1前言

傳統(tǒng)墻體材料如黏土磚、混凝土砌塊等，雖在力學(xué)性能與施工便利性上具有優(yōu)勢，但其生產(chǎn)過程中的高能耗、高污染問題，以及使用階段保溫隔熱性能的不足，已難以滿足當(dāng)前綠色建筑與低碳城市的發(fā)展需求。因此，以節(jié)能環(huán)保為導(dǎo)向的新型墻體材料研發(fā)與應(yīng)用，對于推動建筑行業(yè)向綠色低碳方向轉(zhuǎn)型具有重要意義。

2新型節(jié)能墻體材料對綠色建筑轉(zhuǎn)型的意義

新型節(jié)能墻體材料對綠色建筑轉(zhuǎn)型的意義在于其能夠顯著提升建筑能效并契合可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。作為建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的主體，墻體的熱工性能直接影響建筑內(nèi)部環(huán)境與外部氣候的能量交換效率。高性能節(jié)能墻體通過優(yōu)化材料導(dǎo)熱系數(shù)與蓄熱能力，形成有效的熱阻隔層，在冬季可抑制室內(nèi)熱量外泄，在夏季可阻隔外部熱輻射傳導(dǎo)，降低暖通空調(diào)系統(tǒng)負(fù)荷。新型節(jié)能墻體材料通過優(yōu)化熱惰性指標(biāo)，平抑晝夜溫差波動，改善室內(nèi)熱環(huán)境穩(wěn)定性，減少對人工調(diào)溫設(shè)備的依賴，從而在建筑全生命周期內(nèi)實(shí)現(xiàn)能源消耗的階梯式遞減。

從結(jié)構(gòu)性能角度來看，新型節(jié)能墻體材料普遍具備輕質(zhì)高強(qiáng)特性，在滿足建筑力學(xué)承載要求的同時，可顯著降低結(jié)構(gòu)自重，為高層建筑和大跨度空間設(shè)計(jì)提供技術(shù)可行性，并降低建筑基礎(chǔ)負(fù)荷。新型節(jié)能墻體材料通過工業(yè)固廢資源化利用技術(shù)，將粉煤灰、建筑垃圾等轉(zhuǎn)化為墻體基材組分，減少了傳統(tǒng)建材開采量及運(yùn)輸能耗，形成資源閉環(huán)循環(huán)體系，降低了建筑全生命周期碳排放[]。

值得注意的是，節(jié)能墻體材料與光伏一體化、相變儲能等技術(shù)的耦合創(chuàng)新，為建筑“產(chǎn)能化\"轉(zhuǎn)型提供了新的可能性，這種系統(tǒng)性革新契合全球建筑領(lǐng)域“產(chǎn)能建筑”發(fā)展趨勢，為達(dá)成碳中和目標(biāo)提供了關(guān)鍵技術(shù)路徑。

3新型節(jié)能墻體材料的熱工性能優(yōu)化

新型節(jié)能墻體材料的熱工性能優(yōu)化是指提升建筑節(jié)能性能的核心，其通過材料創(chuàng)新與構(gòu)造優(yōu)化降低了墻體傳熱系數(shù)。傳統(tǒng)外墻保溫系統(tǒng)主要依賴巖棉板、保溫砂漿等材料形成隔熱層，存在占用空間、材料結(jié)合不緊密等問題；自保溫系統(tǒng)通過改良墻體材料本身的熱工性能實(shí)現(xiàn)節(jié)能，避免了空間浪費(fèi)，但在材料強(qiáng)度和熱橋效應(yīng)方面仍存在技術(shù)瓶頸。

新型節(jié)能墻體材料通過材料創(chuàng)新和系統(tǒng)優(yōu)化，有效解決了上述問題。新型無機(jī)類保溫材料，如巖棉保溫板和無機(jī)改性不燃保溫板，因兼具保溫與防火特性而得到重點(diǎn)發(fā)展。巖棉保溫板以玄武巖為基材，無機(jī)改性不燃保溫板則通過特殊工藝，在保留優(yōu)異保溫性能的同時實(shí)現(xiàn)防火性能的提升。根據(jù)GB50016-2014《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》要求，高層建筑和人員密集場所必須采用A級燃燒性能的保溫材料，因而對新型節(jié)能墻體材料的研發(fā)和應(yīng)用提出了更高標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)前，常用的外墻外保溫技術(shù)雖能有效控制熱橋、保護(hù)建筑結(jié)構(gòu)，但仍面臨施工周期長、工藝復(fù)雜等現(xiàn)實(shí)挑戰(zhàn)，亟待通過新型材料研發(fā)和裝配式施工技術(shù)創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)突破。

4新型節(jié)能墻體材料的功能特性與應(yīng)用

4.1空心粘土磚的應(yīng)用

空心粘土磚作為傳統(tǒng)建筑墻體材料，其空心結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使其在減輕自重的同時具有一定保溫隔熱性能?？招恼惩链u磚體通過內(nèi)部孔洞形成的空氣層減緩熱量傳遞，優(yōu)于實(shí)心粘土磚。

