建筑材料分析報告課件

建筑材料一、建筑耗能

當(dāng)前，我國的建筑能耗巨大，其消耗已占社會終端總能耗的30%，并且隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展而不斷上升，這個數(shù)字已經(jīng)超過發(fā)達國家建筑能耗的水平。因此，建筑能耗成為阻礙我國經(jīng)濟發(fā)展的因素。目前，我國的節(jié)能建筑面積與已建房屋面積相比還很少，這樣就潛藏著巨大的能源消耗問題。如由于我國的高耗能建筑面積十分龐大，導(dǎo)致了取暖用煤費用多消費資金上百億，也就排放了更多的二氧化碳，污染了生態(tài)環(huán)境。由此，我國為減少能源的消耗，開展了更多的建筑節(jié)能設(shè)計。我國的建筑節(jié)能水平還落后于發(fā)達國家，需要降低采暖能耗指標(biāo)。新型建筑節(jié)能材料的種類建筑節(jié)能材料主要包括以下幾種。·第一種是新型節(jié)能墻體材料，其原料是各種工業(yè)廢渣，這種材料替代了實心磚?！さ诙N是新型化學(xué)節(jié)能建材，主要是優(yōu)質(zhì)塑鋼門窗及復(fù)合塑料管道，實現(xiàn)了對木材和鋼材的替代?！さ谌N是玻璃鋼，其功能特點具有保溫、隔熱、靜音功能。（一）粉煤灰我國火力發(fā)電廠每年產(chǎn)生了大量的粉煤灰，它是工業(yè)垃圾，能夠污染生態(tài)環(huán)境。為了有效處置粉煤灰，可以將其應(yīng)用于建材。利用粉煤灰代替部分黏土制作燒結(jié)磚、空心磚、墻地磚以及粉煤灰燒結(jié)陶粒等，發(fā)展成新型環(huán)保節(jié)能建筑材料。這樣就能夠利用粉煤灰為建筑原料，有效節(jié)約垃圾占用的土地資源。（二）玻璃鋼玻璃鋼作為建筑環(huán)保節(jié)能材料具有以下優(yōu)點：輕質(zhì)高強、力學(xué)性能好、抗疲勞性能及減振性能好。玻璃鋼耐化學(xué)藥品性、隔音性能好、良好的熱性能等。玻璃鋼在建筑中的應(yīng)用主要有玻璃鋼管和玻璃鋼門窗兩大類。這種環(huán)保節(jié)能材料可以降低能耗，減少施工費用。（三）石膏及巖棉建材石膏具有節(jié)能和環(huán)保的特性，在建筑施工中得到了廣泛應(yīng)用。石膏建材的生產(chǎn)能耗比較低，這樣就大大節(jié)約能源，石膏建材具有可循環(huán)使用性，不好產(chǎn)生建筑垃圾，并且石膏建材無毒無害，具有良好的耐熱、耐火性。

巖棉保溫制品主要包括巖棉板、巖棉玻璃布縫氈、巖棉保溫條等。這些建筑材料具有不燃、無毒、容重小、導(dǎo)熱系數(shù)小，使用溫度高，經(jīng)久耐用等優(yōu)點。巖棉保溫制品的制作原材料豐富，而且成本低，促使其在建筑外墻上廣泛應(yīng)用。（四）納米材料科研人員將納米微膠囊相變材料研制成新型的環(huán)保節(jié)能型建筑材料，這種材料具有殺毒滅菌，消除有害氣體，因此能夠改善室內(nèi)空氣品質(zhì)，節(jié)約空調(diào)的能耗，納米材料在恒溫狀態(tài)下進行吸熱或放熱，有效地保持室內(nèi)環(huán)境的恒溫，降低能量的損耗，實現(xiàn)了建筑節(jié)能的目的。二、污染

隨著工業(yè)化、城市化進程的不斷推進,人們的絕大部分時間是在室內(nèi)度過,室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量對人們身心健康有著越來越重要的作用,因而室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量受到了越來越多的關(guān)注。同時我國也正不斷完善一系列的政策、法律法規(guī),以加強對室內(nèi)空氣質(zhì)量的檢測管理,但由于不符合標(biāo)準(zhǔn)的建筑材料的存在以及其他原因,室內(nèi)環(huán)境污染仍威脅著人們的健康。

1室內(nèi)環(huán)境污染的來源

目前,根據(jù)《民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染控制規(guī)范》GB50325-2001的規(guī)定,民用建筑工程竣工驗收前必須進行室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量檢測,檢測項目是規(guī)范規(guī)定的5項主要污染物:甲醛、氨、氡、苯、TVOC。

