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【关键词】建筑节能、新型材料、发展展望、应用
中图分类号:TE08 文献标识码:A
自1978年改革开放以来,我国经济形式发展良好,各项经济水平都有所突破,无论人们的精神生活,还是物质文化生活等都得到一定提高。人们对住房、活到中心等建筑的品质要求也越来越高。近年来随着楼价的不断攀升,我国建筑行业一直平稳前行。但伴随着世界能源危机的到来,建筑行业的高能耗问题日益凸显。如何才能降低建筑业的能耗变得十分迫切。为了迎合节能理念,一些新型建筑节能材料逐渐被应用到房屋建中来,这对于节能减排、发展可持续经济具有非凡意义。
1.新型建筑节能材料
1.1新型建筑节能材料含义
新型建筑节能材料是以传统建筑材料为基础,研究开发出的用于建筑行业的新型材料,主要包括新型墙体材料、保温隔热材料,防水密封材料及装饰装修材料。早在20世纪70年代末我国便着手研究新型建材。经过30余年的发展,已经完成了从无到有,从小到大的发展过程,已经在全国范围内确立了这一新兴行业的地位。
1.2新型建筑节能材料发展的意义
首先发展节能建筑材料是为了适应节能减排、可持续发展思路,是为了保护可耕地资源。以我国建筑材料为例,墙改材料占据建筑材料消耗的70%,其中粘土砖是最常见的墙体材料,粘土砖主要由粘土经过烧制而成,我国可耕地资源约占全国总面积的13%,耕地资源非常紧张,优质可耕地少之又少,后备资源严重短缺,挖土烧砖会导致可耕地资源进一步减少。
其次,发展新型建筑节能材料是为了缓解能源危机的需要。随着经济的发展,能源需求越来越大,能源需求越来越多,但资源毕竟是有限的。截至目前,我国建筑行业能源消耗占全国能源消耗比重的30%,据估计,如果以这种速度发展下去,到2020年建筑行业每年将消耗约等于11亿吨标准煤燃烧的能量,因此全力发展建筑节能刻不容缓。
1.3.几种常见新型建筑节能材料及应用
1.3.1新型墙体材料
新型墙体材料指的是除实心粘土砖以外所有墙体材料的统称,是新型节能材料中的一种。是采用先进加工工艺制成的符合现代建筑要求的建材,最大优点是能够起到节约资源的作用。此类墙体材料的原料包括混凝土、水泥、煤灰、煤渣等工业废料,在拌制过程中适当加入增强材料,能够改变传统墙体材料脆性特性。对墙体材料的研究至今已经有超过50年历史,近年来该种材质的应用范围及数量都呈逐年上升趋势。根据制作新型墙体材料的材质不同可分为:加气混凝土,新型纤维混凝土,灰砂砖、混凝土砌块,粉煤灰墙体材料等。比如EPS砌块石油阻燃型聚苯乙烯泡沫塑料模块与保温隔热板为层面,内部浇筑混凝土形成的复合型墙体,此类砌块坚固耐用、灵活易组装,方便施工。
1.3.2新型隔热材料
新型建筑隔热材料指的是具有防止内(外)热量传出(入)的材料,这种材料的导热系数较低。当两处存有温差,不管在何种介质间,热量便会由高温部分向低温部分传递。绝热材料是由固相和气相共同构成的,绝热效果会在使用中随体积、气孔率的变化而变化。常见的隔热材料有:石棉、聚氨酯硬泡、FS水泥粉煤灰保温屋面、FB新型复合屋面板、FSG防水保温板等。比如胶粉聚苯颗粒保温材料是由诸如水泥、粉煤灰等胶凝材料混合聚苯颗粒骨料按照一定比例配比而成。这种材料具有导热率低的功效,对风力及地震也有一定抗击效果。
1.3.3新型防水密封材料
随着我国社会主义市场经济的快速发展,建筑行业对防水密封材料的特性提出了更高要求,因为此类材料特性关系到建筑后续能否便捷、安全,如果防水密封材料不过关,后期在使用过程中出现问题,不仅维修麻烦,维修成本及费用也较高。早在20世纪80年代,我国便着手新型防水密封材料的研究。现有防水材料已经完全脱离以前只有油毡的束缚,常见防水密封材料有:沥青油站、含高分子防水卷材、密封材料等几类,我国已基本形成品种齐全、种类繁多的新型防水密封材料市场。
2.新型建筑节能材料应用的展望
随着我国国民经济的不断发展,新型建筑节能材料的应用空间十分广泛,从活动板房、民用住宅,到国家剧院都采用了新型建筑节能材料。新型建筑节能材料具有能耗低、污染少、可循环利用等特点,因此已经成为当前建筑材料行业发展的方向与趋势。
2.1充分利用可再生资源
随着工业的发展,人口的增多,资源对建材业的发展越来越突出,利用可再生资源发展我国建筑材料行业已经成为该行业的必走之路。为早日实现可持续发展战略目标,应当尽量减小建材业对环境带来的危害,积极研究发展新型环保建材。建材生产企业在生产中可以通过节约资源的措施实现这一目标,比如降低制造单位成品的消耗量,改进生产方式提高成品的产出率。据不完全统计我国有1500余座煤矸石山,这不仅是一种土地资源的浪费,同时也对环境造成一定污染,如果将这些煤矸石烧制成砖,便可变废为宝,变害为利,即节约了土地资源,也减少了环境危害;比如利用废弃的玻璃碎渣作为生产贴面材料的原料,这样不仅减少了自然界中固体废物的存量,减轻环境污染,而且还充分有效了利用了自然界中的原材料,是一项重要的可持续发展方向。
2.2有效利用新材料
发展能源节约型建材可以说就是发展节能性建材,建筑能耗约占人类消费总能耗中的30%-40%,基本全为取暖及空调消耗。如果将隔热保温涂料应用于建筑外墙,那么便可减少人们取暖、降温对能源的消耗。这种新型隔热保温涂料,具有非常可观的经济效益和节能环保效果,由于隔热保温作用显著且易于操作,越来越受到人们的青睐于关注。另外建筑外墙结构也是建筑热消耗较大的原因,因此,对建筑外墙进行改革,大力发展外墙保温技术也是实现建筑节能的方法之一。
