毕业设计（论文）：浅谈环保型建筑材料的应用与发展

浅谈环保型建筑材料的应用与发展 随着改革开放的深入，我国经济发展迅猛，人们的物质文化生活都有了很大的提高，集中体现在衣食住行方面，尤其是在住的方面要求更加的高质量。建筑材料费用在基本建设总费用中占50%以上，具有相当大的比例。且随着环保型消费逐步占据主流，建筑的生产商和消费者都对建材提出了安全、健康、环保的要求。因此，新型建筑材料的开发、生产和使用，对于促进社会进步、发展国民经济具有重要意义。采用清洁卫生技术生产，减少对天然资源和能源的使用，大量使用无公害、无污染、无放射性环保型建筑材料，有利于环境保护和人体健康，是环保型建筑发展的必然趋势。20世纪90年代开始，“可持续发展”成为世界上许多国家的发展战略，专家们提出了“绿色建筑”的概念，绿色建筑就是资源有效利用的建筑。1 传统建筑材料产生污染的原因分析随着人们生活水平的提高，逐渐对建筑物的环境设计重视起来，力求创造一个舒适、高雅的生活和工作环境。但是传统的不少装修材料大都是由化工材料制成的，有的本身含有有毒物质，它们不断地向室内空气中挥发有毒成分，给人体带来不良影响。据报道，美国环境保护局的专家们曾经对某些城市的10幢新建房屋建筑作抽样检查证实，在现代化房屋建筑内空气含有多达500余种的化学物质，比室外要高出许多倍。又据美国微生物学会年会有关论文报道，现代房屋建筑的2% 3%有石棉和氡、10%左右有病毒、细菌等微生物。含有这些有害物质的建筑被称为“病态建筑”，这些有“病”的建筑常常会把自身的“病”传染给房屋的使用者。事实证明，建筑材料问题是非常重要的，所释放的各种气体如氨、甲醛、苯、氡等对人体的健康非常不利。封闭的室内环境由于温度、湿度较大，有些材料会为霉菌和细菌生长提供养料，对人体的危害更大。建筑装修的污染物主要来自以下几个方面：1）板材类不符合环保标准的人造装修板材，内含超标的甲醛，如大芯板（细木工板）、胶合板、纤维板、刨花板，以及用这些板材制作的复合地板、家具等。甲醛主要来自于制作复合板材所使用的脲醛树脂胶，这种胶具有强度高、不易开胶的特点，是目前生产各种复合板材普遍使用的粘合剂。脲醛树脂胶含有甲醛，会形成游离甲醛气体释放到空气中，而甲醛为高毒性物质。2）涂料类房屋装修使用的油漆、涂料、防水材料，以及各种油漆涂料的添加剂和稀释剂含有有害物质苯。石材类:石材类装修材料如花岗岩、大理石、石膏、瓷砖等，含有一种叫做氡的有害物质。氡是世界卫生组织公布的19种环境致癌物之一，它是仅次于吸烟的第二个肺癌致病因。3）水泥等水泥等建材主要含有有害物质氨，它是一种无色、有强烈刺激性气味的气体。装修设计的环保，最主要取决于材料的环保程度。现在的建筑材料打出了很多环保的卖点，如节水、节能、防霉、防虫、防菌等，这给了设计师更大的发挥空间。不过，设计师一般是按照客户的要求，以及开出的价格来选择用料的，环保材料价格相对较高。2 环保型建筑材料制品的种类及发展现状2.1 环保型建筑材料的特性 相对于传统建材，新型环保教材具备以下几个特性： （1）满足建筑物的力学性能、适用性（经济适用、美观、节能）以及耐久性的要求。（2）降低能耗、减小污染、美化环境。对自然环境具有亲和性、符合可持续发展的原则。即节省资源和能源，不产生或不排放污染环境、破坏生态的有害物质，减轻对地球和生态系统的负荷，实现非再生性资源的可循环使用。（3）能够为人类构筑温馨、舒适、健康、便捷的生存环境，满足人们的审美要求。