上还能让混凝土具备不同的节能生态功能。
(1)调湿混凝土。在搅拌混凝土时,将纳米天然沸石粉这一特殊材料添加到混凝土中,使建筑具备能够根据房间内的环境温度来进行湿度调控的特殊功能,从而满足人们对于生活质量的追求。采用这种新型的智能建筑材料,不仅成本低,方便人们的生活,在一定程度还能实现建筑的智能化和环保化。
(2)透水型混凝土。这种混凝土具有透气好、透水性能好的特点,将这种混凝土运用在建筑中,不仅能够对室内湿度和温度进行调节,在一定程度上还能够降低城市热岛效应,起到保护环境的作用。
(3)抗菌型混凝土。一般来说,施工单位来进行混凝土搅拌时,将纳米抗菌防霉这种化学成分加入混凝土中,就能够让混凝土具备灭菌和防菌的特殊性能,有助于人们身体健康的保护。
2.涂料
(1)室外空气净化涂料。通常情况下,当阳光直射建筑外墙的涂料时,就会激活涂料中的污染颗粒,对人们的健康带来不利的影响。但是,由于这种空气净化材料具有方便清洁、抗污性能好以及防静电的特点,因此,将这种涂料运用在建筑中,不但不会影响人们的生活,在一定程度上还能够对室外一些污染气体起到吸收的作用。
(2)室内净化环境涂料。对于人们来说,室内涂料的好坏,在一定程度上与人们的身体健康有着直接的影响。因此,室内净化环境涂料的运用,不仅能够对房间内的氨气、氮氧化物等起到很好的净化作用,还能够通过涂料在光的作用下所产生的自由基来对空气中的细菌起到杀灭的作用。除此之外,由于这种涂料也具备方便清洁和抗污性能好的特点,因此,还能够为人们营造一个舒适的生活空间。
(3)组热防水涂料。一般来说,这种涂料最主要的特点是拥有较多的微泡玻璃球,如果将这种涂料运用与金属器材的表面,不仅能够起到很好的堵漏作用,还能够有效的防治金属器材生锈。如果在沥青的表面涂抹这种材料,可以起到反射太阳光的作用,不仅能够很好的保护沥青,在一定程度上还能够延长沥青的使用寿命。因此,将这种新型的智能材料运用在建筑中,不仅能够对建筑物起到很好的保护作用,还能够实现对环境的有效保护。
结束语
总而言之,随着我国经济的不断发展,人们的环保意识也在逐渐的增强。因此,对于建材行业来说,生态节能和智能建筑材料的运用,不仅能够强化建筑的使用性能,为人们的生活安全提供有效的保障,其中智能型建筑材料的运用,还能够满足人们对于生活质量的追求,为人们营造出舒适、健康的生活环境。所以,可以预见的是,生态节能和智能建筑材料在未来一定会得到广泛的推广和运用,为保护环境做出重大的贡献。
节能材料范文2
关键词: 可持续技术;建筑节能;新型建筑材料
一、建筑节能的运用
对电厂建筑使用节能技术设计,能够降低建筑的材料消耗,提高能源的利用率。电厂的建筑节能应该主要满足这些:冬季防寒,夏季方热,能够遮阳蔽日,通风降温。本文应用了国内某一大型电厂建筑中新材料的应用,加以有利的说明。
明确建筑节能措施。我国规划的建筑节能措施中,建筑的维护结构和屋面的承担超过55%的节能。而建筑的门窗又比墙体传热系数大,特别是门窗又是经常活动的,是建筑节能的关键部位。
(一)墙体
对建筑墙体的热损失的控制主要是轻体的维护面积和墙体材料的热传系数。
1.对建筑外形的改进,尽量设计为用最小的外面积包围最大的空间,尽量减少建筑的墙体的面积。
2.对墙体面积使用外墙隔热系统。较少墙体传热系数。
3.电厂的空调设备能够有效的引导气流和扩散辐射热,应该将空调安置在避免阳光直射,通风良好的地方。
4.建筑体的外墙粉饰要使用光滑的材料,尽量减少墙体对热辐射的吸收。
(二)建筑门窗
严格控制建筑的门窗比例,对建筑的立体面和建筑的节能要科学合理的处理,对东,西向的窗户要严格的控制,建筑物中窗和墙体的比例最好在40%内,且窗户的玻璃上均使用的是镀膜发辐射玻璃。控制好门窗的气密性,降低外部空气的渗透。
(三)屋面
1.建筑屋面最好采用30厚的厚聚苯乙烯泡沫塑料板作为建筑的隔热保温层,减少外界的热辐射到室内,进而减少空调的能耗。
2.屋面饰以浅色地砖,以减少表面对辐射的吸收。
二、电厂汽机房屋面雨水排水系统
电厂主厂房建筑的排水系统使用的压力流屋面排水系统。机房屋面压力流雨水斗及排水系统。其系统具有很多的优点:建筑上面的雨水斗可以灵活的布置;压力流雨水斗中设置的空气挡板可以很好的防止室外空气伴随水分进入雨水斗内;雨水斗的阻尼值较小,因此雨水斗的排水能力将会大大的超过同类型的重力流雨水斗的排水效果;这种系统的使用也减少了设置雨水斗的数量;雨水的排水横管上安装的有压流设计,因此其上不需要设置什么坡度;此种系统中雨水可以在管道内高速流出,也可达到管道自我清洁的作用;由于减少了雨水排水管道,因此可以相应的减少雨水沟;还有就是这种系统安装简单,外形比较美观。
三、成品装饰铝板在单元控制室室内的运用
电厂中单元控制室是电厂人员相对集中的地方,对建筑有着严格的要求,比如建筑的隔音,照明,建筑材料的防火等。我国对内部装饰设计的防火有明确的规定,如《建筑内部装修设计防火规则》要求对放置重要的特殊的房间,其建筑的顶部和墙体侧面都应使用A级的装修材料,其地面和其它的装修业不能低于B1级别的装修材料。针对建筑的良好室内设计是保证电厂单元控制室符合各方面要求的重要因素。因此在对电厂单元控制室的室内设计要重点考虑一下方面。