在新型墻體材料制造環(huán)節(jié)，空心粘土磚的工藝優(yōu)勢主要體現(xiàn)在資源節(jié)約與效能提升上。以 240mm×115 mm×90mm 的承重磚體為例，其內(nèi)部孔洞結(jié)構(gòu)占比約24% 的設(shè)計(jì)特性，相較于傳統(tǒng)實(shí)心磚，可降低煤炭消耗與粘土使用量的 24% 。空心粘土磚在成型階段通過優(yōu)化擠泥設(shè)備參數(shù)配置，在保持生產(chǎn)線規(guī)模不變的前提下，產(chǎn)量較實(shí)心磚提升約 30% 。此外，空心粘土磚特有的輕量化特征不僅能降低窯爐燒成能耗，還可以使成品磚塊的運(yùn)輸周轉(zhuǎn)效率提升，從而在堆垛存儲和出窯操作環(huán)節(jié)降低人工強(qiáng)度]。

4.2蒸壓加氣混凝土砌塊的應(yīng)用

蒸壓加氣混凝土砌塊材料以硅質(zhì)材料和鈣質(zhì)材料為主要成分，通過鋁粉發(fā)氣形成均勻蜂窩狀結(jié)構(gòu)，最終經(jīng)高溫高壓蒸養(yǎng)形成輕質(zhì)多孔砌塊。例如， 600mm×200 mm×200mm 的砌塊密度為 600kg/m³～700kg/m³ ，相較于傳統(tǒng)實(shí)心粘土磚降低約 60% 自重。其抗壓強(qiáng)度分為5個等級，如表1所示。從熱工性能角度分析，其導(dǎo)熱系數(shù)僅為 0.12W/（m?K）～0.18W/（m?K） ，相當(dāng)于實(shí)心粘土磚的 25% 。應(yīng)用時，配合專用粘結(jié)劑砌筑可形成連續(xù)保溫

層，有效阻斷熱橋效應(yīng)。

在工業(yè)化生產(chǎn)環(huán)節(jié)，采用自動化配料系統(tǒng)和大型蒸壓釜進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，單釜產(chǎn)能可達(dá) 300m³ ，養(yǎng)護(hù)周期縮短至8h～10h ，較傳統(tǒng)燒結(jié)工藝節(jié)能 65% 以上。砌塊尺寸精度控制在 ±2mm 以內(nèi)，配合薄層砂漿施工技術(shù)可使灰縫厚度縮減至 3mm～5mm ，墻體平整度偏差不超過 4mm 砌筑效率提升 40% 以上。其特有的微孔結(jié)構(gòu)兼具濕度調(diào)節(jié)功能，可控制室內(nèi)相對濕度，配合外飾面彈性抗裂砂漿使用，可解決傳統(tǒng)墻體施工中常見的溫度收縮裂縫問題。建筑常用的蒸壓加氣混凝土砌塊密度級別為B06和B07，在具體應(yīng)用過程中需要考慮導(dǎo)熱系數(shù)、干密度、蓄熱系數(shù)、修正系數(shù)等，如表2所示。

4.3輕集料混凝土節(jié)能墻體材料的應(yīng)用

輕集料混凝土通過摻入陶粒、膨脹珍珠巖、火山巖等輕質(zhì)骨料替代傳統(tǒng)砂石，形成兼具結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與保溫性能的新型墻體材料。輕集料混凝土導(dǎo)熱系數(shù)為0.28W/（m?K）～0.45W/（m?K） ，較普通混凝土降低 40%～60% ，抗壓強(qiáng)度可滿足 3.5MPa～20MPa 的承重與非承重墻體需求，如表3所示。

輕集料混凝土采用預(yù)拌工業(yè)化生產(chǎn)模式，通過優(yōu)化骨料級配與膠凝材料配比，實(shí)現(xiàn)干表觀密度 ?1950 kg/m³ 。生產(chǎn)過程中利用引氣劑與減水劑的協(xié)同作用，使混凝土含氣量穩(wěn)定在 4%～6% ，既保證泵送施工性能，又提升材料熱阻值。輕集料混凝土墻體采用現(xiàn)澆與預(yù)制結(jié)合工藝。

4.4復(fù)合夾芯保溫節(jié)能墻體材料的應(yīng)用

復(fù)合夾芯保溫墻體采用 190mm 承重砌塊與 90mm 裝飾砌塊構(gòu)成雙層圍護(hù)結(jié)構(gòu)，中間層設(shè)置 50mm 保溫苯板與 20mm 空氣層形成復(fù)合隔熱腔體，通過防腐處理的鋼筋網(wǎng)片實(shí)現(xiàn)內(nèi)外葉砌塊的連接。

