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关键词:节能环保;复合保温隔热;镀膜低辐射玻璃;生态水泥;建筑垃圾资源化
The construction of energy-efficient design of new energy-saving environmental protection material
Zhang Cai-li,Song Xiao-qing
(Zhongyuan University of Technology School of Civil Engineering, Zhengzhou 450007)
Abstract: through the analysis on development trend of new energy saving and environmental protection materials and its application in construction engineering, and summarizes the current status of using four party is using new type of thermal insulation materials, energy-saving windows and doors, cement and fly ash, construction waste resources and building energy saving face, and puts forward some suggestions on the development of in the future. Pointed out that the new energy-saving and environment-friendly building materials is the future development direction of building materials.
Keywords: energy saving; composite insulation; coated low-E glass; ecological cement; construction waste recycling
我国建筑技术的不断深入发展使得建筑节能的标准也在不断提高,在深入研究和推广应用先进节能技术的基础上,采用新型的节能环保材料,对推动我国在建筑领域内节能工作的进展,推广建筑节能环保材料在建筑工程中的应用具有重要意义。
1.新型建筑材料的发展趋势。
新型环保型建筑材料是建材产品发展的必然趋势。‘环保’不仅只是考虑地球资源与环境方面的因素,也要保证材料在生产与使用过程中资源和能源的节省。环保型建筑材料的发展应具有以下特征[1]:
1.1节约能源、降低能耗
与传统建材相比,新型建材不仅要降低自然资源的消耗和能耗,而且能使大量的工业废弃物得到合理的开发与利用。新型建材不仅不会对人类的生存环境造成污染,而是有益于人体的健康,有助于改善建筑功能。
1.2减少二次污染
积极利用可循环使用的建筑材料可以减少垃圾掩埋的压力和节省自然资源建筑物到达使用期限后,其材料应能自然降解或转换对自然环境具有友好性符合可持续发展的原则。
1.3对现有材料进行新的加工处理
环保型建筑材料的发展在于新材料的运用,而新材料的运用主要是对一些材料进行新的技术处理,提高其强度和抗毁坏度,以达到作为建筑材料的要求。
2.新型节能环保材料在建筑工程中的应用。
建筑节能的主要目的就是降低建筑耗能,我们这里所说的建筑节能,是指在满足人们正常生活、学习和工作需要的前提下,在建筑规划、建筑设计、建筑材料生产和使用、建筑设备选型和使用及建筑物施工和投产过程中,采用新材料达到降低建筑耗能的目的。结合目前建筑工程应用新技术、新材料的实践,就新型保温材料、节能门窗、水泥和粉煤灰的利用以及建筑垃圾的资源化谈几点体会:
2.1新型保温材料
采用新型的保温材料,对推动我国在建筑领域内节能工作的进展,推广建筑保温材料在建筑工程中的应用具有重要意义。现有保温材料主要有无机保温材料和有机保温材料。无机保温材料丰要有珍珠岩、蛭石、硅酸钙、发泡水泥、矿棉、玻璃纤维等[2]。与有机保温材料相比,无机保温材料的导热系数偏大,保温热效果稍差,但防火阻燃,变形系数小,抗老化,性能稳定,使用寿命低;有机保温材料则主要有发泡聚苯板、挤塑聚苯板、喷涂酚醛树脂、酚醛树脂泡沫板等;有机保温材料的导热系数小,保温效果良好,但是,它们都容易燃烧,一旦发生火灾,会加快火焰的蔓延,而且有大量的有毒气体排出。另外,有机保温材料不耐老化、变形系数大、稳定性差、安全性差。
本文正试图提供一种兼具无机及有机保温材料的特点,将酚醛树脂与耐火材料特点结合,制备出一种有机/无机复合保温隔热材料,解决了轻质后耐火材料的资源化问题,降低外墙保温材料的制造成本,加强外墙保温材料的阻燃性,减少有害气体释放,降低热阻,具有重要经济和社会意义。提供一种以酚醛树脂和轻质耐火材料回收料为主要原料,添加适量的憎水、固化、和增韧剂等助剂,采用热压成型方法,制备一种耐火回收料和酚醛树脂复合的保温材料。该复合保温材料兼有有机保温材料的导热系数低和无机保温材料的强度高、阻燃之优点。
与现有保温材料及制备方法相比,该材料具有如下优点:
(1)与其他的复合保温材料相比,采用轻质耐火材料回收料,回收料经过高温服役,呈现多孔结构大大增强了与酚醛树脂材料的结合强度;多孔结构还能降低复合后的热导率;高温煅烧清除了无机颗粒中的低熔点物、挥发物等有损保温、阻燃效果的成份,提高阻燃性。