第一,在设计中要全面考虑暖通,室内照明,水电等方面相互配合,特别是进回风口,灯具,报警装置,控制桌等和室内设计的相互协调。
第二,单元控制室内的装修要简洁明快,要有工业化装修的美感,单元控制室内的每一个部位装饰的材料和色彩要保持相互的统一。
第三,室内设计元素应针对企业文化,反映国电集团的文化内涵、精神风貌和工艺水平,展现多样性、独特性和时代性。
第四,电厂单元控制室的工作环境对噪声和照明有相应的要求,对室内噪声的控制需要采取相应的隔音措施,避免外界噪音的直接进入。还有单元控制室内也要有必要的降低噪声的措施,对室内照明的设置也要和适用的仪表的显示相协调,避免因照明问题而引起不适感。
第五,由于控制单元控制室的面积,为避免封闭压抑的感受,单元控制室通常采取大面积玻璃隔墙的设计方式,提供开放、通透、现代的空间.但设计中玻璃隔墙应满足防火和抗爆的要求.金堂电厂单元控制室及参观走道室内设计实施方案,室内墙面和天棚采用氟炭铝板(考虑吸声要求,根据室内设计,部分配置穿孔铝板),墙面铝板厚2.5 mm,天棚铝板厚2.0 mm.铝板具有如下优点:
1)材料燃烧性能达到A级,符合防火规范要求。
2)铝板可根据设计要求在工厂加工成任意规格、造型和色彩,现场只负责安装,因此墙面与天棚显得非常精致,而金属的质地与美感体现出高科技企业的特征。
3)铝板背面衬有加强筋,表面及整体强度高,不凹陷,不鼓出,色彩稳定,使用寿命可长达50年。
4)对部分受损板面,更换简单。
5)符合可再生利用自然资源技术要求。
节能材料范文3
[关键词]建筑节能;建筑节能材料;建筑工程;技术应用
中国是人口大国,环境的承载能力是有限的。西方的发达国家在早期经济发展中选择利用大量的能源消耗来促进经济快速发展,这种方法显然不利于现代中国社会的发展。目前中国正处在经济高速发展的时代,更应注意生态环境的保护。在这样的形势下我国提出了注重经济社会发展与资源和环境相互作用,构建资源节约型社会的要求。建筑行业是能源消耗量比较大的行业,节能技术的开发及节能材料的应用已成为建筑行业未来发展的必然趋势。因此,在现代房屋建筑施工的过程中应合理、科学利用节能技术和材料,在保证房屋建筑的质量的同时实现国家节能减排的环保目标。
1建筑节能的基本内涵
建筑节能是在进行建筑材料的生产过程中、房屋建筑的施工过程中、满足房屋建设质量要求的基础上,尽可能的降低能耗,做到绿色环保。在建筑的建设过程中合理地利用资源,做到资源的不浪费应从建筑的选址开始,到后续的规划和设计,再到后期的建造和使用,贯穿整个建筑建设的全过程当中。主要的策略是采用节能型的建筑材料、产品[1]和设备,严格地按照国家的相关建筑要求标准进行执行。要加强对室内设备的运行监督和管理。对一些采暖设施、照明设施、排水设施、照明设施等,需提高其运行的效率,尽可能的实现资源的反复有效利用,从而实现建筑能源的消耗。
2建筑节能技术的应用
建筑节能技术主要包括建筑系统内的节能设备控制技术、建筑环境的节能技术及建筑物的自身节能技术。而对于我国这种发展中国家的节能技术来讲,最适用也为普遍的就是建筑物自身的节能技术。这种技术的核心就是利用一些保温砖或保温板[2]进行建筑的保温,从而达到最终的节能效果。随着科学技术的不断发展,近几年来房地产企业越来越注重建筑的节能环保,更多的房地产商家将节能环保的建筑作为企业楼盘建设的特色进行宣传。其主要的技术手段就是加强小区内部的绿化条件从而改善小区的气候环境、采用建筑物楼距之间的调整方法使得建筑物的采光度变好,提高太阳光的利用效率、通过自然风的利用使得空调调节的温度差减小等。真正的贴近居民的生活,做到了节能环保。与此同时,我国阶梯电价政策的提出也有力的推动我国建筑节能技术的应用。
3建筑节能施工要点
3.1整体设计布局要点
当我们在进行建筑的前期整体规划设计时需要考虑到多种的节能因素,主要包括的是建筑区域的选择、建筑物之间的间距、建筑物的规模[3]。还包括一些外界自然因素的影响,包括季节的变化带来的太阳高度的改变及房屋的走向与季风风向之间的关系等。这些因素都会直接影响到最后的节能效果,所以需要在施工设计时多加注意。另外在进行建筑物的道路设计时,需要考虑到风向的问题,尤其是在北方地区,这类问题应引起高度的重视,主要的目的是为了降低冬季寒冷的风带来的建筑物热量的损耗。
3.2绿化设计施工要点
在冬天树叶飘落,阳光能够直接照射到建筑物的内部;在夏天阳光会因为植物的遮挡而减少对建筑物内部的照射。所以在墙面种植一些植物非常有利于节能,因为植物不仅仅能够起到遮挡阳光的作用而且还能够利用植物叶表面的蒸腾作用消除热量的影响,达到最终降温的目的。
3.3新能源利用施工要点
新能源正在不断地被开发和利用,这些新能源大多数是可再生能源也就是太阳能、风能及地热能。由于是来自大自然的能源所以更加的洁净环保,故我们在进行施工时就可以利用这些能源来提高建筑物内部的温度,使室内的温度得到轻微的调整。
4建筑节能材料的详细介绍
建筑节能材料是指维持建筑物在正常施工时所需要的能耗相对较低的材料,也就是通过使用新型的材料来降低建筑物的能耗。
4.1节能墙体
