在全球积极应对气候变化的大背景下，“双碳” 目标已成为各国实现可持续发展的关键战略。建筑领域作为碳排放的重点行业，其节能减排的成效对于达成 “双碳” 目标至关重要。而低碳建材的广泛应用，无疑是推动建筑领域实现绿色转型的核心要素。随着2025年的到来，低碳建材行业呈现出诸多新的发展态势，值得深入探究。
《中国建筑能耗与碳排放研究报告 (2022年)》数据显示，2020年全国建筑全过程能耗总量为22.7亿tce，占全国能源消费总量的比重为 45.5%;全国建筑全过程碳排放总量为 50.8 亿 t 二氧化碳，占全国碳排放的比重为 50.9%。自20世纪70年代末以来，我国建筑能耗在能源总消费量中的占比从10% 一路攀升至 2020 年的 50.9%。随着城市化进程加速以及人民生活质量提升，预计这一比例最终将上升至 55% 左右，相当于每年消耗约 23 亿 t 标准煤(我国2008年全年原煤生产总量25亿t)。如此庞大的能耗占比，迫切需要低碳建材来降低建筑能耗。
《2025-2030年中国低碳建材市场专题研究及市场前景预测评估报告》指出，2005 - 2020年，我国建筑业施工面积从35亿增长至149亿，每年新增建筑面积约占世界新建建筑总量的一半，居全球首位，但单位建筑面积采暖能耗却是发达国家的 2 - 3 倍，其中 80% - 90% 未达到国际节能标准。特别是农村既有房屋超过 233 亿，达到节能标准的建筑不到 5%。以与北京气候条件相近的柏林为例，1984 年以前其建筑采暖能耗标准和北京目前水平相近，每平方米每年消耗 24.6 - 30.8kg 标准煤，到 2001 年德国这一数字降至每平方米 3.7 - 8.6kg 标准煤，建筑能耗降低至原有水平的 1/3 左右，而北京却一直维持在每平方米消耗 22.45kg 标准煤。这种差距充分表明我国建筑领域节能减排任务艰巨，也凸显了推广低碳建材的必要性。
传统墙体节能材料早期多侧重于重质单一材料，通过增加墙体厚度实现保温，近年来逐渐向复合墙体材料转变。常见的建筑保温隔热材料包括聚苯板、挤塑板、岩棉、矿渣棉、玻璃棉、聚苯乙烯泡沫、聚氨酯泡沫、膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、加气混凝土及胶粉聚苯颗粒浆料发泡水泥保温板等。这些材料为增强保温隔热性能，往往会增加材料形体中的 “静态微空气泡”，材质较为疏松。
我国建筑节能起步较晚，基础研究薄弱，部分建筑节能材料仍停留在发达国家 20 世纪 70 - 80 年代的水平。传统建筑节能材料一般呈块状，生产工艺简单、制作粗糙、材质疏松，应用后易引发质量安全事故和后续社会矛盾。而且这类材料普遍存在保温与防火性能难以兼顾的问题，墙面空鼓、开裂、渗水、饰面脱落等现象时有发生。若要达到 75% 甚至 83% 的节能标准，保温材料厚度需 10cm 以上，且房屋拆迁后材料无法重复使用，成为难以降解的建筑垃圾，造成二次污染，显然不符合低碳建材可持续发展和环境友好的要求。
长期以来，对建筑节能材料的评价主要基于 “传热系数”，该评价标准和测试方式仅适用于 “块状” 型体节能材料及热传导方式的有效测试，无法很好地适用于对抗辐射、阻对流材料功能的测试。然而，热的传递方式除了传导，还有对流和辐射。在实际大气环境中，非接触的热影响主要源于热辐射和热对流，现有节能计算却忽略了这些主要因素，将建筑保温简单等同于建筑节能。由此可见，传统建筑材料的节能评价方法亟待科学化改进，以适应低碳建材的发展需求。
