室内空气(byLJ)-9.ppt

1、1,第五讲 室内空气污染源头治理,2,室内空气污染最根本的消除方法： 一不存在污染、二移走污染源及污染物,后期治理及净化,初期建材控制,绿色建材,3,一、绿色材料的概念 1988年第一届国际材料科学研究会上，首次提出了“绿色材料”的概念，其中绿色是指用绿色度 表明其对环境的贡献程度，并指出可持续发展的可能性和可行性，绿色已成为人类环保 的重要标志。 1992年，国际学术界明确提出了绿色材料的定义：绿色材料指原料采取、产品制造、 使用或者再循环，以及废料处理等环节中，对地球环境负荷最小和有利于人类健康的材料 ，也称“环境调和材料”。,4,二、绿色建材的概念 绿色材料的理念应用到建材领域即产生了“

2、绿色建材”概念 绿色建材又称生态建材，环保建材和健康建材 绿色建材指采用清洁生产技术，少用天然资源和能源，大量使用工业或城市固态废弃生产的无毒害，无污染，有利于人体健康的建筑材料,5,三、绿色建材的特点 绿色建材具有5个方面的基本特征： 1、其生产所用原料少用天然资源，大量使用废渣、 垃圾及废液等废弃物。 2、采用低能耗制造工艺和无污染环境的生产技术。 3、生产品的配制或生产过程中，不使用甲醛、卤化 物溶剂或芳香族碳氧化合物；产品中不得含有汞 及其化合物；不得用含铅、镉、镉、铬及其化合 物得颜料和添加剂。,6,4、产品的设计以改善生态环境，提高生活质量为宗旨，即产品不损害人体健康，产品具有多功

3、能化，如抗菌、灭菌、防霉、除臭、隔热、阻燃、防火、调温、调湿、防射线、抗静电等。 5、产品能可循环或回收再利用，废弃物对环境无污染。 总言之：绿色建材应满足可持续发展得需要，做到 发展与环境的统一，当今与长远的统一！,7,四、绿色建材发展 1、欧洲 德国 世界上最早执行环境标志制度的国家。1978年德国发布了第一个环境标志“蓝天使”。一种无毒无味、对人体无害的水溶型建筑涂料，在德国获得“蓝天使”标志后，很快即占据了市场，而传统的溶剂型建筑涂料逐渐被淘汰。,8,丹麦、芬兰、冰岛、挪威、瑞典等北欧国家于1989年实施了统一的北欧环境标志 丹麦为了促进绿色建材的发展，推出了健康建材（HBM）标准，而

4、早在1984年，就建成了“非过敏住宅建筑”示范工程； 瑞典颁布建筑法规：规定用于室内的建筑材料必须实行安全标签制； 英国1991年对建筑材料及家具等室内用品对室内空气质量产生的有害影响进行研究，并开始研发绿色建材。,9,2、北美 美国是较早提出环境标志的国家，但它均有地方组织实施，美国Mobil公司建成了一栋建筑面积为6.2万平米的绿色办公大楼，取得了节约能源及提高室内空气质量的良好效果。 1988年，加拿大开始执行环境标志计划“环境选择”，1993年颁布了第一个产品标志，并与该年在温哥华建成了两层带阁楼的健康住宅。,10,3、日本 日本于1988年开始环境标志工作，至今环保产品已有几千种，日

5、本科技厅于1993年制定并实施了“环境调和材料研究计划”。 于1997年夏天在兵库县建成了一栋实验型“健康建筑”，整个住宅尽可能不选用有害健康的新型建筑材料，其建筑费用比普通住宅增加约为2成左右。 九州市建成了一栋环保生态高层住宅，以实现节约能源、降低建筑垃圾的目的。,11,4、我国 建筑材料产业是我国的一基本产业，如水泥行业、钢材行业。但是长久以来我国建材行业走的是 一条高好能、高资源消耗、高污染道路，是一个环境污染严重、生态破坏大的行业。因此国家把建材业发展和保护生态环境、污染治理有机结合，列为21世纪我国建材工业的战略目标。 目前我国已执行绿色材料认证制度，对符合要求的建材颁发绿色材料标