节能墙体的主要材料有加气混凝土砌块,这种砌块是一种新型的节能材料,他最大的节能度高达50%。其次,还有泡沫复合型砖块,这种砖块是用阻燃型的泡沫塑料作为隔温板,然后用混凝土进行灌注的一种复合型砖块。另外,空心墙板,这种承重墙体能够在内部留下相互贯通的空隙,可以直接将混凝土灌浇在空隙当中或者是将钢筋插入到空隙当中,从而增加承重能力,节约建筑投资,比较适用于高大的建筑物。还有混凝土空心砌块,这种砌块与空心墙板是不同的,一般采用的规格是长和宽为190mm,高为390mm的砌块[4]。还有一种新型的节能墙体是模网混凝土,这种墙体是由钢筋板为主体,再经过拉伸折叠,在中间部位浇筑混凝土形成的。它具有非常强的承重能力,是建筑材料的首选,但是成本相对较高一些。除了主要的墙体本身建筑材料,还有一些新兴的节能材料用于墙体的保温。因为墙体是直接联系着室外与室内的物体,所以要想达到良好的建筑节能效果,墙体的保温材料是必不可少的。建筑墙体的保温有内保温和外保温。在进行墙体的内部保温时,所采用的就是将保温的材料固定在外墙的内侧。而外保温就是将保温材料固定在外墙的外侧。
4.2节能门窗
窗户是室内外进行热量交换最为直接的方式,所以在进行建筑施工时应该对窗户类型的选择多加注意,最为理想的选择就是固定的窗户,不能进行开关,所进行的热量交换也就越小。其次就是平开的窗户,而进行推拉的窗户则是热量交换量最大的一种窗户。除了窗户的类型会对热量交换有影响之外,近几年来,人们逐渐发现门窗所选用的玻璃的性能也会在很大的程度上影响着散热。目前我们比较长接触到的就是中空的玻璃[5],这种玻璃会在空隙间冲上空气或者是氩气。其次就是真空的玻璃,也就是说在玻璃留有空隙的基础之上将玻璃空隙间的空气抽成近似的真空状态,这样可以大大地提高玻璃的隔音性能及折光性。最后一种是我们目前接触的还不是很多的一种玻璃叫作镀膜玻璃,就是在普通的玻璃表面镀一层金属薄膜,可以有效地改善玻璃的折光度及透光性。这些玻璃都能够达到有效降低室内外热量交换的目的。
5结束语
我国的城市化建设的步伐正在逐渐加快,房屋建筑的节能问题成了当下的主流话题。未来绿色的建筑以及绿色节能的建筑材料的应用一定会发展成建筑行业的必然趋势。但是房屋的建筑工程是一项复杂的施工体系,在其中会受到许多不同因素的影响,所以要想有效地实现建筑行业的节能环保,就需要施工企业及人员结合房屋的具体情况,从墙体、地面、门窗等多个角度进行新技术及新材料的应用。这样才有可能实现节能减排,使建筑企业能够更加稳定的可持续的向前发展。
参考文献
[1]宋丹举,李玮.浅析建筑节能及建筑节能材料在工程中的应用[J].青年科学(教师版),2014,35(11):383.
[2]兰平涛.新型建筑节能材料在工程中的应用及质量控制[J].城市建设理论研究(电子版),2011,(32).
[3]李剑喜,卢琦.新型建筑节能材料在工程中的应用及质量控制[J].科技信息,2010,(26):305,303.
[4]王彦华,李吉.新材料在建筑节能中的应用及质量问题探析[J].价值工程,2010,29(21):99-99.
节能材料范文4
关键词:节能;建筑;材料;应用
中图分类号: TE08 文献标识码: A 文章编号:
在建筑中采用新型优质的建筑节能环保材料,一方面使得建筑物的使用获得有效改善,使房屋环境质量和居住舒适度都能显著提高;另一方面,采用新型的循环利用的建筑节能材料,还能将各类工业固体废物“变废为宝、重复利用”。在建筑领域加强研发并推广应用以固体废物为原料的新型建筑节能材料,是提高我国资源利用率、改善环境、节能减排、走可持续发展道路的重要途径。建筑工程建设实施的每个环节主要是出自建筑工程师的理念和设计,从建筑设计的整体规划构思到概念设计,再从初步方案设计到建筑设计、结构设计、选择建筑材料等具体环节,建筑师都应充分考虑建筑节能的要求。在进行建筑节能设计的过程中,应充分结合当地的资源条件和环境因素,因地制宜,就地取材,合理设计,在满足相关建筑规范和节能标准的前提下,推广应用施工新工艺,尽量选种采用新型节能环保材料,努力实现建筑节能环保的目标。
一、建筑中的节能选材
当前很多建筑商在建筑材料中都有一定的选择, 以前很多建筑商在建筑材料上都选择比较坚固性的建筑材料, 大家很少顾及到它的节能环保性。笔者在走访了几个建筑企业, 在调查中了解到很多建筑施工单位都在采用例如混凝土等老式建筑用材, 尤其是在建筑楼板中很多施工人员只注重一些建筑材体的坚固性, 没有综合考虑他的环保和节能,根据调查发现很多建筑用材中的胶体和含有化合物的材料比较多, 这样对于居住以后人们的身体有很大的影响。为了改进这种状况,当前的很多建筑施工单位对建筑材料有了严格的质量检查, 尽量在选材上选用那些节能环保型的材料。根据统计和了解当前建筑施工单位在建筑上使用的节能环保材料主要分为墙体保温材料、节能门窗材料两部分。墙体保温材料有许多种, 按照防火等级划分,A级[1]为不燃材料,大多为无机保温材料, 如玻化微珠保温砂浆、岩棉板、玻璃棉板等。B1级为难燃材料,大多为有机材料,添加较大量的阻燃剂,如聚苯板、挤塑板、酚醛板、聚氨酯板等。B2级为可阻燃材料,也称为阻燃材料,多为有机保温材料,添加适量的阻燃剂。如果按保温效果好坏划分,挤塑板、聚氨酯、酚醛板保温效果最好,聚苯板、岩棉板较好,玻化微珠保温砂浆较差。
二、建筑中节能材料的具体运用
1、新型墙体材料