2.3发展环保建材
近年来,随着南极臭氧层的不断退缩,随着海平面的不断上升,人们的环境保护意识越来越强,人们对家居的环境要求也越来越高,同时这也为新型建筑材料的发展指明了发展的方向。古老的建筑材料及建筑材料的生产方式,不仅浪费了资源,而且破坏了人们的生活环境,给人们的健康带来了很大危害,因此它们正逐渐被社会,被市场所淘汰。人们对新兴绿色环保建材的需求正与日俱增。因此,我国建设部及建材工业协会要根据国家产业政策及行业发展要求,制定与国情相符的节能建材标准体系,并认真组织建材生产企业、建设单位落实相关标准。同时,需要注意地区的差异性,比如南方地区建筑主要特别注意防水密封性,北方建筑着重注意的是保暖隔热效果。同一地区不同类型的建筑对墙体材料的要求也不同。逐渐促进行业技术的发展,推动我国节能建材产品的升级,提高市场准入,规范产品技术,为淘汰落后建材,调整产业结构发挥积极作用。
此外,随着城市交通道路的不断发展,随着城市市政建设速度的进一步加快,马路、建筑、广场等建设量在逐年上升,人们的生活环境将被钢筋楼房,柏油路面所覆盖,这就势必会减弱城市道路表面渗水性,雨水不能及时还原到地下,阻碍了城市植被的生长,打破了城市的生态平衡。由于城市地面透气性较差。如果对城市道路、街心公园,停车场进行改造,在路面铺设一种渗透性较好的新型材料,便可以及时将雨水引入水循环中,不仅可以起到调节土壤湿度的作用,又有利于城市植被的生长,减少积水,降低由于积水反光带来的危害,提高人们生活质量,也能降低人们在城市环保中的投入,也是一同节能行为。此外,还可在公园道路中铺设色彩绚丽的路面,增加人们视觉享受,给人们提供一个愉悦舒心的生活环境。
3.结束语
随着社会经济的不断发展,人们物质文化生活的不断提高,高污染、高能耗的传统建筑材料将被时代所摒弃。新型建筑节能材料由于更加符合资源短缺发现的需要,更安全,更节能,因此建筑发现对其需求量也会越来越大,截止目前,已经成为未来建筑行业发展的主流材料,这就给新型建筑节能材料的发展提供了广阔的应用前景及发展空间。同时,新型建筑节能材料的发展反过来也将促进人类社会的进步与繁荣。
【参考文献】
[1] 焦民顺.谈新型环保型节能材料的发展及应用[J].山西建筑.2009(10)
[2] 刘媛.建筑节能材料的应用与发展前景的探讨[J].山西焦煤科技.2008(04)
关键字:建筑新型材料
Abstract: The material is the basic premise of all production and business activities; it is the materials conditions of the project construction, any project will not be able to build if have no materials. In recent years, with the worsening of the global energy crisis, new construction materials came into being, new building materials was produced on the basis of the traditional building materials a new generation of building materials.
Key words: construction, new materials
中图分类号:TU5 文献标识码:A文章编号:2095-2104(2012)02-
随着经济的发展,推动了科学技术的发展,各种新型建筑材料凭借其各自特点广泛应用于建筑工程之中,20世纪以后,建筑材料的发展更是进入了一个崭新的阶段,以有机材料为主的化学建材异军突起,一些性能优异、具有特殊功能的新型建材相继出现,渗透到建筑业的各个方面,成为建筑业现代化的标志。
新型建筑材料是区别于传统的砖瓦、灰砂石等建材的建筑材料新品种,包括的品种和门类很多。采用新型建材不但使房屋功能大大改善,还可以使建筑物内外更具现代气息,满足人们的审美要求;有的新型建材可以显著减轻建筑物自重,为推广轻型建筑结构创造了条件,推动了建筑施工技术现代化,大大加快了建房速度。
新型建筑材料行业的发展状况
近五年来,新型建筑材料的产值以每年20%以上的速度发展。从国家宏观经济环境上分析,未来20年仍将是经济的高增长时期。根据对房地产、建筑、建材等相关行业的发展势头的预测和判断,到2020年,中国还将建设300亿平方米建筑,新型建筑材料作为建筑材料工业调整产业结构和转变经济增长方式的战略重点,具有广阔的发展前景。
