建筑節(jié)能材料研究

時(shí)間:2022-09-02 09:47:56

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建筑節(jié)能材料研究

一、建筑業(yè)的能耗現(xiàn)狀

目前,人類不僅要面臨環(huán)境惡化問題,還要面臨能源短缺問題。CO2是導(dǎo)致氣候變化的主要原因。據(jù)相關(guān)報(bào)道統(tǒng)計(jì),在美國(guó)和英國(guó),每年約有40%的CO2來源于建筑業(yè)耗能;在中國(guó),每年約有33.33%的CO2來源于建筑業(yè)耗能。從這些數(shù)據(jù)來看,建筑業(yè)耗能所生產(chǎn)的CO2占CO2總產(chǎn)量的1/3。全球約有1/2的土地、木材、礦石資源被用于建筑行業(yè);全球約有1/2的電能被用于建筑照明、供暖和通風(fēng)等。從這些數(shù)據(jù)不難發(fā)現(xiàn),建筑行業(yè)的耗能非常大。從廣義上講,建筑耗能包括建材生產(chǎn)耗能、建筑建造耗能和建筑使用耗能三大部分。這里,筆者只針對(duì)建筑使用耗能進(jìn)行節(jié)能探究。中國(guó)建筑可分為三大類,即農(nóng)村居住建筑、工業(yè)建筑和城鎮(zhèn)民用建筑三大類型。在此,筆者只針對(duì)城鎮(zhèn)民用建筑進(jìn)行建筑節(jié)能探究。據(jù)統(tǒng)計(jì),中國(guó)每年建筑耗能量約為社會(huì)總耗能量的20.7%,耗能數(shù)量驚人。例如,位于北方地區(qū)的城鎮(zhèn)建筑,每年用于建筑取暖的耗煤量為1.6億噸,約占我國(guó)年產(chǎn)總煤量的11.4%;我國(guó)每年用于建筑照明的用電量約為5500度,約占我國(guó)耗電總量的27%。

二、建筑節(jié)能新材料的分類

(一)工業(yè)垃圾和廢料的再利用

工業(yè)垃圾和廢料產(chǎn)量大,嚴(yán)重污染生態(tài)環(huán)境。但可利用工業(yè)垃圾和廢料的各種特性,經(jīng)過加工后應(yīng)用在建筑領(lǐng)域。這樣,不但可以治理環(huán)境,還可為建筑行業(yè)提供新型材料。如粉煤灰?;鹆Πl(fā)電廠每年產(chǎn)生大量粉煤灰,可以將其加工后用于建材,利用粉煤灰的有效成分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。新型建筑材料具有減輕建筑負(fù)荷、降低勞動(dòng)強(qiáng)度、保護(hù)環(huán)境、節(jié)約能耗等優(yōu)點(diǎn),發(fā)揮經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

(二)玻璃的特殊加工

玻璃具有良好的穩(wěn)定性、隔音性、反射性和輕質(zhì)性。經(jīng)過特殊加工的玻璃鋼,作為建筑環(huán)保節(jié)能材料具有以下優(yōu)點(diǎn):力學(xué)性能好、輕質(zhì)高強(qiáng)、抗疲勞性能及減振性能好。施工中應(yīng)用玻璃可以降低能耗,減少施工費(fèi)用。

(三)石膏及巖棉建材

這些建筑材料具有無毒、不燃、容重小、導(dǎo)熱系數(shù)小、使用溫度高、經(jīng)久耐用等優(yōu)點(diǎn)。巖棉保溫制品的制作原材料豐富,成本低,廣泛應(yīng)用于建筑外墻。石膏具有節(jié)能和環(huán)保特性,在建筑施工中得到了廣泛應(yīng)用。

(四)納米新材料

納米新材料屬于新型節(jié)能型建筑材料,具有環(huán)保節(jié)能特性。納米新材料不僅具有滅菌消毒作用,還能將有害氣體消除,特別適用于室內(nèi)。不僅可以改善室內(nèi)空氣質(zhì)量,還能節(jié)省空調(diào)耗電量。納米新材料處于恒溫狀態(tài)時(shí),可以放熱或者吸熱,不僅可以使室內(nèi)環(huán)境溫度保持恒溫,還能夠降低電能損耗,達(dá)到建筑節(jié)能目的。

三、新型節(jié)能材料應(yīng)用案例

(一)新型節(jié)能材料的出現(xiàn)

奧運(yùn)工程中,應(yīng)用各類綠色環(huán)保建材千余種,涌現(xiàn)出一大批質(zhì)量性能高、環(huán)境行為優(yōu),具有新型節(jié)能、節(jié)材、節(jié)水效果,具有自潔、抗菌、隔音、保溫等新型功能,蘊(yùn)含高、精、尖技術(shù)的亮點(diǎn)綠色材料,充分展示了我國(guó)建筑材料領(lǐng)域發(fā)展的先進(jìn)技術(shù)水平。

