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生态建筑材料的分类及应用

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1生态建筑材料的概念及特点

任何物质的产生发展都有它本身的优势,相比于传统的建筑材料,生态建材的优点特征可归纳为:①原料选取的原则是废弃物(垃圾、废渣、废液等)优先,其次是使用天然资源;②生产技术上采用先进的节能减排清洁降污工艺技术;③产品在配置生产时,严格控制添加料的种类及用量,防止甲醛、卤化物等有害人体健康的物质超标;④产品设计除以不危害人体健康安全为前提外应该是多功能化的,如防雾、防火、抗菌、除臭、消声、调温度和湿度等,能有效避免温室效应及臭氧层破坏,其目的是在提高和改善人们生活环境以及生活质量的同时向与生态环境协调发展;⑤废弃过程中,无论是生态建筑装饰材料还是再生混凝土等生态建筑基础材料,产品均可循环回收利用,基本没有可污染环境的废弃物。

2生态建筑材料的分类及应用

生态建筑材料的分类方式有很多种,也囊括了很多包括天然建材、低荷能低污染建材、循环再生性建材以及功能性材料等。根据生态建材的性能可以分为:节约能源型、安全舒适型、保健型、特殊环境型以及利用废弃物环保型等。本文将通过以下几种重要的生态建筑材料予以说明。

2.1生态化学建筑材料

一般,土木工程中所需的混凝土、砌体等建筑材料均属于化学建筑材料,也属于高耗能部分。2010年我国在发展规划中提出了建筑节能的新标准,要求建筑节能不低于50%。所以发展节能型生态化学建筑材料成为落实建筑节能的关键和迫切要求。1)混凝土,属于传统的化学建筑材料,也是建筑材料中使用量最大的材料之一,其原料之一就是水泥。1996年,我国生产的70%以上用于墙体建设的水泥产自污染严重、效率低下而且高耗能的小水泥厂,而且生产每吨水泥将排放近1t的二氧化碳,是造成温室效应的重要因素之一。而今,我国决定将对其进行由一次性化、高浪费化转向生态化可循环化改进。相关方案有:商品混凝土取代现场搅拌混凝土,目前,美国、日本、中国都有推广使用,但成本较高,有待进一步研究;研发以及推广高性能混凝土,如高掺量粉煤灰混凝土,使用被活化的贝利特水泥或阿里尼特水泥替代传统水泥等;研发使用新型无毒高性能混凝土添加剂,有效防止室内的环境污染。2)砖砌体,也属于传统的建筑材料,传统红砖因为其抗压强度大、易吸水、砖墙和水泥砂浆结合较好而广泛应用于工程项目。但其生产原料及生产过程对自然环境的破坏相当严重。烧制红砖大量毁坏耕地,消耗煤炭。我国20世纪90年代开始限制使用,如今已禁止使用,随之代替的是以灰砂砖及多种轻质砌块为主的墙体材料采用,具有自重轻、保温隔热性能高、制作加工能耗较低、促进环保等优势。灰砂砖一般采用绝大部分的工业废料作为原料,通过蒸压养护、烧结等加工工序制作而成。煤炭发电厂的粉煤灰可制作成粉煤灰蒸压灰砂砖,利用尾矿废料作为原料可生产小型混凝土空心砌块等。加以利用工业废渣可减少自然环境污染,节省能源。

2.2生态木质建筑材料

木材作为一种天然生物建筑材料,在我国建筑文化历史上占有一席之地。与混凝土或钢材等其他建材相比,木材的单位质量承载力大很多,热传导性低、具有良好的电绝缘性,且其力学性质上特点显著,安全系数较高。研究证明,单位厚度的木材保温效果是混凝土的15倍,相比于用泡沫塑料或玻璃纤维保温,木材结构的保温性能将提高15%~70%。随着自然资源的过度开发,森林面积直线性减少,许多国家利用“劣材优用、节约代用”法(将速生的、小径的木材加工成性能良好的集成材)制出木质复合材,有效地落实了废弃物再利用原则。目前,生态木质建材已成为现代房屋建造装修的主要材料种类之一。

2.3生态陶瓷建筑材料

陶瓷建材主要以瓷砖、坐便器、浴池、洗脸台、自来水池等实物出现在装修市场中。表面上看陶瓷具有干净卫生,便于清洗,美观等优点,但其实陶瓷生产属于高污染、高耗能的过程。随着现代人们对环境安全无污染化、健康化的要求越来越多,节能化产品的需求也越来越受关注,具有安全认证和绿色健康标志的生态陶瓷成了未来陶瓷发展的方向及目标。抗菌陶瓷、按摩陶瓷、感光水龙头、防静电陶瓷等的陆续上市,证明了生产生态陶瓷建筑材料的必要性。

2.4生态玻璃建筑材料

建筑上,门窗往往离不开玻璃的搭配。随着科技的高速发展,真空玻璃、夹层玻璃、无反射玻璃、自洁净玻璃等环保玻璃陆续出现不仅能降低噪声污染、粉尘污染、光污染,同时起到保温和采光要求,而且能减少其他有害物质污染。废弃玻璃由于无法降解而长期存在于环境中,会对环境造成很大危害。目前,有人已利用废弃玻璃生产出装饰材料,如马赛克、微晶玻璃、泡沫玻璃等。

2.5竹质生态建筑材料

竹子与木质一样,因其刚劲、力争上游的特点广泛地应用于古代文人隐居房屋的建造和装饰中,而且一直延续至今天。不同于木质,竹子是一种速生植物资源,具有韧性好、耐磨损、强度大、纹理通直等多种优点。作为建材使用时,成本是木材或混凝土的一半左右。在“十五”国家科技攻关计划中,对竹建材的创新设计和加工的创新做出了相关改进和重点具体要求。重组竹板材料是竹材料利用现代竹材料复合重组技术合成的,不仅具有钢材的力学指标,甚至超过建筑木材的性能,在建筑材料领域得到重用,是一种新型的应用上具有广阔前景的生态建筑材料。

2.6纸质生态建筑材料

众所周知,纸是木材、纸浆等可再生原材料制成的。采用纸作为结构材料能减小建筑物的质量,使得施工速度加快,从而降低成本,而且最重要的是当建筑物被拆除时,纸结构可以重复再生利用。目前,世界上开始用纸材作为一种新型建筑材料搭建一些临时性或半临时性建筑,如2000年世博会上日本馆、1992年的瑞士纸塔等。

3生态建筑材料的发展意义

近几年,从雪灾到汶川大地震,从洪涝灾害到沙尘暴、玉树地震、西南大面积干旱等自然灾害的频繁出现,无不提醒着人们生态环境污染严重、保护环境的重要性。面对大自然的示警,传统建材生产不仅高消耗着能源和资源,也造成了严重的环境污染。具有绿色环保安全等标签的生态建筑材料日益得到社会的关注和人们的热捧。生态建筑材料是从原料选取到生产加工再到废弃再循环使用等各个环节严格要求把关,不仅做到了低耗能,低废气、废水、废渣的排放,将建筑材料对环境污染减到最小,而且满足了我国方针政策(可持续发展)的需要,使得发展与环境和谐统一。既满足着人们的健康、环保、长寿、安全等日常需求,又不妨碍后代人对资源能源环境的最大需求。

本文作者:李无为 单位:铁道部工程管理中心

生态建筑材料的分类及应用责任编辑:田老师    阅读:人次
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