摘要:新型建筑材料主要的發(fā)展方向是:結(jié)構(gòu)功能復(fù)合化,功能材料智能化,材料與器件集成化,制備和使用過程綠色化。了解和掌握新型建筑材料的發(fā)展趨勢(shì),對(duì)于我們做好材料信息管理,提高財(cái)政資金的使用效益有著非常重要的意義。
關(guān)鍵詞:建筑材料 環(huán)保 節(jié)能
發(fā)展新型建材是建筑領(lǐng)域認(rèn)真落實(shí)以人為本、全面協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展的重要舉措,是推廣應(yīng)用節(jié)能建筑,實(shí)現(xiàn)建筑業(yè)增長(zhǎng)方式轉(zhuǎn)變的基礎(chǔ),也是促進(jìn)資源綜合利用,建設(shè)節(jié)約型社會(huì),發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的必然要求,發(fā)展新型建材有利于建材成本下降和建材技術(shù)的不斷發(fā)展,是當(dāng)前建筑的時(shí)代潮流,對(duì)建筑物的使用者,開發(fā)者和社會(huì)都有前瞻性意義。
隨著節(jié)能、環(huán)保型材料在工程建設(shè)中的廣泛使用及政府采購(gòu)法明確規(guī)定必須使用新型建筑材料,了解和掌握新型建筑材料的發(fā)展趨勢(shì),對(duì)于我們?cè)谛滦蝿?shì)下做好材料信息管理,更好地服務(wù)于財(cái)政投資評(píng)審,提高評(píng)審效率、評(píng)審質(zhì)量,具有重要的意義。為此。本課題對(duì)我國(guó)新型建材的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了調(diào)研。
一、生態(tài)環(huán)境建材的發(fā)展
生態(tài)環(huán)境的保護(hù)是人類可持續(xù)發(fā)展的保證,由于人類活動(dòng)導(dǎo)致的資源枯竭、壘球氣候變暖、沙漠化等現(xiàn)象嚴(yán)重,已經(jīng)威脅到人類的可持續(xù)發(fā)展。提出綠色材料概念以后,世界各國(guó)已經(jīng)開始行動(dòng)采取措施控制生態(tài)環(huán)境的惡化,提倡綠色建筑,是保護(hù)生態(tài)環(huán)境的重要措施之一,其中生態(tài)環(huán)境建筑材料的發(fā)展,擔(dān)當(dāng)著重要的歷史使命。
對(duì)“綠色建筑”的定義為“在建筑的全壽命周期內(nèi),最大限度節(jié)約資源(節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材),保護(hù)環(huán)境和減少污染,為人們提供健康,適用和高效的供用空間,與自然和諧共生的建筑”。而關(guān)于“綠色建材”產(chǎn)品是指“具有優(yōu)異的質(zhì)量,使用性能和環(huán)境協(xié)調(diào)的建筑材科,其質(zhì)量滿足或優(yōu)于國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),生產(chǎn)過程滿足排放標(biāo)準(zhǔn),使用和廢棄對(duì)環(huán)境無害的產(chǎn)品”。目前在大家的認(rèn)識(shí)中“無毒、無害,無污染的建材”即認(rèn)為是“綠色建材”而在建材領(lǐng)域的認(rèn)識(shí)中,也基本是這樣認(rèn)同的。所以,準(zhǔn)確地為綠色建材和生態(tài)建材定義顯得尤為重要。