6、志。,12,四、绿色建材的种类 1、空气净化建材 光催化净化技术，能对空气进行长期的净化作用，将玻璃、陶瓷等作为载体，加入TiO2光催化剂，在紫外线光照下，使空气中水分和氧气转化为活性氧自由基，自由基会使VOC、SO2、NOx等污染物转为无害气体。 制造难度大，目前还没有见批量产品问世。,13,2、保健抗菌材料 金属氧化物都有一定程度的抗菌性。抗菌效果依次为AgO、CuO、ZnO、CaO、MgO 含金属离子、以硅酸盐为载体的抗菌剂（第一代）。 光催化抗菌净化材料（第二代）。光催化抗菌或净化都是利用光照下产生活性氧自由基，来实现抗菌或净化。该类产品具有广泛的应用前景，但生产难度大，产品成本高，而

7、且抗菌性能较差。,14,稀土激活保健抗菌材料（第三代） 采用稀土离子和分子的激活手段，充分利用光催化作用的抗菌效果。例如制造抗菌陶瓷配方。时，充分利用现有的陶瓷釉成分及远红外陶瓷和抗菌陶瓷的最优 应用领域 涂料、塑料制品、保鲜、纤维、无纺布制品、衣料、搪瓷制品、金属板、建筑卫生陶瓷及陶瓷制品等,15,3、多功能绿色建材 保健型瓷砖 这种瓷砖采用光催化技术，可以有效地抑制杂菌地繁殖以防止霉变地发生，适合用于医院、食品厂、浴室、厨房及卫生间等 可调节室内湿度地瓷砖 这种瓷砖具有多孔构造，可以吸收并释放空气水分地功能。例如在气温20，湿度80的环境中，贴有这种瓷砖的房间可以保持湿度为60。,16,可

8、保持室内最佳湿度的墙体材料 日本大建工业公司开发成功一种能自动调节室内湿度的墙体材料。这种墙体材料只要使用室内面积的10%左右，即可将室内湿度保持在10%。 可净化空气的预制板 这种混凝土预制板，可以清除空气中80的氮氧化物。 可净化海水的混凝土 这种混凝土像海岸上的沙滩一样，具有良好的自然净化水的作用。在海岸水域中使用，可以改善海水的水质，是用于保护海岸及防护堤的良好材料。,17,除臭涂料 瑞典一家公司研制成功一种能有效除臭的新型涂料。例如一家制革厂的墙壁和设备采用这种涂料后，车间内空气中硫化氢含量减少到一般情况的24%。 抗菌自洁玻璃 这种不用擦洗的自洁玻璃，表面覆盖一层TiO2薄膜，在紫

9、外线的照射下会把大多数的病菌和病毒杀死。 在居室中使用，可以有效地杀菌、除臭、去除烟味及人体异味。,18,生态空心砖 巴西开发出一种生态空气砖，砖内填有草籽、有机肥料土壤。把这种砖砌在建筑物的外层，草籽就会发芽生长，使整个建筑变成绿色。 防摔伤地板 美国宾西法尼亚州里大学研制成功了一种可防止人体摔伤的塑料地板。其表面在人体跌倒时会发生与人体接触部位形状相同的变形，而不致摔伤。,19,五、调湿板的研制 1、湿度调节的重要性 室内空气湿度是除空气温度外另一个非常重要的环境参数。室内湿度对建筑能耗、围护结构、人体舒适性及健康均有重大影响。低于30的相对湿度会使人产生干燥的感觉，导致人的呼吸道粘膜变干

10、，使人容易患感冒。房间湿度过低时，会损坏物品、产生灰尘、静电频生、给生产生活带来很多不便。相反，过于潮湿的环境则容易引起霉菌生长、人体不舒适、窗户表面甚至墙体内部结露等诸多问题。,20,2、传统湿度调节方式的不足 （1）除湿方式的不足 传统空调除湿方式低温冷凝除湿，消耗能源量大 （2）加湿方式的不足 传统的加湿装置，如干蒸汽加湿器、电极式加 湿器等由于需要蒸汽源或耗电量较大等原因，很少用 于住宅、办公楼等民用建筑，而一些小型的超声波加 湿器，虽然使用方便，但由于加湿作用范围较小，并 且对水质有一定要求，因此应用起来也有一定局限性。,21,3、围护结构内表面对室内湿度的调节作用 当房间围护结构内

