论文部分内容阅读
【摘 要】现代绿色建筑材料作为现代绿色建筑的载体,其发展就是现代绿色建筑的发展。本文对现代常见的绿色建筑材料进行了探讨。
【关键词】 绿色建筑材料;混凝土;木材
Green building and green building material of first step study
Huang Kai
(Yingchuanshi building profession administrative office Yingchuan Ningxia 750001)
【Abstract】Modern green building the material be a modern green building of carry a body, it development be modern green building of development.This text familiar to modern green building the material carried on study.
【Key words】Green building material;Concrete;Timber
2l世纪人类共同的主题是可持续发展,对于城市建筑来说亦必须由传统高消耗型发展模式转向高效绿色型发展模式,绿色建筑正是实施这一转变的必由之路,是当今世界建筑发展的必然趋势。绿色建筑是指为人类提供一个健康、舒适的工作、居住、活动的空间,同时实现最高效率地利用能源、最低限度地影响环境的建筑物。它是实现“以人为本”、“人——建筑——自然”三者和谐统一的重要途径,也是我国实施二十一世纪可持续发展战略的重要组成部分。绿色建筑遵循可持续发展原则,体现绿色平衡理念,通过科学的整体设计,集成绿化配置、自然通风、自然采光、低能耗围护结构、太阳能利用、地热利用、中水利用、绿色建材和智能控制等高新技术,充分展示人文与建筑、环境及科技的和谐统一。绿色建筑具有选址规划绿色合理、资源利用高效循环、综合措施有效节能、建筑环境健康舒适、废物排放减量无害、建筑功能灵活适宜等六大特点,不仅可满足人们的生理和心理需求,而且能源和资源的消耗最为经济合理,对绿色环境的冲击最小。
1. 何谓绿色建筑与绿色建材
绿色建筑起源于20世纪80年代,它是指为人类提供一个健康,舒适的活动空间,同时最高效率地利用能源最低限度地影响环境的建筑物。主要应达到以下三点:一是减少对地球资源与环境的负荷和影响;二是创造健康舒适的生活环境;三是与周围自然环境相融合。目前正在发展的绿色建筑有太阳能建筑、生态建筑、健康建筑、资源保护屋、植物建筑等。采用清洁生产技术,少用天然资源和能源,大量使用废弃物生产的利于环境保护和人体健康的绿色建材正在积极开发,“以人为本、天人合一”正是现代建筑追求的目标。如有代表性的绿色建筑是2000年悉尼奥运会场馆,它具有超前的环保意识,太阳能技术,水资源保护和污水,垃圾处理技术等环保科技得到了大范围的应用。清华大学设计中心楼是北京首座绿色建筑,也是我国较早的绿色建筑之一。该建筑采用了缓冲层策略——以减少采暖能耗和增加空气流通;利用自然能源策略——采用太阳能光电板发电技术:健康化,无害化策略——采用低放射性污染建筑材料和再生材料等。
绿色建材是生态环境材料在建筑材料领域的延伸,从广义上讲,绿色建材不是一种单独的建材产品,而是对建材“健康,环保,安全”等属性的一种要求,对原材料生产,加工,施工,使用及废弃物处理等环节贯彻环保意识并实施环保技术。现代绿色建材是指具有优异的质量、使用性能和环境协调性的建筑材料。其性能必须符合或优于该产品的国家标准;在其生产过程中必须全部采用符合国家规定允许使用的原、燃材料,并尽量少用天然原燃材料,同时排出的废气、废液、废渣、烟尘、粉尘等的数量、成份达到或严于国家允许的排放标准;在其使用过程中达到或优于国家规定的无毒、无害标准,并在组合成建筑部品时不会引发污染和安全隐患;其使用后的废弃物对人体、大气、水质、土壤等造成较小的污染,并能在一定程度上可再资源化和重复使用。
2. 我国材料工业的现状
