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摘要：建筑材料是建筑工程的物质基础，本文分析了我国建筑材料的现状，并在此基础上总结了建筑材料节能、环保、绿色等未来发展趋势。
关键词：建筑材料 现状 发展趋势
中图分类号：TU5 文献标识码：A
一、我国现有建筑材料发展现状
1、建筑材料的大量生产加快了资源、能源的消耗及环境污染
我国人口的急剧增多和经济的飞速发展,带来了土木建筑业的空前活跃。道路、桥梁、铁路、机场、港湾、城市建筑、通讯等基础设施的建设,使得建筑材料在量和质上都达到了历史上的最高水平。建筑材料的大量生产,消耗了大量的原材料。炼铁的铁矿石,生产水泥的石灰石和粘土类原材料,以及生产混凝土的砂石骨料等,严重破坏了自然景观和自然生态。木材的使用,使森林面积减少,加剧了土地的沙漠化。材料的生产要消耗大量的能源,并产生废气、废渣、废水,对环境构成污染。据统计,钢铁工业每吨钢综合能耗折合标准煤1.66 t,耗水48.6 m3;烧制1 t水泥熟料耗标准煤178 kg,同时放出1 t CO2气体。在建筑施工过程中,机械的运转产生噪音、粉尘等现象,也对周围环境造成各种不良影响。
2、建筑材料的性能与环境质量
建筑材料的性能和质量,直接影响建筑物或结构物的安全性、耐久性、使用功能、舒适性、健康性和美观性。传统的墙体材料多采用实心粘土砖,由于不设保温层,墙体很厚,降低建筑物的面积使用率,浪费了土地资源。传统的门窗材料多采用木材,吸水后容易变形,而且耐火性差。近年来开发使用的钢窗,容易生锈,保温性和密闭性差。铝合金窗虽不生锈,但保温性不良。路面材料主要采用水泥混凝土和沥青混凝土,开裂、不平、破损现象很多。
3、建筑材料对人体健康的影响
随着新型装饰材料的大量推广和使用,放射性物质广泛地存在于室内外环境,尤其是氡等放射性物质对人类造成的危害,不能不引起人们的关注。据悉,居室装潢材料对人体健康至少有六个方面的危害。一是新居综合症,现代建筑装饰所用的合成材料中通过排放甲醛和其它可挥发的有机化合物对室内空气造成污染,居住者有眼、鼻、咽喉痛、皮肤刺激、呼吸困难等一系列症状。二是产生典型的神经功能损害,包括记忆力的损伤。三是刺激人的三叉神经感受器。四是引起呼吸道上的炎症反应。五是降低人体的免疫能力。六是具有较明显的致突变性,有可能诱发人体肿瘤。
二、我国建筑材料未来发展趋势
随着科学技术的发展,学科的交叉及多元化产生了新的技术和工艺。这些前沿的技术、工艺越来越多的应用于建筑材料的研制开发,使得建筑材料的发展日新月异。不仅材料原有的性能,如耐久性能、力学性能等得到了提高,而且实现了建筑材料在强度、节能、隔音、防水、美观等方面多功能的综合。同时,社会发展对建筑材料的发展提出了更高的要求,可持续发展理念已逐渐深入到建筑材料之中,具有节能、环保、绿色和健康等特点的建筑材料应运而生。建筑材料正向着追求功能多样性、全寿命周期经济性以及可循环再生利用性等方向发展。
1、绿色健康建筑材料
