上個(gè)世紀(jì)七十年代的能源危機(jī)后，美國政府和民眾愈加意識(shí)到節(jié)約能源的重要性。在美國，由于建筑的能源消耗占美國所有能源消耗的1/3，因此在建筑中提篼能源利用效率尤為重要，新型的節(jié)能建筑材料得到了很快的發(fā)展。本文將對(duì)幾種主要的新型節(jié)能墻體材料在美國民用建筑中的應(yīng)用情況及其發(fā)展背景做一分析介紹。

　　1美國新型墻體材料的發(fā)展背景美國的民用建筑主要有單體住宅和公寓式住宅兩大類，其中單體住宅占大多數(shù)，主要分布于城市的近郊、遠(yuǎn)郊和鄉(xiāng)村地區(qū)。單體住宅多以天然氣和電力為主要的能源供應(yīng)方式，采用獨(dú)立的供熱、空調(diào)系統(tǒng)。因此，美國在提篼民用建筑能源利用效率方面采取了兩方面的措施：在建筑中使用節(jié)省能源的器具和設(shè)備，在采暖、制冷、照明等方面減少能樨的消耗。一般來說采暖和制冷是建筑中使用能源最大的部分，可編程的自動(dòng)調(diào)溫器等民用建筑中附加的能源利用效率控制措施能極大地減少這些系統(tǒng)中的能源消耗。另外，一些家庭采用了分帶加熱和制冷系統(tǒng)，這種系統(tǒng)能減少房屋中不經(jīng)常使用空間熱量和冷氣的供給。

　　加強(qiáng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱，包括門、窗、墻體、基礎(chǔ)、屋頂?shù)葘⒔ㄖ膬?nèi)、外部環(huán)境分隔開的一系列設(shè)施，在保證建筑舒適性的同時(shí)減少能源的消耗。美國使用防風(fēng)雨外重窗和門來減少熱量流失。炎熱地區(qū)的窗戶采用特殊玻璃將熱童阻擋在外邊而只讓陽光進(jìn)人。門窗的擋風(fēng)雨條也明顯地提篼了建筑的能源使用效率。

　　2新型建筑節(jié)能墻體材料圍護(hù)結(jié)構(gòu)最大的一部分是墻體，在此方面，美國使用多種新型節(jié)能墻體材料來加強(qiáng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱：（1）外墻保溫及飾面系統(tǒng)（EIFS）。該系統(tǒng)是在上世紀(jì)70年代末最后一次能源危機(jī)時(shí)期出現(xiàn)的，最先應(yīng)用于商業(yè)建筑，隨后開始了在民用建筑中的應(yīng)用。今天，EIFS系統(tǒng)在商業(yè)建筑外墻使用中占17.0%，在民用建筑外墻使用中占3.5%，并且在民用建筑中的使用正以每年17.0%~18.0%的速度增長。此系統(tǒng)是多層復(fù)合的外墻保溫系統(tǒng)，在民用建筑和商業(yè)建筑中都可以應(yīng)用。EIFS系統(tǒng)包括以下幾部分：主體部分是由聚苯乙烯泡沫塑料制成的保溫板，一般是1~ 4英寸厚，該部分以合成粘結(jié)劑或機(jī)械方式固定于建筑外墻；中間部分是持久的、防水的聚合物砂漿基層，此基層主要用于保溫板上，以玻璃纖維網(wǎng)來增強(qiáng)并傳達(dá)外力的作用；最外面部分是美觀持久的表面覆蓋層。為了防褪色、防裂，覆蓋層材料一般采用丙烯酸共聚物涂料技術(shù)，此種涂料有多種顏色和質(zhì)地可以選用，具有很強(qiáng)的耐久性和耐腐蝕能力。在美國，利用玻璃纖維做保溫材料的空心墻體的R值介于6~ 15之間，而采用EIFS做為外墻材料后，R值最篼可以達(dá)到25.因?yàn)閹缀鯖]有梁或其他的構(gòu)件需要穿過EIFS材料，因此大大地減少了建筑外墻的冷橋。與傳統(tǒng)磚、木外墻結(jié)構(gòu)相比，EIFS系統(tǒng)可以減少空氣滲透量55%.EIFS系統(tǒng)提供了。

　　很多的設(shè)計(jì)選擇，可以利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)出各種與建筑的拱、柱、梁、墻角和裝飾造型等細(xì)部精確配合的部件，其節(jié)能、隔音、防滲透效果是普通外墻材料所無法比擬的。

　　建筑保溫絕熱板系統(tǒng)（SIPS）。此材料可用于民用建筑和商業(yè)建筑，是高性能的墻體、樓板和屋面材料。板材的中間是聚苯乙烯泡沫或聚亞安酯泡沫夾心層，一般4到8英寸厚，兩面根據(jù)需要可采用不同的平板面層，例如在房屋建筑中兩面可以采用工程化的膠合板類木制產(chǎn)品。用此材料建成的建筑具有強(qiáng)度高、保溫效果好、造價(jià)低、施工簡單、節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境的特點(diǎn)。SIPS般4英尺寬，最大可以做到24英尺長，尺寸成系列化，很多工廠還可以根據(jù)工程需要按照實(shí)際尺寸定制，成套供應(yīng)，承建商只需在工地現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行組裝即可，真正實(shí)現(xiàn)了住宅生產(chǎn)的產(chǎn)業(yè)化。防火和防止蟲蟻咬噬是該產(chǎn)品需要重視的兩個(gè)問題，一般可以通過采用防火的面層及在施工前后向板中添加殺蟲劑的方式來解決。今天，SIPS材料正在逐漸取代戰(zhàn)后一直在美國民用和小型商業(yè)建筑中廣泛應(yīng)用的龍骨框架、玻纖隔熱的傳統(tǒng)墻體保溫體系。

