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绿色建材在生态建筑中的重要性

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【摘要】绿色建材在生态建筑中的应用,是生态建筑设计过程中需要考虑的一个重要因素。本文总结了绿色建材的主要种类、特征以及发展趋势,并结合两个生态建筑实例对绿色建材的应用进行了初步的探讨。

【关键词】绿色建材;生态建筑;应用

前言

生态建筑是综合运用当代建筑学、生态学及其他现代科学技术的成果,把建筑建造成一个小的生态系统,为人类创造一个方便舒适并节省能源、没有污染的使用环境,使人、建筑与自然生态环境之间形成一个良性循环系统。在生态建筑的发展过程中绿色建材的研制与使用起到举足轻重的作用。国内外的建筑设计人员对绿色建材的发展都相当重视,力图寻求最佳的绿色建材,以营造健康、安全、舒适、美观的建筑和环境。

1绿色建材的概念

所谓绿色建材就是指采用清洁生产技术生产的建筑材料,符合节能降耗目标,使用大量工业或者是城市固然废弃物生产,具有无毒害、无污染、无放射性等特征,对于环境保护十分有利,也不会对人体健康造成威胁。和常规材料相比,绿色建材的特征主要如下:①生产中多使用尾矿、废渣、垃圾等废弃物;②制造工艺具有低能耗和无污染特点;③在生产过程中,不添加对人体有害的颜料或者是添加物;④产品设计以改善环境、提升生活质量为主要目的,产品使用功能多样化,如抗菌、防霉、隔热、调温、防射线等;⑤产品可回收或循环再利用,绿色建材满足可持续发展的需要。

2绿色建材的种类及发展

绿色建材主要包括天然建材、循环再生建材、低环境负荷建材、环境功能性建材、多功能复合材料等。

2.1天然建材

天然建材包括木材、竹子、生土等。木材这种历史悠久的自然材料,在合理兼顾森林资源保护与产出的前提下,被认为是最“生态”的建材。它具有方便获取、运输、加工以及适用性广等特点。近些年来,在发达国家木材的使用又重新得到了重视,尤其是经过特殊处理后生产的胶合木,在保持了木材原有的美观的同时也提升了设计强度,同时还具有耐火能力,绝缘性较强,尺寸可控性较高。可将其应用于大跨度的直线或拱形构造的制作,适用于不同建筑类型,应用范围广,且环保。

2.2循环再生建材

循环再生建材主要特点是材料本身及其废弃物可循环重复使用。它的使用具体表现在建筑配件(如门、窗等)和建筑结构材料(墙体、楼板、钢构件等)的使用上。如旧建筑的改造其实就属于建筑材料的再利用,除了有利于保持历史的延续性,也可以节能降耗。例如,2004年在上海建成的生态示范楼中就使用了一种名为“再生骨料混凝土”的材料,将炼矿废渣、建筑垃圾经过特殊处理制作为骨料,其再生混凝土新料的使用量是普通混凝土的1/3,但是强度相同。

2.3低环境负荷建材

低环境负荷建材就是指在建设的全寿命周期中,环境的负荷值较小,其使用不会对环境造成较大的影响。具有代表性的新型材料有:节能、环保、低水泥耗量的高性能绿色混凝土以及利用工业废弃物生产的高性能建筑材料等。其优点在于:对废弃料进行回收利用,降低了烧成温度,节约能源,减少了CO2、SO2、粉尘等有毒物质的排放量。

2.4环境功能性建材

环境功能性建材在使用时对于环境具有净化和修复的功能,不会造成二次污染,有利于回收利用和再生。在对无害建材进行深入研究和开发利用过程中,希望使用的材料是有益身体健康的,也可以净化空间环境。当前,处于研发阶段或者是已经取得了一定成果的材料有:光催化分解氮氧化物、除臭、杀菌的绿色建材;抗菌、防霉的建筑卫生陶瓷和涂料;具有红外辐射保健功能的内墙涂料;可调湿度的建筑内墙板等。