復(fù)合夾芯保溫節(jié)能墻體在工程應(yīng)用中的優(yōu)勢如下：

（1）其多功能集成特性將承重、保溫與裝飾功能整合于單一墻體系統(tǒng)，順應(yīng)現(xiàn)代建筑工業(yè)化發(fā)展趨勢。（2）相較于傳統(tǒng)黏土墻的 240mm 厚度，新型復(fù)合墻體僅需190mm 即可滿足要求，通過優(yōu)化構(gòu)造層次節(jié)省了 21% 的墻體空間。（3）保溫層采用疏水性能優(yōu)異的改性聚苯乙烯材料，配合空氣間層的熱阻效應(yīng)，提升了墻體在極端氣候條件下的耐久性，降低全生命周期維護(hù)頻率。（4）裝飾砌塊模塊化設(shè)計(jì)支持多樣化的表面肌理與色彩搭配，其抗褪色特性規(guī)避了傳統(tǒng)飾面材料的周期性維護(hù)需求。（5）在保證墻體熱工性能的前提下，無需附加保溫砂漿層即可達(dá)到現(xiàn)行節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，為建筑內(nèi)外裝飾提供了更大的設(shè)計(jì)自由度。

4.5再生骨料混凝土

再生骨料混凝土通過回收建筑拆除廢料進(jìn)行骨料再生，經(jīng)過破碎、篩分與強(qiáng)化處理后部分替代天然骨料，形成具有良好環(huán)保效益的墻體材料。再生骨料混凝土材料能夠在保持結(jié)構(gòu)性能的同時，降低建筑垃圾處理壓力，其輕質(zhì)化特性減輕了建筑荷載并提升了墻體熱工性能。生產(chǎn)過程中采用移動式破碎設(shè)備實(shí)現(xiàn)建筑垃圾的就地轉(zhuǎn)化，通過優(yōu)化再生骨料級配與界面處理技術(shù)，確保材料滿足工程標(biāo)準(zhǔn)要求。施工環(huán)節(jié)結(jié)合預(yù)拌混凝土工藝，摻入工業(yè)廢料與外加劑改善工作性能，使材料具備良好的流動性和密實(shí)度。在預(yù)制構(gòu)件領(lǐng)域，再生骨料混凝土通過蒸汽養(yǎng)護(hù)工藝縮短生產(chǎn)周期，其抗凍性與耐久性可滿足常規(guī)建筑需求。再生骨料混凝土不僅能降低天然資源消耗，還可以減少碳排放，其復(fù)合構(gòu)造設(shè)計(jì)通過中空層優(yōu)化進(jìn)一步阻斷熱橋效應(yīng)。

4.6相變儲能材料

相變儲能材料通過物質(zhì)相態(tài)轉(zhuǎn)變過程中的潛熱吸收與釋放特性，實(shí)現(xiàn)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的動態(tài)熱管理。相變儲能材料根據(jù)相變溫度范圍可分為低溫相變體（ 18^°C～ 28°C ）與中溫相變體（ 28^°C～40^°C ），其儲能密度可達(dá)顯熱儲能的5＼～8倍，在墻體系統(tǒng)中主要采用微膠囊技術(shù)，即將微膠囊摻入混凝土基材，或通過復(fù)合板材夾層構(gòu)造實(shí)現(xiàn)熱特性調(diào)控。微膠囊工藝通過應(yīng)用高分子材料封裝相變核心物質(zhì)，形成粒徑 50μm～200μm 的穩(wěn)定單元體，在保證材料力學(xué)性能的同時規(guī)避相變介質(zhì)泄漏風(fēng)險(xiǎn)。工程應(yīng)用中多選擇石蠟類、脂肪酸類有機(jī)相變體系，其相變焓值為 180kJ/kg～240kJ/kg ，通過與多孔骨料的復(fù)合改性，可將相變材料負(fù)載量提升至 35%～45% 。

相變儲能墻體采用預(yù)制裝配式構(gòu)造，通過精確控制相變層厚度與分布密度，實(shí)現(xiàn)晝夜溫差條件下的自適應(yīng)熱調(diào)節(jié)。其特有的熱滯后效應(yīng)可將室內(nèi)溫度波動幅度降低 40%～60% ，在過渡季節(jié)可完全替代輔助供暖制冷設(shè)備。材料研發(fā)領(lǐng)域正著力突破無機(jī)水合鹽體系的過冷度控制技術(shù)，通過成核劑添加與納米封裝工藝，可提升結(jié)晶溫度穩(wěn)定性。

5結(jié)論

新型節(jié)能墻體材料在綠色建筑中的應(yīng)用具有較好的技術(shù)優(yōu)勢和環(huán)境效益，其熱工性能、結(jié)構(gòu)性能及環(huán)境效益的優(yōu)化，提升了建筑能效，降低了全生命周期能源消耗及碳排放，并推動了建筑業(yè)的綠色低碳轉(zhuǎn)型。相變儲能材料等創(chuàng)新技術(shù)的引人，提升了墻體材料的動態(tài)熱管理能力，為建筑室內(nèi)環(huán)境的舒適性提供了有力保障，并為建筑“產(chǎn)能化\"發(fā)展提供了新的可能性。未來，隨著材料科學(xué)的不斷進(jìn)步和建筑技術(shù)的持續(xù)創(chuàng)新，新型節(jié)能墻體材料將在綠色建筑領(lǐng)域發(fā)揮更加重要的作用，為實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)及建筑“產(chǎn)能化\"轉(zhuǎn)型貢獻(xiàn)力量。

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