2.2 分类及发展现状2.2.1新型墙体材料我国新型墙体材料发展较快，品种较多，主要包括砖、块、板，如粘土空心砖、掺废料的粘土砖、非粘土砖、建筑砌块、加气混凝土、轻质板材、复合板材等，但数量较小，在整个墙体材料中所占比仍然偏小。只有促使各种新型体材料因地制宜快速发展，才能改变墙体材料不合理的产品结构，达到节能、保护耕地、利用工业废渣、促进建筑技术的目的。 经过近30年来自我研制开发及引进国外生产技术和设备，我国的墙体材料工业已经开始走上多品种发展的道路，初步形成了以块板为主的墙材体系，如混凝土空心砌块、纸面石膏板、纤维水泥夹心板等，但代表墙体材料水平的各种轻板、复合板所占比重仍很小，还不到整个墙体材料总量的1%，与工业发达国家相比，相对落后40-50年。主要表现在：产品档次低、企业规模小、工艺装备落后、配套能力差。新型墙体材料发展缓慢的重要原因之一是对实心粘土砖限制的力度不够，缺乏具体措施保护土地资源，以毁坏土地为代价制造粘土砖成本极低，使得任何一种新型墙体材料在价格上无法与之竞争。1994年新税制实行后，对粘土砖生产企业仅征收6%的增值税，而不少新型墙体材料，尤其是轻质板材却要交纳17%的增值税务局，加剧了新型墙体材料发展的不利局面。针对这种情况，国家三部一局（建设部、农业部、国土资源部和国家建材局）墙材革新办公室积极指导各地大力开展墙材革新工作，结合各地实际情况，出台了多项墙改政策，有力地促进了新型墙体材料的发展。2.2.2新型保温隔热材料改革开放以来, 我国保温隔热材料有了长足的进步已发展成为品种比较齐全、初具规模的保温材料的生产和技术体系。保温隔热材料在国外的最大用户是建筑业约占产量的80 % , 而在我国建筑业市场尚未完全打开, 其应用仅占产量的10 %。生产工艺整体水平和管理水平需进一步提高, 产品质量不够稳定。科研投入不足, 应用技术研究和产品开发滞后, 特别是保温材料在建筑中的应用技术研究与开发多年来进展缓慢, 严重地影响了保温材料工业的健康发展。加强新型保温隔热材料和其他新型建材制品设计施工应用方面的工作, 是发展新型建材工业的当务之急。我国保温材料工业经过30 多年的努力, 特别是经过近年的高速发展, 不少产品从无到有, 从单一到多样化质量从低到高, 已形成取膨胀珍珠岩、矿物棉、玻璃棉、泡沫塑料、耐火纤维、硅酸钙绝热制品等为主的品种比较齐全的产业, 技术、生产装备水平也有了较大提高有些产品已达到国际先进水平。但由于我国保温材材料工业起步晚, 总体技术和装备水平较低, 在建筑领域的应用技术有待完善, 在很大程度上影响了保温材料的推广应用。近年来, 保温材料工业重复建设现象严重, 全国各地蜂涌而上, 几年间上百条生产线投产, 而在应用领域的开发上却投入不多, 造成了目前投资效益低, 供过大于求的局面。2.2.3新型防水密封材料防水材料是建筑业及其它有关行业所需要的重要功能材料, 是建筑材料工业的一个重要组成部分。随着我国国民经济的快速发展, 不仅工业建筑与民用建筑对防材料提出了多品种高质量的要求, 在桥梁、隧道、国防军工、农业水利和交通运输等行业和领域中也都需要高质量的防水密封材料。改革开放以来, 我国建筑防水材料获得较快的发展。防水材料已摆脱了纸胎油毡一统天下的落后局面, 目前拥有包括沥青油毡(含改沥青油毡) 、合成高分子防水卷材、建筑防水涂料、密封材料、堵漏和刚性防水材料等五大类产品。我国防水材料基本上形成了品种门类齐全, 产品规格、档次配套, 工艺装备开发已初具规模的防水材料工业体系, 国外有的品种我们基本上都有。2.2.4新型装饰装修材料建筑装饰装修材料品种门类繁多，更新换代十分迅速，与人民生活水平提高和居住条件改善密切相关，是极具发展潜力的建筑材料品种之一。