賀江美 孫鐵平
摘要:我國秸稈資源豐富,秸稈碎料板在建筑行業(yè)具有優(yōu)異的節(jié)能性能以及低碳環(huán)保的優(yōu)勢,發(fā)展前景廣闊。秸稈碎料板作為建材得到一定的產業(yè)化發(fā)展,但秸稈在建筑行業(yè)也存在成本競爭力弱、相關標準缺乏、秸稈收儲運等問題需要解決。大量研究顯示,秸稈建筑即使在較為惡劣的環(huán)境下,仍具有良好的耐腐性能,并具有較好的耐久性。
關鍵詞:秸稈碎料板;秸稈房;建筑行業(yè);問題;對策
一、 引言
秸稈作為農業(yè)副產物,年可收集量超過 8億 t,其中用于還田和飼料約占 60%,廢棄、露天燃燒的比例超過 20%,秸稈未完全被利用,不僅浪費了大量可再生資源,且由于焚燒所帶來的空氣污染等問題十分嚴重,秸稈資源化利用早已成為國家關注的重點領域,推進秸稈的高效與大綜利用,發(fā)展循環(huán)和生態(tài)農業(yè),已經成為我國鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的重要體現(xiàn)[1-2]。為此,中央和地方政府不斷出臺扶持政策和措施,促進農業(yè)秸稈的綜合利用。國家發(fā)改委和農業(yè)部 2015 年制定的“十三五”秸稈綜合利用實施方案中就指出:要大力推廣秸稈用量大、附加值高的綜合利用技術,提高其高值化、產業(yè)化利用的水平。
而我國每年有 15 億~20 億㎡的新建建筑,建筑材料需求量龐大。利用秸稈碎料板作為建筑材料,可以容納大量的秸稈副產物,是解決大宗廢棄秸稈的良好途徑。但秸稈碎料板在建筑行業(yè)的使用面臨了很多難點。
二、秸稈碎料板在建筑行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀
Goodhew和Griffiths[3]的研究發(fā)現(xiàn),自保溫加氣混凝土的導熱系數(shù)為0.07W/(m·K),而秸稈碎料板的導熱系數(shù)為0.067W/(m·K),且秸稈板的力學性能優(yōu)于混凝土。侯艷國等的研究也顯示秸稈板材的傳熱與導熱為磚墻的1/3-1/20,因此,秸稈碎料板是作為建筑墻體的理想材料之一。
美國是最早將秸稈碎料板運用于建筑的國家,第一棟秸稈建筑于1886年在內布拉斯加州建成,瑞士設計師Feilx Jerusalem也利用麥秸稈人造板的高隔音與高隔熱特性,分別以重型麥秸板為結構構件、輕型麥秸板為隔熱與隔音部件,中等麥秸板為室內墻壁,建成了埃申茨秸稈建筑。美國于20世紀90年代掀起了秸稈建筑的熱潮。近年來,美國、加拿大、澳大利亞、法國、荷蘭等國家均對秸稈建筑進行了研究。國內在吸收外國工藝的基礎上,研發(fā)了秸稈碎料板墻體材料、保溫材料,并得到一定推廣應用。
三、秸稈碎料板在建筑行業(yè)發(fā)展的主要問題與對策
1.成本問題
秸稈碎料板在建筑行業(yè)的發(fā)展雖然很早就已有成就,但一直未形成較大應用規(guī)模,其面臨與傳統(tǒng)材料的競爭,成本成為其發(fā)展的關鍵問題。采用異氰酸酯膠的秸稈碎料板,雖然具有無甲醛等優(yōu)點,但由于膠粘劑價格高,導致制造成本接近傳統(tǒng)的木質人造板價格,競爭力難以與木質人造板相比。
因此,開發(fā)新型的秸稈碎料板,如目前無機膠粘劑體系的人造板,能夠顯著降低制造成本,具有很好的發(fā)展?jié)摿?。另外,新型的秸稈碎料板生產線初期投資較大,給新型產業(yè)的發(fā)展帶來困難。因此,需要政府出臺更多的金融扶持政策,在初期導入資金,扶持產業(yè)的發(fā)展。