新型建筑材料是在传统建筑材料基础上产生的新一代建筑材料, 主要包括新型墙体材料、保温隔热材料、防水密封材料和装饰装修材料。我国新型建材工业是伴随着改革开放的不断深入而发展起来的, 从1979 年到2008 年是我国新型建材发展的重要历史时期。经过30 年的发展, 我国新型建材工业基本完成了从无到有、从小到大的发展过程在全国范围内形成了一个新兴的行业, 成为建材工业中重要产品门类和新的经济增长点。经济建设的迅速发展和人民生活水平的不断提高, 给新型建材的发展提供了良好的机遇和广阔的市场。目前, 全国新型建材企业星罗棋布在市场需求的带动下, 已经形成了全国范围的新型建材流通网; 大部分国外产品我国已能生产, 星级宾馆所需的新型建筑材料国内已能自给; 不同档次、不同花色品种装饰装修材料的发展, 为改善我国城乡人民居住条件、改变城市面貌提供了材料保证。我国已经形成了新型建材科研、设计、教育、生产、施工、流通的专业队伍。
建筑装饰装修材料的发展令人瞩目,生产能力与产量大幅增加,产品质量、档次与配套水平明显提高,生产规模与技术装备正逐步向国际先进水平靠拢。中国已经成为世界上装饰材料生产大国、消费大国和出口大国。材料主导产品不仅在总量上连续多年位居世界第一,而且人均消费指数已接近和高于世界先进水平。
几种新型建筑材料
1、新型墙体材料
我国新型墙体材料发展较快,新型墙体材料品种较多,主要包括砖、块、板,如粘土空心砖、掺废料的粘土砖、非粘上砖、建筑砌块、加气混凝土、轻质板材,复合板材等。墙体材料的生产工艺采用现代技术,并将钢铁的耐磨技术移植到墙材生产设备中;生产向大规模、集约型方向发展;生产方法自动化程度更高,普遍采用电脑控制生产全过程。
2、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。随着高层建筑的快速发展,对防水材料提出了高质量的防水密封要求。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(含改性沥青油毡)、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。1995年新型防水卷材产量4200万平方米,约占防水卷材产量的5%,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都有。
3、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。1995年我国装饰装修材料年产值约为400亿元。1991-1995年,我国装饰装修材料年递增速度30%左大路。1996年主要产品产量为:壁纸、墙布2.1亿平方米,塑料地板3600万平方米,建筑涂料65万吨,塑料管道9万吨,塑料门窗近1000万平方米,化纤地毯450万平方米。目前三星级的宾馆装饰装修基本帮到自已生产,四至五星级宾馆的装饰装修有30%-40%可以做到自给。
4、无水型粉刷石膏
无水型粉刷石膏是一种高效节能,绿色环保型建筑装饰装修内墙抹灰材料,具有良好的物理性和可操作性,使用时无需界面处理,落地灰少,抹灰效率高、节省工时、抹灰综合造价低,可有效防止灰层空鼓、开裂、脱落,具有优良的性价比。可以大大加快工程进度,已普遍受到社会各界的欢迎。
无水型粉刷石膏能巧妙地将室内湿度控制在适宜范围之内,创造舒适的工作生活环境。有效地阻止火焰的蔓延,防火能力可达4个小时以上,具有出色的防火、保温性能。粘合力强,抹灰层表面平整,不易出现空鼓开裂,可以有效地提高工作效率。凝结硬化快,易于机械化施工。天然无水粉刷石膏还具有呼吸功能,能够巧妙地将室内湿度控制在适宜范围之内,创造舒适的工作生活环境。
新型建筑材料在发展、运用过程中的问题
现阶段,我国多数新型建材企业的竞争集中在中低端产品上,技术含量较高的产品比较少,高端领域竞争并不激烈。最明显的是塑料管材和门窗业,目前全国的中低端产品已经出现产能过剩、市场增长放缓现象。国产塑料水管及管件以通用型产品居多,使用要求高、附加值含量高的管材、管件生产较少,大大限制了其市场的应用,而高端领域的塑料管材的应用仅仅处于起步阶段。主要原因是行业在节约能源、资源方面缺乏科技投入、技术创新不足,影响了全行业整体水平的提升。而备受市场青睐的PC透明板市场,由于技术要求高,国内企业在技术上无法实现突破,大部分市场阵地被国外企业占据。
结语
虽然,目前新型建材行业发展遭遇了两大瓶颈,一方面由于成本及市场的限制,另一方面由于技术壁垒,还有相关鼓励配套政策不完善等问题。但在低碳时代到来之际,新型节能建材正是迎合市场发展潮流的产物,节能环保产品也必将成为建材行业未来的发展趋势。并且我国建筑节能已迫在眉睫,这也给新型建材的发展带来了契机。可以预见,具有节能效果的绿色节能建材发展将潜力无限。
参考文献
[1]黄有斌.建筑新型材料的应用及发展前景分析.国对外贸易.2010.19
关键词:绿色低碳;建筑材料;环保节能;发展趋势
中图分类号:B82文献标识码: A
1.前言
随着我国经济快速发展,国人的思想意识也在迅速提高,通过国家宣传,自身的学习,对可持续发展的战略也逐步了解,“绿色生活”理念也成为现代社会中每一个人的标准。加强生态文明建、倡导绿色低碳生活已形成一种共识与思想潮流。在我国建筑业发展风生水起的同时,建筑材料及各项能源的消耗量也在持续飙升,其中所产生的大量建筑垃圾对环境的破坏以达到一个相当严重的地步,由此可见,环保节能的新型建筑材料逐渐受到广大群众的热切关注,如何能够有效的提高资源利用率,并开发出新的资源节约型、环境友好型能源建筑材料, 怎样推进应用绿色低碳环保建筑材料,是现代建筑领域从业人员必须重视的一项课题,同时也是一项新的挑战。合理利用资源,高度注重环境保护也是保障可持续发展最基本的条件,这与每个人的切身利益息息相关。