它的品种、质量和配套水平的高低决定着建筑物装饰档次的高低，对美化城乡建筑、改善人民居住和工作环境有着十分重要的意义。 我国建筑装饰装修材料的发展，虽然起步较晚，但起点较高，主要生产能力量是80年代以后引进国外先进技术和装备基础上发展起来的。目前花色品种已达4000多种，已基本形成初具规模、产品门类较齐全的工业体系。目前三星级的宾馆装饰装修基本做到自已生产，四至五星级宾馆的装饰装修有30%-40%可以做到自给。存在的主要问题是：生产企业规模偏小，产品质量不稳定，款色旧，档次低，配套性差，市场竞争能力弱；科研开发力量不足，产品更新换代能务弱，不能适应市场需求；产品结构不合理，中、低档产品比例大，高档材料比重低，不能满足高档建筑装饰装修的需求。3环保型建材在国内的应用3.1环保型建材的应用价值体现（1）住在这些建筑里会感觉更加舒适，冬天不冷、夏天不热。由于屋顶涂了节能涂料（称为戴帽）门窗采用中空玻璃、外墙体使用厚板（称为穿衣）。因此其隔热性、保温性良好， 在天气极端闷热或寒冷时，效果尤其明显。（2）住户可以大大节省电费。据有关部门测算，在同等面积和住户用电习惯的条件下，节能建筑约能减少30右的电费开支。而目前， 选用节能材料对于开发商而言，每平方米大约只需要多增加80100元。事实上，从目前全国发展绿色节能环保建筑的形势来看，各地政府酝酿已久。包括山东潍坊、安徽合肥等省市都在近期出台了全面推进建筑节能工作、大力发展环保节能型建筑的新规定。作为全国房地产市场一线城市，北京在推进绿色节能环保建筑方面的努力自然丝毫并不逊于其他省市。据了解，包括华远地产、润丰地产、沿海集团等品牌房地产企业都已经投身于绿色节能环保建筑的实践中。3.2具体应用 3.2.1 轻质墙体材料轻质墙体材料应用轻质墙体材料砼空心砌块、加气砼砌块等，是目前广泛推广应用的多功能新型墙体材料，它的优点是：容重轻（均为粘土砖的1/4-1/3）、导热系数小（约为粘土砖的1/5）、保温性能好（200mm厚加气块墙体的热阻相当于700mm厚粘土砖的热阻）、防水、隔音、吸湿和易加工（可刨、钉、锯、钻），同时由于容重轻，可以大幅度降低建筑物的自重，减少材料和能源消耗（加气块生产能耗为粘土砖的69.2%），提高运输效率。对于施工企业来说，砌块不需砍断或敲碎，平均每人每天完成工作量约200块，相当于1923块标准砖，工效提高30%；同时，砌块几何尺寸比标准黏土砖大10倍，砌筑砂浆可节省50%。对于用户来说，砌块可按200mm建筑模数确定建筑尺寸，所以住宅建筑采用加气砼块墙体比使用标准砖时使用面积可增大3%-5%。从而能获得较好的社会经济效益。由于轻质墙体材料大都采用工业废料加工而成，且组成墙体材料的物理力学性能如导热、导温和强度等的差异，在环境温度变化较大时，将在砌体表面产生一定的拉、压应力，导致抹灰面易开裂、空鼓。因此，轻质砌块墙体抹灰包括接缝处理、管线槽封补、基层处理、分层整平等，从技术措施、施工方法、检查验收等各方面必须制定和遵照相应的施工技术方案。3.2 .2 粉煤灰粉煤灰砼技术的应用粉煤灰是一种人工火山灰材料，是从煤粉炉中收集到的细颗粒粉末，用粉煤灰配制的砼，可以达到改善砼性能，保证工程质量和降低成本的目的；应用粉煤灰还可以保护环境，降低建筑能耗，可以获得良好的经济效益和社会效益。粉煤灰在砼的浇筑过程中改善了砼的和易性。从而提高了砼的强度、抗渗性、抗冻性和耐久性。