建筑節(jié)能設(shè)計之新型節(jié)能環(huán)保材料

1/1建筑節(jié)能設(shè)計之新型節(jié)能環(huán)保材料

摘要：論文通過對新型節(jié)能環(huán)保材料的發(fā)展趨勢及其在建筑工程中應(yīng)用的分析，總結(jié)歸納了新型保溫材料、節(jié)能門窗、水泥和粉煤灰的利用以及建筑垃圾的資源化等和建筑節(jié)能息息相關(guān)的四個方面目前的使用現(xiàn)狀，并對其以后的發(fā)展提出了建議。指出新型節(jié)能環(huán)保型建筑材料是建筑材料的未來發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：節(jié)能環(huán)保；復(fù)合保溫隔熱；鍍膜低輻射玻璃；生態(tài)水泥；建筑垃圾資源化

我國建筑技術(shù)的不斷深入發(fā)展使得建筑節(jié)能的標(biāo)準(zhǔn)也在不斷提高，在深入研究和推廣應(yīng)用先進(jìn)節(jié)能技術(shù)的基礎(chǔ)上，采用新型的節(jié)能環(huán)保材料，對推動我國在建筑領(lǐng)域內(nèi)節(jié)能工作的進(jìn)展，推廣建筑節(jié)能環(huán)保材料在建筑工程中的應(yīng)用具有重要意義。

1.新型建筑材料的發(fā)展趨勢。

新型環(huán)保型建筑材料是建材產(chǎn)品發(fā)展的必然趨勢?！h(huán)保不僅只是考慮地球資源與環(huán)境方面的因素，也要保證材料在生產(chǎn)與使用過程中資源和能源的節(jié)省。環(huán)保型建筑材料的發(fā)展應(yīng)具有以下特征[1]：

節(jié)約能源、降低能耗

與傳統(tǒng)建材相比，新型建材不僅要降低自然資源的消耗和能耗，而且能使大量的工業(yè)廢棄物得到合理的開發(fā)與利用。新型建材不僅不會對人類的生存環(huán)境造成污染，而是有益于人體的健康，有助于改善建筑功能。

減少二次污染

積極利用可循環(huán)使用的建筑材料可以減少垃圾掩埋的壓力和節(jié)省自然資源建筑物到達(dá)使用期限后，其材料應(yīng)能自然降解或轉(zhuǎn)換對自然環(huán)境具有友好性符合可持續(xù)發(fā)展的原則。

對現(xiàn)有材料進(jìn)行新的加工處理

環(huán)保型建筑材料的發(fā)展在于新材料的運用，而新材料的運用主要是對一些材料進(jìn)行新的技術(shù)處理，提高其強度和抗毀壞度，以達(dá)到作為建筑材料的要求。

2.新型節(jié)能環(huán)保材料在建筑工程中的應(yīng)用。

建筑節(jié)能的主要目的就是降低建筑耗能，我們這里所說的建筑節(jié)能，是指在滿足人們正常生活、學(xué)習(xí)和工作需要的前提下，在建筑規(guī)劃、建筑設(shè)計、建筑材料生產(chǎn)和使用、建筑設(shè)備選型和使用及建筑物施工和投產(chǎn)過程中，采用新材料達(dá)到降低建筑耗能的目的。結(jié)合目前建筑工程應(yīng)用新技術(shù)、新材料的實踐，就新型保溫材料、節(jié)能門窗、水泥和粉煤灰的利用以及建筑垃圾的資源化談幾點體會：

新型保溫材料

采用新型的保溫材料，對推動我國在建筑領(lǐng)域內(nèi)節(jié)能工作的進(jìn)展，推廣建筑保溫材料在建筑工程中的應(yīng)用具有重要意義?，F(xiàn)有保溫材料主要有無機保溫材料和有機保溫材料。無機保溫材料豐要有珍珠巖、蛭石、硅酸鈣、發(fā)泡水泥、礦棉、玻璃纖維等[2]。與有機保溫材料相比，無機保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)偏大，保溫?zé)嵝Ч圆睿阑鹱枞?，變形系?shù)小，抗老化，性能穩(wěn)定，使用壽命低；有機保溫材料則主要有發(fā)泡聚苯板、擠塑聚苯板、噴涂酚醛樹脂、酚醛樹脂泡沫板等；有機保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)小，保溫效果良好，但是，它們都容易燃燒，一旦發(fā)生火災(zāi)，會加快火焰的蔓延，而且有大量的有毒氣體排出。另外，有機保溫材料不耐老化、變形系數(shù)大、穩(wěn)定性差、安全性差。