墙体材料在房屋建材中约占70%,是建筑材料的重要组成部分。绿色建材是建材发展的方向,因而发展墙体材料,一定要按照建材绿色化的要求,与资源综合利用、保护土地和环境紧密结合起来,通过限制粘土砖,优化墙体材料产业与资源、环境、社会发展的关系,实现墙体材料的可持续发展,促进人与自然的和谐发展。
新型墙体材料的发展应有利于生态平衡、环境保护和节约能源,既要符合国家产业政策要求,又要能改善建筑物的使用功能,同时坚持"综合利废、因地制宜、市场引导"的原则,要充分利用本地资源,综合利用粉煤灰及其他工业废渣生产墙体材料,加快轻质、高强、利废的新型墙体材料的发展步伐。如利用资源丰富的粉煤灰、煤矸石、矿渣等,取代粘土生产粉煤灰烧结砖,煤矸石烧结砖, 矿渣砖。就其品种而言,新型墙体材料主要包括砖、块、板等,如粘土空心砖、掺废料的粘土砖、非粘土砖、建筑砌块、加气混凝土、轻质板材、复合板材等。其中加气混凝土是集承重和绝热为一体的多功能材料,根据目前国家的节能标准, 唯有加气混凝土才能做到单一材料达标(节能50% )的要求,而用板材做墙体材料是今后墙材发展的趋势,因此加气混凝土制品作为今后墙体材料的首选, 有着巨大的发展前景。又如蒸压轻质加气混凝土板具有质轻、保温、隔热、防火等优良性能,应用于新结构体系如钢结构中,被认为是理想的维护结构材料。
因此,要适应建筑应用的需要,将新型墙体材料的发展与提高建筑性能和改善建筑功能结合起来,使其具有更强的生命力,因地制宜地发展各种新型墙体材料,从而达到节能、保护耕地、利用工业废渣、促进建筑技术发展的综合目的。
2、 保温隔热材料
墙体特别是外墙的传热在建筑物总体传热中所占比例最大, 我国多采用保温节能墙体。墙体保温方式根据保温层位置的不同可分为: 外墙外保温、外墙内保温和中空夹心复合墙体保温等3种。目前我国的外墙保温技术发展很快,是节能工作的重点。同时,外墙保温技术的发展与节能材料的革新是密不可分的,建筑节能以发展新型节能建材为前提,必须有足够的保温隔热材料作基础。而节能材料的发展又必须与外墙保温技术相结合,才能真正发挥其作用。因此,在大力推广外墙保温技术的同时,要加强新型节能材料的开发和利用。
近年来,我国保温隔热材料的产品结构发生有明显的变化: 泡沫塑料类保温隔热材料所占比例逐年增长, 已由2001年的21% 上升到2005年的37% ; 矿物纤维类保温隔热材料的产量增长较快,但其所占比例基本维持不变; 硬质类保温隔热材料制品所占比例逐年下降。我国目前常用的外保温技术体系包括: 胶粉聚苯颗粒外保温、现浇混凝土复合无网聚苯颗粒外保温、现浇混凝土复合有网聚苯颗粒外保温、岩棉聚苯颗粒外保温、外表面喷涂泡沫聚氨酯和保温涂料等。在上述几种保温体系中,保温涂料综合了涂料以及保温材料的双重特点,干燥后形成有一定强度及弹性的保温层,符合外保温材料的要求。
目前我国保温材料的主要发展方向有:
( 1)现有产品性能的提高和改进。
( 2)研制开发复合型保温涂料。应向固化块、憎水、粘结强度高、密度小和成本低等方向发展。
( 3)注重环保,充分利用三废开发保温涂料,并遵循涂料发展的潮流,向水性化、环保化的方向发展。
3、内保温
外墙内保温是在外墙结构内部加做保温层。内保温施工速度快,操作方便灵活,可以保证施工进度;内保温应用时间较长,技术成熟,施工技术及检验标准是比较完善的,早2001 年外墙保温施工中约有90%以上的工程应用内保温技术,推广技术较多的有:增强石膏复合聚苯保温板、聚合物砂浆复合聚苯保温板、增强水泥复合聚苯保温板、内墙贴聚苯板抹粉刷石膏及抹聚苯颗粒保温浆料加抗裂砂浆压入网格布的做法,但内保温会占用房间使用面积,同时热桥问题不容易解决,容易开裂,还会影响施工速度,影响居民二次装修,且内墙悬挂和固定物件也容易破坏内保温结构体系,在其技术上有着不合理性,决定了其必然要被外保温所替代。
4、外保温
外保温是目前大力推广的一种建筑节能保温技术,与内保温相比,技术合理,有其明显的优越性,使用同样规格、同样尺寸和性能的保温材料,外保温比内保温的效果要好。外保温技术不仅适用于新建的工程,也适用于旧楼改造,使用范围广,技术含量高。外保温包在主体结构的外侧,能够保护主体结构,延长建筑物的使用寿命,有效减少了建筑结构的热桥,增加建筑的有效空间,同时消除了冷凝,提高了居住的舒适度。节能保温材料主要用于建筑围护、热工设备、阻抗热流传递的材料或者材料复合体,既包括保温材料,也包括保冷材料,目前能满足外保温的节能材料主要有:挤塑聚苯乙烯泡沫板、聚苯乙烯泡沫塑料板、岩棉板、玻璃棉毡以及聚苯颗粒保温料浆等,但这些材料也都有着自己的不足之处。随着经济、科技的发展,终会有更多更好的新型建筑节能保温材料诞生。
总之,建筑工程建设实施的每个环节主要是出自建筑师的理念和思考,如从建筑的规划构思到概念设计,从初步方案到建筑设计、选择建筑材料,建筑师都应充分考虑建筑节能的要求,在满足相关标准和规定的前提下,合理应用施工新技术,采用新型节能材料,努力实现建筑节能的目标。
参考文献:
[1] 何星华. 发展环境友好资源节约型建筑装饰材料[J]. 建筑装饰材料世界. 2007(02)
节能材料范文5
关键词:节能环保材料;建筑节能;应用
建筑节能包括了建筑物本身的环保节能,还包括了结构隔热保温的性能,他那个建筑门窗、幕墙等多种因素有重要联系。社会广泛关注建筑的环保节能效果, 在进行建筑工程过程中,必须从实际出发,对环保节能的技术与材料进行研究和应用。