过量掺用粉煤灰会降低砼碱度，使抗碳化能力和对钢筋的保护作用降低，同时由于水泥含量的降低，二次水化作用迟缓，砼的早期强度较低，强度增长缓慢，抗渗性、抗冻性、耐久性也变差，粉煤灰的掺入量，应依水泥的标号高低而确定，控制在10-30%为宜。由于粉煤灰具有缓凝作用，应根据工程的工期要求和施工季节正确选择外加剂。粉煤灰砼在低温条件下强度增长缓慢，故在冬季施工时不宜采用粉煤灰砼；在炎热的干燥地区使用粉煤灰砼，应注意覆盖和浇水养护，防止风干和晒干，以保证砼的强度。3.2.3 UPVC水管UPVC排水管的应用聚氯乙烯（UPVC） 塑料管与铸铁管相比具有重量轻、耐酸耐碱、阻流小、不结垢，价格便宜、运输和安装轻便、表面不用涂漆等优点，在正常的条件下作为建筑排水管于户外使用，寿命可达40年以上。是取代铸铁管的理想的排水材料。但由于UPVC排水管与铸铁管相比，存在机械强度低，抗老化性能差，线性膨胀系数大等缺点，故在施工中必须加以注意：第一、UPVC管不得暗设，也不得半明半暗安装，以防止挤压破裂引起渗漏。第二，UPVC管耐热性能差，故安装时不得穿越烟道，同时与家用灶具边的净距应大于400mm。第三，为防止断裂变形，影响排水效果，UPVC管不得穿越建筑物沉降缝。第四，因其外壁受环境影响会产生凝结水，管子不宜穿越储藏室，以免影响使用功能；冬季施工时，应采用防寒防冻措施，以保证胶粘剂的粘结质量。第五，由于UPVC管的线性膨胀系数比铸铁管要大得多，为解决管道的伸缩问题及立管连接不产生伸缩应力，伸缩节的设置部位及设置的间距必须符合规范要求。4环保型建筑材料的发展趋势之展望与对策4.1节能环保材料在未来建筑领域中的趋势环保材料提供广阔的市场在全球能源供应趋紧的形势下，居住环境的节能设计成为建筑业必须面对的一个重要课题。据调查：欧洲目前正在掀起一场“建筑革命”，人们期待新一代的房屋不仅能确保能源自给自足，还能将剩余的能源输入电网。可见这是人们对当今建筑行业提出的一个新的要求，也是世界环保意识增强的一个表现。相应环保建筑材料的使用将会为整个建筑行业注入一股新鲜血液，它不仅解决了人们异常关注的环境污染问题，也充分实现了资源的合理、重复利用，使整个建筑在设计和构造上更加趋于完美化、合理化，能够跟上时代步伐。在全球能源供应趋紧的形势下，节能已成为建筑业必须面对的另一个重要课题。中国企业的节能环保意识正日益趋于成熟。最近由世界联合国工业发展组织主办的，围绕“节能环保”进行的中国环渤海节能环保产业评选活动，引起了全球节能环保界对中国的广泛关注。其中新型建材生产企业尤其受关注。有关环保人士表示，这不仅仅是意味着中国环渤海企业的节能环保取得了阶段性实质成果，另外一方面，也是对中国其他地区企业的一种鞭策。4.2环保型建筑材料的发展之对策与建议4.2.1 确定新型建材及制品发展的主导产品，加强结构调整的导向工作新型墙体材料以节能、节地、利废和改善建筑功能为目的，大力发展各种轻质板材和砼砌块，开发承重复合墙体材料。防水材料重点发展改性沥青防水卷材、聚氨酯防水涂料和硅酮、聚氨酯密封涂料；保温材料重点发展建筑用矿物棉、玻璃棉制品；装饰装修材料重点发展丙烯酸类乳胶内外墙涂料、复合仿木地板等一些适销对路的产品；门窗重点发展塑料门窗，并注意解决好款式新颖、功能各异的设计和高档五金件的开发配套；上下水管道重点发展UPVC塑料管材件，并解决好管材与管件的配套问题。无机非金属新材料重点发展建筑、石油化工、电子、汽车等支柱产业所需的各类玻璃钢和制品，以及农渔业等行业所需的玻璃钢渔船、风力发电叶片等产品，不断提高集约化程度和产业化水平。4.2.2提倡绿色建筑, 清洁生产,节约资源，降低能耗提倡使用3R材料（可重复使用、可循环使用、可再生使用）。