11、表面采用吸放湿特性较好的材料（称为调湿材料），室内的湿度波动要比内表面采用瓷砖等非调湿材料的房间小。,22,利用围护结构内表面调节室内湿度可以缓和室内的湿度波动，减轻空调系统的湿负荷当围护结构内表面材料的蓄湿量足够大时，这种湿度调节方式可以充分发挥建筑物内表面对水分的季节性蓄存与释放作，即把夏季的余湿蓄存起来，到冬季再释放出去，起到“夏湿冬用”的效果，从而大大减轻甚至完全免去空调系统的湿负荷。 理想调湿材料首先应具有高蓄湿特性，才能实现对水分的季节性蓄存作用，其次还应该保证其表面空气湿度在大量吸放湿前后仍在较小范围内波动，从而保证室内湿度在较舒适范围。,23,4、调湿板的制备及其相关物性参数

12、4.1、Gel配制 Gel是由吸水性树脂吸收盐溶液后形成的凝胶。配制Gel时采用日本触媒株式会社研制的吸水性树脂（CN-80M），该吸水性树脂属交联聚乙烯醇系聚合物，未吸水前为白色粉末，吸收盐溶液后形成透明凝胶，如图所示。,24,所配制Gel在不同相对湿度下的平衡含水率（平衡含水率是指调湿材料与环境的湿交换达到平衡时的含水率）,25,4.2、调湿板的制备 Gel是胶状物质，不能直接用于围护结构内表面，必须将其掺混到胶结料中，让之固结成型，做成板状，以下简称为调湿板。其中胶结料由胶结剂及骨料组成。常用的胶结剂为水泥、石膏等气硬性胶结剂，骨料为塑料沙、珍珠岩等颗粒较小、密度较轻的材料。 制备调湿板

13、时，应先分别配制Gel和胶结料，再将二者混合。其中盐溶液的浓度，吸水性树脂与盐溶液的质量比以及Gel与胶结料的体积比等参数对调湿板的成型及其吸放湿特性均有很大影响，各成分用量需要优化后确定。,26,制备步骤： (1)确定CaCl2质量，根据吸水性树脂CN-80M与CaCl2的 质量比，计算出所需吸水性树脂CN-80M的质量； (2)将CaCl2配制成溶液（质量百分比浓度为2030%）， 并将CN-80M加入盐溶液中，获得Gel； (3)配制胶结料，其中水泥与珍珠岩的体积比为1:1，水泥 浆中的水灰比为0.53； (4)按V胶结料：VGel=1:11.5的体积比混合胶结料与Gel，快 速搅拌均匀

14、后，注入模具，并置于相对湿度在7080 的常温环境中，养生20天； (5)养生完毕后，脱模，成型。,27,28,调湿板部分物性参数,29,30,31,七、新型相变建筑材料的研制和热性能 1、相变蓄能 储热方式有三种：显热蓄热、相变蓄热（潜热蓄热）和化学反应蓄热。使用水、石等显热材料蓄热，不但增加了占地面积，而且所应用的系统复杂、低效。化学反应蓄能过程比较复杂，不易实现。 相变过程是伴随有较大能量吸收或释放的等温或近似等温的过程。利用相变潜热蓄能的材料称为相变材料（PCM）。,32,相变潜热一般较大，以水为例：固液相变熔解热为80kcal/kg，而水的比热容只有1.0kcal/(kg)。,33,

15、2、相变材料在建筑蓄能应用中的难题 作为建筑材料的相变材料，必须满足以下性能要求：潜热较大、合适的相变温度、两相导热系数较大；体积膨胀系数较小、密度较大；相变可逆性好、过冷或过热现象小、结晶速率较快；稳定性以及和建材的兼容性好；无毒及较低的可燃性；原材料丰富，价格低廉。 过去，国内外研究者大多采用固液相变来实现建筑蓄能，其要解决的关键问题材料如何封装！,34,这些封装方式均不适合于建筑材料,35,3、定形相变材料的研制 定形相变材料是一种新型复合材料，它主要由两部分组成作为支撑材料的囊材和作为相变材料的心材。心材的质量含量可以达到70-85%，通过固体液体变化放出或吸收大量的相变潜热。囊材为有机高分子材料或其他无机材料，熔点较高，在复合材料中形成空间网状结构，对心材进行微封装。只要复合材料的温度低于囊材熔点温度，复合材料即能保持固体状态，不需要封装，不会泄漏，适合在建筑中应用。,36,4、定形相变材料的制备和热性能 4.1、制备 用物理共混的方法研制出20-60oC范围石蜡聚乙烯体系、石蜡SBS体系定形相变材料。 首先