我国材料工业的现状概括起来为“大而不强”,主要表现为“四大五低”。“四大”是:建筑产品产量大;企业数量大,多达22万家;职工队伍大,约1300万人;能源消耗大,同时带来了严重的环境污染。“五低”是:劳动生产率低,集约化程度低,科技含量低,市场应变能力低,经济效益低。建材工业必须改变以浪费资源和牺牲环境为代价的发展方式,加快推行清洁生产,向高质量,节能,节水,利废和环保的方向发展。
3. 现代绿色材料
3.1 现代绿色混凝土材料。 混凝土是现代建筑的主要建筑用材,所以发展绿色混凝土材料对于绿色建筑至关重要。
(1)高性能混凝土材料。高性能混凝土是一种新型的高技术的混凝土,其大幅度的提高常规混凝土性能的基础上,具有优良的耐久性、适用性、工作性、各种力学性能、体积稳定性和经济合理性等性能。高性能混凝土除采用优质水泥、水、集料外,还必须采用低水胶比掺加足够数量的矿物细掺料和高效外加剂,采用现代混凝土技术,选用优质原材料,在妥善的质量控制下制成。
(2)利用废弃混凝土生产的绿色混凝土。现在大量的研究表明,废弃混凝土可用作再生混凝土的骨料,也可取代部分优质石灰石生产水泥。将废弃混凝土清洗、破碎、分级并按一定比例配合后得到的骨料称为“再生骨料”,将再生骨料作为部分或全部骨料配置的混凝土成为“再生混凝土”。实验表明再生混凝土的抗压强度可满足设计要求,其它力学性能指标和耐久性指标与普通混凝土基本接近(抗压强度、弹性模量有所降低),用水量比普通混凝土多。
(3)加气混凝土。加气混凝土(其中一类)是以石英沙为基础,以水泥和石灰为胶凝材料,以石膏为硬化剂,铝粉为发泡剂,经高温高压养护后形成的多孔状材料。
(4)合成纤维混凝土。合成纤维混凝土现已得到广泛应用。对增强混凝土早期抗拉强度,防止早期由沉陷、水化热、干缩而产生的内蕴微裂纹,减少表面裂缝和开裂宽度,增强混凝土的防渗性能、抗磨损抗冲击性能及增强结构整体性有显著作用。
(5)多孔预制块植栽混凝土。植栽混凝土有连续的空隙,在空隙部分,使用特殊的工艺技术填充无机培养土、肥料和种子等混合生长基料,施工后,种子发芽和生长所需要的水分,除靠保存在生长基料中的雨水外,还可吸收植栽混凝土下面的基层培养土中的水分,不需要另外浇水,这样既实现了绿化,有能防止构筑物表面被污染和侵蚀。植栽混凝土还具有相当好的透水性能,雨水可向地下渗透,这样有可以补充地下水资源,有可以减少城市市政雨水管道的排水压力。
3.2 木材。
木材成为现代绿色建材的亮点,其随着技术的进步出现了许多新的使用形式。
(1)彩色木材:利用先进的染色技术,使原生树木中所没有的色彩渗透在木材组织中,形成彩色木材。它又可分为两种,一种先天着色木材。即在树木生长各个时期,往树木根部浇灌或在树干部位灌注无害的水溶性配色营养液,色彩沿树木内部导管传输并被吸收、着色,形成彩色的木纹。另一种是后天着色木材。即选择富于纹理的木材切片,先脱色处理,然后染上合适的颜色。彩色木材适合作家具、天花板、墙面等大面积表面装饰,别有情调。
(2)瓷化木材:用饱含钡离子的化学溶液浸泡木材使钡离子扩散、渗透到木材组织和细胞内,采用一定的工艺处理过程,木材变成瓷化木材。瓷化木材疏水、稳定、阻燃性能优异。经喷射火焰试验,不出火苗、几乎无烟,只产生低度碳化。这种超级阻燃木材适合大厅家具和装饰,适合车辆内部尤其是大型公共娱乐场所的内部装修。
(3)塑化木材:将乙烯类树脂加压注入木材内部,形成塑化木材。塑化木材具有很强的压缩、弯曲、剪切综合强度,大大地缩小了诸如劈裂等缺陷,具有很强的耐磨强度和硬度。塑化木材将广泛用于地板装修工程中。
(4)疏水木材:疏水木材在潮湿空气中膨胀率只有普通木材的一半,吸水率只有普通木材的1/5,疏水材料的原理是将木材中亲水性的活性羟基转化成疏水性的乙酰基。疏水木材可以用作浴室内装修、桌面和船舶内家具等,还可用于露天的装修。
3.3 保温隔热材料。