2. 再生结构材料绿色化评价体系
2.1基本评价体系
从理论上来讲,大多数的建筑材料都是能用再生资源所替换的。我国的建筑垃圾回收利用产业发展的比较缓慢,其中一个最重要的原因就是再生的建筑材料种类繁多,而且各有优缺点,进行材料选择时,存在一定的困难,再生建筑材料根据各自的特点,可划分为建筑结构型材料、建筑围护型材料、装饰装修型材料以及建筑功能型材料。
2.2绿色化再生结构材料评价指标
在我国市场经济的浪潮中,再生材料生产以及应用的经济成本,对于原材料的推广来说,处于至关重要的决定性的地位。经济性能在科技发展与技术的飞速更新中呈现动态波动。也就是说,当再生材料的原材料成本不超过普通材料的1.2倍时,那么这种材料便可以被采用;放射性,放射性是根据《建筑材料入射性核素限量》作为依据,对其进行相关判断;其他基本使用性能指标,按照被替代材料的相应产品标准,对再生结构材料的性能及其组成进行科学检测,产品的所有性能一定要达到标准化要求。
2.3再生建筑功能材料绿色化评价
所谓建筑功能材料,其指的是防水、防火、保温以及吸声材料等,在日常建筑中,我们经常用到的再生建筑功能材料主要有:脱硫石膏轻质抹灰砂浆,利用废聚苯乙烯泡沫塑料而制的改性聚苯乙烯系列胶粘剂和涂料、聚苯乙烯泡沫塑料保温板等。
3.绿色环保节能型建筑材料的实际应用
3.1混凝土材料
在传统建筑中对于混凝土的选择,需要使用细集料、粗集料及掺合料来制作混凝土,而现代新型材料,则摒弃传统混凝土所需的材料,采用一些新性质的粉煤灰、矿渣等进行加工制作。如,在泵送混凝土中使用磨细钢渣掺合料,以此来代替一定量的水泥,这种新材料的优点是其实用性很强,且能有效减少泵压及减缓摩擦力,降低水泥的使用量,从而有效缩减建筑经费。
3.2外部维护材料的选择
对于建筑物的围护结构来说,这是技术与材料集中体现尤为重要的一个方面。在现阶段建筑中,许多大型建筑物的护结构设计,大多以大量的透明玻璃或带色玻璃作为幕墙,那么,这在进行材料选择时,就要首先考虑选择含有新能源且环保功能的玻璃材料,以此同时,要兼顾透光率好、保温隔热性能佳的优质玻璃材料。但在当下许多民用建筑中,由于这类环保材料的价格或施工技术等因素限制,还没能被广泛的应用,但与之相似的其他质量较轻、保温隔热性能好的建筑材料也在不断增加,供大众选择。
3.3墙面隔断选材
对于建筑物的内墙来说,一般起到隔断的作用,但我们一般所说的内墙是指称重的内墙,而隔断墙一般是指在承重墙以外,用于分割自然间的墙面。对于其墙面设计存在一定的原则,一般在设计时,首先要满足室内消防要求的基本等级,同时考虑建筑物内部空间的充分合理利用。因此,在选材时要采用保温、隔热性能较好,并且可以达到节约能源目的的建材,这样选材的目的一来可以控制室内的热量,二来能够避免热量在室内大量消散的情况发生。倘若建筑物的内部应用建材为轻质隔断墙体,那么,必须要严格控制热量的传导范围。与此同时,包括仓库、办公室隔墙在内,都要采用无污染的环保节能型墙面材料,将轻质隔断及存在热量要求的区域内墙面进行科学处理,目的在于提高其保温性能。
4.绿色低碳型建筑材料的发展
4.1资源节约型绿色环保材料
我国目前所使用的建筑材料,其原材料多为不可再生的矿产资源,如若对其不加以节制的大面积过度开采,势必会导致生态环境遭到破坏,环境质量日渐恶化。因此,开采、开发新型节约型绿色建材势在必行。新型绿色建材不仅能够节约原材料资源,同时,还能够用原材料的替代品来生产,如:城市建筑垃圾、生活废弃垃圾、工作废弃物等,都可以用现代高科技将其再生产加工,重新废物利用。
4.2空间功能型材料
在经济全球化的今天,人们对于生活水平、工作空间与生活环境都随之发生了新的变化。而建筑企业也在不断与时俱进,与时代接轨。在建筑施工中常选用一些科技含量较高且环保的材料。如隔热、隔音材料、防曝材料、吸光材料等,以最大能力满足现代人对于居住的要求。因此,这些科技含量高,环保性能强的设计材料有着极佳的发展前景,并不断迎合现代人对于居住环境的要求与对高品质生活细节的追求。
4.3绿色环保型清新材料
在建筑预算允许的条件下,办公场所、家庭装修中,可以根据用户的不同需求,选择无毒害、无污染、无放射性的绿色建筑材料来是适当调整满足不同客户的需求,这也成为一种大众趋势,这些材料的市场占有量也在不断扩大,在不久的将来,会全面进入大众的生活以及生存领域。
5.结束语
综上所述,为了进一步加快绿色建筑的不断发展,倡导大众绿色建筑理念,我国建筑领域不仅要在建筑材料应用与选择方面,不断提倡科技先导型、资源节约型、环境友好型、质量效益型的节能环保材料, 同时还要对大众开展多种形式的绿色建筑宣传与推广活动,大力营造绿色建筑的良好氛围,提倡绿色建筑材料的广泛使用;对于建筑方而言,要尽最大努力避免建筑垃圾对人体所带来的伤害,同时,兼顾可再生材料的循环利用,促进建筑材料行业的可持续发展的同时,大力推广绿色建材,发展低耗建筑,使全民支持绿色建筑,这也是建筑领域今后发展的目标与方向。
参考文献:
[1]林诗杭. 基于建筑材料在装饰设计中的应用[J]. 无线互联科技,2013,04:107.
[2]毛小玲. 低碳经济背景下纳米建筑材料的发展[J]. 建材世界,2013,04:26-28+68.