(二)從奧運(yùn)看綠色節(jié)能材料

綠色奧運(yùn)是北京奧運(yùn)會(huì)提出的重要理念。開展綠色奧運(yùn),不僅保障觀眾在良好的環(huán)境中盡享體育盛會(huì),而且通過奧運(yùn)將環(huán)保理念傳播、發(fā)揚(yáng)光大。綠色奧運(yùn)是北京對(duì)世界的承諾。隨著這一承諾的踐行,綠色理念這個(gè)抽象名詞越來越具體地走進(jìn)老百姓的生活。

1.奧運(yùn)村所選用的優(yōu)質(zhì)鈦白粉涂

奧運(yùn)村建筑所用的鈦白粉涂料,屬于新型環(huán)保涂料。它不僅可以有效增大涂墻面積,而且還具有很強(qiáng)的耐沾性和耐擦性,具有較強(qiáng)的使用壽命。鈦白粉涂料相對(duì)普通涂料,涂料中的VOC、重金屬及甲醛含量極低,污染率接近于零。使用鈦白粉涂料涂抹的墻體表面,不僅手感細(xì)膩,而且氣味清香。鈦白粉涂料中添加有抗菌無毒的防霉劑,有防霉功效,保障人體健康。

2.豎向循環(huán)立管

奧運(yùn)村建筑里,每一個(gè)廚房和衛(wèi)生間的熱水龍頭都是豎向循環(huán)立管,可以有效縮短水平直管的長(zhǎng)度,使熱水在立管中循環(huán)。當(dāng)水龍頭打開時(shí),熱水可以迅速涌出,避免因?yàn)樗堫^的開啟時(shí)間過長(zhǎng),導(dǎo)致熱水變涼,造成浪費(fèi)。

3.新型材料ETFE膜

鳥巢建筑的西側(cè),是我國(guó)著名的國(guó)家游泳中心——水立方。水立方的墻體設(shè)計(jì)十分新穎,打破了傳統(tǒng)的墻體設(shè)計(jì),首次以泡沫結(jié)構(gòu)作為建筑體形的基礎(chǔ)分割結(jié)構(gòu),不僅實(shí)現(xiàn)了天花板和墻壁的自然銜接,還使天花板和墻體的連接顯得更為嚴(yán)絲合縫。雖然這種泡沫式結(jié)構(gòu)看似不結(jié)實(shí),但實(shí)際上卻具有極強(qiáng)的牢固性。水立方的泡沫結(jié)構(gòu)使用ETFE膜構(gòu)成。ETFE膜屬于一種新型材料,具有很好的抗壓性、延展性、耐熱性、耐火性及自潔性。

4.低輻射low—E中空玻璃

我國(guó)著名的籃球館——五棵松籃球館,其外表時(shí)尚靚麗,使用鋁合金材料筑成。這些合金板材遍布穿孔,使合金平面顯得錯(cuò)落有致,給人一種麥穗飄蕩的視覺效果。在合金內(nèi)側(cè),使用low—E中空玻璃材料,外面涂抹一層納米涂層,不僅提高玻璃的自潔性,還提高玻璃的隔熱性能及保溫性能。玻璃上的low—E膜層,可以將80%的紅外線折射回去,使室內(nèi)保持恒溫,具有節(jié)約能源的效果。

5.室內(nèi)新型PRC輕質(zhì)隔墻

除使用low—E中空玻璃材料外,五棵松籃球館還用到了PRC輕質(zhì)隔墻材料。這種新型材料不僅具有很強(qiáng)的防水、隔音及保溫性能,還極具環(huán)保性。五棵松籃球館的室內(nèi)PRC卷材,使用自動(dòng)焊完成材料銜接。因此,PRC輕質(zhì)隔墻材料的防雨水侵蝕性較強(qiáng)。

6.Q460E的使用

國(guó)家規(guī)定鋼材厚度不得超過100mm。但是,用于建造鳥巢的Q460E鋼板厚度卻達(dá)到了110mm。根據(jù)相關(guān)工程人員介紹,Q460E鋼材屬于我國(guó)研發(fā)的新型鋼材,不僅具有很好的抗低溫性、抗震性,還具有良好的可焊接性。用于鳥巢的Q460E鋼材,使用年限長(zhǎng)達(dá)100年,耐火等級(jí)為一級(jí)。除此之外,Q460E鋼材的抗震性可達(dá)8度。

四、結(jié)語

隨著社會(huì)的不斷發(fā)展,科學(xué)技術(shù)的不斷更新,人們的環(huán)保觀念越來越強(qiáng)烈。因此,建筑節(jié)能問題成為人們主要探究的環(huán)保問題,建筑節(jié)能材料的研發(fā)成為科學(xué)研究的焦點(diǎn)??梢姡挥型ㄟ^研發(fā)節(jié)能材料,才能真正實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能。

作者:李玲芳 單位:廣東工商職業(yè)學(xué)院