本文正試圖提供一種兼具無機及有機保溫材料的特點，將酚醛樹脂與耐火材料特點結(jié)合，制備出一種有機/無機復(fù)合保溫隔熱材料，解決了輕質(zhì)后耐火材料的資源化問題，降低外墻保溫材料的制造成本，加強外墻保溫材料的阻燃性，減少有害氣體釋放，降低熱阻，具有重要經(jīng)濟和社會意義。提供一種以酚醛樹脂和輕質(zhì)耐火材料回收料為主要原料，添加適量的憎水、固化、潤滑和增韌劑等助劑，采用熱壓成型方法，制備一種耐火回收料和酚醛樹脂復(fù)合的保溫材料。該復(fù)合保溫材料兼有有機保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)低和無機保溫材料的強度高、阻燃之優(yōu)點。

與現(xiàn)有保溫材料及制備方法相比，該材料具有如下優(yōu)點：

（1）與其他的復(fù)合保溫材料相比，采用輕質(zhì)耐火材料回收料，回收料經(jīng)過高溫服役，呈現(xiàn)多孔結(jié)構(gòu)大大增強了與酚醛樹脂材料的結(jié)合強度；多孔結(jié)構(gòu)還能降低復(fù)合后的熱導(dǎo)率；高溫煅燒清除了無機顆粒中的低熔點物、揮發(fā)物等有損保溫、阻燃效果的成份，提高阻燃性。

（2）與現(xiàn)有有機保溫材料相比，克服了有機保溫材料的易燃、強度低、抗老化性差、使用壽命短的缺點，結(jié)合了有機保溫材料和耐火顆粒料的質(zhì)輕、導(dǎo)熱系數(shù)低的優(yōu)點。

（3）與現(xiàn)有無機保溫材料相比，克服了無機保溫材料的與有機物界面面積小，結(jié)合強度低，低熔點、揮發(fā)性成分含量高、導(dǎo)熱系數(shù)大、保溫效果差的缺點，保留了無機保溫材料的防火阻燃、變形系數(shù)小、抗老化、性能穩(wěn)定、使用壽命長的優(yōu)點。

（4）使用回收耐火材料，目前耐火材料的回收問題尚未商業(yè)化，回收成本低。將復(fù)合耐火板的成本降低到原來的30-50%。

（5）性能指標(biāo)：

阻燃等級A級。

節(jié)能門窗和節(jié)能玻璃

從目前節(jié)能門窗的發(fā)展來看，門窗的制作材料從單一的木、鋼、鋁合金等發(fā)展到了復(fù)合材料，如鋁合金—木材復(fù)合、鋁合金—塑料復(fù)合、玻璃鋼等。目前我國市場上主要的節(jié)能門窗有PVC門窗、UPVC門窗鋁木復(fù)合門窗、鋁木復(fù)合門窗、鋁塑復(fù)合門窗、玻璃鋼門窗等。就玻璃鋼門窗而言，玻璃鋼（FRP纖維增強塑料）門窗是以玻璃纖維及其制品為增強材料，以不飽和聚酯樹脂為基礎(chǔ)材料，經(jīng)拉擠工藝生產(chǎn)出的型材經(jīng)過組裝制作成的門窗。玻璃鋼門窗是繼木、鋼、鋁、塑之后的又一代新型門窗。其型材具有極高的強度和極低的膨脹系數(shù)，具有廣闊的發(fā)展前景[2]。

除結(jié)構(gòu)外，對門窗節(jié)能性能影響最大的是玻璃的性能。目前，國內(nèi)外研究并推廣使用的節(jié)能玻璃主要有中空玻璃、真空玻璃和鍍膜玻璃等。鍍膜低輻射玻璃是近年來發(fā)展起來的新型節(jié)能玻璃，鍍膜玻璃是指在玻璃表面涂覆一層或多層金屬、合金或金屬化合物薄膜，通過鍍膜以改變玻璃的光學(xué)性能，滿足某種特定要求[3]。玻璃鍍膜改變了玻璃對光線、電磁波的反射率、折射率、吸收率及其他表面性質(zhì)，賦予玻璃表面其他性能。既可以保證室內(nèi)的能見度，又能減少冬季室內(nèi)熱量向外發(fā)散，還能控制夏季戶外熱量過多的進(jìn)入室內(nèi)，提供舒適的居住生活環(huán)境，將是未來節(jié)能玻璃的主要應(yīng)用品種。