绿色健康建材指的是具有对环境起到有益作用或对环境负荷很小的情况下,在使用过程中能满足舒适、健康功能的建筑材料。绿色健康材料首先要保证其在使用过程中是无害的,并在此基础上实现其净化及改善环境的功能。根据其作用,绿色健康材料可分为抗菌材料,净化空气材料,防噪音、防辐射材料和产生负离子材料。抗菌材料的机理是抑制微生物污染。目前研究抗菌的产品类型包括抗菌材料和抗菌剂。净化空气材料主要是减少室内空气的化学污染。净化空气材料主要包括吸附材料和纳米半导体光催化材料。室内空气的污染以有机气体为主,所以氧化分解和吸附分解是净化空气材料、治理室内空气污染的主要机理。利用TiO2的光催化作用除臭、抗菌、净化空气,是净化室内空气污染,改善环境质量的主要科技方法。住宅中采用隔音材料,对维护人的身心健康具有重要意义,也是新型建筑材料发展的重点方向之一。产生负离子材料又被称作森林功能材料,空气负离子可以促进人体心脏细胞的繁殖。一些建筑材料,特别是涂料能够诱发空气产生负离子,从而改善室内空气质量,提高人体的健康水平。中国建筑材料科学研究院已成功开发了高效产生空气负离子粉体,并与北京建筑涂料厂联合开发产生负离子内墙涂料。
2、节能建筑材料
建筑物的节能是世界各国建筑学、建筑技术、材料学和相应空调技术研究的重点和方向。目前我国已经制定出台了相应的建筑节能设计标准,并对建筑物的能耗作出了相应的规定。建筑物的能耗是由室内环境所要求的温度与室外环境温度的差异造成的,因此有效降低建筑物的能耗主要有两种途径:一是改善室内采暖、空调设备的能耗效率;二是增强建筑物围护结构的保温隔热性能。从而使建筑节能材料广泛应用于建筑物的围护结构当中。
围护结构包括墙体、门窗及屋面。墙体节能保温材料种类比较多,分为单一材料和复合材料。其材料包括加气混凝土砌块、保温砂浆、聚氨酯泡沫塑料(PUF)、等。门窗节能材料以玻璃和塑铝材料为主,如中空玻璃、塑铝窗、玻璃钢、真空玻璃等。屋面保温形式有两种,一种是保温层位于防水层之下。保温材料可采用发泡式聚苯乙烯板,发泡式聚苯乙烯导热系数和吸水率均较小,且价格便宜,但密度小、强度低,不能经受自然界各种因素的长期作用,宜位于屋顶防水层的下面。另一种是保温层位于防水层之上,又叫倒置式保温屋顶。保温材料可采用挤塑式聚苯乙烯板,而挤塑式聚苯乙烯板具有良好的低吸水性(几乎不吸水)、低导热系数、高抗压性和抗老化性,其优良的保温性具有明显有效的节约能源作用,是符合环保节能的新型保温材料
3、舒适性建筑材料
舒適性建材指能够利用材料自身的性能自动调节室内温度和湿度来提高室内舒适度的建筑材料。室内温度是衡量舒适程度的指标之一。调温材料是利用相变材料在相变点附近低于相变点吸热,高于相变点放热的性质,将能量储存起来,达到节能调温的目的。
4、具有可循环再生利用性的建筑材料
追求建筑材料的可循环再生利用性是根据可持续发展要求、新型建筑材料的生产、使用及回收全过程都要考虑其对环境和资源的影响,实现材料的可循环再生利用。建筑材料的可循环再生利用包括建筑废料及工业废料的利用,它将成为建筑材料发展的重要方向。
建筑废料的回收利用可分为产品回收和材料回收两大类。未破损烧结砖瓦产品在拆下并清理后直接利用是最简便的回收利用。要充分利用未破损烧结砖瓦产品的关键是在于城市建筑的拆除程序和方法。建筑废料中最主要的回收颗粒状材料是拆毁的混凝土和拆毁的墙体材料,这两种材料一般不能直接使用,需经加工处理,其用途非常广泛。大量无毒的工业废料可用于制造建筑产品,既节约了建筑消耗的巨大的原生性物质资源,又回收了固定废弃物,减少了环境污染。
参考文献：
[1] 刘志华.新型建材行业形势分析与展望[J].山西建筑,2007,33(15):168-169.