(2)与现有有机保温材料相比,克服了有机保温材料的易燃、强度低、抗老化性差、使用寿命短的缺点,结合了有机保温材料和耐火颗粒料的质轻、导热系数低的优点。
(3)与现有无机保温材料相比,克服了无机保温材料的与有机物界面面积小,结合强度低,低熔点、挥发性成分含量高、导热系数大、保温效果差的缺点,保留了无机保温材料的防火阻燃、变形系数小、抗老化、性能稳定、使用寿命长的优点。
(4)使用回收耐火材料,目前耐火材料的回收问题尚未商业化,回收成本低。将复合耐火板的成本降低到原来的30-50%。
(5)性能指标:
阻燃等级A级。
2.2节能门窗和节能玻璃
从目前节能门窗的发展来看,门窗的制作材料从单一的木、钢、铝合金等发展到了复合材料,如铝合金―木材复合、铝合金―塑料复合、玻璃钢等。目前我国市场上主要的节能门窗有PVC门窗、UPVC门窗铝木复合门窗、铝木复合门窗、铝塑复合门窗、玻璃钢门窗等。就玻璃钢门窗而言,玻璃钢(FRP纤维增强塑料)门窗是以玻璃纤维及其制品为增强材料,以不饱和聚酯树脂为基础材料,经拉挤工艺生产出的型材经过组装制作成的门窗。玻璃钢门窗是继木、钢、铝、塑之后的又一代新型门窗。其型材具有极高的强度和极低的膨胀系数,具有广阔的发展前景[2]。
除结构外,对门窗节能性能影响最大的是玻璃的性能。目前,国内外研究并推广使用的节能玻璃主要有中空玻璃、真空玻璃和镀膜玻璃等。镀膜低辐射玻璃是近年来发展起来的新型节能玻璃,镀膜玻璃是指在玻璃表面涂覆一层或多层金属、合金或金属化合物薄膜,通过镀膜以改变玻璃的光学性能,满足某种特定要求[3]。玻璃镀膜改变了玻璃对光线、电磁波的反射率、折射率、吸收率及其他表面性质,赋予玻璃表面其他性能。既可以保证室内的能见度,又能减少冬季室内热量向外发散,还能控制夏季户外热量过多的进入室内,提供舒适的居住生活环境,将是未来节能玻璃的主要应用品种。
2.3水泥的发展和粉煤灰的利用
水泥工业在我国建材行业中耗能最大,随着水泥工业的发展,其对环境的影响也已由无节制排放污染物发展到对自身产生的污染物尽量回收利用,而且正在全方位地扩大利废功能,利用其它工业废物来代替传统的矿物原料、燃料。至此生态水泥的产生解决了这些工业废弃物所带来的环境影响问题。所谓生态水泥就是广泛利用各种废弃物,包括各种工业废料、废渣及城市垃圾制造的一种生态材料。这种水泥能够降低废弃物处理的负荷,既解决了废弃物造成的污染,又把生活垃圾和工业废气物作为原材料,变成有用的建设资源,从而降低了生产成本[4]。
粉煤灰是燃煤发电场的废弃物,由于其具有轻质多孔的特点和潜在的水硬性,可以作为多种建材的生产原料。粉煤灰的利用范围非常广泛,可以用在冶金、精细化工、道路建设、机场跑道建设以及建材等领域。目前美国已经开始利用粉煤灰原料开始替代传统建筑材料,用于墙板、空心石柱,替代砖瓦,利用F级粉煤灰制造过火砖,利用粉煤灰与纤维合成复合材料生产墙体材料,以100%粉煤灰生产高性能砌块。目前粉煤灰使用主要在以下两方面:一是粉煤灰外墙装饰板,利用70%的粉煤灰加30%的高分子材料制成的房屋外墙护角板,市场前景很好;二是粉煤灰仿制天然石,使用100%粉煤灰添加少量添加剂制造,非常适合国内使用。开发粉煤灰建材不仅可以解决能源和资源问题,同时还可以解决这种工业废弃物造成的污染问题。今后在粉煤灰综合利用方面,需要重点开发研究的前沿技术课题有大掺量粉煤灰制品,各种免烧结、免蒸养自然养护工艺的粉煤灰砖制品和粉煤灰陶粒等[5]。
2.4建筑垃圾资源化
在我国,建筑垃圾的资源化利还处于初级阶段。其基本思路均为将建筑垃圾进行分选,从而进行分类利用。在实际的应用方面,真正规模化利用建筑垃圾的报道目前国内还很少。
建筑垃圾资源化是指采取管理和技术从建筑垃圾中回收有用的物质和能源。它包括以下三方面的内容。
(1)物质回收:指从建筑垃圾中回收二次物质不经过加工直接使用,例如,从建筑垃圾中回收废塑料、废金属、废竹木、废纸板、废玻璃等;
(2)物质转换:物质转换是指利用建筑垃圾制取新形态的物质。例如,利用混凝土块生产再生混凝土骨料;利用房屋面沥青作沥青道路的铺筑材料等;
(3)能量转换:能量转换是指从建筑垃圾处理过程中回收能量。例如,通过建筑垃圾中废塑料、废纸板和废竹木的焚烧处理回收热量。近几年,我国在建筑垃圾开发利用方面投入了相当大的资金,不少地区将建筑垃圾作为一种再生资源,对固体废弃物加以筛分、破碎后制成建筑垃圾砖或垃圾砖取代传统黏土实心砖作为砌体材料,净化了环境,节约了能源,保护了土地资源,是一种具有经济效益和社会效益的产品,从而使建筑业走上了一条良性循环的经济模式,成为建筑业可持续发展的动力。
3.总结
随着我国现代化进程的进一步推进和节能思想的深入人心,建筑节能必将成为未来节能研究的焦点。新型节能环保型建筑材料代表了建筑材料的未来发展方向,符合世界发展趋势和人类发展的需要。新型节能环保型建筑材料将一直更新,有毒害的材料不断减少,新的绿色建材产品不断涌现。它的应用遍布各行各业。新型节能环保型建材不断开发应用必将促进人类的发展与进步。我们相信通过推广环保型建筑材料,应用现代科学技术,一定能使我国的建筑业朝着绿色、环保和节能的方向发展。
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此“生态型夯土砖技术的研发与应用“方案的创新之处与突出特点在于:
一、该课题在原有古老的夯土墙技术上进行了拓展、深化与创新,将技术运用于建筑材料——砖,设计成生态型夯土砖(已申请国家级专利),使其具有适应建筑材料发展不同阶段与城市发展的可持续属性。以最大限度发挥夯土的优势:天然环保、施工快捷、经济耐用、性能优越:①夯土围合的空间冬暖夏凉,隔热保温性能好。挖空的夯土砖中间形成空气间层,降低了热传导,减少了热辐射对室内的影响,使室内温度更为舒适。②抗压能力强
二、将该技术运用于建筑设计建造当中:以夯土砖为建筑材料并运用自由平面技术,充分发挥夯土的可持续利用、原生态、廉价好用等特点,使设计具有适应性。
【关键词】夯土砖技术;可持续发展
绪论
特色:
一、该课题在原有古老的夯土墙技术上进行了拓展、深化与创新,将技术运用于建筑材料——砖,设计成生态型夯土砖(已申请国家级专利),使其具有适应建筑材料发展不同阶段与城市发展的可持续属性。以最大限度发挥夯土的优势,具体如下:
1.天然环保:①广东地区拥有诸多地下河资源,故而石灰岩非常丰富。因而在夯土的原材料上可谓是天然取材,符合我们绿色环保基本理念。②夯土原料天然环保,无辐射,无异味,无有毒物质,适合广泛运用于建筑当中,可持续发展且安全可靠。③夯土砖本身的天然原料决定了它的回收利用率之高。废弃拆除的夯土可作为庭院的花圃土囊,继续种植植被,具有其他建材所不具备的可持续性。
2.施工快捷:与普通砖相比,施工工序简单,减少了70%,施工周期降低30%到60%,符合平面置换灵活迅速的工作周期,适应性强,且不易产生废旧垃圾。
3.性能优越:①夯土围合的空间冬暖夏凉,隔热保温性能好。挖空的夯土砖中间形成空气间层,降低了热传导,减少了热辐射对室内的影响,使室内温度更为舒适。②抗压能力强
4.经济耐用:夯土造价低廉,且它作为中国诸多古城墙的建造材料,具有突出的坚固性与耐久性。
二、将该技术运用于老年活动中心设计建造当中:
以夯土砖为建筑材料并运用自由平面技术,充分发挥夯土的可持续利用、原生态、廉价好用等特点,使老年活动中心具有适应性。该课题最终成果方案可运用于我国城市化可持续发展建设的实践当中。
研究过程
自今年3月以来,我团队紧密围绕着项目目标要求,按课题进度逐步开展:通过收集分析已有的建筑材料及建造技术、研究整理各种适合推广,廉价及好用的绿色生态技术;并在发明了生态型夯土砖之后,查看并收集了南方地区各大老年活动中心的资料,选择具有代表性广州市享福老年活动中心进行实地考察,分发调查问卷,并与院长、居住老人进行了深入访谈,整理与制作了该老年活动中心的分析报告;制作适应型老年活动中心方案(含一草,二草,三草,草模制作,计算机建模,效果图绘制等);对方案报告进行修改完善、总结经验等全方面思考,目前适应型老年活动中心设计的技术应用方案已基本完成 。
最终成果
该研究项目的最终成果以论文和分析图片结合的方式展示。能运用于我国许多旧城区的改造和经济不算非常发达的地区的建筑建造及新型适应型老年活动中心建造当中。它紧跟党和政府以及响应国际社会对于“可持续发展”及“环保生态型”的号召,将成为我国新型生态建筑材料的新技术。该“生态型夯土砖技术的研发与应用“方案可以在我国各类城市,尤其是南方城市环境中实施,而且其不仅实际功效高,工程造价低,还具有易于模式化建造,推广性强的特点。
生态型夯土砖技术的研发
(已提交申报国家级专利)
2.1夯土技术简介
古老的夯土技术,即是指夯土版筑,就是用木棒(亦称夯杵)将黄土用力夯打密实变硬而建造起来的楼房。它是我们先民遗留下来的传统建筑方式,早在殷商时代就有这项技术,在福建省西南部、广东省东北部以及江西省南部的山区农村流传广泛。我们选择这一技术作为老年活动中心墙体的建造,不但是为了实现该公寓“适应型”的特性,也是表达我们自身对于传统建筑方式的一份尊敬和一种继承的信念。
2.2夯土砖技术优势
1.天然环保
①广东地区拥有诸多地下河资源,故而石灰岩非常丰富。因而在夯土的原材料上可谓是天然取材,符合我们绿色环保基本理念。
②夯土原料天然环保,无辐射,无异味,无有毒物质,适合老年活动中心这类居住型的建筑使用,安全可靠。
③夯土砖本身的天然原料决定了它的回收利用率之高。废弃拆除的夯土可作为庭院的花圃土囊,继续种植植被,具有其他建材所不具备的可持续性。
2.施工快捷
与普通砖相比,施工工序简单,减少了70%,施工周期降低30%到60%,符合平面置换灵活迅速的工作周期,适应性强,且不易产生废旧垃圾。
3.性能优越
①夯土围合的空间冬暖夏凉,隔热保温性能好
通过几种粘土砖和砌体的干密度、导热系数、蓄热系数和比热容的对比,可见混合夯实粘土在导热系数、蓄热系数以及比热容上较其他材料具有一定的优越性,其隔热保温性能突出。
挖空的夯土砖中间形成空气间层,降低了热传导,减少了热辐射对室内的影响,使室内温度更为舒适。
②抗压能力强
在实验室进行普通砖与夯土砖的抗压实验,分别对两块相同体积大小的普通砖与夯土砖施加相同荷载的压力,观察两者形变情况。最终普通砖破损严重,而夯土砖保存完好。可见,夯土砖的抗压性能较好,稳固性高。
4.经济耐用
夯土造价低廉,且它作为中国诸多古城墙的建造材料,具有突出的坚固性与耐久性。
2.3夯土砖砌体的建造
1.夯土砖建造步骤如下:
(1)首先根据普通砖头的尺寸(240x115x53mm),制作出一个木制的模板,并且用铁钉固定好。
(2)按一定比例添加泥土,石灰,泥沙,粗石,细石,水,并混合搅拌(比例9:3:2:1:2:1),在搅拌的同时加入贝壳粉,红糖等以增加坚硬度,使其更加稳固。为夯实优良的砖块,在这一过程中必须掌握好拌和的水量。
(3)耙平泥土,使其尽量平整,同时加入竹筋骨料,目的以增强它的拉力。