论文关键词:外墙保温,保温板,体系,建筑,建材,阻燃,保温,隔热,发展,未来
引言
进入21世纪以来,随着国内建筑面积的逐年递增,建筑节能也被提上了日程,其中建筑材料的节能性和可施工性就成了研究的重中之重。外墙保温材料作为现代建筑中主体材料当中的一种同时也成为了一个成熟的建材行业,有独立的研发团队、高端的生产线、庞大的销售团队、完善的外墙保温系统技术、配套的监管部门和全面的国际国内标准及行业企业标准。因此我们研究了外墙保温国际及国内发展现状,并对其历史及今后的成长趋势产生了浓厚的兴趣。
1外墙保温简介及作用
外墙保温,顾名思义就是在建筑空间内部墙体附加保温材料,具体来说是将保温隔热体系置于外墙内侧或外侧,使建筑达到保温的施工方法,从而达到节能的目的;从有利于结构稳定性方面来说,外保温隔热具有明显的优势。外墙保温板是将外墙保温理论的实物化延伸的产物,其是集保温、防潮、隔音、饰面等功能于一体的建筑材料。外墙保温板是由工厂化生产,现场粘结施工,是满足当前房屋建筑节能需求,提高工业与民用建筑外墙保温水平的优选材料,也是对既有建筑节能改造的首先材料。其作用在于:一是保护主体结构,延长建筑物寿命;二是基本消除“热桥”影响;三是使墙体潮湿情况得到改善;四是有利于室温保持稳定;五是便于旧建筑物进行节能改造;六是可以避免装修对保温层的破坏;七是增加房屋使用面积。
2外墙保温的起源
在远古时期,我们的祖先就住在树上,据考证当时的类人猿已经会利用简单的工具筑造“树屋”。随着人类大脑的不断进化,上肢的退化和下肢的壮大,使人类的整个身体结果也有了明显的变化。他们从树上转移到了树下生活,为了避免野兽的袭击,大多数的类人猿选择住在岩穴内生活。他们会将泥土填充在岩壁的孔洞至上,堵住空洞防止蛇虫鼠蚁的侵扰,同时达到保温效果,由此可见当时的祖先们已经有了保温的初级意识。
古代有些游牧民族会将新鲜的牛粪在冬天来临之前贴到墙壁之上,一则说是为晒干后可以当做燃料,以供寒冷的冬天取暖之用;还有一种作用就是可以给墙壁增加一个外层保护,这样既能加厚墙壁以保暖,又可填补墙壁缝隙,减少冷空气侵入室内,达到居室保暖的目的。
根据中国黄河流域的考古发现,现在的窑洞就是洞穴和房屋二者转型过程中的过度时期。当时的人们就知道往穴壁上贴黄色的饼状墙泥,这种外附物虽然不甚坚固、美观,但可以达到保温的作用。因此我们认为这些贴在墙壁上的物质就是现代外墙保温板的雏形。
而发展至盛唐时期,一些中外古籍中也有提及在建筑宫殿或寺庙时,会使用一些中空距离很大的墙板,有的则在中空的空间填充一些纤维织物。也有干脆在原有墙壁上附着另外一层新的墙面外皮,材料从贵重木材、贵重金属、多层蚕丝、压制棉絮、高级香料、漆画彩绘无所不用其极,为的目的往往是尽显奢华,体现房屋主人身份地位。也许当时的人们只是注重美观和价值给自己的面子带来的荣耀,但更多的却成就了屋子本身结构的稳定、工学构造的合理、室内保温系统的完善。玩笑的讲,这就是科学领域之中常说的:“一个伟大的发明,往往来源于偶然”。
3外墙保温的分类及特点
一般来说外墙保温技术主要分为外墙内保温和外墙外保温两大类。除此以外还有墙体自保温系统和外墙夹芯保温,但由于这两种保温效果不佳且局限性很大,并不被广泛应用。
3.1内保温技术及其特点
墙内保温是将保温材料置于外墙结构的内部加做保温层。它的特点是主要适用于室内,施工速度快,可以保证施工进度;操作方便灵活,不用搭设脚手架,可以保证施工进度;综合投资低,对基层墙体平整度要求不高,应用时间较长;技术成熟、检验标准完善。但缺点是会占用过多的房屋使用面积;施工时扰民现象严重;热桥问题无法解决,容易开裂;并且影响居民的二次装修,施工后内墙悬挂和固定物件也容易破坏内保温结构。此种保温系统虽然存在许多弊端,但是由于其历史因素,所以现在还在广泛应用中。其中比较成熟的有以下几种系统:
A、石膏基无机防火内保温节能体系:
特点是综合投资低、施工工艺简单,无需占用外施工脚手,易于在基层墙体上施工、隔音效果好、防火性能高,阻燃性A级、抗裂效果好、特别适用于夏热冬冷地区的外墙内保温、内隔墙的保温或作为外墙外保温的补充。缺点是热工性能低于有机板系统、同样的热工性能有一定的厚度,影响一定的室内使用面积。
B、酚醛板外墙内保温体系统:
特点是防寒隔热,热工性能高,保温效果好、隔音效果好、石膏基酚醛板系统防火等级为A级。缺点是酚醛板应用技术目前还不够成熟,无相关规范、综合造价高、须做热桥处理。
C、无机保温浆料外墙内保温体系:
施工材料天然环保、隔音效果好、保温材料本身的防火等级为A级,无需设置防火隔离带。缺点是综合造价高、保温砂浆的热工性能低于有机类板材、施工厚度不容易控制,要控制好吸水率就要增加材料成本。
3.2外保温技术及其特点
所谓外墙外保温,就是给建筑物穿上一件保温外套,这件保温外套既要保温,最好又能隔热,还要漂亮。
具体说是在主体墙结构外侧在粘结材料的作用下,用固定材料(胶粘剂、锚固件等)固定一层非承重隔热保温层,并在保温材料的外侧用玻璃纤维网加强并涂刷粘结胶浆,使之成为一个封闭的保温外壳,有效阻断冷(热)桥,使建筑达到保温的。外墙外保温保温效果好,技术合理,科技含量高;不仅适用于新建的结构工程,也适用于旧楼改造;作用在主体结构的外侧,能够保护主体结构,延长建筑物的寿命;有效减少热桥效应,增加建筑的有效空间;同时消除了冷凝,提高了居住的舒适度。外墙外保温一般有以下几种体系:
A、EPS膨胀聚苯板外墙保温节能体系:
EPS膨胀聚苯板是以聚苯乙烯树脂为主要原料,经发泡剂发泡而成的内部具有无数封闭微孔的材料。其特点是综合投资低、防寒隔热,热工性能高,吸水率低、保温好、隔音好、没有冷凝点、对建筑主体长期保护。但是燃点低,烟毒性高,且防火性能差自身强度不高,对于系统的施工工艺要求较高。
B、XPS膨胀聚苯板外墙保温节能体系:
XPS膨胀聚苯板是以XPS板为保温材料,采用粘钉结合的方式将XPS板固定在墙面的外表面上,聚合物胶浆为保护层,以耐碱玻璃纤维网格布为增强层,外饰面为涂料或面砖的外墙外保温系统。其特点是综合投资低、防寒隔热,热工性能略好于EPS,保温效果好、隔音好、对建筑主体长期的保护,可提高主体结构耐久性、避免墙体产生冷桥、防止发霉等作用。缺点是燃点低,防火性能较差,需设置防火隔离带,施工工艺要求较高,一旦墙面发生渗漏水,难以修复、透气性极差、烟毒性高。目前XPS板材在我国外墙保温的市场份额逐渐增大,但将其应用于外墙保温系统时,应当解决XPS板材的可粘结性、尺寸稳定性、透气性以及耐火性等。
C、喷涂聚氨酯外墙保温节能体系:
一般是利用聚氨酯发泡工艺将聚氨酯保温材料喷涂或浇注于基层墙体上,其面层用轻质找平材料找平,饰面层可采用涂料或面砖等进行装饰。另外,也可以采用专用的粘结材料或干挂件将聚氨酯硬泡保温板或保温装饰复合板固定于外墙基层表面形成保温层或保温装饰复合层。其特点是防水保温一体化,连续喷涂无接缝,施工速度快;能够彻底解决墙体防水保温问题,性价比很高;聚氨酯是常用保温材料里热工性能最好的材料,其质量轻、保温效果好、隔音效果好、耐老化、对建筑主体长期的保护,提高主体结构的耐久性。缺点是防火性能较差,大多数情况下根据相关规定及规范需设置防火隔离带,但聚氨酯是热固型材料,系统形成后系统的防火性能要远远优于EPS(XPS)薄抹灰外墙外保温系统,系统构造措施合理时系统的防火等级可达到A级;现场喷涂,受气候条件影响较大,尤其在低温时系统的造价有显著的增加。
D、EPS保温浆料外墙外保温体系:
EPS颗粒保温浆料是由聚苯颗粒与水泥及添加剂组成,因此导热系数高于EPS板。其特点是综合投资低、透气性能好、隔音效果好、节能利废、保护环境、在夏热冬冷和夏热冬暖地区市场占有率较高、保温材料本身的防火等级为B1级,100m高度内住宅建筑无需设置防火隔离带、适用于建筑各种形状的基面。主要缺点是保温砂浆的热工性能低于有机类板材、现场施工厚度不容易控制。
E、无机保温浆料外墙外保温体系:
无机保温砂浆一般是指由无机胶凝材料、轻骨料以及其他多种化学外加剂等复合组成的能对建筑物墙体起到保温作用的砂浆。按轻质骨料种类的不同(包括开孔珍珠岩、玻化微珠、闭孔珍珠岩、膨胀蛭石等),由于它们自身具有多孔结构,因此是一种较好的保温材料。此系统施工材料天然环保、隔音效果好、施工性好、耐候、抗裂性好、保温材料本身的防火等级为A级,无需设置防火隔离带。系统主要缺点是综合造价高、保温性能相对较低、施工厚度不容易控制、吸水性高,要控制好吸水率就要增加材料成本;往往需要和其他保温材料配合使用,才能达到节能设计要求。
F、酚醛板外墙外保温体系:
所用主体材料酚醛板遇到明火会表面碳化、隔离热源,不产生有毒气体、不产生粉尘,并且无明火状态下,酚醛板材不会自然。此系统防寒隔热、热工性能高、保温效果好、耐久性长、隔音效果好,保温材料本身的防火等级为B1级,100m高度内住宅建筑无需设置防火隔离带。主要缺点是酚醛板应用技术不够成熟、完善,且无相关规范及性能指标;综合造价较高。
G、保温饰面一体化板外墙外保温体系:
防寒隔热,热工性能高,保温效果好;干作业,施工工期缩短;隔音效果好;系统主要缺点是空腔系统,目前一体化板所用的保温板防火等级均不高,防火性能较差;综合造价较高,是目前常用保温系统的2-8倍。
H、岩棉板保温系统:
以岩棉为主作为外墙外保温材料与混凝土浇注一次成型或采用钢丝网架机械锚固件进行岩棉板锚固。岩棉是一种来自天然矿物、无毒无害的绿色产品,后经工业化高温熔炼成丝的产品。其防火性能好、耐久性好,尤其适用于防火等级要求高的建筑。目前岩棉在墙体保温应用中存在的主要问题是材料本身的强度小,施工性较差,特别是岩棉吸水、受潮后就会严重影响其保温效果,甚至墙体发生霉变、空鼓脱落,因此对施工的工艺要求较高。
岩棉厂家和科研机构如能解决岩棉本身缺陷,在未来墙体保温市场份额将增大。
I、泡沫玻璃保温系统:
泡沫玻璃是由碎玻璃、发泡剂、改性添加剂等,经过细粉碎和均匀混合后,再经过高温熔化、发泡、退火制成。泡沫玻璃是一种性能优越、绝热防潮、防火保温装饰材料,A级不燃烧与建筑物同寿命。目前最大问题是成本极高,降低成本成为其推广应用的关键。
J、发泡陶瓷保温板保温系统:
发泡陶瓷保温板是以陶土尾矿,陶瓷碎片,河道淤泥,掺假料等作为主要原料,采用先进的生产工艺和发泡技术经高温焙烧而成的高气孔率的闭孔陶瓷材料。产品适用于工业耐火保温、建筑外墙防火隔离带,建筑自保温冷热桥处理等。产品具有防火阻燃,变形系数小,抗老化,性能稳定,生态环保性好,与墙基层和抹面层相容性好,安全稳固性好,可与建筑物同寿命。更重要的是材料防火等级为A1级,克服有机材料怕明火,易老化的致命弱点,填补了建筑无机防火保温材料的国内空白,但其保温性能欠缺,不能单独用于外墙保温使用。
3.3墙体自保温系统
只是单一墙体就能满足外墙的保温性能的保温系统。该技术体系一般采用无机材料,目前常见的墙体自保温材料有加气混凝土、淤泥烧结保温砖、陶粒混凝土砌块、泡沫混凝土砌块、混凝土复合保温砌块(砖)、石膏保温砌块等。其特点在于与建筑同寿命、建筑成本低廉、便于维修改造、防火、环保、安全、耐久,减少了建筑工序,缩短了施工周期未来将有很大发展前景。缺点是需要冷桥处理、仅适用于剪力墙占外墙面积比例不大的建筑或内隔墙的保温。