1 建筑节能的理念
环保节能材料和技术主要是在建筑过程中利用具有环保节能、利废特征的材料与工艺,实现提升建筑功能的目的。源和环保的特点。在国内建筑行业技术应用不断得到发展的当下,建筑环保节能的标准同时也随之提升。环保节能材料和技术的应用主要是通过提升建筑保温隔热效果降低能耗,实现对居住着环境的改善。在建筑节能过程中,加强环保节能材料的开发, 推广和应用节能技术,能够有效加强建筑节能的效率,对于新世纪的社会、经济持续发展意义重大。2 建筑节能中环保材料以及技术研究
2.1 环保节能的维护材料及技术应用
在建筑建筑建材之中,墙体材料比例为70%,建筑物的能耗超过1/2来源于墙体,墙体材料主要包括了复合板材、加气混凝土、空心砖、粘土砖等。就保温隔热材料而言,当前的产品结构变化较大,隔热保温材料中,泡沫塑料应用比例逐年提升,其中尤其以矿物纤维的材料增速最为明显,这些材料按照有机和无机分类,有机材料包括聚苯乙烯泡沫塑料、绝热薄膜绝热板等;无机材料分为泡沫混凝土、玻璃棉、石绵等。
超过65%的建筑节能都主要是通过维护材料以及结构得以实现。当前,在大型的公共建筑物中,维护的构造主要是由面积较大的玻璃幕墙组成的,因此多使用的是隔热保温性能良好、能有效利用太阳能、具有较高透光率的玻璃材料,例如背景火车南站的屋顶就使用了太阳能光电板,保持了6700㎡的面积,在采光面积中所占比例超过了50%,实现了320KW的发电量。运用这一玻璃屋顶,在白天时能有效提升建筑物采光范围,对自然光进行利用实现节能省电的目的,另外,运用太阳能的光电板,能为建筑的电气设备提供动力,实现真正意义上的节能。据分析,国内的民用建筑护的节能材料使用范围不广,目前正朝着保温、轻质型的复合材料方面进行发展。
2.2 建筑屋面的隔热保温
作为维护的重要构成部分,实现建筑节能时加强屋面的隔热保温环节必不可少。当前主要利用的是倒置类型屋面,这一屋面主要是节能为主的新型防水保温类型。在科技不断发展以及材料科学获得重大突破的当前,新型的聚苯乙烯等材料性能获得了良好的应用,为倒置类型的屋面的广泛利用提供材料基础。倒置类型屋面将传统的屋面中防水层以及保温层位置互换,在防水层前面进行保温层施工有效提升了屋面的隔热保温性,在夏季有效将室外的热气隔绝,在此基础上在建筑表层涂上节能涂料,实现了空调耗能的大幅度降低。
另外,部分城市当前对屋面的种植技术加强研究,提升屋面的绿化率,通过这一途径较少建筑能源消耗。例如,某地区在改造旧危房的建筑工程中利用屋面绿化技术,减少夏季室内空调制冷过程的能源消耗,而绿色植物利用光合作用有效吸收CO2的排,提升了建筑周围的空气清新度,利于保护环境,实现生态平衡,调节城市气候,达到城市美化目的。
2.3 节能门窗、玻璃幕墙的应用
在现代建筑中,玻璃幕墙是主要的流行趋势,是建筑热能传导以及交换的重要结构。根据统计,建筑门窗损失热能的比例在能量损失总量中比例高于27%,利用门窗的缝隙能耗量高于总能耗的25%,门窗和幕墙能耗量为墙体损失的6倍至8倍。加强门窗以及玻璃幕墙的能源利用,能实现40%的建筑节能目标。
建筑主要使用的新型玻璃材料包括Low-E光化、真空、热反射以及中空类型玻璃。在进行门窗材料的改进同时加强隔热保温技术的应用,将风能、太阳、热能的高效利用与节能技术结合开发门窗材料,也能有效降低能源消耗。
例如,2008年奥运会馆的主题建筑建设过程中,利用了新型节能的幕墙以及节能材料,提升了建筑环保节能以及舒适程度。某科学中心在实现度自然光最大程度利用,并满足室内安全等级的基础上,外立面使用玻璃、铝板幕墙,幕墙使用的是Low-E高透性能玻璃,整体使用的是SC=0.4的遮阳系数、K=1.95Wm2·K的传热系数、35%以上光透率材质的玻璃;建筑中庭主要利用彩釉玻璃,外窗则使用了高于0.3遮阳系数、2.90 W/m2·K的传热系数类型的踱膜玻璃,最终实现60%能源的节约比例。
2.4 其他节能技术的应用探究
作为清洁无污染、取之不尽的能源,太能能已经被广泛应用到了建筑物之中,在利用太阳能进行节能时,主要是从应用光电以及热水体系一体化方面进行应用。与太阳能同时受到重视的,还包括了热泵技术,包括地源、水源热泵技术。例如,地源热泵技术主要是对地下的地热资源进行利用,在冷水机组进行循环运作过程中,实现低温向高温转变,为建筑供应制冷、供热以及热水的能源,其在实现包括电能在内的高品位能的少量消耗的基础上,获得明显增多的热能,COP参数值还可以能够超过5.0,是重点发展的节能环保的效制冷供暖技术。
另外,建筑节能中应用到的技术还包括了回收利用雨水技术、三维敷设制冷供暖技术、风电光电互补发电技术、光导管的自然采光技术等,都对实现建筑的节能环保起到了促进提升作用。
3 结语
在科技日新月异的当前,国家大力提倡可持续发展,建筑节能环保材料以及技术具有重组的发展空间。新材料、新技术的研究与开发已经成为了建筑节能的重点工作,加强新技术新材料的应用,能有效实现能源节约降低能耗的目的,提升建筑在构造以及使用中的合理性以及完美程度。
参考文献
[1] 蔚鹏飞.建筑节能新材料和新技术的应用[J].科技创导,2008(12).