(4)用力夯实模块,使内部完全僵硬,尽量避免缝孔的存在。(见图1)
关键词:新型生态建筑材料;资源能源消耗;环保建筑材料
正文
中图分类号:S891 文献标识码: A
一、前言
生态建材,又称作“绿色建材”、“健康建材”及“环保建材”,源自于20世纪末山本良一教授,直到现在,各学科专家还没有给予生态建材权威的定义。传统的土木工程材料包括:钢材、木材、砌筑材料、气硬性无机胶凝材料等。但在其生产、使用过程和回收中,不仅消耗了大量的资源和能量,而且带来了环境污染等问题。和传统建材相比,生态建材不仅具有健康、环保、安全等基本特征,同时其良好的使用性能确保了其对环境的污染程度降到最小,对能源及资源的损耗减小到最少。
二、生态建筑材料的研究意义
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。
三、生态建筑材料的分类
不同的研究者对生态建筑材料的分类不同。有研究者认为可分为: 天然建材、循环再生建材、低环境负荷建材和环境功能性建材;也有研究者认为在此基础上还应加上利用可再生能源的复合型建材;还有一些研究者认为根据生态建材的性能分为: 节能型、利废环保型、安全舒适型、保健型和特殊环境型。所以说生态建筑材料不是单纯的建材品种,而是对建材所具有的“健康!环保!安全”等属性的评价。
与传统的建筑材料相比,生态建筑材料具有以下几个显著的特点:第一、原材料的选取尽可能少用天然材料,多用废弃物。第二、采用先进的生产工艺,减少材料生产过程中的能源消耗和污染。在材料生产过程中不添加对人体和环境有害的物质。第三、材料的设计是以提高人的生活质量和改善环境为目的,副产品容易回收和循环利用,环境负荷小。第四、具有地方特色,降低运输能耗;包装材料尽量少。
1、生态水泥是一种重要的建筑材料,当今社会的发展离不开水泥,从工业与民用建筑、公路、铁路到架桥等,这些建筑设施极大地改善了人们的生活。但是水泥行业也给资源、能源以及环境带来了很多负面的影响。
2、低温再生水泥。我国正大力发展基础建设,这必然会导致建筑垃圾的大量产生,保守估计,我国每年废弃的混凝土要达到近亿吨。低温再生水泥是从废弃混凝土中分离出水泥石粉末,在高温下煅烧所得到的水泥。再生水泥降低了水泥行业的能耗,而且高效地利用了废弃混凝土。
3、生态陶瓷。抗菌陶瓷是陶瓷产品在原有的基础上添加了抗菌新功能的陶瓷材料。抗菌陶瓷根据抗菌剂的种类可以分为3种:金属离子掺杂型抗菌陶瓷、光催化型抗菌陶瓷和其
他抗菌陶瓷。陶瓷透水砖是以工业废料、建筑垃圾及生活垃圾为原料,经过粉碎、压制成型、低温烧成等工序制得的具有一定的透水功能的建筑材料,将其应用于城市路面不仅可以缓解城市排水系统的压力,而且可以吸收车辆噪声。
4、生态玻璃。自洁玻璃是指表面具有纳米级光催化剂薄膜,在光照作用下能自发地分解表面大部分有机污染物和部分无机污染物的玻璃。泡沫玻璃是一种以废玻璃或其他各种富含玻璃相的物质为主要原料,经过粉碎磨细!添加发泡剂等
材料,均匀混合形成配合料,再将其放置在特定模具中,经熔融、发泡、退火等工艺加工而成的气孔。与其他无机隔
热材料相比,泡沫玻璃具有导热系数小、不燃、不吸水、可锯可钉、强度高等优点。利用粉煤灰研制泡沫玻璃,通过试验得到了各原料的配合比,制得的泡沫玻璃质轻、高强、保温性能好,为粉煤灰的利用开辟了新途径。
四、我国生态建材发展的现状和前景
我国建材工业历史悠久,20世纪90年代前建材产品长期处于供不应求的状态。建材工业的发展,传统建材在很大程度上是以能源、资源的过度消耗和环境污染为代价而获得的。这种粗放型建筑材料的生产和使用造成了建材工业产业结构落后、耗能大、占地多、污染严重,并已成为我国经济协调发展的负担。所以为尽快改变这种状况,研发和使用生态建筑材料迫在眉睫。中国已经认识到了生态建材对中国建筑业未来发展的重要性。但是在推行生态建筑材料的过程中还面临着许多的问题。在西方发达国家,生态建筑和生态建材已经有几十年的成功发展史,积累了大量的经验,并有一个平台供学术机构、业界进行交流,而我国目前还缺乏这个平台,目前很多的新型生态建材技术只能库存在电脑里,或作为学术论文使用,其社会价值难以发挥。部分具有高科技含量的生态复合型材料,成本很高,难以大范围地推广使用。
针对这些问题,我们也在做出相应的努力。组织国际研究交流会,搭建平台,探索生态材料发展的前沿动态,尽可能的与新的国际潮流接轨;因地制宜地选择和使用生态建筑材料,在吸收引进国外的先进技术下,建造生态试验性建筑,研究和推广适合自己的新型生态建材。
1、生态建材是绿色建筑的发展需要
绿色建筑是综合运用当代建筑学、生态学及其他现代科学技术成果,把建筑建造成一个小的生态系统,为人类提供生机盎然、自然气息浓厚、方便舒适并节省能源、没有污染的环境。这里所讲的“绿色”并非一般意义的立体绿化、屋顶花园,而是对环境无害的一种标志,是指这种建筑能够在不损害生态环境的前提下,提高人们的生活质量及保障当代与后代的环境质量。生态建筑是十分全面的,涉及到建筑材料的生产、建筑的设计、施工及使用,在整个生命周期中都有广泛的内容,其“绿色”的本质是物质系统的首尾相连、无废污、高效和谐、开发式闭合性良性循环。通过建立起建筑物外的自然空气、水分、能源及其他各种物资的循环系统,来进行“绿色”建筑的设计,并赋予建筑物以生态学的文化和艺术内涵。
2、生态建材是生态建筑发展中的一个关键环节,尤其在对建筑的节能、减少建筑对环境的压力以及创造健康舒适和高效的室内空间都能起到重要的作用。生态材料的发展过程与生态建筑的发展过程是相辅相成的。
五、结语