1.1甲醛

(1)用作室內(nèi)裝飾的膠合板、細(xì)木工板、中密度纖維板等人造板材。因為大部分生產(chǎn)人造板使用的膠粘劑,是以甲醛為主要成分的脲醛樹脂,板材中殘留的和未參與反應(yīng)的甲醛會逐漸向周圍環(huán)境釋放,是形成室內(nèi)空氣中甲醛的主體。

(2)用人造板制造的家具。一些廠家為了追求利潤,使用不合格的板材,在粘接貼面材料時再使用劣質(zhì)膠水,制造工藝不規(guī)范。

(3)含有甲醛成分并有可能向外界散發(fā)的其他各類裝飾材料。比如:墻紙、化纖地毯、泡沫塑料、油漆和涂料等。

1.4氯氣

氡是由鐳衰變產(chǎn)生的自然界唯一的天然放射性惰性氣體,無色無味。氡的分布很廣,室內(nèi)氡的來源主要有以下幾個方面:

(1)建筑材料是室內(nèi)氡的最主要來源。如花崗巖、磚、砂、水泥及石膏之類,特別是含有放射性元素的天然石材,易釋放出氡。

(2)在地層深處含有鈾、鐳、釷的土壤和巖石中,人們可以發(fā)現(xiàn)高濃度的氡。這些氡可以通過地層斷裂帶,進入土壤和大氣層,建筑物建在上面,氡就會沿著地面的裂縫擴散到室內(nèi)。

1.5TVOC

揮發(fā)性有機物,常用VOC表示,有時也用總揮發(fā)性有機物TVOC來表示。TVOC是空氣中3種有機污染物(多環(huán)芳烴、揮發(fā)性有機物和醛類化合物)中影響較為嚴(yán)重的一種。TVOC的主要成分有:烴類、鹵代烴、氧烴和氮烴,它包括:苯系物、有機氯化物、氟里昂系列、有機酮、胺、醇、醚、酯、酸和石油烴化合物等,主要來源于以下方面:在室內(nèi)VOC主要來自燃煤和天然氣等的燃燒產(chǎn)物以及吸煙、采暖和烹調(diào)等的煙霧,建筑和裝飾材料、家具、家用電器、清潔劑和人體本身的排放等。

在室內(nèi)裝飾過程中,VOC主要來自油漆、涂料和膠粘劑等建筑材料。檢測TVOC的技術(shù)設(shè)備條件要求較高,通常都采用氣相色譜法,但也有采傅里葉變換紅外光譜法、熒光光譜法、離子色譜法和反射干涉光譜法等。室內(nèi)VOC濃渡在0.16～0.3mg/m3時,對人體健康基本無害,但在裝修中往往要超過,特別是不當(dāng)?shù)难b修。

2造成室內(nèi)環(huán)境污染的因素

(1)有些生產(chǎn)企業(yè)受利益驅(qū)動,不執(zhí)行有害物質(zhì)限量標(biāo)準(zhǔn),仍制造銷售假冒偽劣建材、國家明令淘汰的危害人身安全健康和污染環(huán)境的建筑裝飾材料,而市場行為不規(guī)范,監(jiān)管體系不健全,給了劣質(zhì)有害建材可乘之機。

(2)檢測手段不完善,使超標(biāo)材料用于工程。建筑工程室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量監(jiān)控手段已趨于完善,而對進入施工現(xiàn)場的建筑材料和裝飾材料的監(jiān)督檢查措施,主要是按規(guī)范要求對有環(huán)保性能要求的裝飾材料查驗環(huán)保指標(biāo)檢測報告,缺乏對無機建材放射性的檢測和裝飾裝修材料有害物質(zhì)限量的復(fù)試手段。(3)設(shè)計缺乏環(huán)保意識,施工方案不合理。目前,裝飾裝修設(shè)計人員整體素質(zhì)不高,設(shè)計缺乏環(huán)保意識,材料搭配、通風(fēng)等缺少周全考慮。施工企業(yè)制定施工方案和選擇施工工藝幾乎不考慮室內(nèi)環(huán)境的影響,操作不按規(guī)范執(zhí)行。

(4)工期緊張,污染物揮發(fā)時間短。不給室內(nèi)環(huán)境污染物足夠的揮發(fā)時間就要求檢測,對正確評判工程室內(nèi)環(huán)境污染狀況帶來干擾。