保温材料根据其在围护结构的使用部位不同,可分为内、外保温隔热材料;根据其状态的不同分为板块状、浆体状保温隔热材料。保温隔热材料的主要性能指标有:导热系数、表观密度、压缩强度、尺寸变化率、吸水率、水蒸气渗透系数、粘结强度、氧指数。板块状保温隔热是材料,可以用于内、外保温工程;以其形状的特点,具有使用简便、能保证保温隔热层的厚度要求,性能比较稳定。优良的板块状保温隔热材料有:发泡型聚苯乙烯板(EPS),挤出型聚苯乙烯板(XPS),岩棉板,玻璃棉板等不同材料。浆体状保温隔热材料目前主要用于外墙内保温,也用于隔墙和分户墙的保温隔热。浆体状材料有两种类型,以胶凝材料为主的固化型和以水分蒸发为主的干燥型。其主要成分是由聚苯粒、矿物纤维、硅酸盐为主的多种材料,经一定的生产工艺复合而成的轻质保温材料。此外保温隔热材料还包括其它一些常用材料:空隙性材料,如空心砖、加气混凝土块;断桥隔热铝合金窗框,用导热性远远低于铝的隔条将铝型材隔断,形成铝材-隔热条-铝材组成的铝合金门窗型材;LOW-E低辐射保温玻璃、中空玻璃、夹胶玻璃等。
3.4 防水材料。
现代绿色建筑防水材料不仅具有基本的防水功能还具有其它如保温、去污等功能,并在生产是使用的过程中对环境的影响较小。
(1)聚合物水泥防水涂料。聚合物水泥防水涂料以水泥和丙烯酸等(乳液或其它类)水性聚合物为主原料,加入其它外加剂制得的双组份水性建筑防水涂料。两组份在现场搅拌成均匀、细腻浆料,涂刷或喷涂于基体表面,固化后形成柔韧、高强的防水涂膜。这种涂料既有水泥类胶凝材料高强度,易与潮湿基面粘结的性能,又兼有聚合物涂膜弹性大,防水性好的优点,尤其是以水作为载体,克服了沥青、焦油、有机溶剂型防水材料易造成环境污染的弊端,是一种无毒无害、可湿作业、施工简便的新型绿色环保防水材料。它不仅适用于各种防水工程,还可用于修补、界面处理、混凝土防护、装饰、结构密封等工程。
(2)渗透结晶型防水材料。渗透结晶型防水材料是指材料中含有的活性化学物质向混凝土内部渗透,在混凝土中形成不溶于水的结晶体,堵塞毛细孔道,从而使混凝土致密的防水材料。其防水性能及其优良。
(3)塑料防渗补漏剂。塑料防渗补漏剂是一种能够迅速防止房屋渗漏的新型建筑化工涂料。其以废旧塑料纺织袋、塑料薄膜、泡沫塑料等废塑料为原料,再配以合理的增塑剂、固化剂,采用低压冷溶反应生产而成,具有塑化快,干燥迅速以及良好的平滑性、密封性、粘接性、防水性、弹塑性和耐热、耐寒、耐腐蚀、抗老化等特点。其生产过程不仅设备投资少、节约能源,而且彻底消除了废旧塑料对环境的污染。
(4)聚乙烯双面复合防水卷材。聚乙烯双面复合防水卷材采用高压法生产低密度线性聚乙烯树脂为主要原料,两面复合化学纤维无纺布,并经特殊的工艺加工而成。具有较好的综合技术性能,如抗拉强度高、抗透气能力大、低温柔性好,适应温度范围宽,-45℃～110℃无变化,抗自然老化能力强,有较好的气密性,耐酸和碱腐蚀,使用寿命长等特出优点,是新建房屋或旧房维修较好的新材料。
总之,现代绿色建筑材料是现代建筑材料的发展方向,日益的受到各界的重视。现代绿色建筑材料的发展现状与发展速度都呈现良好的态势,表明其将有非常好的发展前景,将有越来越多的新型、高质量的绿色建筑材料被开发和使用。绿色建材的理念正在深入人心,绿色建材已成为建材生产与消费的热点。为响应“绿色奥运”,一大批绿色建筑也将应运而生。在基础设施建设和服务功能的消耗材料等领域,绿色建筑材料将大有用武之地。
[文章编号]1619-2737(2010)04-15-90
【关键词】 绿色建筑材料;混凝土;木材
Green building and green building material of first step study
Huang Kai
(Yingchuanshi building profession administrative office Yingchuan Ningxia 750001)
【Abstract】Modern green building the material be a modern green building of carry a body, it development be modern green building of development.This text familiar to modern green building the material carried on study.