[2] 王 正,郭文静.新型建筑材料的开发利用[J].世界竹藤通讯,2003(3):17-19.
关键词：建筑材料 现状 发展趋势
中图分类号：TU5 文献标识码：A
一、我国现有建筑材料发展现状
1、建筑材料的大量生产加快了资源、能源的消耗及环境污染
我国人口的急剧增多和经济的飞速发展,带来了土木建筑业的空前活跃。道路、桥梁、铁路、机场、港湾、城市建筑、通讯等基础设施的建设,使得建筑材料在量和质上都达到了历史上的最高水平。建筑材料的大量生产,消耗了大量的原材料。炼铁的铁矿石,生产水泥的石灰石和粘土类原材料,以及生产混凝土的砂石骨料等,严重破坏了自然景观和自然生态。木材的使用,使森林面积减少,加剧了土地的沙漠化。材料的生产要消耗大量的能源,并产生废气、废渣、废水,对环境构成污染。据统计,钢铁工业每吨钢综合能耗折合标准煤1.66 t,耗水48.6 m3;烧制1 t水泥熟料耗标准煤178 kg,同时放出1 t CO2气体。在建筑施工过程中,机械的运转产生噪音、粉尘等现象,也对周围环境造成各种不良影响。
2、建筑材料的性能与环境质量
建筑材料的性能和质量,直接影响建筑物或结构物的安全性、耐久性、使用功能、舒适性、健康性和美观性。传统的墙体材料多采用实心粘土砖,由于不设保温层,墙体很厚,降低建筑物的面积使用率,浪费了土地资源。传统的门窗材料多采用木材,吸水后容易变形,而且耐火性差。近年来开发使用的钢窗,容易生锈,保温性和密闭性差。铝合金窗虽不生锈,但保温性不良。路面材料主要采用水泥混凝土和沥青混凝土,开裂、不平、破损现象很多。
3、建筑材料对人体健康的影响
随着新型装饰材料的大量推广和使用,放射性物质广泛地存在于室内外环境,尤其是氡等放射性物质对人类造成的危害,不能不引起人们的关注。据悉,居室装潢材料对人体健康至少有六个方面的危害。一是新居综合症,现代建筑装饰所用的合成材料中通过排放甲醛和其它可挥发的有机化合物对室内空气造成污染,居住者有眼、鼻、咽喉痛、皮肤刺激、呼吸困难等一系列症状。二是产生典型的神经功能损害,包括记忆力的损伤。三是刺激人的三叉神经感受器。四是引起呼吸道上的炎症反应。五是降低人体的免疫能力。六是具有较明显的致突变性,有可能诱发人体肿瘤。
二、我国建筑材料未来发展趋势
随着科学技术的发展,学科的交叉及多元化产生了新的技术和工艺。这些前沿的技术、工艺越来越多的应用于建筑材料的研制开发,使得建筑材料的发展日新月异。不仅材料原有的性能,如耐久性能、力学性能等得到了提高,而且实现了建筑材料在强度、节能、隔音、防水、美观等方面多功能的综合。同时,社会发展对建筑材料的发展提出了更高的要求,可持续发展理念已逐渐深入到建筑材料之中,具有节能、环保、绿色和健康等特点的建筑材料应运而生。建筑材料正向着追求功能多样性、全寿命周期经济性以及可循环再生利用性等方向发展。
1、绿色健康建筑材料