(5)對于家庭裝修,老百姓環(huán)保知識缺乏,對室內(nèi)環(huán)境污染認(rèn)識不足,易受不法建材商的蒙蔽。

3對策和措施

根據(jù)目前建筑裝飾裝材料產(chǎn)品環(huán)保情況和建筑工程室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀,為切實控制裝飾裝修材料有害物質(zhì)限量,凈化市場環(huán)境,提高室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量,須采取以下對策和措施:

(1)生產(chǎn)領(lǐng)域:各級質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督部門應(yīng)把各種建筑材料的環(huán)保性能作為一項重要內(nèi)容落實到產(chǎn)品質(zhì)量管理中去,實行生產(chǎn)許可制度,對生產(chǎn)假冒低劣有害建材的企業(yè)應(yīng)追根溯源,加大懲處的力度;流通領(lǐng)域:各級工商、質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督部門應(yīng)進一步加大聯(lián)合執(zhí)法,對攤位式建材批發(fā)市場應(yīng)加大監(jiān)督抽查的頻度和力度;

使用領(lǐng)域:建立準(zhǔn)入和清出制度,凡進入市場的業(yè)主應(yīng)進行資格審查,建立誠信檔案,銷售的建筑材料產(chǎn)品應(yīng)檢測合格后方可銷售。

(2)建立和完善工程監(jiān)管體系,建立和完善無機建材放射性和裝飾裝修材料有害物質(zhì)限量的檢測手段和方法。

(3)室內(nèi)裝飾設(shè)計必須貫徹“以人為本”的原則,提高設(shè)計人員素質(zhì),提高設(shè)計圖紙審查質(zhì)量,將環(huán)境指標(biāo)控制列入圖紙審查內(nèi)容。規(guī)范施工隊伍,加大施工資質(zhì)審查力度,推廣新技術(shù)新工藝。

(4)樣板領(lǐng)路。當(dāng)室內(nèi)裝修多次重復(fù)使用同一設(shè)計時,宜先作樣板間,并對樣板間室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量進行檢測,檢測合格后再進行其他部分的裝修施工。

三、建筑循環(huán)再生

建筑活動是人類對自然資源和環(huán)境影響最大的活動之一。一座座建筑的崛起消耗了無數(shù)資源，在此過程中，不只在建材生產(chǎn)階段產(chǎn)生高污染，整個營建過程及拆除階段造成的污染也非常嚴(yán)重，人們希望能控制建筑對環(huán)境的無序索取以及無節(jié)制的破壞，這就需要針對建筑從最初的原料生產(chǎn)到隨后的施工、運營及最終的拆除的整個過程都要有清晰的認(rèn)識，由此便產(chǎn)生了建筑生命周期的概念。建筑循環(huán)再生的模式根據(jù)建筑生命周期的觀點，建筑系統(tǒng)內(nèi)部及其與整體環(huán)境之間的物質(zhì)的流動（materialflow）一般而言存在循環(huán)的現(xiàn)象。建筑循環(huán)再生的研究對象不是物質(zhì)及其系統(tǒng)的單次循環(huán)，而是建筑系統(tǒng)連續(xù)經(jīng)歷兩個或幾個單次循環(huán)的過程及特點。

建筑的循環(huán)再生有兩類，一是建筑與自然之間的循環(huán)，二是建筑系統(tǒng)內(nèi)部的循環(huán)。1．建筑與自然之間的循環(huán)