面对人类社会可持续发展的严重问题,发展生态环境材料已成为历史的必然。发展生态建材不仅可以解决传统建材的环境、资源问题,还为社会的可持续发展作出贡献,也是提高我国建材科技水平、促进建材行业技术进步、实现我国建材工业可持续发展的根本途径。
生态是现代建筑设计中的一个主题,中国的建筑师正在为将生态技术从纸面付诸到实际工程而努力。关注和研究生态建筑发展和应用,制定完善的生态节能评估体系,让生态建筑不再只是一个标牌,而是我们的目标。
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关键词:建筑材料;建筑节能;作用
前言:节能降耗为全社会所面临的非常重要的任务。就建筑产业来说,其占用大量的土地,消耗大量的能源,自然资源以及使用中的长期耗费竟然达到国家总能耗40%到50%。到2020年中国的城镇将会新建40到50亿平方米的建筑,但是新建的建筑将会严格的执行节能的标准。国家鼓励新型的建筑材料研发以及生产,还要建设出具有一定地域特色节能环保的建筑。
一、建筑材料在建筑节能上的作用
1.建筑在节能方面的重要性
能源以及环境问题逐渐的成为了关系着民生重要的课题,能源消耗将会对环境造成污染,在以前的建筑当中,设计者以及建设者都是注重于建筑的外观以及性能,然而在能源消耗方面没有引起足够的关注,造成了当前能源消耗非常大,环境严重污染等一些问题。在节能方面,现有建筑中94%属于高能耗建筑,新建建筑仅20%达到节能标准,特别是普通住宅单位面积能耗为发达国家的3倍。为此当前无论是从政府的导向到建设方方面的设计建设都务必将建筑的节能减排规划到重点关注的对象当中,建筑节能将会是未来在建筑行业发展的一个新的方向。
2.建筑节能的使用
建筑围护结构在建筑节能中起重要的作用,在建筑节能设计标准中规定的节能50%的目标,其分配方式是建筑物承担30%,系统承担20%。为此,使用节能型的建筑材料便是房屋建筑进行节能减排的关键所在,使用节能建材不仅能够达到保护环境,降低能耗的作用,同时还可提高建筑自身的噪音、性能、隔热保温性能,改善人们工作生活的环境。
二、建筑材料在建筑节能上的应用
1.用于复合形式墙体的墙体材料
(1)内保温复合外墙
内保温复合墙体即在外墙内侧(室内)粘贴保温材料。内保温复合外墙包括:增强水泥聚苯板内保温、增强石膏板复合聚苯板内保温、纸面石膏板复合聚苯板内保温、充气石膏板内保温、水泥聚苯板内保温、钢丝网架聚苯板内保温、保温砂浆内保温等几种形式。内保温具有投资少、施工简便、构造相对简单等优点。
(2)夹芯保温复合外墙
夹心保温复合墙体把保温材料(聚苯板)放在墙体中间形成夹心墙,这样有利于发挥墙体材料本身对外界环境的防护作用,从而降低造价。例如在砖砌体、砌块或钢筋混凝土墙体中间安设岩棉、矿棉板、聚苯板、玻璃棉板或植入散状膨胀珍珠岩、聚苯颗粒等,又或不填材料做成空气层,则都具有良好的保温效果。
(3)外保温复合外墙
外墙外保温的构造是在主体墙结构外侧用粘接材料固定一层保温材料,并在保温材料的外侧抹砂浆或作其他保护装饰。目前主要有聚苯板保温砂浆外墙保温、聚苯板现浇混凝土外墙保温、聚苯颗粒浆料外墙保温等几种外保温形式。外保温复合外墙包括:纤维增强聚苯板外保温、引进美国专威特体系外保温、钢丝网架聚苯板外保温(外挂的、现浇的)、喷涂聚氨酯外保温、聚苯颗粒浆料外保温、坚壳珍珠岩块外保温、建筑模网混凝土结构外保温等几种形式。实践证明,采用外墙内保温技术,建筑节能率达到15%~25%;采用一般的外墙外保温隔热技术,建筑节能率可达到45%~55%;采用完善的建筑外墙外保温节能体系,建筑节能率可到达55%~65%。
2.相变材料
相变材料(简称为PCM)指的是随着温度的变化而改变自己形态且可以提供潜热的物质,相变材料在改变温度的这一过程称之为相变过程,这个过程便是相变材料从固态转变为液态或者是由液态转变为固态的过程,在这个过程当中就会吸收以及释放热能。相变材料是在20世纪80年代得到了应用,建筑方面主要是利用它来吸释放和吸收热能的功能。科学技术不断的发展,PCM的材料技术同样也得到非常大的发展,同普通的建筑材料如砂石混凝土、水泥板等通过了一定的技术手段以及施工工艺所复合到一起,它所具有热能储存的作用在建筑结构当中得到广泛的应用。在早期相变的材料研究当中,主要是对于无机水合盐方面的研究,由于这种材料较为便宜,且非常容易生产出来,但是这种材料它本身所表现出来的严重过冷与析出的特性,让其储能性能不能满足人们的需求,且在相变的过程当中温度在很大的范围内波动,这边就不适合在人类居住环境中来使用。尽管通过了科研人员不断的努力,过冷以及析出的问题得到了一定程度的改善,且解决一些较为关键的问题,但是在建筑材料的领域还是没能得到广泛的应用,较大的降低了相变材料的利用率。为了可以体现相变材料在建筑节能上的作用,科研人员也找到了一种拥有低挥发性的无机材料,它在价格方面较高于其他的材料,单位储能上面表现也很一般,但这种材料具有较为稳定的物理及化学性能,在热行为上面也表现较好,在相变温度上面的可调性让相变材料在建筑行业内占有非常重要的地位,并且得到了广泛的使用。
3.节能玻璃
(1)中空/真空玻璃
中空玻璃由于在两片玻璃之间形成了一定厚度并被限制了流动的空气或其它气体层,从而减少了玻璃的对流传热和传导传热,因此具有相对较好的隔热能力。同时中空玻璃的单片可以采用镀膜玻璃和其他节能玻璃,这样就将这些玻璃的优点都集中到中空玻璃上,也就是说中空玻璃可以集本身和其他节能玻璃的优点于一身,从而发挥更好的节能作用。