【Key words】Green building material;Concrete;Timber
2l世纪人类共同的主题是可持续发展,对于城市建筑来说亦必须由传统高消耗型发展模式转向高效绿色型发展模式,绿色建筑正是实施这一转变的必由之路,是当今世界建筑发展的必然趋势。绿色建筑是指为人类提供一个健康、舒适的工作、居住、活动的空间,同时实现最高效率地利用能源、最低限度地影响环境的建筑物。它是实现“以人为本”、“人——建筑——自然”三者和谐统一的重要途径,也是我国实施二十一世纪可持续发展战略的重要组成部分。绿色建筑遵循可持续发展原则,体现绿色平衡理念,通过科学的整体设计,集成绿化配置、自然通风、自然采光、低能耗围护结构、太阳能利用、地热利用、中水利用、绿色建材和智能控制等高新技术,充分展示人文与建筑、环境及科技的和谐统一。绿色建筑具有选址规划绿色合理、资源利用高效循环、综合措施有效节能、建筑环境健康舒适、废物排放减量无害、建筑功能灵活适宜等六大特点,不仅可满足人们的生理和心理需求,而且能源和资源的消耗最为经济合理,对绿色环境的冲击最小。
1. 何谓绿色建筑与绿色建材
绿色建筑起源于20世纪80年代,它是指为人类提供一个健康,舒适的活动空间,同时最高效率地利用能源最低限度地影响环境的建筑物。主要应达到以下三点:一是减少对地球资源与环境的负荷和影响;二是创造健康舒适的生活环境;三是与周围自然环境相融合。目前正在发展的绿色建筑有太阳能建筑、生态建筑、健康建筑、资源保护屋、植物建筑等。采用清洁生产技术,少用天然资源和能源,大量使用废弃物生产的利于环境保护和人体健康的绿色建材正在积极开发,“以人为本、天人合一”正是现代建筑追求的目标。如有代表性的绿色建筑是2000年悉尼奥运会场馆,它具有超前的环保意识,太阳能技术,水资源保护和污水,垃圾处理技术等环保科技得到了大范围的应用。清华大学设计中心楼是北京首座绿色建筑,也是我国较早的绿色建筑之一。该建筑采用了缓冲层策略——以减少采暖能耗和增加空气流通;利用自然能源策略——采用太阳能光电板发电技术:健康化,无害化策略——采用低放射性污染建筑材料和再生材料等。
绿色建材是生态环境材料在建筑材料领域的延伸,从广义上讲,绿色建材不是一种单独的建材产品,而是对建材“健康,环保,安全”等属性的一种要求,对原材料生产,加工,施工,使用及废弃物处理等环节贯彻环保意识并实施环保技术。现代绿色建材是指具有优异的质量、使用性能和环境协调性的建筑材料。其性能必须符合或优于该产品的国家标准;在其生产过程中必须全部采用符合国家规定允许使用的原、燃材料,并尽量少用天然原燃材料,同时排出的废气、废液、废渣、烟尘、粉尘等的数量、成份达到或严于国家允许的排放标准;在其使用过程中达到或优于国家规定的无毒、无害标准,并在组合成建筑部品时不会引发污染和安全隐患;其使用后的废弃物对人体、大气、水质、土壤等造成较小的污染,并能在一定程度上可再资源化和重复使用。
2. 我国材料工业的现状
我国材料工业的现状概括起来为“大而不强”,主要表现为“四大五低”。“四大”是:建筑产品产量大;企业数量大,多达22万家;职工队伍大,约1300万人;能源消耗大,同时带来了严重的环境污染。“五低”是:劳动生产率低,集约化程度低,科技含量低,市场应变能力低,经济效益低。建材工业必须改变以浪费资源和牺牲环境为代价的发展方式,加快推行清洁生产,向高质量,节能,节水,利废和环保的方向发展。
3. 现代绿色材料