3.4外墙夹芯保温
外墙夹心保温是将保温材料置于同一外墙的内、外侧墙片之间,内、外侧墙片均可采用传统的粘土砖、混凝土空心砌块等。一般为外保温和内保温相互结合使用的系统,适用于建筑节能标准较高的建筑,目前应用较多的EPS保温砂浆外墙外保温及石膏基无机内保温相结合的方式,特别是夏热冬冷地区非常适用。其特点是防水、耐候等性能良好、施工要求不高、材料选择广泛。缺点是热桥问题严重、建筑面积利用率低、墙体易开裂漏雨。
4近代国内外外墙保温的发展
虽然很早就有“外墙保温”,但是其真正命名,并且使外墙外保温技术形成系统化还是经过了一个漫长的过程。因为外墙内保温体系的缺陷性,虽然也有使用,但市场占有率不是很大。因此当前国内外使用的外墙保温体系多指外墙外保温体系。而这项技术直至今日国内外的发展状况和标准政策也是各有不同的。
4.1国外发展的状况
4.1.1国外保温系统发展的历史
最早建立外墙保温体系的国家普遍认为是德国于1965年提出的(也有学者认为是瑞典),其背景是为了缓解能源危机问题。因为二战时德国有大量建筑物受到破坏,当时德国人在建筑物外墙粘贴一层聚苯乙烯或岩棉板,来修补裂缝,后来发现这种做法不但能填补裂缝,还可以保温、隔音、防潮性能大幅提高,而且居住舒适度也有所提高。后来外墙外保温系统作为一种对新建建筑和既有建筑均方便实施的保温系统,由于其技术、经济、环境等各方面的优点而被广泛应用。但真正的发展高峰期是从1976年到1980年,这一时期外墙保温工作成为了一次大范围的政策性工作被欧洲诸国所推崇。90年展逐步趋于平稳,但每年仍有1%~2.2%的增长率。由于外墙外保温技术在节约能源、改善室内居住环境、延长建筑寿命,提高社会及经济效益等诸多方面优势。在德国墙体保温采用外墙外保温体系的占绝对优势,约占整个建筑保温体系的85%,只此一项一年节约的能耗相当于10万吨标煤,大大缓解了能源紧缺的难题。90年代后期,外墙外保温技术受到了世界范围内的高度重视,各国开始了实际的对建筑墙体的节能指标实施工作,这种被称之为外墙外保温及装饰系统的建筑节能技术迅速在全球开展起来。美国采用外墙外保温技术的时间较短,是在20世纪60年代后期才开始使用。据1976年的数据统计,当时在欧洲南部部分地区应用最多的是外墙内保温系统,而在北美地区自保温的结构墙体保温系统更受推崇。80年代由于能源短缺问题引发了欧美各国政府大力推动外墙外保温技术,使其市场容量以每年15%的速度迅速增长。如今,外墙外保温建筑已经成为欧美等发达国家市场占有率最高的一种建筑节能技术。
国外的外墙保温系统最初的做法都是直奔节能、保温的主题,而且做得相当成功。但自从9.11发生以后,专家得出结论美国世贸大厦倒塌的真正原因不是由机撞击,而是由于主体结构奔溃、以及部分材料不具备阻燃功效。由此人们认识到高层、超高层的保温防火性能的重要性。因此欧美国家规定22m以上的建筑禁止使用可燃的聚苯乙烯板,聚氨酯板等有机材料组成的外墙保温系统。目前美国、欧洲部分国家都将目光转向使用新型的、具有阻燃性能的外墙保温装饰材料。其中酚醛复合材料、无机复合材料、新型高分子材料都将作为以后发展方向,一辈辈的科技人员在艰难中探索前行。
欧洲是世界上最早开展外保温技术认定的地区,1979年,欧洲建筑技术鉴定联合会了EPS板薄抹面外保温系统鉴定指南,并于1988年了更新版。
1992年,了无机抹面层的外保温系统鉴定指南。2000年,欧洲技术认定组织了《有抹面复合外保温系统欧洲技术认定指南》,该指南对外保温系统的技术性能、试验方法以及技术认定要求做了全面规定,是对外保温系统进行技术认定的依据。在欧洲是把外保温系统作为一个整体进行认定的,包括外保温系统的构造和设计、施工要点,系统和组成材料性能及生产过程质量控制等诸多方面。
4.1.2国外保温系统分类及应用情况
外墙外保温体系在国外称为EIFS系统,即外墙保温和装饰系统,其由界面层、保温层、抗裂防护层和饰面层组成。这一系统以其轻质、环保、节能、保温、隔音、能源利用率高、设计灵活性、创意性强等特点受到人们的推崇。目前,外墙外保温技术在欧洲国家使用最多的外墙外保温系统主要有三种:发泡聚苯板薄抹灰外墙外保温系统、岩棉纤维平行于墙面的外墙外保温系统、岩棉纤维垂直于墙面的外墙外保温系统。其他应用系统还有玻璃棉外保温系统、聚氨酯外保温系统等,但这些使用的很少,其主要原因是出于当地法令和人力资源匮乏等客观原因所致。值得提到的还有近年来由于全世界性重视建筑材料防火功能的势头正猛,除了各种新型材料层出不穷外,其中研发、生产规模、产品口碑等成就优异的企业也很多,诸如:英国普玛洛克、英国可耐福、英国金斯潘、德国艺高、美国西碧、美国泡沫技术、美国陶氏、美国欧文斯科宁、日本旭化成等。
4.2国内发展的状况
4.2.1国内保温系统发展的历史
