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探討新型節能型建筑材料的發展之路

作者：中國建筑鋼結構資訊網    
時間：2012-07-06 11:11:58 [收藏]
      隨著經濟的發展和人民物質生活水平的提高，城鄉建筑迅速增加，建筑耗能的問題日益突出，資料顯示：建筑行業能耗占到了全社會總能耗的40％～50％。因而建筑節能問題已越來越被政府和
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          隨著經濟的發展和人民物質生活水平的提高，城鄉建筑迅速增加，建筑耗能的問題日益突出，資料顯示：建筑行業能耗占到了全社會總能耗的40％～50％。因而建筑節能問題已越來越被政府和社會各界所重視，'建設節約型社會'已成為當今社會廣泛關注的一個重要主題，我國政府適時制定了中長期節能規劃，在規劃中建筑業被列為節能與環保的重點行業。而建材行業作為消耗自然資源、能源高，破壞土地多，廢氣、粉塵排放量大，對大氣污染嚴重的行業，節能問題更是重中之重。
    　　
    　　一、發展新型節能型建材的必要性
    　　
    　　長期以來，我國建材行業沿用了粗放型傳統生產模式，對自然資源重開發、輕保護，對生態環境重利用、輕改善。'十一五'是我國社會建設的重要時期，也是建筑材料發展的一個重要時期，因而建筑材料的發展應以滿足建筑節能需要為重，節能建筑材料作為節能建筑的重要物質基礎，是建筑節能的根本途徑。在建筑中使用各種節能建材，一方面可提高建筑物的隔熱保溫效果，降低采暖空調能源損耗；另一方面又可以極大地改善建筑使用者的生活、工作環境。因此，走環保節能建材之路，大力開發和利用各種高品質的節能建材，是節約能源，降低能耗，保護生態環境的迫切要求，同時又對實現我國21世紀經濟和社會的可持續性發展有著現實和深遠的意義。
    　　
    　　此外，在傳統建筑材料基礎上大力發展新型建筑材料也是節能建材研究領域一個重要的方面，主要包括新型墻體材料、保溫隔熱材料、防水密封材料、陶瓷材料、新型化學建材、裝飾裝修材料以及各種工業廢渣的綜合利用等。
    　　
    　　因此，發展新型節能型建筑材料，就成為未來建筑材料的主要發展方向和趨勢，對于落實科學發展觀和構建資源節約型社會具有重要的現實意義。
    　　
    　　二、新型節能型建材的發宸趨勢
    　　
    　　A.新型墻體材料
    　　
    　　墻體材料在房屋建材中約占70％，是建筑材料的重要組成部分。綠色建材是建材發展的方向，因而發展墻體材料，一定要按照建材綠色化的要求，與資源綜合利用、保護土地和環境緊密結合起來，通過限制粘土磚，優化墻體材料產業與資源、環境、社會發展的關系，實現墻體材料的可持續發展，促進人與自然的和諧發展。
    　　
    　　新型墻體材料的發展應有利于生態平衡、環境保護和節約能源，既要符合國家產業政策要求，又要能改善建筑物的使用功能，同時堅持'綜合利廢、因地制宜、市場引導'的原則，要充分利用本地資源，綜合利用粉煤灰及其他工業廢渣生產墻體材料，加快輕質、高強、利廢的新型墻體材料的發展步伐。如利用資源豐富的粉煤灰、煤矸石、礦渣等，取代粘土生產粉煤灰燒結磚，煤矸石燒結磚，礦渣磚。
    　　
    　　就其品種而言，新型墻體材料主要包括磚、塊、板等，如粘土空心磚、摻廢料的粘土磚、非粘土磚、建筑砌塊、加氣混凝土、輕質板材、復合板材等。其中加氣混凝土是集承重和絕熱為一體的多功能材料，根據目前國家的節能標準，唯有加氣混凝土才能做到單一材料達標(節能50％)的要求，而用板材做墻體材料是今后墻材發展的趨勢，因此加氣混凝土制品作為今后墻體材料的首選，有著巨大的發展前景。又如蒸壓輕質加氣混凝土板具有質輕、保溫、隔熱、防火等優良性能，應用于新結構體系如鋼結構中，被認為是理想的維護結構材料。