過去的土坯房,窯洞、竹術(shù)房屋等原始建筑在廢棄后基本上對(duì)環(huán)境不會(huì)造成負(fù)荷,而且這些建筑室內(nèi)的舒適性較好,建筑內(nèi)屋面具有較好的吸附性,可在一定程度上防止空氣污染,改善空氣質(zhì)量,現(xiàn)代建筑主體以混凝土和黏土磚為主,室內(nèi)的裝飾也以陶瓷、涂料、壁紙,本質(zhì)復(fù)合板材等為主,而且為了節(jié)約土地,樓層越來越高,這樣出現(xiàn)的問題是,使用者的生活或工作物料的運(yùn)輸會(huì)增加能源的消耗,裝飾化工原料應(yīng)用較多出現(xiàn)室內(nèi)污染,所有這些問題體現(xiàn)出了現(xiàn)代建筑與人類追求高品質(zhì),生活質(zhì)量和可持續(xù)發(fā)展的矛盾。如何達(dá)到綠色建筑的要求,發(fā)展生態(tài)環(huán)境建筑材料是解決這一問題的最好辦法。
一種建材是否為生態(tài)環(huán)境建筑材料,在滿足使用性能的前提下,應(yīng)把握幾個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié),原料的獲取節(jié)約、保護(hù)生態(tài)環(huán)境、生產(chǎn)過程減少?gòu)U氣、廢渣,廢水,能源消耗使用過程節(jié)能節(jié)水環(huán)境負(fù)荷最小,且利于居住健康。發(fā)展生態(tài)環(huán)境建材,解決人類發(fā)展過程中出現(xiàn)的人與自然不和諧問題,實(shí)現(xiàn)人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義,尤其是我國(guó)處于城鎮(zhèn)化快速發(fā)展時(shí)期,發(fā)展生態(tài)環(huán)境建材更是具有現(xiàn)實(shí)意義。
二、新型結(jié)構(gòu)建筑材料的發(fā)展
我國(guó)在很長(zhǎng)時(shí)間是鋼結(jié)構(gòu)建筑所占比例很小,并且大多數(shù)為大型公共建筑和重型工業(yè)廠房,鋼結(jié)構(gòu)住宅比例比極少。改革開放后從國(guó)外引進(jìn)的輕鋼房屋,以其自重輕、建造快、價(jià)格低、外型美等優(yōu)勢(shì),在沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)獲得快速發(fā)展。即使這樣,目前鋼結(jié)構(gòu)住宅在我國(guó)建筑中的比例不足5%而發(fā)達(dá)國(guó)家一般都在40%以上,相比之下差距較大。如何在當(dāng)前量大面廣的住宅建設(shè)中調(diào)整鋼材消費(fèi)結(jié)構(gòu),發(fā)揮鋼結(jié)構(gòu)住宅優(yōu)勢(shì),已成為十分關(guān)注的問題。發(fā)達(dá)國(guó)家鋼結(jié)構(gòu)建筑用途廣泛,使用鋼材量大。鋼結(jié)構(gòu)廣泛應(yīng)用于高層、超高層、大跨度和大空間建筑中。鋼結(jié)構(gòu)的廣泛應(yīng)用,拉動(dòng)了建筑用鋼量的不斷增長(zhǎng),主要是冷彎型鋼、方距型管和H型鋼等,要求鋼材具有防火、耐腐性,低屈服點(diǎn),高強(qiáng)度等多種性能。
目前。我國(guó)一半以上的鋼材用于建筑行業(yè),但由于鋼結(jié)構(gòu)建筑比例很小,大部分用于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和磚混結(jié)構(gòu)。說明我國(guó)建筑用鋼結(jié)構(gòu)不合理,螺紋鋼和線材用量太大。鋼結(jié)構(gòu)建筑在我國(guó)的應(yīng)用也僅限于高層,超高層建筑,工業(yè)廠房和部分試點(diǎn)住宅小區(qū)等如國(guó)家大劇院,國(guó)家體育館(鳥巢),國(guó)家游泳中心(水立方),中央電視臺(tái)新址大廈等標(biāo)志性建筑。在住宅方面,真正實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)應(yīng)用的鋼結(jié)構(gòu)住宅還是較少,其原因是缺乏成套技術(shù)引導(dǎo)。由于缺乏技術(shù)引導(dǎo)。市場(chǎng)需求沒有達(dá)到產(chǎn)業(yè)化程度,因此我國(guó)的鋼結(jié)構(gòu)住宅相關(guān)產(chǎn)品功能性單一,工業(yè)化程度不高,產(chǎn)品質(zhì)量不能滿足標(biāo)準(zhǔn)化要求。
