绿色建筑材料在既有建筑节能改造中的应用策略分析

引言

我国建筑总量持续增长，建筑运行阶段能耗已成为能源消费的重要组成部分。大量既有建筑因建造年代久远、节能标准落后、材料性能退化，导致能源利用效率偏低，亟需开展系统的节能改造工作。绿色建筑材料作为提升建筑节能性能的重要技术路径，具备节能、环保、可循环等特点，正在成为既有建筑改造中的核心要素。推动绿色材料在改造工程中的应用，不仅有助于实现“双碳”目标，也对改善城市生态环境与建筑品质具有重要意义。

1​材料类型与性能分析

常用绿色材料分类

绿色建筑材料是指在全生命周期中对环境负面影响较小、资源消耗较低，并具备良好健康性能的建筑材料。在既有建筑节能改造中，应用较为广泛的绿色材料主要包括无机保温材料、有机复合材料、相变储能材料和植物基生态材料等 [1]。无机保温材料如发泡玻璃、膨胀珍珠岩、岩棉，具有防火性能优异、耐久性强、热稳定性高等特点，适合用于外墙外保温和屋面保温层的改造。有机复合材料如聚氨酯泡沫、酚醛泡沫、改性聚苯板等则因其导热系数低、轻质高强而被广泛用于门窗填充、结构空腔填补等部位的节能处理。相变储能材料通过在相变过程中吸收或释放热量，实现对室温的动态调节，具有良好的热惰性和舒适性调节效果，适用于室内墙面或吊顶嵌入式布置。植物基生态材料如秸秆板、木塑复合材料等则强调材料可再生、低碳排放的特性，更加契合绿色建筑全生命周期的理念。

1.2 关键热工性能指标

评价绿色建筑材料在节能改造中的热工性能，需重点关注导热系数、热阻、热容、热稳定性及透湿性能等核心参数。导热系数反映材料传导热量的能力，是衡量材料保温性能的基础指标，数值越低代表保温效果越好，常用保温材料的导热系数通常低于 。热阻则与材料厚度直接相关，在相同导热系数下，提高材料厚度能够显著提升建筑围护结构的整体热阻，从而降低能耗。热容体现材料储热能力，高热容材料可减缓室温波动，提高热舒适性，尤其适用于昼夜温差较大的地区。热稳定性则关系到材料在高温或长期使用条件下性能保持的能力，直接影响其长期节能效果与安全性。透湿性能则影响建筑结构的防潮抗霉表现，合理控制水汽扩散对于维护墙体结构和材料本身的性能至关重要。

2​改造策略与实施路径

2.1 围护结构材料替换

围护结构是建筑与外界环境之间的热量交换边界，其热工性能直接决定建筑整体能效水平。在既有建筑节能改造中，围护结构材料替换是提高热阻性能与降低能耗的关键手段。外墙保温系统的更新通常采用外保温、内保温或夹心保温形式，选用低导热、耐久性高的绿色保温材料，如岩棉板、酚醛泡沫板和真空绝热板 [2]。屋面作为热损失和热增益的集中部位，改造时不仅需增加保温层厚度，还应引入具有高反射率和低吸热性的材料，如白色陶瓷涂层或太阳反射膜，以降低屋面温度并减少空调负荷。地面与地下结构的保温处理则需考虑防潮防霉要求，适合使用 XPS 挤塑板等材料进行热断桥处理。在材料替换过程中，还需对原有结构的承重、抗裂、防火等性能进行系统评估，避免因材料更换引发结构安全隐患。

2.2 建筑构件节能升级

建筑构件包括门窗、楼板、外遮阳系统等，其节能性能在整体改造中不可忽视。门窗作为围护结构中热损失最大的部分，改造时常采用双层或三层中空玻璃、低辐射镀膜玻璃以及断热型铝合金或塑钢窗框等高性能构件，能够有效降低传热系数并提升气密性 [3]。外遮阳系统在夏热地区具有显著的降温效果，可选用活动百叶、遮阳棚、金属格栅等可调节装置，配合智能控制系统调节光照强度与室温变化。楼板与内墙的节能升级一般以提高热容量、改善热惰性为目标，可在楼板顶部增设复合保温层，并在墙体内侧添加蓄热型材料如相变石膏板或复合混凝土板，以稳定室内温度波动。

