新型建筑材料在绿色住宅中的应用.doc

新型建筑材料在绿色住宅中的应用摘要： 绿色住宅不只是指绿化，更应遵循“以人为本、节约资源、保护环境”的基本理念，建材的选用是绿色住宅建设中至关重要的环节。本文从绿色住宅建设的需求出发，详细论述了多种新型建筑材料的发展现状及未来趋势，如新型墙体材料、新型保温隔热材料、新型建筑防水材料、新型装饰装修材料等。关键词：绿色住宅；新型建筑材料；节能；生态绿色住宅是根据住宅建筑周围的自然和社会环境，综合运用多种现代科学手段而设计建造的一种能使住宅内外物质能源系统良性循环，无废、无污、能源实现一定程度自给的新型住宅模式。绿色住宅的建造离不开科技的进步以及新技术、新工艺、新材料的运用。在这种形势下，住宅建筑材料将面临着一次挑战和革新，一些不符合要求的传统建筑材料势必会被节能环保的新型建筑材料所取代。新型建筑材料是在传统建筑材料的基础上生成的新兴材料，主要包括新型墙体材料、新型保温隔热材料、新型建筑防水材料、新型装饰装修材料和其他建筑节能材料等。一、新型墙体材料墙体材料是建筑材料的重要组成部分，据统计，建筑物能量的损耗约50%来自墙体。墙体材料改革是绿色住宅实现建筑节能及环境保护的主要途径之一。传统的墙体材料如烧结实心粘土砖消耗大量粘土及能源，不利于可持续发展。新型墙体材料是相对于粘土砖、钢筋混凝土等传统墙体材料而言的，通常泛指除粘土制品以外的具有节土、节能、利废、有较好物理学性能的墙体材料。1、由传统材料经过改良生产的各类混凝土砌块、多孔模数空心砖等，这类新型材料保温、绝热性能较好，而且节省能源。2、由工业废渣料制成的各类新型墙体材料，如利用炉渣、石膏、煤矿石粉、煤灰石等制成的粉煤灰砌块、煤矸石烧结（空心）砖、粉煤灰水泥等。这些材料的应用有利于住宅建筑的可持续发展，既可以包括土地资源，又大大降低了工业废料对环境的污染，有利于能源的节约和环境的保护。 3、市场上出现了各类型复合墙体板材。如石膏板、水泥板、复合板等。这些板材通常具有轻质高强、防火隔声性能好、施工方便、易于改造等特点，有利于提高建筑质量、减轻建筑物自重、提高住宅面积利用系数、减少住宅建造过程中的能耗，提高住宅的经济性。新型墙体材料的发展有利于生态平衡、环境保护和节约能源，符合绿色住宅的建设要求。因此，要适应绿色住宅的建设需要，将新型墙体材料的发展与提高住宅建筑性能和改善建筑功能结合起来，因地制宜的发展各种新型墙体材料，从而达到节能、环保、促进建筑技术发展的综合目的。二、新型保温隔热材料保温隔热材料是一种减缓由传导、对流、辐射产生的热流速率的材料或复合材料。用于住宅建设的保温隔热材料种类非常多，根据其在维护结构的使用部位不同，可分为内、外保温隔热材料；根据其状态的不同可分为板块状保温隔热材料和浆体状保温隔热材料，根据材质不同可分为有机和无机保温隔热材料。其中，矿物棉、玻璃棉、膨胀珍珠岩和泡沫塑料等是较为常用的建筑隔热保温材料。在绿色住宅建设中推广各类新型保温隔热材料，对于推动节能工程的实施，对于改善人民生活水平、保护环境、保持人类社会的可持续发展具有积极的意义。目前，在建筑中常使用的外墙保温主要有外保温、内保温、内外混合保温等方法。由于内保温会多占用使用面积，“热桥”问题不易解决，容易引起开裂，还会影响施工进度及居民的二次装修，所以外墙保温运用很广泛并且日趋成熟。外墙保温技术的快速发展极大的促进了新型节能材料的开发应用。近年来，我国保温隔热材料的产品结构也发生了明显的变化，主要表现在以下几方面：泡沫塑料类保温隔热材料所占比例逐年增长；矿物纤维类保温隔热材料的产量增长较快，但其所占比例基本维持不变；硬质类保温隔热材料制品所占比例逐年下降。三、新型建筑防水材料防水材料是建筑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。新型建筑防水材料是相对石油沥青油毡及辅助材料等传统建筑防水材料而言的，其“新”字一般来说具有两层意思：一是材料“新”，二是施工方法“新”，它不仅具有基本的防水功能，还具有其他如保温、去污等功能，而且在生产和使用过程中对环境的影响也比较小。概括起来，新型建筑防水材料主要包括高聚物改性沥青防水卷材、聚合物水泥防水涂料、合成高分子防水卷材、防水密封材料和聚乙烯双面复合防水卷材等。