真空玻璃是目前节能效果最好的玻璃,它是将密封的两片玻璃之间抽成真空,从而使玻璃与玻璃之间的传导热接近于零,同时真空玻璃的单片一般至少有一片是低辐射玻璃。低辐射玻璃可以减少辐射传热,这样通过真空玻璃的对流传热、辐射传热和传导传热都很少,节能效果非常好。
(2)热反射玻璃
热反射玻璃是对太阳光具有较高的反射比和较低的总透射比,可较好地隔绝太阳辐射能,并对可见光具有较高透射比的一种节能玻璃。热反射玻璃的较高反射比是通过磁控真空溅射、电浮法、真空离子镀膜、溶胶凝胶等在玻璃表面镀敷或离子交换形成一层极薄的金、银、铝、铜、铬、镍、铁等金属或金属氧化物膜来实现的,因此也称为镀膜玻璃。镀膜玻璃是更为广泛的概念,因为改变膜层的组成和结构,既可制成热反射玻璃,也可形成吸热玻璃和其他品种的玻璃(如低辐射玻璃、减反射玻璃等)。
(3)吸热玻璃
吸热玻璃指既能吸收大量红外线辐射,又能保持良好可见透光率的一类平板玻璃。
(4)双层玻璃
在原有的玻璃上面再加一层较为普通玻璃同样也能够起到节能的效果。
结语
综上所述,建筑材料为建筑节能的关键所在,在随着人们对于建筑节能环保方面的重视,节能建筑材料在房屋的建设以及改造当中将会得到大力的推广及普及,这将会为我们的工作以及生活带来非常大的影响,为能源的节约以及环保做出重要的贡献。
参考文献:
[1]苏亚娟.建筑节能材料的发展与应用[期刊论文]《城市建设理论研究(电子版)》.2013年
水泥工业是国民经济的重要基础产业,又属高能耗、重污染行业。据不完全统计,我国水泥工业粉尘排放占全国总排放量的70%以上,气体污染物如:氮氧化物、氟化物、二氧化硫的排放污染也不可低估,并且对大气污染有加重趋势,温室气体二氧化碳排放量也占有相当的比重。目前,我国水泥工业中的新型干法窑水泥生产环保工作做得比较好,但仍有40%左右非新型干法窑水泥生产的污染治理困难依然较大,尚缺乏成熟的技术,急需开发适合我国国情的水泥污染治理技术和设备。但从整个行业来看,企业环境绩效的取得主要靠末端治理,环保设备投资和运行成本很高,成了进一步做好水泥工厂环保工作、继续提高环境绩效的阻力,如何有效预防污染、改进污染控制技术装备提高其性价比、加强污染控制技术装备应用和管理、提高污染控制技术装备运行可靠性、降低环保设备投资和运行成本是推进水泥工业环保工作最迫切需要解决的问题。为确保实现“十一五”主要污染物总量减排目标,加快现有水泥工业污染防治设施建设,全面推进水泥工业粉尘、二氧化硫、氮氧化物、氟化物综合治理,减降二氧化碳的排放,提升技术装备质量和污染防治技术整体水平,提高污染防治工程技术和设备的国产化程度,加快推动我国水泥工业污染防治技术的发展步伐,满足水泥企业对环保适用技术的迫切需求,使国际先进的污染防治技术和装备及时在国内示范应用,使国产的先进、成熟、适用的污染防治技术和装备更多地走出国门,为供需双方提供相互交流、合作的机会,中国环境科学学会与中国国际贸易促进委员会建筑材料行业分会定于2009年4月1日-3日在北京中苑宾馆召开“2009年全国水泥工业污染预防与控制技术及管理交流会”。由中国水泥协会与中国国际贸易促进委员会建筑材料行业分会举办的“2009中国国际水泥峰会”和“第十届中国国际水泥技术及装备展览会”同期举行。
本次交流会将重点围绕水泥企业关注的环保效益与经济效益、污染物排放标准、清洁生产与污染预防,除尘、二氧化硫、氮氧化物、氟化物、二氧化碳治理与减排等应用技术实践中的热点、难点问题进行交流研讨。
现将会议征文及有关事宜通知如下:
一、论文征集的主要内容
(一)污染治理技术与设备
1、国际先进的水泥工业污染物控制技术及在我国的示范和应用;
2、国产先进、成熟、适用的污染防治技术和装备在国外的示范和应用;
3、水泥工业除尘、脱硫、脱氮、脱氟系统工程典型案例与分析;
4、水泥企业粉尘污染治理现状与发展趋势;
5、电、袋复合式除尘器的开发与应用;
6、水泥厂袋收尘器存在的问题及其改进建议;
7、脱硫除尘成套设备关键技术的最新研发与应用;
8、水泥工业高浓度煤粉的袋式捕集技术和设备;
9、大风量、长袋、低压脉冲除尘技术和设备;
10、水泥窑头、窑尾袋式除尘技术及高炉煤气袋式除尘技术的研发与应用;
11、在水泥工业除尘工程设计、施工、安装调试及设备运行中存在的问题和采取的办法与解决措施;
12、水泥工厂加强除尘系统和设备的维护与管理提高设备运转率的经验和教训;
13、水泥企业实施清洁生产实现预防污染、节能减排的经验;14、水泥工厂贯彻ISO14000实现减排、提高环境绩效的经
验;
15、水泥企业开展清洁发展机制项目CDM实现CO2减排的做法与经验。
(二)节能减排的新技术与新趋势
1、水泥工业节能减排新技术展望;
2、水泥企业低品位石灰石资源利用新技术;
3、水泥企业用回转窑焚烧生活垃圾、固体废弃物的新技术;
4、水泥企业利用外行业尾矿、工业废渣、粉煤灰等综合利用的新技术;
5、水泥企业采用新型多通道燃烧器利用劣质燃料、二次燃料的新技术;
6、水泥企业采用低NOX生成分解炉的预分解新技术;
7、水泥企业采用低NOX生成的燃烧新技术;
8、水泥企业采用除尘、除有害气体一体化的收尘技术与设备;
9、水泥企业开放场合粉尘控制新技术;
10、全密闭电石炉尾气治理及综合利用;
11、水泥企业采用高新技术“留壳改仁”改造低效率收尘设备的经验;
12、水泥企业采用清洁生产措施预防与控制污染的新技术;
13、新型干法水泥企业提高型清洁生产审核技术与方法;
14、水泥企业开展清洁发展机制CDM项目实现CO2减排新的做法;
15、水泥企业噪声治理新技术;
16、水泥企业工业废水治理新技术;