隨著住宅建設(shè)已經(jīng)成為社會(huì)普遍關(guān)注的焦點(diǎn)。在可持續(xù)發(fā)展和循環(huán)經(jīng)濟(jì)的理念下,具有“綠色、環(huán)保,節(jié)能、可以循環(huán)利用”特點(diǎn)的鋼結(jié)構(gòu)框架住宅體系正在我國(guó)興起。將引領(lǐng)建筑業(yè)新的革命。目前,我國(guó)建筑類鋼材數(shù)量、品種和質(zhì)量基本能滿足鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑的需要,近幾年,國(guó)家加強(qiáng)了對(duì)鋼結(jié)構(gòu)住宅的政策指導(dǎo)和支持。鋼結(jié)構(gòu)住宅技術(shù)。日益發(fā)展,已具備了發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)住宅的條件,也符合產(chǎn)業(yè)化方向。
三、新型住宅門窗的發(fā)展
隨著我國(guó)住宅建設(shè)向產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展,人們對(duì)居住的功能質(zhì)量提出更高的要求,特別是對(duì)傳統(tǒng)門窗改造的呼聲最高,門窗的功能質(zhì)量越來越受到重視。我國(guó)門窗用料已從單純的木材、鋼材向復(fù)合材發(fā)展,從單一功能向多功能發(fā)展,在窗的性質(zhì)和功能上將主要向密閉、保溫、隔熱的節(jié)能型發(fā)展。要求宙的產(chǎn)品應(yīng)具備相當(dāng)?shù)膹?qiáng)度。不變形翹曲,在窗扇的縫間處理上,應(yīng)有雙玻設(shè)施,在窗的開啟方式上主要是發(fā)展推拉式門窗,開發(fā)新型中懸和上懸式窗在有節(jié)能和空調(diào)要求的房間內(nèi)適用,窗型的發(fā)展趨向小型化、靈活化,以適應(yīng)現(xiàn)代小型臥室的要求。在窗的發(fā)展上,陽臺(tái)窗向落地推拉式發(fā)展,廚房窗將向長(zhǎng)條窗發(fā)展,在廚房吊柜和操作者之間。衛(wèi)生間主要發(fā)展通氣窗,具有防視線和通風(fēng)兩種功能。對(duì)于住宅門的發(fā)展應(yīng)重點(diǎn)發(fā)展住宅推拉和折疊門,其次,要發(fā)展安壘戶門,要求有防盜、防火、隔音保溫作用,發(fā)展大小扇外開型的具備防盜、保溫、隔音三合一門,大小門扇的設(shè)置,應(yīng)為日常出入和搬運(yùn)大物件提供方便條件。單元門發(fā)展趨向智能化形式,具有防盜、安全、對(duì)講和自動(dòng)開閉的功能。
據(jù)以上調(diào)查,窗型發(fā)展趨向小型化,門窗向高質(zhì)量,高檔次發(fā)展,強(qiáng)調(diào)門窗具備保溫節(jié)能要求,同時(shí)具備美觀和強(qiáng)度。
三、新型建筑節(jié)能玻璃的發(fā)展
現(xiàn)代建筑采用大面積的玻璃采光已成為趨勢(shì),但在整個(gè)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)中透過玻璃傳遞的熱能遠(yuǎn)高于其它圍護(hù)體,因此大面積采光帶來的直接后果是整個(gè)建筑物在隨后使用中的能耗明顯地增大。如何使透過玻璃損失的能耗減至最少已成為建筑設(shè)計(jì)必須考慮的重點(diǎn)問題之一。