[2] 刘加平,谭良斌,何泉.建筑创作中的节能设计[M].北京:中国建筑工业出版社,2009.
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[4] 宋毅.建筑外墙节能技术及节能材料[J].国外建材科技,2008(6).
节能材料范文6
1建筑节能用相变材料的选择与分类
被应用于建筑节能的理想相变材料必须具有以下性能:相变温度合适、相变潜热大、化学性能稳定、无毒害、成本低、热物性良好等。但实际上,没有一种相变材料可以包含以上所有性能。因此,选择相变材料时,优先考虑的是合适的相变温度和较大的相变焓,之后再考虑其他因素的影响。目前,在建筑节能领域应用较多的相变材料主要包括无机相变材料、有机相变材料和复合型相变材料[5]。有机类相变材料主要包括石蜡、脂肪酸、醇类等,其优点是应用温度范围较广、无过冷和相分离现象、可循环利用,缺点是导热系数低,易燃。无机类相变材料主要包括无机水合盐、无机金属等,其优点是单位体积潜热储存量大、成本低而易得、导热性能优良、不易燃,缺点是相变时体积变化较大、有过冷及相分离现象[6]。复合类相变材料主要包括有机-有机、有机-无机和无机-无机类相变材料,通过复合的方式,可以克服单一类型相变材料的缺点,因此这一方式已成为目前研究的热点。表1列出了在建筑领域应用的常见的一些相变材料。
2相变材料与建筑材料的复合方式
2.1直接加入法
直接加入法是指将相变材料与水泥、石膏、砂浆、混凝土等传统建筑材料直接混合,这种方法简便易行,经济成本较低。但是采用这种方法必须注意以下几点:(1)相变材料不能参与水泥的水化反应且不能与水化产物反应;(2)相变材料不能影响粘结剂和骨料之间的结合作用;(3)相变材料不能严重影响建筑材料的力学性能和耐久性。然而,大多数情况下直接加入法往往会导致相变材料发生泄漏,从而会与水化产物反应或者影响整个系统的力学性能和耐久度。Feld-man等[10]通过直接加入法在石膏板中掺入21%~22%的硬脂酸丁酯制成相变墙体,该墙体物理性能与普通石膏板相差不大,蓄热能力提高了近9倍。
2.2浸渗法
浸渗法是指将混凝土、砖块、墙板等建筑材料浸泡在液相相变材料中,通过毛细管作用吸收相变材料。李乔明[11]使用浸渗法制备了含相变石蜡的复合建筑石膏材料,发现经过100次热循环后,相变温度升高了4.3%,相变潜热下降了11%,耐久性较差。因此,此种方法制备的石膏板在实际使用中有较大的局限性。
2.3封装法
传统的复合方式会导致相变储能材料在与建筑材料的复合过程中出现严重的泄露情况,且较低的耐久性制约了相变储能材料在建筑节能领域的应用。为了解决这一问题,科研工作者们在将相变材料加入到建筑材料中之前,先进行了一次封装,从而可以有效地防止相变材料泄露,并且可以提高其力学性能和热物性。常见的封装方式包括吸附封装和微胶囊封装等。
2.3.1吸附封装
吸附封装是以吸附和浸渍的方式将相变材料吸附到膨胀珍珠岩、膨胀石墨、膨润土等多孔材料中,制备成颗粒型相变材料。多孔基体材料来源广泛,价格便宜,制得的颗粒型相变材料有效地解决了相变材料与建筑材料的相容性问题,同时某些多孔材料还可以提高整个系统的传热性能。Sari等[12,13]以膨胀珍珠岩为支撑材料,分别以癸酸和月桂酸为相变材料,制备了颗粒储能相变材料,两种脂肪酸与珍珠岩有着很好的相容性,并且珍珠岩能够吸附大量的相变材料,经过1000次以上的热循环后,两种相变材料仍然保持了良好的化学稳定性和热稳定性。在后续的研究中[14-16],又以脂肪酸的二元复合物以及脂肪酸酯作为相变材料,与水泥、石膏、蛭石、硅藻土、珍珠岩等多孔材料复合,制备了一系列的多孔基体相变复合材料。结果表明,通过二元复合法可以得到相变温度适宜的相变材料,而脂肪酸酯类的相变材料则具有较高的相变焓,且绝大多数的相变材料都具有良好的热稳定性和化学稳定性。魏艳玲等[17]以膨胀珍珠岩为支撑材料,癸酸-硬脂酸二元复合物为相变材料,利用真空吸附法制备了颗粒型储能相变材料,并将其添加到石膏基体中,制备了相变储能石膏板。结果表明,通过真空吸附法二元复合相变材料的吸附质量分数达到了75%,且经过500次热循环后仍然保持了良好的热稳定性,加入2%的铜粉后,石膏板的导热性能有了很大的提高。
2.3.2微胶囊封装
