柳 鑫

(北京建工集團(tuán)山西建設(shè)有限公司 太原 030000)

傳統(tǒng)的外墻材料如混凝土、磚石和金屬等,在制造、使用和廢棄的過(guò)程中會(huì)對(duì)環(huán)境造成負(fù)面影響,如能源消耗、碳排放和資源浪費(fèi)。因此,有必要通過(guò)綠色環(huán)保對(duì)策來(lái)分析并選擇適合的外墻材料。鑒于對(duì)環(huán)境友好性和可持續(xù)性的不斷追求,選擇合適的住宅建筑外墻材料并采取綠色環(huán)保對(duì)策變得至關(guān)重要。

通過(guò)綜合考慮材料的生命周期影響、耐久性、可再利用性以及熱性能和隔熱性能,以及采取創(chuàng)新的綠色環(huán)保對(duì)策,相關(guān)從業(yè)人員可以更好地實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo),創(chuàng)造更加環(huán)保和可宜居的住宅建筑環(huán)境。

1 住宅建筑外墻材料的選擇

1.1 常見(jiàn)的外墻材料

1.1.1 磚石和石材

磚石和石材是傳統(tǒng)的外墻材料,具有良好的耐久性。這些材料能夠抵御自然環(huán)境的影響,如陽(yáng)光、雨水和溫度變化。它們還可以為建筑賦予獨(dú)特的質(zhì)感和自然的外觀。磚石通常用于砌筑實(shí)心墻體,而石材常用于石材干掛立面,這種應(yīng)用方式可以提供額外的隔音效果以及保溫性能。

1.1.2 混凝土

混凝土作為一種常見(jiàn)的外墻材料,以其強(qiáng)度高和耐久性好而聞名。其具有較強(qiáng)的抗壓能力和抗風(fēng)化特性,可以經(jīng)受住自然環(huán)境的考驗(yàn)?；炷量梢砸圆煌男问绞褂?例如預(yù)制混凝土模板或混凝土拼塊,在設(shè)計(jì)上具有較大的靈活性[1]。此外,混凝土還具備一定的隔聲和隔熱性能,有助于提供舒適的室內(nèi)環(huán)境。混凝土廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代住宅建筑中,尤其是大型建筑項(xiàng)目。

1.1.3 金屬

金屬外墻材料包括鋁、鋼和鍍鋅鋼等材料。金屬外墻的主要特點(diǎn)之一是較為輕巧,這使得安裝和施工過(guò)程更加便捷。金屬外墻材料還具有耐久性和易維護(hù)性的特點(diǎn),能夠抵抗腐蝕和自然磨損。針對(duì)金屬外墻的設(shè)計(jì)和裝飾方面,可以通過(guò)噴涂或噴砂等表面處理方法實(shí)現(xiàn)不同的外觀效果,提供更多樣化的設(shè)計(jì)選擇。金屬外墻廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代風(fēng)格和工業(yè)風(fēng)格的住宅建筑中,能夠賦予建筑現(xiàn)代感和工業(yè)氛圍。

1.1.4 木材

木材外墻材料以其自然美觀和環(huán)保性而倍受青睞。木材的紋理和色彩可以為建筑提供獨(dú)特的韻味和溫暖的感覺(jué)。此外,木材還具有良好的隔熱性能,可以有效地調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度,減少能源消耗。在可持續(xù)發(fā)展方面,木材外墻是一種

1.1.5 復(fù)合材料

復(fù)合材料由不同的材料組合而成,通常由聚合物、樹(shù)脂和纖維增強(qiáng)材料構(gòu)成。復(fù)合材料具有許多優(yōu)勢(shì),例如輕量化、高強(qiáng)度、抗腐蝕性和隔熱性能等。利用復(fù)合材料的設(shè)計(jì)靈活性,可以模擬其他材料的外觀和紋理,同時(shí)提供更好的耐用性和保溫性能。復(fù)合材料常用于高端住宅建筑和現(xiàn)代建筑項(xiàng)目,為建筑帶來(lái)創(chuàng)新性的外觀和功能性。