2.3 综合系统优化路径

在建筑节能改造中，仅依靠单一构件或材料的更换难以实现整体性能的协调优化，需构建一套系统性、集成化的节能路径模型，将材料选择、结构设计、施工工艺与运行管理有机结合[4]。在实践中，应根据建筑所处气候区、功能类型、使用需求等条件，制定差异化的系统改造策略，并形成材料评估、性能模拟、方案优化、现场实施、后期运维的完整流程。图1 可清晰展示改造项目从材料筛选到运行评估的各阶段关键节点，有助于技术团队在实施过程中进行系统管控与多专业协同，该流程图强调数据驱动下的能耗诊断、热工分析与经济评估，确保每项材料与工艺选择均以性能提升与成本控制为导向，构建高效、可控的节能改造闭环系统。

3​应用案例与成效评估

3.1 典型项目改造成果

以华东地区某三层办公楼为案例，该建筑建于 1998 年，使用功能为行政办公，总建筑面积约为2800 平方米，改造前采用单层砖墙和普通钢窗，缺乏系统的保温与遮阳设计，全年能耗水平偏高。项目在节能改造过程中，更新了外围护结构保温系统，更换为岩棉外保温加外饰面层，同时全部窗体升级为中空 LOW-E 玻璃与断热铝合金窗框；屋面采用高反射陶瓷涂层并叠加复合保温层；室内部分采用相变石膏板提升热惰性，所有改造措施均选用绿色材料并兼顾施工便捷性和维护可持续性。项目竣工后，运行周期内的能源监测数据显示，单位面积能耗显著下降，建筑整体热舒适性和采光质量同步提升，用户满意度大幅改善[5]。

3.2 节能效果数据分析

为进一步分析改造成效，统计项目在运行一年后的关键能耗指标，见表 1。改造前建筑年总电耗为 124500 千瓦时，改造后降为 75600 千瓦时，总节能量为 48800 千瓦时。按当地火电排放系数估算，年减排二氧化碳量约为 39000 千克，展现出良好的环境效益。运行成本方面，因空调、电采暖与照明系统能耗明显下降，全年电费支出由原先约 65000 元降低至37400 元，节省运行支出 27600 元。从能耗结构看，围护结构与窗体改造贡献了近 70 % 的节能效应，热惰性提升材料则有效平抑了室温波动，间接降低了冷负荷需求。节能数据不仅验证了绿色材料在建筑改造中的关键作用，也反映出系统协同提升的重要性。

表 1 显示节能量为 48800 千瓦时，年运行成本降低 27600 元，改造显著提升了能源利用效率，减排效果明显。

4 结语

绿色建筑材料在既有建筑节能改造中展现出显著的技术价值与应用潜力。合理选择与科学匹配材料种类和性能，有助于提升建筑能效水平、改善室内环境质量并降低运行成本。节能改造不应局限于单一构件的更换，而应构建系统集成的优化路径，确保材料性能与建筑功能的协同提升。推动绿色材料应用，是实现建筑行业绿色转型和“双碳”目标的重要支撑力量。

参考文献

[1] 刘睿 . 绿色建筑理念下的室内装饰材料选用策略探讨 [J]. 居舍 ,2025,(15):81-83.

[2] 肖逸菲 . 绿色建筑装饰材料的节能与环保效果应用研究 [J]. 居舍 ,2025,(15):87-89+107.

[3] 姜自勤 . 绿色建筑节能背景下的外墙保温材料应用 [J]. 居舍 ,2025,(14):65-67.

[4] 杨紫岚 , 张鹏菲 , 陈凯璇 , 等 . 节能技术在建筑中的应用现状及发展趋势分析 [J]. 广西城镇建设 ,2021,(04):60-62.

[5] 王健 . 推动绿色建筑规模化发展的思考 [J]. 黄冈师范学院学报 ,2017,37(03):61-64.

作者简介：欧中平，男， 1971 年 9 月，汉族，四川省达州市，专科，助理工程师，研究方向：建筑材料