水泥的發(fā)展和粉煤灰的利用

水泥工業(yè)在我國建材行業(yè)中耗能最大，隨著水泥工業(yè)的發(fā)展，其對環(huán)境的影響也已由無節(jié)制排放污染物發(fā)展到對自身產(chǎn)生的污染物盡量回收利用，而且正在全方位地擴大利廢功能，利用其它工業(yè)廢物來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的礦物原料、燃料。至此生態(tài)水泥的產(chǎn)生解決了這些工業(yè)廢棄物所帶來的環(huán)境影響問題。所謂生態(tài)水泥就是廣泛利用各種廢棄物，包括各種工業(yè)廢料、廢渣及城市垃圾制造的一種生態(tài)材料。這種水泥能夠降低廢棄物處理的負(fù)荷，既解決了廢棄物造成的污染，又把生活垃圾和工業(yè)廢氣物作為原材料，變成有用的建設(shè)資源，從而降低了生產(chǎn)成本[4]。

粉煤灰是燃煤發(fā)電場的'廢棄物，由于其具有輕質(zhì)多孔的特點和潛在的水硬性，可以作為多種建材的生產(chǎn)原料。粉煤灰的利用范圍非常廣泛，可以用在冶金、精細(xì)化工、道路建設(shè)、機場跑道建設(shè)以及建材等領(lǐng)域。目前美國已經(jīng)開始利用粉煤灰原料開始替代傳統(tǒng)建筑材料，用于墻板、空心石柱，替代磚瓦，利用F級粉煤灰制造過火磚，利用粉煤灰與纖維合成復(fù)合材料生產(chǎn)墻體材料，以100%粉煤灰生產(chǎn)高性能砌塊。目前粉煤灰使用主要在以下兩方面：一是粉煤灰外墻裝飾板，利用70%的粉煤灰加30%的高分子材料制成的房屋外墻護角板，市場前景很好；二是粉煤灰仿制天然石，使用100%粉煤灰添加少量添加劑制造，非常適合國內(nèi)使用。開發(fā)粉煤灰建材不僅可以解決能源和資源問題，同時還可以解決這種工業(yè)廢棄物造成的污染問題。今后在粉煤灰綜合利用方面，需要重點開發(fā)研究的前沿技術(shù)課題有大摻量粉煤灰制品，各種免燒結(jié)、免蒸養(yǎng)自然養(yǎng)護工藝的粉煤灰磚制品和粉煤灰陶粒等[5]。

建筑垃圾資源化

在我國，建筑垃圾的資源化利還處于初級階段。其基本思路均為將建筑垃圾進(jìn)行分選，從而進(jìn)行分類利用。在實際的應(yīng)用方面，真正規(guī)模化利用建筑垃圾的報道目前國內(nèi)還很少。

建筑垃圾資源化是指采取管理和技術(shù)從建筑垃圾中回收有用的物質(zhì)和能源。它包括以下三方面的內(nèi)容。

（1）物質(zhì)回收：指從建筑垃圾中回收二次物質(zhì)不經(jīng)過加工直接使用，例如，從建筑垃圾中回收廢塑料、廢金屬、廢竹木、廢紙板、廢玻璃等；

（2）物質(zhì)轉(zhuǎn)換：物質(zhì)轉(zhuǎn)換是指利用建筑垃圾制取新形態(tài)的物質(zhì)。例如，利用混凝土塊生產(chǎn)再生混凝土骨料；利用房屋面瀝青作瀝青道路的鋪筑材料等；

（3）能量轉(zhuǎn)換：能量轉(zhuǎn)換是指從建筑垃圾處理過程中回收能量。例如，通過建筑垃圾中廢塑料、廢紙板和廢竹木的焚燒處理回收熱量。近幾年，我國在建筑垃圾開發(fā)利用方面投入了相當(dāng)大的資金，不少地區(qū)將建筑垃圾作為一種再生資源，對固體廢棄物加以篩分、破碎后制成建筑垃圾磚或垃圾磚取代傳統(tǒng)黏土實心磚作為砌體材料，凈化了環(huán)境，節(jié)約了能源，保護了土地資源，是一種具有經(jīng)濟效益和社會效益的產(chǎn)品，從而使建筑業(yè)走上了一條良性循環(huán)的經(jīng)濟模式，成為建筑業(yè)可持續(xù)發(fā)展的動力。

3.總結(jié)

隨著我國現(xiàn)代化進(jìn)程的進(jìn)一步推進(jìn)和節(jié)能思想的深入人心，建筑