1.2 材料選擇的因素

1.2.1 耐久性和穩(wěn)定性

在選擇住宅建筑外墻材料時(shí),耐久性和穩(wěn)定性是重要考慮因素,這兩個(gè)因素直接影響建筑物的壽命以及維護(hù)成本。

在耐久性方面,施工人員需要考慮建筑外墻材料的抗風(fēng)能力、抗腐蝕能力以及抗紫外線能力。根據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),住宅建筑的外墻材料應(yīng)能承受特定等級(jí)的風(fēng)速,例如,鋼結(jié)構(gòu)外墻通常具有較高的抗風(fēng)能力,可在極端氣候條件下保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。紫外線輻射會(huì)對(duì)外墻材料造成褪色、龜裂和劣化等問(wèn)題。一些材料具有特殊的表面處理或添加防紫外線劑,以提高其抗紫外線性能。

在穩(wěn)定性方面,主要考慮建筑材料的熱膨脹系數(shù)以及結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。各種材料在溫度變化下會(huì)發(fā)生熱膨脹或熱收縮,具有相似熱膨脹系數(shù)的材料在應(yīng)用中更具穩(wěn)定性,其原因在于具有相似熱膨脹系數(shù)的建筑材料,在溫度變化下能夠保持更好的匹配[2]。例如,選擇與主體墻體熱膨脹系數(shù)相近的外墻材料可以減少因熱脹冷縮而導(dǎo)致的應(yīng)力集中和損壞。實(shí)際施工中,相關(guān)工作人員引入熱膨脹系數(shù)計(jì)算公式,此公式將材料的長(zhǎng)度變化與溫度變化相對(duì)比,從而計(jì)算出熱膨脹系數(shù)。熱膨脹系數(shù)越小,材料在溫度變化下的尺寸變化越小,則其尺寸穩(wěn)定性越好。

式中:α——建筑材料熱膨脹系數(shù);

ΔL——材料長(zhǎng)度變化;

ΔO——材料初始長(zhǎng)度;

ΔT——材料的溫度變化。

外墻材料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性是指其在不同負(fù)荷和力學(xué)作用下的性能,材料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性受許多因素影響,包括材料的強(qiáng)度、剛度和連接方式等。例如,鋼結(jié)構(gòu)外墻由于其高強(qiáng)度和優(yōu)質(zhì)連接系統(tǒng),能夠提供更好的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和承載能力。實(shí)際施工過(guò)程中,相關(guān)工作人員利用歐拉公式,對(duì)于柱子或柱狀構(gòu)件穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)估,其公式為:

式中:Fc——臨界壓力;

E——材料的彈性模量;

I——材料截面慣性矩;

K——柱結(jié)構(gòu)的有效長(zhǎng)度系數(shù);

L——柱結(jié)構(gòu)的有效長(zhǎng)度。

1.2.2 絕緣和防水性能

選擇建筑幕墻材料過(guò)程中,絕緣與防水性能不僅影響到產(chǎn)品的安全性和可靠性,還影響到產(chǎn)品的維護(hù)成本和使用壽命。實(shí)際施工過(guò)程中,為了確保絕緣和防水材料的質(zhì)量和性能,工作人員通常需要進(jìn)行一系列的測(cè)試。絕緣性能測(cè)試主要包括電阻率測(cè)試、介電強(qiáng)度測(cè)試、擊穿電壓測(cè)試等。而防水性能測(cè)試主要包括噴水測(cè)試、浸水測(cè)試、水壓試驗(yàn)等。通過(guò)這些測(cè)試,可以有效地評(píng)估材料的絕緣和防水性能,并為材料的選擇提供依據(jù)。此外,絕緣和防水性能受到多種因素的影響,如材料的化學(xué)成分、溫度、濕度、紫外線輻射等。

2 綠色環(huán)保對(duì)策分析

2.1 材料生命周期評(píng)估

評(píng)估建筑材料在生產(chǎn)、運(yùn)輸、安裝和使用過(guò)程中所消耗的能源以及產(chǎn)生的排放物。這包括原材料開(kāi)采、加工、制造、運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)的能源消耗和溫室氣體排放。通過(guò)對(duì)比不同材料的能源消耗和排放情況,選擇低能耗、低排放的材料,以降低對(duì)環(huán)境的影響。評(píng)估建筑材料的來(lái)源,包括原材料的可再生性、可回收性和循環(huán)利用性。優(yōu)先選擇可再生資源制成的材料,如木材、竹材等,以減少對(duì)非可再生資源的依賴(lài)。同時(shí),關(guān)注材料的可回收性和循環(huán)利用性,提高材料的利用率,降低廢棄物產(chǎn)生(見(jiàn)表1)。