建筑节能的研究需从影响建筑能耗的因素入手。建筑处于复杂多变的大气环境中，风、霜、雪、雨以及四季更替的天气时刻影响着建筑空间，自然环境温度变化直接关系到人居空间的舒适度。因此，将建筑节能单纯理解为 “建筑围护结构保温” 有失偏颇。建筑节能离不开低碳建材，研究低碳建材的作用，需先了解影响建筑能耗的环境因素，掌握环境热对建筑的影响方式及赋存状态。气象学研究表明，大气环境由密度、压力和温度确定其基本垂向结构，太阳辐射对人类居住环境影响占据主导地位。我国地域广阔、纬度跨度大，建筑节能需依据不同地域和纬度，综合考虑保温与隔热需求，深入研究太阳辐射、地球运动以及影响人居环境的热环境和热力源等因素。通过热物理思维剖析环境热流如何控制建筑热平衡动力、热迁徙轨迹以及影响人居舒适的过程，为低碳建材的研发和应用提供科学依据。
过去受 “围护结构保温即建筑节能” 观念影响，建筑节能评价体系仅关注材料的 “传热系数乘厚度”。但现有测试方法无法准确追溯一秒钟内热通过的能力，用材料厚度除以材料传热系数计算传热阻值并不完全合理。实际上，现行建筑节能标准主要针对 “富含静态微空气泡” 的块体材料制定，其他形式的材料缺乏相应的建筑节能设计标准和计算软件，这严重制约了低碳建材的多元化发展。
热传递的基本方式有对流、辐射、传导三种。在现有标准下，建筑节能计算排除了热辐射和热对流对建筑热的影响。但在实际大气环境中，气体并非质点连续排列的界面，分子间自由程大于质点时，热传递方式不再以传导为主，自然界非接触的热影响主要源于热辐射和热对流。现有节能计算忽略了这些主要因素，导致对建筑节能的理解和评估存在偏差，阻碍了新型低碳建材的推广应用。
我国建筑节能工作基础研究存在不足，许多节能措施、材料应用及节能效果评估多停留在数据计算层面，对实际应用效果检测较少，致使节能设计与材料应用真实效果脱节。随着抗辐射类材料逐渐被认可，节能计算引入 “等效热阻值” 概念和设计参数，以等效方式代替 “热阻值” 计算，这是建筑节能技术的一大进步。新型建筑节能材料应用效果的评定应基于我国现行标准和规程，借鉴传统材料应用成果和评价体系，通过相同应用环境和模拟极端气候背景条件进行类比检测，从已知推导未知，建立 “等效热阻”，以满足现行建筑节能设计计算标准，为新型低碳建材研究指明方向。
建筑节能更直接的测试方法是检测材料(或工程)的热通量，即 “得热量”。在模拟环境热条件下，对比添加绝热材料前后热通量(得热量)的变化，以此评价材料热工效果。建立统一、公平、公正、公开且无盲点的检测标准，能够消除建筑节能设计、材料性能评估和节能验收中的主观因素，推动经济社会和建设科技进步。以热物理、热平衡等理论为基础的 “等效热阻值”，借助热敏成像设备检测记录界面即时热状态，分析材料系统热通量，能够科学评定材料应用的热工效果，并通过检测结果验证材料性能，解决节能设计与实际应用效果脱节的矛盾。因此，制定统一检测方法，将所有建筑节能材料置于统一标准和检测平台上，测定实际节能效果数据，有助于促进低碳建材的优胜劣汰，提高建筑节能的经济效益和社会效益。
当前，工业建筑和民用建筑的结构体系多样，包括框架、剪力墙、框架 - 剪力墙组合、筒体、钢结构等。在这些结构体系中，传统块状建筑节能材料的应用份额逐渐减少。尤其是近年来推行的 “自保温” 体系，对于梁、柱、板及所有承重体系而言，疏松的保温材料难以适用。因此，从建筑形体角度来看，选择薄体抗辐射建筑节能材料已成为居住建筑特别是高层建筑的总体发展趋势，这也为低碳建材的发展开辟了新方向。中国工程建设标准化协会标准《建筑用真空陶瓷微珠绝热系统技术规程》(T/CECS530 - 2021)在这方面开展了深入的技术研究和实践尝试，为新型薄体(界面)抗辐射节能材料的应用提供了有力的技术和标准支撑，为低碳建材的创新应用奠定了基础。