选用无毒、无害、不污染环境，有益人体健康的材料和产品，宜采用取得国家环境保护标志的材料、产品。尽量采用低蕴能材料，避免有毒污染材料。建材生产避免以破坏、占有土地林木为代价。环境亲和的建筑材料应该耐久性好、易于维护管理、不散发或很少散发有害物质，当然，同时也得兼顾其他方面的特性，如艺术效果等。为了实现可持续发展的目标，将建筑材料对环境造成的负面影响控制在最小限度之内，需要开发研究无污染技术，清洁生产环保型建筑材料。例如，利用工废料（粉煤灰、矿渣、煤矸石等）可生产水泥、砌块等材料；利用废弃的泡沫塑料生产保温墙体板材；利用废弃的玻璃生产贴面材料等。既可以减少固体废渣的堆存量，减轻环境污染，又可节省自然界中的原材料，对环保和地球资源的保护具有积极的作用。免烧水泥可以节省水泥生产所消耗的能量； 高流态、自密实免震混凝土，在施工工程中不需振捣，既可节省施工能耗，又能减轻施工噪音。4.2.3 加大科研开发的力度，提高技术装备水平结合不同地区、不同建筑类型，以新型墙体材料为重点，瞄准有市场前景的新产品、新技术，在引进、消化、吸收国外先进技术装备的基础上，研究开发适合我国国情的生产技术；尽量做到产品不仅不损害人体健康，而应有利人体健康；加强功能、社会效益好的产品开发。4.2.4 加强产品的工程技术应用研究，加快新型环保建材及制品的应用步伐建材主管部门和建筑业主管部门，要加强合作，尽快制定、落实新型环保建材纳入建筑应用的规程和管理办法，切实解决新型环保建筑材料发展过程中科研、生产、建筑设计、施工等各个环节的具体问题；研究适合新型环保建材及制品应用的设计规程和施工工艺；编制、修订有关新型环保建材及制品的市府、生产、施工规范、规程及施工通用图集；颁布比较成熟的新型环保建材及制品设计、应用、推广产品目录，部分产品可考虑实行生产许可证等。力争在工作到一定程度时以几个部门联合下文的方式予以法定化。4.2.5 统筹规划、合理布局，形成一批新型环保建材及制品的生产基地和大型企业集团结合各地的实际情况，选择一批有基础的城市和有实力量新型环保建材及制品生产企业集团和基地进行重点发展，使之形成生产规模大、配套能力强的大型新型环保建材及制品企业集团和生产基地。形成各具特色，具有自己的主导产品和合理的产品结构、有一定规模和配套能力的新材料基地。5小结 环保建筑是一个内涵深邃、外延广袤的概念，它赖以发展的基础是环保材料。材料的革新往往引起技术上的革命。可以相信，大力推广环保型建材，运用现代高科技手段进行设计，采用无污染的生产技术，实现建筑可持续发展会逐步变为现实。绿色环保型建筑是一个符合可持续发展的绿色建筑，是人类与自然和谐相处的产物，环保建筑是人类文明的标志，是人类保护自己的生存环境的明智的选择。要有意识地保护人居环境，创造良好的居住环境。在设计与做法上力求做到自然与人的协调，为共同的发展创造出优美和谐的绿色家园。参考文献1 刘晓红，周定国. 室内环境污染研究现状与展望. 木材工业，2003，17（2）：8-112 蔡璟珞. 我国城市建筑节能的思考与研究J. 华北科技学院学报，2005，27（4）：26-283 高久长. 建筑节能的几点思考J. 城市开发，2005，11（4）：15-164 汪琪美. 北京100044.建筑生态与节能J北京建筑工程学院学报，2005，14（2）：09-115 战余环. 寒冷地区窗在围护结构中的节能研究J低温建筑技术，2000，5（1）：02-046 姜宏斌. 浅谈复合外墙体在北方地区的应用J工业建筑，2007，7