3.1 现代绿色混凝土材料。 混凝土是现代建筑的主要建筑用材,所以发展绿色混凝土材料对于绿色建筑至关重要。
(1)高性能混凝土材料。高性能混凝土是一种新型的高技术的混凝土,其大幅度的提高常规混凝土性能的基础上,具有优良的耐久性、适用性、工作性、各种力学性能、体积稳定性和经济合理性等性能。高性能混凝土除采用优质水泥、水、集料外,还必须采用低水胶比掺加足够数量的矿物细掺料和高效外加剂,采用现代混凝土技术,选用优质原材料,在妥善的质量控制下制成。
(2)利用废弃混凝土生产的绿色混凝土。现在大量的研究表明,废弃混凝土可用作再生混凝土的骨料,也可取代部分优质石灰石生产水泥。将废弃混凝土清洗、破碎、分级并按一定比例配合后得到的骨料称为“再生骨料”,将再生骨料作为部分或全部骨料配置的混凝土成为“再生混凝土”。实验表明再生混凝土的抗压强度可满足设计要求,其它力学性能指标和耐久性指标与普通混凝土基本接近(抗压强度、弹性模量有所降低),用水量比普通混凝土多。
(3)加气混凝土。加气混凝土(其中一类)是以石英沙为基础,以水泥和石灰为胶凝材料,以石膏为硬化剂,铝粉为发泡剂,经高温高压养护后形成的多孔状材料。
(4)合成纤维混凝土。合成纤维混凝土现已得到广泛应用。对增强混凝土早期抗拉强度,防止早期由沉陷、水化热、干缩而产生的内蕴微裂纹,减少表面裂缝和开裂宽度,增强混凝土的防渗性能、抗磨损抗冲击性能及增强结构整体性有显著作用。
(5)多孔预制块植栽混凝土。植栽混凝土有连续的空隙,在空隙部分,使用特殊的工艺技术填充无机培养土、肥料和种子等混合生长基料,施工后,种子发芽和生长所需要的水分,除靠保存在生长基料中的雨水外,还可吸收植栽混凝土下面的基层培养土中的水分,不需要另外浇水,这样既实现了绿化,有能防止构筑物表面被污染和侵蚀。植栽混凝土还具有相当好的透水性能,雨水可向地下渗透,这样有可以补充地下水资源,有可以减少城市市政雨水管道的排水压力。
3.2 木材。
木材成为现代绿色建材的亮点,其随着技术的进步出现了许多新的使用形式。
(1)彩色木材:利用先进的染色技术,使原生树木中所没有的色彩渗透在木材组织中,形成彩色木材。它又可分为两种,一种先天着色木材。即在树木生长各个时期,往树木根部浇灌或在树干部位灌注无害的水溶性配色营养液,色彩沿树木内部导管传输并被吸收、着色,形成彩色的木纹。另一种是后天着色木材。即选择富于纹理的木材切片,先脱色处理,然后染上合适的颜色。彩色木材适合作家具、天花板、墙面等大面积表面装饰,别有情调。
(2)瓷化木材:用饱含钡离子的化学溶液浸泡木材使钡离子扩散、渗透到木材组织和细胞内,采用一定的工艺处理过程,木材变成瓷化木材。瓷化木材疏水、稳定、阻燃性能优异。经喷射火焰试验,不出火苗、几乎无烟,只产生低度碳化。这种超级阻燃木材适合大厅家具和装饰,适合车辆内部尤其是大型公共娱乐场所的内部装修。
(3)塑化木材:将乙烯类树脂加压注入木材内部,形成塑化木材。塑化木材具有很强的压缩、弯曲、剪切综合强度,大大地缩小了诸如劈裂等缺陷,具有很强的耐磨强度和硬度。塑化木材将广泛用于地板装修工程中。
(4)疏水木材:疏水木材在潮湿空气中膨胀率只有普通木材的一半,吸水率只有普通木材的1/5,疏水材料的原理是将木材中亲水性的活性羟基转化成疏水性的乙酰基。疏水木材可以用作浴室内装修、桌面和船舶内家具等,还可用于露天的装修。
3.3 保温隔热材料。