建筑用真空陶瓷微珠绝热系统作为典型的薄体(界面)抗辐射节能材料，其微结构由抗热辐射绝热膜、陶瓷真空微珠矩阵、导热底漆三元结构组成，旨在全面阻隔环境热对建筑主体连续界面的热传递，有效调控主体建筑内有限空间的热状态，降低能耗。从严格意义上讲，“绝热系统” 的核心在于不参与热反射、热辐射、热对流和热传导，即不发生化学和物理意义上的热交换，其材料性能是热惰材料的集合，完整概念为热不作为。该系统的应用能有效阻隔不同界面间的热平衡，维持 “界面” 两侧环境热差异，这与传统汽车的 “气缸与活塞” 原理相似。在工业应用中，汽车发动机依靠气缸与活塞组成的闭合绝热系统，使活塞运动与气缸不发生热交换，从而确保发动机 / 气缸始终维持在 90℃。
建筑用真空陶瓷微珠绝热系统秉持 “影响建筑使用空间人居生活舒适度的主因是建筑热环境” 的理念，将建筑节能研究主体从建筑围护结构拓展至包裹建筑主体的大气环境。现代科技研究表明，大气环境热波在 0.2 - 2.5μm，当分子自由程大于质点颗粒时，热传递以辐射为主。因此，实现建筑节能的关键在于切断大气环境对建筑主体的影响，将 0.2 - 2.5μm 辐射波隔绝于主体建筑之外。为深入剖析大气环境与建筑主体，确定材料应用需求和功能，可将二者独立区分为 “外界” 和 “界面”：“外界” 研究大气环境热的形成与赋存状态，表现为交互、迁徙、平衡、对流等活动过程;“界面” 则涉及围护结构主体的物态特征、热传导方式、结构应用功能体现及人体舒适度感觉等。建筑用真空陶瓷微珠绝热系统作为 “分界面”，承担着切断大气环境对建筑主体裹胁的重任，不仅能隔绝 0.2 - 2.5μm 辐射波，还能依据材料热惰特性屏蔽 “外界” 和 “界面” 之间的热交换，最大程度阻隔大气环境热向建筑主体的平衡转移。
该系统拥有 WQ(室外)和 NQ(室内)两大系列产品。WQ 系列适用于波长在 0.2 - 3μm 的热辐射，可有效隔断外墙辐射热;NQ 系列适用于波长 5 - 30μm 的热辐射，能满足室内保温需求。这两大系列产品综合考虑了我国不同地域、不同纬度的实际情况，可通过 “单纯外做、内做和复合内外做” 三种方式应用，满足不同地域的节能标准要求。美国、北欧的现代化建筑已广泛使用薄体节能材料，微晶结构在解决 “热” 问题方面具有显著优势。随着类似材料在建筑领域的普及，建筑节能材料应用将实现质的飞跃，建筑用真空陶瓷微珠绝热系统作为低碳建材的优秀代表，正引领着行业的发展潮流。
随着2025年的到来，在“双碳”目标的引领下，低碳建材行业迎来了前所未有的发展机遇与挑战。我国建筑能耗现状严峻，传统节能建筑材料在能耗占比、性能以及评价方法等方面存在诸多问题，难以满足建筑节能和可持续发展的需求。而新型低碳建材，尤其是薄体抗辐射类材料，正逐渐成为建筑节能领域的新宠。建筑用真空陶瓷微珠绝热系统作为其中的典型代表，凭借其独特的结构设计、优异的隔热保温性能以及对不同地域节能标准的广泛适用性，展现出了巨大的发展潜力。
未来，建筑节能新型建材将朝着绿色、多功能和高品质化方向加速发展，兼具高效节能与绿色环保等多功能的保温隔热材料将成为市场主流。只有大力推广和应用新型低碳建材，才能有效降低建筑领域的能耗和碳排放，助力我国如期实现“双碳”目标，推动建筑行业向绿色、可持续方向转型升级。
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