與控制能耗同樣重要的是使用者的舒適性感覺。室內(nèi)的自然采光,陽光直射的灼熱感和噪聲控制水平則是衡量舒適性的極其重要指標(biāo)。良好的室內(nèi)采光、夏季陽光直射的干擾和較低的噪聲背景是使人保持精神愉快,心情舒暢的前提,也是在繁華都市中提高工作效率,增添生活情趣,必不可少的條件,因此選擇具有節(jié)能、隔聲及高透光性能的玻璃已逐漸成為設(shè)計(jì)的趨向之一。
目前的玻璃加工技術(shù)已能成功將節(jié)能,隔聲、采光問題一體化予以解決,就提高節(jié)能性而言,在玻璃材料內(nèi)添加色劑,在玻璃表面鍍膜(包括LOW-E膜)或?qū)⒉Aе瞥芍锌詹AЫY(jié)構(gòu),是目前普遍采用的有效加工制造方式。這種玻璃多被用在窗間墻,外窗或采光頂棚上,除具有圖案裝飾的效果外它還能限制陽光熱輻射的透過?,F(xiàn)實(shí)中,單片著色玻璃,單片鍍膜玻璃,透明中空玻璃以及單片彩釉玻璃已被大量采用,但僅采用單一品種或結(jié)構(gòu)的玻璃顯然已不能滿足建筑物節(jié)能性和舒適性的要求,換句話說要滿足不同的性能要求必須采用多品種組合的復(fù)合玻璃產(chǎn)品,例如著色中空玻璃、著色夾層玻璃、鍍膜中空玻璃、彩釉中空玻璃、彩釉?shī)A層玻璃,鍍膜夾層中空玻璃等。由于中國(guó)南北地域跨度大,氣候、特征差異懸殊。因此對(duì)建筑玻璃節(jié)能性指標(biāo)的要求不同,因此不同功能用途的建筑物對(duì)玻璃的透光性,隔聲性的要求也有所差異。因此在選擇玻璃時(shí)必然面臨這樣的問題:什么樣的玻璃,怎樣的復(fù)合玻璃結(jié)構(gòu)才是建筑物的最佳選擇,不同地區(qū)甚至建筑物的不同部位是否應(yīng)選擇不同的玻璃,什么樣的復(fù)臺(tái)玻璃產(chǎn)品具有最適應(yīng)的性能。因此了解不同玻璃的特性,尤其是鍍膜玻璃,LOW-E玻璃,中空玻璃等具有明顯節(jié)能特性的玻璃是非常必要的。
建筑玻璃的選擇盡管要考慮的因素很多,有些參數(shù)難免不能同時(shí)滿足,因此必須找到一個(gè)合適的平衡點(diǎn),有取有舍地平衡。選擇玻璃時(shí)應(yīng)將各項(xiàng)需要的性能逐項(xiàng)列出,并按使用者認(rèn)為重要程度依次排序,根據(jù)玻璃制造商提供參數(shù),選出符合排序靠前項(xiàng)目求的品種,之后在這些品種中再選出符合后項(xiàng)要求的產(chǎn)品,逐項(xiàng)取舍就能選到適用的玻璃產(chǎn)品一般須考慮的選項(xiàng)有:A、外觀顏色,返射亮度通透效果,視線遮蔽性。B、節(jié)能、隔熱保溫性能。C、舒適透光特性,隔聲性。D、其它安全防護(hù)性,耐溫差性。
在品種和質(zhì)量方面發(fā)展特殊品種優(yōu)質(zhì)浮法玻璃生產(chǎn)線,生產(chǎn)電子工業(yè)用超薄、太陽能產(chǎn)業(yè)用超白、節(jié)能建筑用在線LOW—E等三種優(yōu)質(zhì)浮法玻璃,是符合國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策和產(chǎn)業(yè)規(guī)劃的。
四、新型墻體材料的發(fā)展
我國(guó)新型墻體材料在國(guó)家有關(guān)政策的鼓勵(lì)和推動(dòng)下獲得了較快發(fā)展。新型墻體材料產(chǎn)量已占?jí)w材料總量30%,產(chǎn)品的質(zhì)量、配套水平和技術(shù)裝備的水平都在不斷提高。引進(jìn)并建成了一批具有國(guó)際先進(jìn)水平的新型墻體材料生產(chǎn)線,如紙而石膏板,燒結(jié)空心磚,混凝土空心砌塊,加氣混凝土、石膏刨花板、水泥刨花板,及各種輕質(zhì)、板材、硅酸鈣板,鋁塑板,壓型鋼復(fù)合板及各種絕熱隔音材料。目前主要有礦棉玻璃板、輕質(zhì)復(fù)合板、玻璃棉、硅酸鋁材料,膨脹珍珠巖,膨脹蛭石、泡沫塑料、聚氨酯、聚苯乙烯等在建筑中大量應(yīng)用,為建筑提供了優(yōu)良的功能,改善了居住環(huán)境,節(jié)約了能源,減少,大氣環(huán)境污染。
隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,和人們環(huán)境意識(shí)的增強(qiáng),對(duì)材料的要求越來越高,要求材料從單一功能向多功能方向發(fā)展,即要求材料不僅要滿足一般的使用要求,還要求具有隔音、吸熱、保溫、防菌、防火、防射線,自潔、智能等功能,所以必須強(qiáng)化高新技術(shù)產(chǎn)品的開發(fā),提高產(chǎn)品的高科技含量。提高產(chǎn)品的高附加值及功能和檔次。
越來越多綠色新型建筑材料產(chǎn)品進(jìn)入市場(chǎng),健康型,環(huán)保型、安全型的新型建材將會(huì)越來越關(guān)注,新型建材的內(nèi)容和標(biāo)準(zhǔn)將會(huì)進(jìn)一步完善,新型建筑材料的發(fā)展之路,將會(huì)越走越寬闊。
五、新型塑料管道的發(fā)展
超級(jí)靜青排水管道成功解決建筑中排水管道噪聲問題。具有優(yōu)良的靜音性、耐腐蝕性、耐高溫性,主要產(chǎn)品有超級(jí)靜音排水管系列,冷熱水用聚丙烯管系列,鋁塑復(fù)合壓力管系列,PVC-U給排水管系列,高壓電力電纜管套系列等,被廣泛應(yīng)用于建筑、水利,水電、電訊、城市給排水、污水處理等領(lǐng)域,是國(guó)家大力推廣的新一代化學(xué)建材產(chǎn)品。
這些產(chǎn)品具有優(yōu)良的靜音性能。排水管噪音主要來自于水流沖擊管壁引起的振動(dòng),流水引起內(nèi)空氣壓縮產(chǎn)生的爆破聲、流水聲音。靜音管內(nèi)壁光滑,將水流對(duì)管壁的沖擊降到最低,使管道振動(dòng)顯著減少,且采用非粘接的橡膠圈柔性承插連接方式,橡膠圈可有效吸收振動(dòng),空氣壓縮及水流聲會(huì)被中間粘彈型材料吸收和隔離,同時(shí)粘彈性材料特殊的微觀結(jié)構(gòu)可有效吸收噪音。在相同條件下,靜音排水管在各頻段的噪音水平均低于鑄鐵管、PVC-U管等,同時(shí)靜音管使用壽命長(zhǎng),具有良好的耐化學(xué)腐蝕性能,管材內(nèi)壁使用的聚丙烯材料經(jīng)過優(yōu)良的潤(rùn)滑改性,內(nèi)壁十分光滑,減少了管道結(jié)垢和被腐蝕的機(jī)會(huì)。聚丙烯管道的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是柔韌性好,可彎曲,抗沖擊能力強(qiáng),發(fā)生撞擊不會(huì)產(chǎn)生裂縫,只留下撞擊的痕跡,不影響使用。靜音排水管所使用的原料為無毒產(chǎn)品。還可以回收利用,避免了環(huán)境污染。
聚乙烯(PE)給水管是以專用聚乙烯為原材料經(jīng)塑料擠出機(jī)一次擠出成型,應(yīng)用于城鎮(zhèn)給水管網(wǎng),灌溉引水工程及農(nóng)業(yè)噴灌工程,特別適用于耐酸堿、耐腐蝕環(huán)境的塑料管材,由于PE管道用熱熔、電熱熔連接,實(shí)現(xiàn)了接口于管材的一體化,并可有效抵抗內(nèi)壓力產(chǎn)生的環(huán)向應(yīng)力及軸向的抗沖應(yīng)力,而且PE管材不添加重金屬鹽穩(wěn)定劑,材質(zhì)無毒不結(jié)垢,不滋生細(xì)菌,避免了飲水的二次污染。
聚乙烯給水管道是一種高韌性的管材,其斷裂伸長(zhǎng)率一般超過500%,對(duì)管基本不均勻沉降的適應(yīng)能力非常強(qiáng),是一種抗震性能優(yōu)良的管道。優(yōu)良的繞性使聚乙烯給水管可以盤卷宗,以較長(zhǎng)的長(zhǎng)度供應(yīng),避免了大量的接頭和管件,增加了該材料對(duì)管線的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。重量輕、運(yùn)輸施工方便管札總體可靠性高在正常條件下使用壽命可達(dá)50年。