在微胶囊封装过程中,在粒径为1~1000μm的颗粒相变材料表面包覆一层较薄的天然或者人工合成的高分子膜,这种封装方式可以制备出相变温度为-10~80℃的相变材料。微胶囊封装可以有效地防止相变材料的泄漏,增大相变材料的表面积从而提高传热速率。尚红波[18]分别以原位聚合法和界面聚合法合成了十二醇/脲醛微胶囊、硬脂酸丁酯/聚脲微胶囊和硬脂酸丁酯/聚氨酯微胶囊相变材料,研究发现当采取脲醛树脂与蜜胺树脂复配的方式时,十二醇/脲醛微胶囊相变材料的产率从50%提高到90%以上;当芯材壁材质量之比为3∶1时,硬脂酸丁酯/聚脲微胶囊经过400次热循环后、硬脂酸丁酯/聚氨酯微胶囊经过1000次热循环后都具有较好的热稳定性。蒋晓曙等[19]研究了影响石蜡-密胺树脂微胶囊的储热性能、包裹效率和表观形态的2个主要因素:三聚氰胺-甲醛的物质的量比和密胺树脂的固含量。结果表明,当密胺树脂固含量控制在10%~15%之间时,对胶囊合成的影响较小,当三聚氰胺-甲醛的物质的量比为1∶3时,微胶囊颗粒表面光滑,无团聚现象,对石蜡的包裹率可以达到71%。Zhang等[20]分别以甲苯二异氰酸酯、二乙烯三胺、聚醚胺为油溶性单体,正十八烷为芯材,苯乙烯-顺丁烯二酸酐共聚物为乳化剂,乙二胺为水溶性单体,氯化钠为成核剂,使用界面聚合法制备了正十八烷/聚脲相变微胶囊材料。其中,以聚醚胺为单体制备的微胶囊比其他两者具有更光滑的表面形态,更窄的粒径分布,更高的封装效率和反渗透能力,但热稳定性相对较差。微胶囊封装虽然解决了相变储能材料耐久性的问题,但由于其高昂的封装成本,很难实现规模化生产。为了降低微胶囊式相变储能建筑材料的成本,研究者们主要从微胶囊与墙体的复合方式及微胶囊的封装材料两方面着手。Biswas等[21]制备了一种新型的微胶囊相变储能材料,将石蜡封装在高密度聚乙烯小球中,之后将其与纤维板混合,并放置在测试建筑的外墙部分。经实体测试和数值模拟发现,与将相变材料掺入整个外墙墙体相比,将相变材料掺入外墙的内侧部分可以使得墙体具有更优越的热舒适性。这种复合方式大大降低了微胶囊相变储能材料的应用成本。Wang等[22]制备了一系列以碳酸钙封装的正十八烷微胶囊相变储能材料,该相变材料有良好的热稳定性、导热性和耐久性。由于封装材料是易得、低成本的碳酸钙,使得该相变储能材料在工业化生产中有着良好的前景。
3相变材料在建筑节能领域的应用
3.1被动式相变储能
被动式相变储能指的是相变过程中完全依靠大自然的冷热源来储存能量而不借助人工冷热源[23],此类储能方式适用于昼夜温差较大的地区。Kuznik等[24]对一间翻新的办公室进行了为期1年的温度实时监测,其中一个房间的天花板和侧墙含有60%的相变石蜡微胶囊,另一个不含有相变材料其他完全相同的房间作为对比房间。研究表明,当墙体温度和空气温度在相变温度区间内变化时,相变材料可以充分发挥作用,从而调节整个房间的热舒适性。Neeper等[25]研究了相变储能石膏板的热性能,并研究了相变材料的相变温度、熔化温度的变化区间和单位面积的潜热储存量的影响。研究表明,在实际使用中日间能量存储量的范围在300~400kJ/m2之间;当相变材料的相变温度接近墙板的平均温度时,日间能量存储量可以达到最大。Entrop等[26]研究了地中海气候条件下,含有相变微胶囊的混凝土板材在夜间对整个房间的调温效果。研究者们制作了4个模拟盒子用于测试,其中有2个盒子含有5%的相变微胶囊。研究表明,含有相变微胶囊的混凝土板材的最高表面温度降低了16%,最低温度升高了7%,说明在此气候条件下,相变材料可以在不借助人工冷热源的前提下有效地储存热量。为了提高建筑物内部的热舒适性,Miguel等[27]在抹面砂浆中加入了25%的相变石蜡微胶囊,并建造了模型盒子进行热循环对比实验。研究表明,以相变储能砂浆制造的模型在春季和夏季的最高室温分别要比普通盒子低2.6℃和2℃,通过数值模拟得到的温度曲线也与实际检测的温度曲线非常接近,对相变材料的一些参数进行分析后发现,在砂浆中增加相变材料的掺量并不能明显降低室内最高温度,而针对不同的环境条件,需要使用不同相变温度区间的相变材料,从而达到最佳效果。Sayyar等[28]以癸酸和月桂酸的二元复合物为相变材料,石墨为多孔基体,制备了定形相变材料,并制成了含有夹层结构的相变石膏板,之后分别建造了含有相变石膏板和普通纸面石膏板的测试模型,对模型内的温度进行实时监控,发现含有相变石膏板的模型室内温差要比对比参照模型低11℃。经过数值模拟发现,相变材料的加入使得将温度维持在人体舒适度范围内所需要的能量节约了近79%。Pasupathy等[29]制备了一种含有无机水合盐相变材料的建筑屋顶,经数值模拟和实验验证后,发现该建筑屋顶在冬季时能将温度维持在相变温度范围内,但是到了夏季,由于屋顶温度始终维持在相变温度以上,相变材料始终处于液相,因此无法发挥蓄热作用。对此,研究者通过数值方法从理论上研究了一种含有双层相变材料的屋顶的调温作用,上层相变材料的相变温度为32℃,下层相变材料的温度为27℃。经理论分析,上层相变材料的相变温度需比夏季清晨的环境温度高6~7℃,从而可以使相变材料在热循环开始前处于凝固态。由于上层相变材料的存在,使得下层相变材料可以充分发挥调温作用,将天花板的温度控制在自身相变温度变化范围内。