　　隔熱水泥模板外墻系統(tǒng)（ICFS）。該產(chǎn)品是一種絕緣模板系統(tǒng)，主要由循環(huán)利用的聚苯乙烯泡沫塑料和水泥類的膠凝材料制成模板，用于現(xiàn)場(chǎng)澆筑混凝土墻或基礎(chǔ)。施工時(shí)在模板內(nèi)部水平或垂直配筋，墻體建成后，該絕緣模板將做為永久墻體的一部分，形成在墻體外部和內(nèi)部同時(shí)保溫絕熱的混凝土墻體。混凝土墻面外包的模板材料滿足了建筑外墻所需的保溫、隔聲、防火等要求。目前使用較多的RAS-TRA材料是ICFS類材料的一種，是20世紀(jì)70年代由RASTRA公司開發(fā)，近年來在美國和加拿大廣泛采用，該材料的構(gòu)造是利用內(nèi)部連貫的水平和垂直的孔槽鋪設(shè)鋼筋混凝土，形成承重墻、剪力墻、過梁或建筑的其他部分，比一般的ICFS系統(tǒng)更加節(jié)省混凝土的用量。ICFS系統(tǒng)條板中還可以鋪設(shè)門窗框及管路。此外墻系統(tǒng)可制成標(biāo)準(zhǔn)的方塊，也可以制成用于窗臺(tái)、墻角等處的特殊構(gòu)件，可采用普通木工工具在施工現(xiàn)場(chǎng)切割。由于保護(hù)性的絕熱模板提供了非常好的養(yǎng)護(hù)環(huán)境，該系統(tǒng)混凝土墻體強(qiáng)度要比在傳統(tǒng)木模板中養(yǎng)護(hù)的混凝土墻體強(qiáng)度篼50%，與傳統(tǒng)建筑材料相比，此種材料具有耐久、高強(qiáng)、隔音、防火、耐腐、節(jié)能等特點(diǎn)，同時(shí)也存在一些裝卸和安裝過程易破損、運(yùn)輸效率低的問題，但可以采用特殊的運(yùn)輸措施得到解決。

　　除此之外，還有一些其他的節(jié)能材料，例如稻草磚、空氣壓實(shí)穩(wěn)定土（PISE）、以及其他一些松散填充材料、平鋪和噴射的保溫材料等也都在埔體保溫隔熱中得到了很好的利用。

　　3影響新型節(jié)能墻體材料使用的其他因素近年來，這幾種新型建筑節(jié)能墻體材料陸續(xù)被引進(jìn)我國，但在這些材料的應(yīng)用中也不能盲目照搬，我們還需要注意一些影響這些新型節(jié)能墻體材料使用的其他因素。

　　第一、美國的設(shè)計(jì)師在建筑設(shè)計(jì)的前期就對(duì)如何利用各種節(jié)能建筑材料來提高能源利用效率進(jìn)行了有效的規(guī)劃。

　　在低能耗建筑設(shè)計(jì)方面，設(shè)計(jì)人員普遍利用ENERGY- 10等計(jì)算機(jī)軟件來輔助設(shè)計(jì)，這些軟件集合了材料選用、太陽能利用、低能耗冷卻策略、高能效建筑外型設(shè)計(jì)和機(jī)械設(shè)備能耗等各個(gè)方面。

　　第二、為了保證節(jié)能建筑材料確實(shí)達(dá)到節(jié)省能源的效果，同時(shí)也為了保證供熱、制冷、照明、通風(fēng)及其他機(jī)械動(dòng)力系統(tǒng)能協(xié)同工作來有效地利用和節(jié)省能源，美國的商業(yè)建筑和民用建筑在整個(gè)服務(wù)周期中，都要進(jìn)行一系列的節(jié)能測(cè)試和校正。為了明確現(xiàn)有房屋的能源消耗現(xiàn)狀，居民住戶可以按照一整套現(xiàn)成程序很簡單地自己來進(jìn)行房屋的節(jié)能審核，也可以委托專業(yè)能源審計(jì)師來進(jìn)行這項(xiàng)工作。美國的建筑師們認(rèn)為：一旦建筑開始服役，適當(dāng)?shù)倪\(yùn)行保養(yǎng)對(duì)有效的利用能源是最重要的。

　　除此之外，近年來，美國在建筑節(jié)能的理念上有了一些新的變化，這些變化也不同程度地反映在對(duì)節(jié)能建筑材料的選用上。在上個(gè)世紀(jì)八十年代初美國強(qiáng)調(diào)的是節(jié)省能源，建筑節(jié)能的宗旨是盡量少用能源，因此人們?cè)谀茉吹氖褂蒙弦兴鶢奚?，在建筑?jié)能的激勵(lì)上是強(qiáng)調(diào)利它主義，而且建筑使用者在建筑節(jié)能方面所處的地位也是被動(dòng)的；而本世紀(jì)初以來美國強(qiáng)調(diào)的是提高能源利用效率，其宗旨是更加聰明地使用能源，人們?cè)谀茉吹氖褂蒙狭η笞顑?yōu)化，在建筑節(jié)能的激勵(lì)上強(qiáng)調(diào)的是節(jié)約和效益，建筑使用者處于主動(dòng)的位置。

　　美國建筑在消耗大約1/3的能源的同時(shí)也制造出大約35%的溫室氣體，因此，其建筑節(jié)能事業(yè)的最終目標(biāo)是發(fā)展為與環(huán)境相協(xié)調(diào)的可持續(xù)性發(fā)展系統(tǒng)。