2.5利用可再生能源的复合型材料

2.5.1TIM

20世纪90年代出现了一种透明绝热材料,简称TIM。可将TIM与外墙复合制作成透明隔热墙,简称TIW。TIW主要是由保护玻璃、遮阳卷帘、TIM层、空气间层、吸热面层以及结构墙体构成,在得到太阳辐射热的同时也可以得到TIM的反射能。TIM层布设在黑色吸热面外侧,在寒冷的冬季具有保温作用,有效阻止了室内热量的外散,在炎热的夏季,也抵挡了热量的进入。玻璃内的遮阳卷帘(卷帘外表面为高反射面)可调节抵达墙面的太阳辐射量。

2.5.2太阳能光电材料

在建筑中利用太阳能进行发电,可以为建筑提供电力能源,不会产生污染也会有噪音。随着科学技术的不断复杂混,太阳能电池技术已经发展成熟,可建筑材料以及构件的融合度逐渐提高,从而形成了一种新型的建筑材料,太阳能光电屋顶、太阳能电力墙及太阳光电玻璃。此类材料的优点是可以收集更多的阳光,电力生产能力也有所提高,不会对建筑的美观造成任何影响,功能集成化程度较高,如装饰、保温、发电、采光等。

3应用实例介绍

国外实例———2000年世博会瑞士馆:2000年世博会的主题为绿色,瑞士馆表现尤为明显,其改变了传统展示空间的概念和局限性,没有将技术展示以及新型机器操作演示作为重点,而是锯好的木材通过最简单的制作方法构制为木材壁,高度为9m,相互交错,形成一个面积为3000m2的迷宫。在迷宫中有通道和中庭,木结构空隙中萦绕着具有奠定瑞士传统色彩的音乐,外加阳光的照射和参观者低声细语与脚步声,营造了一个纯净的音色世界。设计师卒姆托幽默地说:“展期为153d,正好是从瑞士刚刚采伐的落叶松需要干燥的时间。”对于木材的固定,没有使用常规的角铁,因此在展会结束后使用的木材均可回收利用。由此可见,该建筑设计重点体现是历史价值,因此他的作品体现出了“人、自然、技术”这三者的合力,也是作品的魅力所在。

国内实例———上海生态办公示范楼:上海生态办公示范楼是上海市科委2003年重大科技攻关项目,是针对上海地域特征和经济发展水平,借鉴国内外最先进生态建筑技术的科研成果。示范楼建筑主体为钢筋混凝土结构,工程材料中3R材料(Reduce、Reuse、Recycle)使用率达到80%,装饰装修材料也全部采用环保低毒产品及防霉、抗菌、吸声等环保功能材料。竹子是华东地区非常具有代表性的纯天然材料,成材速度快,加工流程简便,同时材料自身耐久性较好。在示范楼工程中可使用竹子制作百叶窗,无需油漆、粘接剂等。室内走廊与楼梯的栏杆扶手也是使用废弃的木屑加工制作而成的,但是从外观和触感来说与实木相同,但是造价更低。此类材料的加工必须严格遵循环保原则,在使用过程中或者是废弃后的处理终均不会产生有害物质,且使用周期较长。与此同时,在设计中可以利用旧木屋架、木地板等废弃原木型材,制作无需受力的构件,如屋顶花园护栏、外墙护板等。

4结束语

随着能源和资源问题的日益严重,生态建筑将是未来建筑发展的一个主要方向。而其作为人类生态智慧重要的物化成就,随着高技术、轻结构的发展,使用绿色建材无疑代表着一种方向与一种趋势。

参考文献

[1]冉茂宇,刘煜.生态建筑(第二版)[M].武汉:华中科技大学出版社,2014.

[2]同继锋,马眷荣.绿色建材[M].北京:化学工业出版社,2015.

作者:李麟凯;龙雄军 单位:中航长沙设计研究院有限公司

绿色建材在生态建筑中的重要性责任编辑:张雨    阅读:人次