绿色健康建材指的是具有对环境起到有益作用或对环境负荷很小的情况下,在使用过程中能满足舒适、健康功能的建筑材料。绿色健康材料首先要保证其在使用过程中是无害的,并在此基础上实现其净化及改善环境的功能。根据其作用,绿色健康材料可分为抗菌材料,净化空气材料,防噪音、防辐射材料和产生负离子材料。抗菌材料的机理是抑制微生物污染。目前研究抗菌的产品类型包括抗菌材料和抗菌剂。净化空气材料主要是减少室内空气的化学污染。净化空气材料主要包括吸附材料和纳米半导体光催化材料。室内空气的污染以有机气体为主,所以氧化分解和吸附分解是净化空气材料、治理室内空气污染的主要机理。利用TiO2的光催化作用除臭、抗菌、净化空气,是净化室内空气污染,改善环境质量的主要科技方法。住宅中采用隔音材料,对维护人的身心健康具有重要意义,也是新型建筑材料发展的重点方向之一。产生负离子材料又被称作森林功能材料,空气负离子可以促进人体心脏细胞的繁殖。一些建筑材料,特别是涂料能够诱发空气产生负离子,从而改善室内空气质量,提高人体的健康水平。中国建筑材料科学研究院已成功开发了高效产生空气负离子粉体,并与北京建筑涂料厂联合开发产生负离子内墙涂料。
2、节能建筑材料
建筑物的节能是世界各国建筑学、建筑技术、材料学和相应空调技术研究的重点和方向。目前我国已经制定出台了相应的建筑节能设计标准,并对建筑物的能耗作出了相应的规定。建筑物的能耗是由室内环境所要求的温度与室外环境温度的差异造成的,因此有效降低建筑物的能耗主要有两种途径:一是改善室内采暖、空调设备的能耗效率;二是增强建筑物围护结构的保温隔热性能。从而使建筑节能材料广泛应用于建筑物的围护结构当中。
围护结构包括墙体、门窗及屋面。墙体节能保温材料种类比较多,分为单一材料和复合材料。其材料包括加气混凝土砌块、保温砂浆、聚氨酯泡沫塑料(PUF)、等。门窗节能材料以玻璃和塑铝材料为主,如中空玻璃、塑铝窗、玻璃钢、真空玻璃等。屋面保温形式有两种,一种是保温层位于防水层之下。保温材料可采用发泡式聚苯乙烯板,发泡式聚苯乙烯导热系数和吸水率均较小,且价格便宜,但密度小、强度低,不能经受自然界各种因素的长期作用,宜位于屋顶防水层的下面。另一种是保温层位于防水层之上,又叫倒置式保温屋顶。保温材料可采用挤塑式聚苯乙烯板,而挤塑式聚苯乙烯板具有良好的低吸水性(几乎不吸水)、低导热系数、高抗压性和抗老化性,其优良的保温性具有明显有效的节约能源作用,是符合环保节能的新型保温材料
3、舒适性建筑材料
舒適性建材指能够利用材料自身的性能自动调节室内温度和湿度来提高室内舒适度的建筑材料。室内温度是衡量舒适程度的指标之一。调温材料是利用相变材料在相变点附近低于相变点吸热,高于相变点放热的性质,将能量储存起来,达到节能调温的目的。
4、具有可循环再生利用性的建筑材料
追求建筑材料的可循环再生利用性是根据可持续发展要求、新型建筑材料的生产、使用及回收全过程都要考虑其对环境和资源的影响,实现材料的可循环再生利用。建筑材料的可循环再生利用包括建筑废料及工业废料的利用,它将成为建筑材料发展的重要方向。
建筑废料的回收利用可分为产品回收和材料回收两大类。未破损烧结砖瓦产品在拆下并清理后直接利用是最简便的回收利用。要充分利用未破损烧结砖瓦产品的关键是在于城市建筑的拆除程序和方法。建筑废料中最主要的回收颗粒状材料是拆毁的混凝土和拆毁的墙体材料,这两种材料一般不能直接使用,需经加工处理,其用途非常广泛。大量无毒的工业废料可用于制造建筑产品,既节约了建筑消耗的巨大的原生性物质资源,又回收了固定废弃物,减少了环境污染。
参考文献：
[1] 刘志华.新型建材行业形势分析与展望[J].山西建筑,2007,33(15):168-169.
[2] 王 正,郭文静.新型建筑材料的开发利用[J].世界竹藤通讯,2003(3):17-19.