17、水泥企业治理污染物高浓度、高含湿量、腐蚀性、爆炸性、粘性废气的新技术;
18、低温余热发电、高效节能粉磨(立式磨、辊压机、高效选粉机等)、高效低压损预热器、高效熟料冷却器、散装水泥、高效密闭输送等节能减排型水泥成套技术装备创新及产业化发展。
希望各有关单位及相关人员,根据征文内容撰写论文。
二、论文征集
1.本次研讨会面向全国征集与主题相关的学术报告、论文、调研成果,将择优选用并安排会议发言。
2.个人简介:会议演讲者需提供300字左右的个人简介,供会场主持人向参会代表进行介绍。
3.论文要求:①采用A4纸规格,5号宋体字,每页42行,每行45字。一般不超过5页。文责自负。论文摘要在500字左右;②题目下方为作者姓名,单位,邮编;③会议只接收论文的电子版(或软盘)。;④论文截至日期为2009年3月1日。凡被录用论文,将汇编到题为《2009年全国水泥工业污染预防与控制技术及管理交流会论文集》中,同时论文作者获论文证书,参会人员每人一册。
三、主旨报告
1.环境保护部有关领导介绍我国“十一五”环保规划及当前环保形势和任务,国家水泥工业污染治理规划情况及大型水泥工业项目国家污染治理专项资金申请等内容;
2.国家发改委有关领导领导介绍水泥工业污染防治技术政策和节能减排等环保相关管理规定。
四、特邀报告
1.邀请国内外著名专家介绍水泥行业面临的环保形势任务及环保治理技术需求信息;
2.为了吸收与引进国内外的水泥污染控制方面的理念、技术与管理经验,特邀请国内外一批知名领导、专家参加会议,并做基调发言或重要学术报告;
3.专家就中国水泥工业的除尘发展历程、现状以及发展趋势进行概括分析和总结,介绍已经推广使用并取得良好效果的水泥清洁生产技术和综合的解决方案。
五、参会人员
1.管理部门:政府官员、行业协会、污染控制部门管理人员;
2.研究单位:水泥、环保、系统研究单位、设计单位,高校、科研院所、监测机构、环评单位等;
3.企业:水泥生产企业、水泥装备制造企业、环保工程公司、脱硫除尘治理公司,环保工程施工、安装单位,工业企业燃煤锅炉单位技术负责人、科技及管理人员等;
4.其他有意参加研讨交流的单位及人员。
六、会议安排
1.会议安排:会期3天,相关政策主题报告、专题报告、案例分析、分组交流2天,考察1天。
2.工作语言:会议期间主要用中文和英文交流,会场配备同声翻译。
3.有关会议议程、日程安排等事宜将于会前一个月准时通知报名参会人员。
七、会议联系
中国环境科学学会(北京市海淀区红联南村54号,100082)
联系人:
电话:
【关键词】生态建筑;绿色环保;节能
欧美日等国家及地区的建筑组织纷纷提出了“生态建筑、可持续性建筑、绿色建筑”等理念,以寻求与环境相融、降低环境负荷且有利于使用者健康的节能环保建筑。新世纪以来,随着我国住宅业发展迅猛,“绿色生态住宅”这一理念逐渐被国人接受。但是绿色生态住宅的内涵、特征、评价标准以及实现策略等仍然模糊,这和我国年建筑量世界排名第一的地位很不相称。积极推进绿色生态建筑的发展是实现建筑可持续发展的必然选择。
1 生态建筑和环保绿色建筑概述
1.1 绿色生态建筑的概念
绿色生态建筑是指人类建筑与生态环境协调发展的建筑样式,既是节能环保、健康舒适、讲求效率的建筑。绿色生态建筑要求在建筑设计、建造和使用中充分注意环境保护,将建筑物与环保、高新技术、节能等紧密结合起来,在有效满足各种使用功能的同时, 创造出符合环境保护要求的工作和生活空间结构,有益于使用者的身心健康。建筑节能设计是绿色生态建筑设计的核心内容。对环境的负面影响减少到最低程度是绿色生态建筑设计的目的。
1.2 绿色生态建筑的特征
1.2.1 健康:绿色生态建筑环境需要洁净的空气、水源与土壤,有效降低不良自然环境的侵害,有效避免自然灾害的侵袭。绿色生态建筑物附近种植树木防风、遮荫, 尽量保持和开辟绿地, 改善景观,保持生态平衡, 保持新风在室内的流动。
1.2.2 节能:建筑物的资源、能源消耗要降至最低程度。色生态建筑物能充分有效地使用水、能源、材料和其他资源。尽可能使用地热、太阳能、水能、生物能和风能等清洁能源,在满足人们健康、安全和舒适使用的情况下降低消耗、节省能源。
1.2.3 可持续发展:绿色生态建筑物应该事先可持续发展,实现资源和能源的回收及重复使用。从旧有建筑物中拆除的砖石、钢材、木材和玻璃等建筑材料,应尽可能结合实际情况做到回收利用, 并积极利用其他工农业废弃物料,最终实现建筑材料―建筑―建筑材料―新建筑的良性循环。另外,通过采用先进技术,有效降低建筑运行、管理和维护等费用,构造资源和能源的循环有效利用、保护环境、亲和自然、舒适、健康、安全和可持续发展绿色生态建筑。
2 国内外绿色生态建筑发展现状
2.1 早期,西方国家对绿色生态建筑的研究主要表现有生物气候地方主义的设计理论。20世纪60年代以后, 绿色生态建筑设计理论得到了飞速发展。 绿色运动中的生物建筑运动、深层次生态学、盖娅运动的发展以及后来可持续发展思想均在这个时期完成。逐渐由人体对气候的生物反映发展到为利用替代能源以及适用技术的建筑设计,逐渐转向寻求人、建筑和自然界三者和谐统一、可持续发展的绿色生态建筑设计。
在理论研究和设计实践方面,德国、日本、美国等发达国家在绿色生态建筑设计目标、设计原则和方法、相关法规制度等方面的研究日渐成熟。德国的《细节》,日本的《建筑与都市》、《新建筑》,英国的《建筑评论》、法国的《技术与建筑》等诸多世界著名的建筑杂志均出版了生态建筑专辑, 多次分析和介绍了生态建筑的优秀作品。