保温材料根据其在围护结构的使用部位不同,可分为内、外保温隔热材料;根据其状态的不同分为板块状、浆体状保温隔热材料。保温隔热材料的主要性能指标有:导热系数、表观密度、压缩强度、尺寸变化率、吸水率、水蒸气渗透系数、粘结强度、氧指数。板块状保温隔热是材料,可以用于内、外保温工程;以其形状的特点,具有使用简便、能保证保温隔热层的厚度要求,性能比较稳定。优良的板块状保温隔热材料有:发泡型聚苯乙烯板(EPS),挤出型聚苯乙烯板(XPS),岩棉板,玻璃棉板等不同材料。浆体状保温隔热材料目前主要用于外墙内保温,也用于隔墙和分户墙的保温隔热。浆体状材料有两种类型,以胶凝材料为主的固化型和以水分蒸发为主的干燥型。其主要成分是由聚苯粒、矿物纤维、硅酸盐为主的多种材料,经一定的生产工艺复合而成的轻质保温材料。此外保温隔热材料还包括其它一些常用材料:空隙性材料,如空心砖、加气混凝土块;断桥隔热铝合金窗框,用导热性远远低于铝的隔条将铝型材隔断,形成铝材-隔热条-铝材组成的铝合金门窗型材;LOW-E低辐射保温玻璃、中空玻璃、夹胶玻璃等。
3.4 防水材料。
现代绿色建筑防水材料不仅具有基本的防水功能还具有其它如保温、去污等功能,并在生产是使用的过程中对环境的影响较小。
(1)聚合物水泥防水涂料。聚合物水泥防水涂料以水泥和丙烯酸等(乳液或其它类)水性聚合物为主原料,加入其它外加剂制得的双组份水性建筑防水涂料。两组份在现场搅拌成均匀、细腻浆料,涂刷或喷涂于基体表面,固化后形成柔韧、高强的防水涂膜。这种涂料既有水泥类胶凝材料高强度,易与潮湿基面粘结的性能,又兼有聚合物涂膜弹性大,防水性好的优点,尤其是以水作为载体,克服了沥青、焦油、有机溶剂型防水材料易造成环境污染的弊端,是一种无毒无害、可湿作业、施工简便的新型绿色环保防水材料。它不仅适用于各种防水工程,还可用于修补、界面处理、混凝土防护、装饰、结构密封等工程。
(2)渗透结晶型防水材料。渗透结晶型防水材料是指材料中含有的活性化学物质向混凝土内部渗透,在混凝土中形成不溶于水的结晶体,堵塞毛细孔道,从而使混凝土致密的防水材料。其防水性能及其优良。
(3)塑料防渗补漏剂。塑料防渗补漏剂是一种能够迅速防止房屋渗漏的新型建筑化工涂料。其以废旧塑料纺织袋、塑料薄膜、泡沫塑料等废塑料为原料,再配以合理的增塑剂、固化剂,采用低压冷溶反应生产而成,具有塑化快,干燥迅速以及良好的平滑性、密封性、粘接性、防水性、弹塑性和耐热、耐寒、耐腐蚀、抗老化等特点。其生产过程不仅设备投资少、节约能源,而且彻底消除了废旧塑料对环境的污染。
(4)聚乙烯双面复合防水卷材。聚乙烯双面复合防水卷材采用高压法生产低密度线性聚乙烯树脂为主要原料,两面复合化学纤维无纺布,并经特殊的工艺加工而成。具有较好的综合技术性能,如抗拉强度高、抗透气能力大、低温柔性好,适应温度范围宽,-45℃～110℃无变化,抗自然老化能力强,有较好的气密性,耐酸和碱腐蚀,使用寿命长等特出优点,是新建房屋或旧房维修较好的新材料。
总之,现代绿色建筑材料是现代建筑材料的发展方向,日益的受到各界的重视。现代绿色建筑材料的发展现状与发展速度都呈现良好的态势,表明其将有非常好的发展前景,将有越来越多的新型、高质量的绿色建筑材料被开发和使用。绿色建材的理念正在深入人心,绿色建材已成为建材生产与消费的热点。为响应“绿色奥运”,一大批绿色建筑也将应运而生。在基础设施建设和服务功能的消耗材料等领域,绿色建筑材料将大有用武之地。
[文章编号]1619-2737(2010)04-15-90