在我国,外墙保温已经有了二十几年的发展历史,自20世纪80年代起步,当时是以科研院所为主,开始时多为内保温技术。由于地理和气候条件影响,最早开始的是北方寒冷并采用供热采暖地区使用,主要在外墙内保温方面做了一些应用。经过实践,由于室内外温差过大易形成冷凝水,内墙发霉等问题;90年代初,国外一大批知名的保温企业入驻中国,他们起到的作用包括引导政策、引进技术、培育人才、树立行业标杆等,并且这些企业大都建立了自己的研发生产基地和分公司,在这一特定时期起到了相当大的作用;90年代中后期,国内也涌现了一批有眼光、有实力的本土企业,他们拥有自己的科研力量,致力于推广和完善外墙保温的工艺、施工方案、材料技术等体系之中的方方面面;90年代末,在学习和引进国外先进技术的基础上已初步形成了一套完整的技术体系,基本与世界总体水平保持同步,在北京和东北的一些地区已经大范围开始使用外墙保温技术。21世纪伊始,由于国家整体政策大方向的影响,全国各地省级以上城市将强制执行建筑材料行业节能标准。在节能降耗的呼声下,降低建筑业能耗,努力提高建筑物居住舒适度就成了一项长期而艰巨的任务。
近年来国内高层建筑,如央视文化中心、中央美院学生宿舍、乌鲁木齐供水高层、上海滨江大道汤臣一品大厦、济南奥体中心、北京大学体育馆(奥运乒乓球馆)、中国科技馆新馆、哈尔滨经纬360度双子星大厦、沈阳皇朝万鑫大厦、上海胶州教师公寓、南京中环国际广场等连续出现大型火灾,这些高层建筑一旦发生火灾,火势蔓延快、疏散困难、扑救难度大、人员伤亡严重、财产损失巨大。为解决这一问题,根据我国城市建筑的特点,对外墙保温系统的防火性能要求更加严格。无论是国内自主创新研发的系统产品,还是从国外引进的系统产品,都一定要满足防火安全要求,并且防火等级正在逐步提高。因此对外墙保温体系的要求是不仅保温效果要好,而且防火等级都要达到A级。在国内新型的复合材料尤为引人注意,如酚醛复合保温板和近年来新出的一种GVES无机复合材料防火保温板尤为突出,其不仅防火等级达标、保温性能好,且性价比和施工条件及人员费用都令人满意。
国内的相关标准制度有:1995年颁布《民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分)》开始,1997年的《建筑材料燃烧性能分级方法》、2002年建《外墙外保温建筑构造(一)》《建设领域推广应用新技术管理规定》《建设部推广应用新技术管理细则》《轻骨料混凝土技术规程》、2003年《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》《膨胀聚苯板薄抹灰外墙外保温系统》、2004年《中华人民共和国行业标准-外墙外保温工程技术规程》、2005年《外墙外保温工程技术规程》《公共建筑节能标准》《江苏省工程质量通病控制标准附条文说明》、2006年《民用建筑节能管理规定》、2007年《建筑节能工程施工质量验收规程》《泡沫混凝土砌块》、2009年《民用建筑外保温系统及外墙装饰防火暂行规定》、2010年《北京市推广、限制和禁止使用建筑材料目录(2010年版)》《建筑外墙外保温用岩棉制品》、2011年公安部下发的《关于进一步明确民用建筑外墙保温材料消防监督管理有关要求的通知》《砌体结构施工验收规范》、2012年颁布的《关于墙体保温系统与墙体材料推广应用和限制、禁止使用技术的公告》《关于建筑外墙保温材料消防安全专项整治工作情况的通报》等等相继出台,除了这些标准外还有各种对材料及施工方法的配套检测试验方法颁布。
这些规范条例虽然仍显不足,但对外墙外保温行业的发展起到了很大积极作用。。
4.2.2国内保温系统分类及应用情况
中国是一个人口大国,为满足这样一个人口庞大的国家每年的房屋需求,每年新建房屋的面积高达17亿~18亿m2,建筑材料的用量之大可见一斑,其中外墙保温材料就是其中的一大类。国内的外墙外保温体系争奇斗艳,所用保温材料品种也多不胜数,目前应用最多的是外墙外保温系统。已较成熟并得到推荐的外墙外保温体系有:聚苯板薄抹面外墙外保温体系,胶粉聚苯颗粒保温隔热浆料外墙外保温体系,现浇混凝土复合无网聚苯板外墙外保温体系,现浇混凝土复合聚苯板钢丝网架板外墙外保温体系,机械固定聚苯板网架板外墙外保温体系。这些系统共同的特点是导热系数小,保温性能好,但最大缺陷是防火性能差。鉴于墙体保温材料引起火灾的事故频发,以目前技术水平很难再提高EPS、XPS等有机类材料燃烧级别,一些新型高分子新型材料、特殊的无机材料以及经过特殊改性的酚醛复合材料将成为有机类保温材料主流。近期出台的《公共建筑节能设计国家标准》对建筑物的隔热保温设计设定了更高的标准,极大地推动我国建筑保温材料产业的发展。由于对节约能源与保护环境的需求不断提高,建筑围护结构的保温也在日益加强,其中又以外墙外保温的发展最为迅速。作为一个新兴的建筑行业,其中优秀企业繁多,主要包括:上海雅达、江苏尼高科技、北京振利、安徽罗宝、天津鑫德源特、哈尔滨天硕、亨斯迈集团、欧文斯科宁(中国)、陶氏(中国)、上海申得欧、上海圣戈班等。然而,国内外墙保温行业在其快速发展过程中却暴露出了一些问题,例如标准不完善、技术不达标、市场无序竞争、企业各自为政、缺乏知名品牌、科技缓解薄弱、为求效益不顾质量等问题比比皆是,继续政府行为干预以保证其健康有序的发展。
5结论
目前,外墙外保温技术并不完美,针对现有建筑外保温材料的缺陷,急待解决的问题是保温材料的选用和保温体系开发应用。那么提供一种结构更新、综合性能更好、价格更加低廉的新型外墙保温材料就成了未来发展的重中之重。与此同时参照国际经验、坚决执行国家的有关行业政策和标准、加快开发更优的施工技术、保证质量的前提下降低成本、完善相应的应用技术。将来外墙保温行业的趋势将会沿着保温材料多样化、建筑体系保温装饰一体化、施工方式工厂构件化、保温墙体同寿命化、防火性能标准化的建筑保温行业的新“五化”方向发展,只有这样才会具有更广阔的发展前景。
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