表1 常見(jiàn)建筑外墻材料來(lái)源及可再生性

2.2 能源效率和隔熱

2.2.1 高效絕緣材料的選擇

在選擇高效絕緣材料時(shí),需要考慮材料的導(dǎo)熱系數(shù)(熱傳導(dǎo)能力)、防潮性能、耐火性能和環(huán)境友好性。同時(shí),還要根據(jù)建筑的具體需求以及當(dāng)?shù)貧夂驐l件進(jìn)行選擇。

(1)礦物棉。礦物棉是一種常見(jiàn)的絕緣材料,如玻璃纖維棉和巖棉。它們具有良好的隔熱性能和防火性能,可以有效阻擋熱量傳遞并提供舒適的室內(nèi)環(huán)境[3]。

(2)真空絕熱板。真空絕熱板是一種較新的高效絕緣材料,其核心是真空層,能夠顯著減少熱傳導(dǎo),提供極高的隔熱性能。由于其較高的成本和特殊安裝要求,通常在特定應(yīng)用或特殊要求的項(xiàng)目中使用。

2.2.2 外部遮陽(yáng)和隔熱措施

外部遮陽(yáng)和隔熱措施可以降低建筑物的能耗,提高室內(nèi)的舒適性,并減少對(duì)空調(diào)系統(tǒng)的依賴(lài)。根據(jù)具體的設(shè)計(jì)和需求,可以選擇合適的措施來(lái)優(yōu)化能源效率和隔熱性能。

(1)遮陽(yáng)百葉窗。安裝遮陽(yáng)百葉窗或者帷幕可以阻擋陽(yáng)光直射,不僅減少夏季熱量的進(jìn)入,而且降低室內(nèi)溫度。這些遮陽(yáng)設(shè)施還可以提供良好的室內(nèi)采光和視野。

(2)真空玻璃。真空玻璃是一種具有極高隔熱性能的玻璃產(chǎn)品。兩層玻璃之間的真空層構(gòu)成能夠有效隔斷了熱能的傳導(dǎo),真空玻璃可以降低建筑物的熱損失,并提供更好的隔音性能。

2.3 廢棄物處理和回收利用

2.3.1 建筑材料的可回收性

(1)鋼材。通過(guò)適當(dāng)?shù)幕厥蘸驮倮眠^(guò)程,廢棄的鋼材可以被回收并用于生產(chǎn)新的鋼材產(chǎn)品。這降低了對(duì)原始資源的需求,并減少了能源消耗和環(huán)境影響。

(2)混凝土。雖然混凝土本身不能被回收,但它可以作為再生骨料在新混凝土中回收利用。通過(guò)破碎和篩分處理,舊混凝土可以用于制備新的混凝土或道路基礎(chǔ)層等。

(3)磚塊。廢棄磚塊經(jīng)過(guò)清洗與修復(fù),然后被重新使用于新的建筑項(xiàng)目中。這種回收利用方式減少了對(duì)新磚塊的需求,并減少了廢棄物的產(chǎn)生和填埋。

2.3.2 廢棄物分類(lèi)和處理方法

廢棄物處理和回收利用的選擇取決于材料類(lèi)型、可回收性、節(jié)能性以及當(dāng)?shù)氐膹U物管理政策和設(shè)施。在設(shè)計(jì)階段,應(yīng)考慮廢棄物的產(chǎn)生和處理方式,并盡可能減少?gòu)U棄物量,以最大程度地減少對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響[4]。具體實(shí)踐中,工作人員先將建筑廢棄物按照不同的材料類(lèi)型進(jìn)行分類(lèi),如混凝土、木材、金屬、塑料等。在完成分類(lèi)的基礎(chǔ)上,施工人員對(duì)廢棄材料進(jìn)行回收利用,通過(guò)合適的處理方法,廢棄材料可以被再次加工和利用,如回收鋼材、混凝土再生骨料等。

綜上所述,住宅建筑外墻材料的選擇與綠色環(huán)保對(duì)策分析,不僅僅是一個(gè)技術(shù)性的決策,更是一項(xiàng)關(guān)乎未來(lái)可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)平衡的選擇。在現(xiàn)在的建筑領(lǐng)域,人們不僅追求美觀、耐久、經(jīng)濟(jì)實(shí)惠,還積極考慮環(huán)保以及可持續(xù)性。選擇合適的外墻材料,不僅能提高建筑的能源效率和隔熱性能,還有助于減少資源浪費(fèi)和廢棄物產(chǎn)生,從而更好地保護(hù)環(huán)境。