1、 高聚物改性沥青防水卷材高聚物改性沥青防水卷材是以高聚物的改性沥青为涂盖材料，以玻璃粘、黄麻布、聚酯毡为胎体所制成的卷材，它克服了普通沥青油毡的不足，具有高温不流淌、低温不脆裂、拉伸强度高、延伸率较大等优异特性，是我国今后大力发展和推广的防水卷材之一。2、 聚合物水泥防水涂料 聚合物水泥防水涂料以水泥和丙烯酸等（乳液或其他类）水性聚合物为主原料，加入其他外加剂制得的双组份水性建筑防水涂料。两组份在现场搅拌成均匀、细腻浆料，涂刷或喷涂于基体表面，固化后形成柔韧、高强的防水涂膜。这种涂料既有水泥类胶凝材料高强度、易与潮湿基面粘结的性能，又兼有聚合物涂膜弹性大、防水性好的优点，尤其是以水作为载体，克服了沥青、焦油、有机溶剂型防水材料易造成环境污染的弊端，是一种无毒无害、施工简便的新型绿色环保防水材料。它不仅适用于各种防水工程，还可用于修补、界面处理、混凝土防护、装饰、结构密封等工程。3、合成高分子防水卷材合成高分子防水卷材是以合成橡胶、合成树脂或两者的共混体为基料，加入适当化学助剂和填充料等经过塑炼、挤压成型、硫化、定型等工序加工而成，具有抗拉强度高、断裂伸长率大、抗撕裂强度高、耐热、耐低温性能好等特点，是高档次防水卷材，也是我国今后大力发展的新型防水卷材。4、 防水密封材料又称嵌缝材料，主要用于建筑物和构筑物中各种接缝或裂缝的嵌填以保持水密性。防水密封材料应具有较大的塑性和粘贴性，应是以接缝或裂缝拉压等位移变形，保持水密性。主要包括带状、条状、卷状等定性密封材料和液状、膏状等不定性密封材料。5、 聚乙烯双面复合防水卷材聚乙烯双面复合防水卷材是以低密度线性聚乙烯树脂为主要原料，两面复合化学纤维无纺布，并经特殊的工艺加工而成。它具有较好的综合技术性能，如抗拉强度高、抗透气能力大、低温柔性好，适应温度范围宽，抗老化能力强，有较好的气密性，耐酸碱腐蚀，使用寿命长等优点，是新建房屋或旧房维修较好的新材料。四、新型建筑装饰装修材料装饰装修材料是建筑材料的一部分，与其他建筑材料的物理力学性能属性有着明显的区别，它比较抽象，难以用数量衡量，其生命力在于它的多样性。我国建筑装饰装修材料的发展，虽然起步较晚，但起点较高，主要是在80年代以后引进国外先进技术和装备基础上发展起来的。近年来，人们对居住环境的要求越来越高，新型装饰装修材料的品种门类繁多，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。在绿色住宅的建设中，对装饰装修材料的选择要体现以下原则：其生产所用的原料尽可能少用天然资源，应大量使用尾矿、废渣等废弃物；采用低能耗制造工艺和不污染环境的生产技术；在产品配置或生产过程中，不得使用甲醛、卤化物溶剂或芳香族碳氢化合物，产品中不得含有汞及其化合物；可循环或回收再生利用，无污染环境的建筑环保材料。五、其他建筑节能材料1、智能建筑材料 智能建筑材料是指模仿生命系统，能感知环境变化，并及时改变自身的性能参数，做出能与变化后的环境相适应的复合材料。仿生命感觉和自我调节是智能建筑材料的重要特征。2、太阳能的利用太阳能是人类可以利用的最丰富、最洁净、最理想的能源。太阳能利用是绿色住宅建设的重要内容，除了传统的光-热转换, 用光电转换材料将太阳能直接转换为电能, 将太阳能电池与建筑材料构件融为一体, 体现太阳能与建筑的完美融合。可以预见, 采用光能转换技术与建筑的屋顶、外墙、窗户等结合集结成复合产品, 很可能成为本世纪一类重要的新型建材制品, 既可作为建筑的制品,又可以进行太阳能发电, 将有极为广阔的发展前景。3、纳米技术的应用纳米微胶囊相变材料可作为新型的环保节能型建筑材料，其主要成分为纳米和微胶囊化的相变材料。纳米在光催化作用下，能杀死病毒，消除VOC 和无机有害气体，能在不通入室外新风的情况下有效提高室内空气品质，减少空调系统的能耗；同时，微胶囊相变材料通过相变，物质的分子结构迅速地发生转变，在恒温状态下进行吸热或放热，在外界温度变化时能有效地保持室内热环境的稳定性，减少了能量的损耗，达到建筑节能的目的。五、新型建筑材料的发展前景随着城市化进程加快，城市人口密度日趋加大，城市功能日益集中和强化，需要建造高层建筑，以解决众多人口的居住问题和行政、金融、商贸、文化等部门的办公空间，因此要求结构建筑向轻质高强方向发展。目前主要目标仍然是开发高强度钢材和高强混凝土，同时探索将碳纤维及其他纤维材料与混凝土聚合物等复合制造的轻质高强结构材料。