    　　
    　　因此，要適應建筑應用的需要，將新型墻體材料的發展與提高建筑性能和改善建筑功能結合起來，使其具有更強的生命力，因地制宜地發展各種新型墻體材料，從而達到節能、保護耕地、利用工業廢渣、促建筑技術發展的綜合目的。
    　　
    　　B.防水密封材料
    　　
    　　防水材料是建筑業及其他相關行業所需要的重要功能材料，是建材工業的一個重要組成部分。隨著我國國民經濟的快速發展，工業建筑與民用建筑對防水材料提出了多品種高質量的要求，而在橋梁、隧道、國防軍工、農業水利和交通運輸等行業和領域中也都需要高質量的防水密封材料。
    　　
    　　我國建筑防水材料的發展十分迅速，已徹底擺脫了紙胎油氈一統天下的落后局面，目前擁有瀝青油氈(含改性瀝青油氈)、合成高分子防水卷材、建筑防水涂料、密封材料、堵漏和剛性防水材料等五大類產品。相比國外先進國家，目前我國防水材料行業主要存在以下問顥．
    　　
    　　(1)產品結構不合理，新型防水密封材料的產量不高，市場占有率不高；
    　　
    　　(2)產品質量普遍偏低，假冒產品充斥市場；
    　　
    　　(3)設計施工應用技術有待提高，工程建筑滲漏還相當嚴重。
    　　
    　　因此，防水材料工業亟需調整結構、規范市場。在發展方向上，應重點發展新型防水材料，擴大新型防水材料(如SRS、APP、APO等改性瀝青油氈和高分子防水卷材等)的市場份額。
    　　
    　　C.保溫隔熱材料
    　　
    　　墻體特別是外墻的傳熱在建筑物總體傳熱中占比例最大，我國多采用保溫節能墻體。墻體保溫式根據保溫層位置的不同可分為：外墻外保溫、外內保溫和中空夾心復合墻體保溫等3種。目前我的外墻保溫技術發展很快，是節能工作的重點。時，外墻保溫技術的發展與節能材料的革新是密不分的，建筑節能以發展新型節能建材為前提，必須足夠的保溫隔熱材料作基礎。而節能材料的發展必須與外墻保溫技術相結合，才能真正發揮其作用。因此，在大力推廣外墻保溫技術的同時，要加強新型節能材料的開發和利用。
    　　
    　　近年來，我國保溫隔熱材料的產品結構發生有明顯的變化：泡沫塑料類保溫隔熱材料所占比例逐年增長，已由2001年的21％上升到2005年的37％；礦物纖維類保溫隔熱材料的產量增長較快，但其所占比例基本維持不變；硬質類保溫隔熱材料制品所占比例逐年下降。我國目前常用的外保溫技術體系包括：膠粉聚苯顆粒外保溫、現澆混凝土復合無網聚苯顆粒外保溫、現澆混凝土復合有網聚苯顆粒外保溫、巖棉聚苯顆粒外保溫、外表面噴涂泡沫聚氨酯和保溫涂料等。在上述幾種保溫體系中，保溫涂料綜合了涂料以及保溫材料的雙重特點，干燥后形成有一定強度及彈性的保溫層，符合外保溫材料的要求。
    　　
    　　目前我國保溫材料的主要發展方向有：
    　　
    　　(1)現有產品性能的提高和改進。
    　　
    　　(2)研制開發復合型保溫涂料。應向固化塊、憎水、粘結強度高、密度小和成本低等方向發展。
    　　
    　　(3)注重環保，充分利用三廢開發保溫涂料，并遵循涂料發展的潮流，向水性化、環保化的方向發展。
    　　
    　　D.節能門窗和節能玻璃
    　　
    　　從目前節能門窗的發展來看，門窗的制造材料從單一的木、鋼、鋁合金等發展到了復合材料，如鋁合金一木材復合、鋁合金一塑料復合、玻璃鋼等。目前我國市場主要的節能門窗有：PVC門窗、鋁木復合門窗、鋁塑復合門窗、玻璃鋼門窗等。就玻璃鋼門窗而言，其型材具有極高的強度和極低的膨脹系數，具有廣闊的發展前景。