3.2主动式相变储能
在某些昼夜温差较小的地区,如夏热冬冷地区,仅仅依靠大自然的冷热源,相变材料很难充分发挥其作用,为了解决这一问题,研究者们引入了人工冷热源来辅助相变材料的加热或制冷。常见的主动式相变储能装置主要包括相变蓄冷吊顶辐射供冷系统、相变储能热水采暖系统等。Koschenz等[30]制备了含有石蜡微胶囊的相变石膏天花板,并引入了毛细管冷却系统用于冷却相变材料,确保相变材料在每次热循环之前都处于完全凝固状态,使其能够充分发挥蓄热能力。通过数值模拟确定了相变天花板所需要的热性能,经过实验测试后,发现在相变材料完全融化为液相之前,天花板的温度被控制在24℃以下,室内温度被控制在28℃以下。关于这种相变天花板的防火性能还需进一步验证。冯国会等[31]研制了一种新型的相变太阳能热水采暖地板,该地板包含毛细管热水加热装置和大体积封装的相变储能材料。对该地板的热性能进行数值分析和实验验证后,发现在热水加热装置关闭的16h内,相变地板为面积为11.02m2的房间提供了37677.6kJ的热量。进一步研究表明,改变供暖水温和装饰层材料的导热系数有助于调节地板表面温度。Ansuini等[32]在轻质辐射地板中加入了颗粒相变储能材料,并在辐射地板内部插入定制的钢片,提高其导热性能。经过有限元数值分析后,发现对于一个16m2的房间,在夏季相变材料的引入可以使蓄冷辐射的用水量降低25%,但是在冬季,相变材料对于整个系统的采暖辐射没有影响。Dubovsky等[33]以冬季亚热带地区的一间中间楼层的房间为研究对象,该房间配有8扇1.5m×1.5m的窗户,同时在地板下铺设了一层20mm厚的相变石蜡层作为热源,利用便宜的谷电来加热,另一间除了没有窗户,其他配置相同。经实验比较,没有窗户的房间需要16kW的电量,要比有窗户的房间节约20%的电量。在加入了翅片后,相变材料融化和凝固的速率都得到了提高。而相变材料给予了整个房间较高的热惰性,使得即使在电加热功率不足的情况下,室内温度降低依然缓慢。牛润萍等[34]建造了两间主动式太阳房,以太阳能热水为热源,其中一间采用相变蓄热地板供暖,另一间采用干式地板供暖。经比较,使用相变蓄热供暖的房间室内最低温度比干式地板供暖的房间高2~3℃,室内温差减小3.5℃,相变材料与节能建筑围护结构结合使用,最大程度地利用了太阳能光热。闫全英等[35]研究了相变材料对热水采暖墙体热性能的影响,实时监测了墙体表面温度和热流变化,同时利用有限元分析分别对普通墙板和相变墙板的传热过程进行了数值模拟。结果表明,虽然在供暖过程中,相变墙板的表面温度比普通墙板低,但是当停止供暖后,相变墙板的表面温度和热流下降缓慢,仍然能持续向室内供热,室温波动较小。李建立等[36]以微胶囊石蜡作为相变材料,以木粉和高密度聚乙烯复合物为基质,制备了一种新型的定形相变材料,该相变材料有良好的导热性和力学性能,但是有明显的过冷度。之后,研究者们通过数值方法分析了该相变材料作为地板电采暖系统中储热层的可行性。经分析,该相变材料能够有效地调节室内温度和降低用电成本,并且相变材料的作用很大程度上取决于电采暖系统的工作模式和相变材料自身的厚度。Mazo等[37]自建了数学模型用于模拟相变材料在辐射地板中的传热过程,首先通过EnergyPlus建筑能耗模拟软件验证了所建立的建筑模型的精确度,之后建立了一维模型用于模拟辐射地板的传热过程,在此基础上引入了相变温度为27℃的颗粒定形相变材料作为案例分析。经数值模拟后发现,辐射地板引入相变材料后几乎可以完全把电能消耗从高峰期转移到非高峰期,与传统的辐射地板相比,节约了接近18%的能源消耗成本。虽然主被动式相变储能的原理比较简单,但是目前国内对于整个建筑体系储能效果的评价仍不完善,影响了相变储能材料的规模化应用。周全等[38]提出了相对时间滞后率、节能效率和峰温差3种评价指标,并自主研制了评价装置。通过相变储能石膏板和绝热材料参比板的对照试验,验证了节能评价装置的可行性。其中节能效率和相对时间滞后率能够直接和间接地评价相变材料的主被动节能性,而峰温差的引入可以进一步评价被动式相变储能建筑的节能性。
4结语