2.秸稈碎料板建材缺乏標準規(guī)范
秸稈碎料板建材發(fā)展面臨的另一個問題是缺乏標準規(guī)范。它屬于新型建材,由于標準和圖集缺乏,造成建筑設計部門難以采用,急需制定相應的標準,推動與規(guī)范新型建材在建筑中的應用。另外,標準規(guī)范的制訂,也將促進新型秸稈基建材產品質量提升,防止由于標準缺乏造成產品質量不一,最終傷害新型產業(yè)的發(fā)展。
建材行業(yè)標準《秸稈復合墻板》于2017年在國家工業(yè)與信息化部申報并立項(工信廳科(2017)70號文,立項號:2017-0413T-JC),以解決產業(yè)發(fā)展無標準可依等限制產業(yè)發(fā)展的問題。隨著立法的完善與出臺,秸稈碎料板在建筑行業(yè)的發(fā)展將會更加規(guī)范。
3.秸稈建材的耐久性
由于秸稈碎料板成分為天然有機物,存在耐久性的問題,特別是在潮濕天氣下的高濕度是否會產生霉變腐爛等問題,受到廣泛關注。
國外學者對此進行了研究,對秸稈房不同地域,包括海洋氣候地區(qū)的溫濕度長達數(shù)年的長期監(jiān)測研究顯示,秸稈草磚內部不會產生發(fā)生霉變而影響耐久性的條件,證實了秸稈具有較好的耐腐防腐性能。Xunzhi Yin[4]等對我國東北地區(qū)秸稈房長達 1 年的溫濕度監(jiān)測顯示,在北方嚴寒地區(qū)建造的秸稈草磚房即使在高溫、高濕條件下仍然具有良好的耐腐性能。Taha Ashour 等對灰泥作為秸稈墻體抹面的含濕量進行的試驗研究結果顯示,即使外界的相對濕度超過 95%,灰泥的含濕量也不會超過 7%,從而為秸稈草磚墻體在惡劣條件下提供了重要的保護功能,延長了墻體的壽命。
四、結語
秸稈資源的高值化綜合利用是國家一直在推動的重要工作。秸稈碎料板在節(jié)能、綠色墻體發(fā)展方面具有獨特的優(yōu)勢。國內外研究顯示,秸稈資源作為建筑材料建造房屋不僅節(jié)能性能優(yōu)異,且居住舒適性極佳,具有得天獨厚的低碳環(huán)保與綠色優(yōu)勢。 ?秸稈碎料板作為建筑材料已得到一定的產業(yè)化發(fā)展,但是秸稈碎料板作為建材的推廣度還不夠,今后秸稈碎料板作為建材應該注意的問題集中于:如何降低生產成本,如何統(tǒng)一行業(yè)標準,如何延長使用壽命等。通過具體的研究與實用,消除消費者的疑慮,擴大人們的接受程度與秸稈碎料板的發(fā)展市場。
參考文獻:
[1]彭立群,張強,賀克斌.基于調查的中國秸稈露天焚燒污染物排放清單.環(huán)境科學研究,2016,29(8):109-1118.
[2]李飛躍,汪建飛.中國糧食作物秸稈焚燒排碳量及轉化生物固碳量的估算.農業(yè)工程學報,2013,29(14):1-7.
[3]Goodhew S,Griffiths R.Energy and Buildings,2005,37(5),451.
[4]Xunzhi Yin,Mike Lawrence,Daniel Maskell,etal.Construction and monitoring of experimental straw bale building in northeast China [J].Construction and Building Materials,2018,183:46-57.
作者簡介:
賀江美(1979- ?),女,湖南長沙人,法律專業(yè)。
孫鐵平(1988- ?),男,湖南益陽人,物流管理專業(yè)。
基金項目:
本文系湖南省長沙市科技計劃項目(計劃編號:kh1902269)經費資助的階段性成果。