    　　
    　　除結構外，對門窗節能性能影響最大的是玻璃的性能。目前，國內外研究并推廣使用的節能玻璃主要有：中空玻璃、真空玻璃和鍍膜玻璃等。
    　　
    　　(1)中空玻璃在發達國家已經是新建住宅法定的節能玻璃，但我國中空玻璃的使用普及率還不到1％，從國內外的實踐來看，推廣使用中空玻璃將是實現門窗節能的一個重要途徑。
    　　
    　　(2)真空玻璃在節能方面要優于中空玻璃，從節能性能比較，真空玻璃比中空玻璃節電16％一18％：
    　　
    　　(3)熱反射鍍膜玻璃的使用不僅具有節能和裝飾效果，可起到防眩、單面透視和提高舒適度等效果，還可大量節約能源，有效降低空調的運營經費；
    　　
    　　(4)鍍膜低輻射玻璃又稱low-E玻璃，是近年來發展起來的新型節能玻璃，采用真空磁控濺射法在玻璃表面鍍上多層金屬或其他化合物組成的膜。這種玻璃對380nm一780nm的可見光具有較高的透射率，同時對紅外光(特別是中遠紅外光)具有較高的反射率，既可以保證室內的能見度，又能減少冬季室內熱量的向外發散，還能控制夏季戶外熱量過多地進入室內，提供舒適的居住生活環境，將是未來節能玻璃主要應用品種。
    　　
    　　E.建筑垃圾的綜合利用
    　　
    　　近幾年，我國在建筑垃圾開發利用方面投入了相當大的資金，不少地區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用作路基墊層及地基墊層；對不可理垃圾則堆山造景加以利用。其中，建筑垃圾磚取代傳統粘土實心磚作為砌體材料，凈化了環境，節約了能源，保護了土地資源，是一種具有經濟效益和社會效益的產品，從而使建筑業走上了一條良性循環的經濟模式，成為建筑業可持續發展的動力。
    　　
    　　F.水泥的發展和粉煤灰的利用
    　　
    　　水泥工業在我國建材行業中能耗最大，因此要大力發展生態水泥。所謂生態水泥就是廣泛利用各種廢棄物，包括各種工業廢料、廢渣及城市垃圾為原料制造的一種生態建材。這種水泥能夠降低廢棄物處理的負荷，既解決了廢棄物造成的污染，又把生活垃圾和工業廢棄物作為原材料，變成了有用的建設資源，從而降低了生產成本。生態水泥的主要品種有：環保型高性能貝利特水泥，低鈣型新型水硬性膠凝材料，堿礦渣水泥等。
    　　
    　　粉煤灰是燃煤發電場的廢棄物，由于其具有輕質多孔的特點和潛在的水硬性，可以作為多種建材的生產原料。開發粉煤灰建材不僅可以解決能源和資源問題，同時解決了這種工業廢棄物造成的污染問題。今后在粉煤灰綜合利用方面，需要重點開發研究的前沿技術課題有：大摻量粉煤灰制品；各種免燒結、免蒸養自然養護工藝的粉煤灰磚制品和粉煤灰陶粒等。
    　　
    　　G.其他節能建筑材料
    　　
    　　太陽能是人類可以利用的最豐富、最潔凈、最理想的能源，隨著太陽能光電轉換技術的不斷突破，在建筑中利用太陽能成為了可能。因此，美、日、歐等工業發達國家非常重視太陽能的利用，紛紛推出開發《太陽屋計劃》。我國太陽能的利用近年來取得了可喜的成果：天津市奇信太陽能科技有限公司已成功研制建材化太陽能集熱器，成為國內建材太陽能技術發展的先行者；而號稱為中國太陽能第一樓建筑的北京北苑太陽能示范工程，其能源全部采用太陽能，已良好運轉半年之久。
    　　
    　　可以預見，采用光能轉換技術與建筑的屋頂、外墻、窗戶等結合集結成復合產品，很可能成為2l世紀一類重要的新型建材制品，既可作為建筑的制品或部品，又可以進行太陽能發電，將有極為廣闊的發展前景。

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