到目前为止，普通建筑物的寿命一般设定在50100年。现代社会基础设施的建设日趋大型化、综合化，例如超高层建筑，大型水利设施、海底隧道等大型工程，耗资巨大、建设周期长、维修困难，因此对其耐久性的要求越来越高。此外，随着人类对地下、海洋等苛刻环境的开发，也要求高耐久性的材料。目前，主要的开发目标有高耐久性混凝土、钢骨混凝土、防锈钢筋、陶瓷质外壁胎面材料、合成树脂涂料、防虫蛀材料、耐低温材料，以及在地下、海洋、高温等苛刻环境下能长久保持性能的材料。在大空间建筑中“第五代建材”膜材料也是一种广泛应用的新型材料，它是由高分子聚合物涂层与基材按照所需的厚度、宽度通过特定的加工工艺粘合而成。现在它可以发挥极大承载力，构筑灵活大空间，并且具有自然生态美外观。大深度地下空间是目前为止还没有被广泛开发利用的领域，随着地球表面土地面积逐年减少，人类除了向高空发展外，大深度地下是一个很有潜力的发展空间。与超高层建筑相比，地下空间结构具有很多优点。例如具有保温、隔热、防风等特点，可以节省建筑能耗。为实现大深度地下空间建设，需要开发能适应地下环境要求的药剂材料、生物材料、土壤改良剂、水之净化剂等。海洋建筑与陆地建筑的工作环境有很大差别，为了实现海洋空间的利用，建造海洋建筑，必须开发适合于海洋条件的建筑材料。海水中的盐分、氯离子、硫酸根等侵蚀作用，使材料很容易被腐蚀而破坏；海水波浪不同地往复作用，对建筑物构成冲击、磨耗和疲劳荷载作用；海洋建筑还要经常受到台风、海啸等严酷的气候条件的作用；建筑在海滩、近海等软弱地基上的建筑物，其沉降现象也很明显。这些严酷苛刻的环境下工作的海洋建筑物所用的材料，要求具有很高的强度、而冲击性、耐疲劳性、耐磨耗等力学性能，同时还要具有优良的耐腐蚀性能。为实现这些性能，要求开发以下新型材料。如涂膜金属板材、耐腐蚀金属、水泥基复合增强材料、地基强化材料等。为了实现可持续发展的目标，将建筑材料对环境造成的负荷控制在最小限度之内，需要开发研究环保型建筑材料。例如利用工业废料（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、自密实免振混凝土、在施工中不需要振捣，既可节省施工能耗，以能减轻噪音。建筑材料也有向细微发展的趋势，随着纳密技术和纳米材料的进一步发展和研究，国外和国内利用纳米材料研究开发和应用的材料，目前主要是纳米Ti02催化生态建材。利用纳米的氧化分解能力和超薪水作用可制成改善生活环境，提高人们生活质量的生态建筑材料，包括空气净化建材、抗菌灭菌建材、除臭和表面自洁建材等。随着人类智能化的发展，智能化材料也被人们重视和研发，所谓智能化材料，即材料本身具有自我诊断和预告破坏、自我调节和自我修复的功能，以及可重复利用性。这类材料当内部发生某种异常变化时，能将材料的内部状况，例如位移、变形、开裂等情况反映出来，以便在破坏前采取有效措施；同时，智能化材料能够根据内部的承载能力及外部作用情况进行自我调整，例如吸湿放湿材料，可根据环境的温度自动吸收或放出水分，能保持环境温度平衡；自动调光玻璃，根据外部光线的强弱，调整进光量，满足室内的采光和健康性要求。智能化材料还具有类似于生物的自我生长，新陈代谢的功能，对破坏或受到伤害的部位进行自我修复。当建筑物解体的时候，材料本身还可重复使用，减少建筑垃圾。这类材料的研究开发目前处于起步阶段，关于自我诊断、预告破坏和自我调节等功能已有初步成果。生态建筑材料也研究之中，它的科学和权威的定义目前仍在研究确定阶段。生态建筑材料的概念来自生态环境材料。生态环境材料的定义也仍在研究确定之中。其主要特征是节约资源和能源；减少环境污染，避免温室效应与臭氧层的破坏；容易回收和循环利用。作为生态环境材料一个重要分支，按其含义生态建筑材料应指在材料的生产、使用、废弃和再生循环过程中以与生态环境相协调，满足最少资源和能源消耗，最小或无环境污染，最佳使用性能，最高循环再利用率要求设计生产的建筑材料。随着城市道路、市政建设步伐的加快，人行路、停车场、广场、住宅庭院与小区内道路的建设量也逐年被建筑物和灰色的混凝土路面所覆盖，使城市地面缺乏透水性，雨水不能及时还原到地下，严重影响城市植物的生长和生态平衡。同时，由于这种路面缺乏透气性，对城市空间的温度也有一定影响，多孔的路面材料能吸收交通噪音，减轻交通噪音对环境的污染，是一种