建筑與自然之間的循環(huán)實質(zhì)就是一種“利用——廢棄”的物質(zhì)單向流動過程，在此循環(huán)中，建筑系統(tǒng)從自然界得到資源能源，經(jīng)過生命周期各個環(huán)節(jié)后，以廢棄物的形式成為建筑系統(tǒng)對環(huán)境系統(tǒng)輸出的一個組成部分。建筑需求量越大，自然界的資源能源消耗量就越大；而在建筑使用壽命終結(jié)之后，又會造成建筑廢棄物數(shù)量不斷增加，導(dǎo)致自然承載力的不斷下降。這是個正反饋的過程，建筑量隨時間的增長會使物質(zhì)能量交換的趨勢加強，具有自我強化的效果。三、建筑循環(huán)再生的策略就整體而言，理論上的循環(huán)模式有上述兩種，目前相應(yīng)的常用的循環(huán)再生策略如下：1．材料循環(huán)再生“材料循環(huán)再生”系將構(gòu)件生產(chǎn)過程中的剩余材料或拆除后的廢料，經(jīng)過拆解、整修、維護、更動與裝修等處理，使其滿足新的使用需求。此類循環(huán)可分為“材料同用途循環(huán)再生”和“材料不同用途循環(huán)再生”?！盎厥铡钡娜N方式中，“直接回收”基本上是指保留成品的形式，即獨立的元素不須拆解成構(gòu)件即可再用；“改裝”則須作局部拆解，以半成品或構(gòu)件的形式回收，此時可作替換重組或變形重組的加工，然后再利用；“再生”是將全部構(gòu)造拆解還原成材料，如原料般重新制造。因此，回收路線愈長（即回收深度愈深），拆解程度愈細(xì)“再利用”是指反循環(huán)后的再次正向物質(zhì)流動，涵蓋了各種回收方式所得的資源的再使用方式。值得注意的是，再利用的方式不一定比照原來的模式，可改作他用?！皬U棄”是指以目前的技術(shù)與條件尚無法回收再利用的報廢物，一般以焚化、堆肥或掩埋等方式解決。從物質(zhì)循環(huán)的角度而言，這部分的物質(zhì)將流失，使循環(huán)回路出現(xiàn)缺口。可持續(xù)的物質(zhì)流動應(yīng)是封閉的循環(huán)回路。“材料同用途循環(huán)再生”是使用過的材料經(jīng)循環(huán)再生后再利用于相同功能的用途。如原有磚石重新壘砌、重新鑲嵌的玻璃、使用拆卸所得的型鋼組成新的結(jié)構(gòu)等，在貝丁頓生態(tài)村項目（BedZED）的室內(nèi)石膏板隔墻中就使用了54000個規(guī)格50mm×100mm和75mm×100mm的回收木材作為木壁柱以減少新木材的使用。這些回收的隔墻木壁柱既不用作結(jié)構(gòu)性支撐，也不暴露在室內(nèi)。它一旦安裝就是不可見的，因此不需要任何打磨、分類或耐久性處理。從循環(huán)再生角度來看，這種回收的木材比新木材便宜得多，減少了資源的耗費，同時對環(huán)境產(chǎn)生的影響也遠小于新的木壁柱?！安牧喜煌猛狙h(huán)再生”是使用過的材料經(jīng)循環(huán)再生后用于不同功能。在此又可細(xì)分為“材料性不同用途循環(huán)再生”及“能源性不同用途循環(huán)再生”。材料性不同用途循環(huán)再生，如結(jié)構(gòu)性廢木經(jīng)碎化處理后再制為粒片板、纖維板，或者高爐渣、粉塵、煙道去硫設(shè)施所生產(chǎn)的石膏、硅灰、鍋爐砂等原本非建筑用材經(jīng)再生處理后作為建材或其添加料；而能源式不同用途循環(huán)再生則是燃燒未經(jīng)有害涂膜處理的廢木材取得熱能。在眾多建筑材料中，礦物類質(zhì)材的循環(huán)因其產(chǎn)量占營建、拆除廢棄物之比例極高，因此相對于金屬、塑料、木材等建材的材料循環(huán)，其重要性也高。在目前的技術(shù)背景下，回收的二次礦物質(zhì)建材大部分用于道路工程，僅少部分用作混凝土的骨材，乃至建筑結(jié)構(gòu)用材。2．構(gòu)件循環(huán)再生

所謂“構(gòu)件循環(huán)再生”指將使用中或使用后之建筑構(gòu)件，經(jīng)非破壞性拆解及適當(dāng)?shù)恼?、維護措施后，保留原始構(gòu)件的形態(tài)，以行使“相同功能”或“不同功能”的方式再利用于新的使用狀況。此類循環(huán)因所需耗用的原生資源以及所產(chǎn)生之環(huán)境沖擊最小，所以被視為最高等級的循環(huán)方式?！皹?gòu)件同用途循環(huán)再生”是使用過的建筑構(gòu)件再利用于相同功能的用途。如原有鋼柱鋼梁經(jīng)拆卸后再用為柱梁構(gòu)件。在貝丁頓生態(tài)村（BedZED）項目中，使用了當(dāng)?shù)鼗厥盏匿摻Y(jié)構(gòu)框架，在拆除的建筑中直接回收利用，以創(chuàng)造可靈活運用之大跨度空間。此外，從圖關(guān)于新鋼材和回收鋼材的生態(tài)指數(shù)比較可以看出，兩者的環(huán)境影響有實質(zhì)上的不同。可見，盡管鋼材的循環(huán)再生比例很高，但它仍然極其耗能，因此仍應(yīng)避免過多使用。不過，在需要大跨度的地方，使用鋼材仍是不二選擇。