在生态建筑评估方面,加拿大“绿色建筑挑战”(Green Building challenge,GBC) 己经吸引至少19个国家加入了其进程,包括所有的欧洲国家,以及美国、澳大利亚、日本、南非、智科、南韩、西班牙和威尔士等国家和地区;英国开发了最为著名的“建筑物研究组织环境评估方式”,当前英国新建写字楼市场中有15%到20%的比例都认同和参与这个评估方式; LEED(Leadership in Energy & EnvironmentalDesign,能源与环境设计导则是一套美国绿色建筑委员会主推的自我评价系统,可用于新建、己建的商业、公共建筑或高层住宅建筑,提供一套构成“绿色建筑”的权威标准,并且可通过“整体建筑”的观点进行建筑物生命周期环境性能评价。
2.2 国内生态建筑存在的问题
缺乏对生态建筑的正确理解。直到目前,针对绿色生态建筑还没有一个统一的定义,国内外建筑界对绿色生态建筑的概念有很多不重样的解释。国内部分人认为绿色生态建筑就是将建筑物的内外进行单纯的建筑节能、绿化处理和建筑平面的划分的。很显然,这些观点对绿色生态建筑的理解是不全面的。
缺乏生态建筑的广泛实践。目前,我国对绿色生态建筑的研究还停留在了生态学与建筑学的相互融合、国外先进理论框架、设计原则及经验介绍等理论研究方面。尽管已有大量生态建筑的专著和论文出版和发表,使得绿色生态建筑的可持续发展的观念深入人心,但是在工程实践、计算机模拟和环境效果测试分析等实践方面的探索还远远不够。
相关政策尚不到位。发展绿色生态建筑,只进行绿色生态环境的宣传和教育是不够的。不仅仅需要建筑商和地产商的努力,还需要国家从法律层面上建立相应制度推动生态建筑及其技术的研究和发展, 如建立示范性生态住宅小区、建立节能建筑补贴标准、无偿推广使用各种绿色生态技术和建立市场准入制度等。
3 绿色生态建筑的实现策略
3.1 遵循绿色生态建筑的设计准则
3.1.1 以人为本,实现人与自然和谐共存的绿色生态环境。在绿色生态建筑设计中,抛弃“人类中心论”的错误认识,不能只强调人的健康和舒适,而不顾对自然环境造成的污染与危害。要做到在为人类生产、生活提供健康、无害、舒适的环境的同时,注重利用自然条件创造优美的外部环境,实现人与自然的和谐共生。
3.1.2 使用清洁能源,并实现资源的有效、循环使用。绿色生态建筑要通过合理的设计、采用绿色环保的技术、材料、产品,实现洁净生产、工艺生态化。在提高自然资源和能源的利用效率的同时,要注重建筑材料、建筑废弃物的再生利用,实现能源的多级多层次利用,降低能耗。
3.2 加强全社会的绿色生态意识教育
只有树立正确的的绿色生态建筑意识,才能实现绿色生态建筑的可持续发展。首先加强建筑师生态意识教育,对其进行历史、社会人文和生态环境的培训,提升其时代认知水平。其次在全社会普及绿色生态教育,提倡节能、环保和减少对环境污染的生活方式。只有营造一个接受并追求绿色生态建筑体系的社会,绿色生态建筑的市场才能可持续发展。
3.3 建立绿色生态建筑发展政策及标准体系
在政府层面出台强制推广与激励先进相结合的绿色生态建筑政策,通过相关政策法规的鼓励和正确引导,完善相关法规体系,建立一系列建筑法规和技术标体系,进一步推进绿色生态建筑的可持续发展。
3.4 推进绿色生态建筑技术的发展
在绿色生态建筑的设计中,充分运用高技术的节能环保措施,建立完善的环保技术和节能产品支撑体系。如大力推广外遮阳、自然通风、透水型铺地材料、人工湿地、中水回用等各种绿色建筑技术和产品,推进可再生能源的规模化应用。
4 结束语
随着人们对绿色生态建筑的认识的提高,节能环保科技的发展,传统高消耗型发展模式向高效绿色型发展模式势转变势在必行。绿色生态建筑理念将会奠造艺术与生态共融,将会把城市景观环境建筑与技术有机的结合在一起,实现建筑与环境保护的完美结合。
参考文献:
[1]陈易.我国生态建筑的现状与对策[J].同济大学学报,2010,(1):1-5.
关键词:市政道路桥梁施工清水混凝土优点作用
中图分类号: U445 文献标识码: A 文章编号:
1 清水混凝土的优点
1.1 抗震耐磨,耐久性强
整个建筑施工中将采用高级混凝土,其中包含了起抗震效果的粗集料,其自身也有超强的耐磨性与防水性,稳定性强。从物力稳定性方面分析,是最适合本建筑工程的理想材料,是其他天然材料所不能替代的。
1.2 自然美观,装饰效果好
混凝土本身非常容易加工,可对其进行表面处理,可非常逼真地模仿出许多高档建筑装饰材料的质地和色泽。清水混凝土表面肌理、质地又具有较强的可塑性特点,清水混凝土色调沉稳、表面肌理粗糙而又不失细腻之感,给人以朴素、自然、厚重而又沉稳的心理感受。
1.3 方便简单,性价比高
清水混凝土以朴实无华、自然沉稳的外观韵味,经济低碳,厚重与清雅的外表,朴素简单,大方并大气。在浇铸成型以后不需要再一次进行表面的加工和装饰,可直接有效的防止墙体出现润湿痕迹的同时又能在内部形成了防水层,节约了施工的成本,性价比很高。
2 市政道路桥梁工程中清水混凝土应用的重要性
2.1是市政构建服务型、节约型政府的重要体现
随着人们环保意识的不断增强,低碳生活倡导的是让人们以“健康、环保、有机、绿色”的积极方式去生活,政府作为服务人民的机构,在承担道路桥梁建设这个公共职能时,也必然要适应人们这种生活方式,为了让人们以“高健康”的姿态去生活,很多建筑的材质选用了清水混凝土。因为人们环保意识的不断增强,在成本及效率方面都越来越追求环保意识,追求低碳生活,减少排放,低碳的清水混凝土材质备受关注。因为人们永远都想拥有健康的绿色的生活。清水混凝土在材质上正好满足现代人对理性的节约的低碳生活的需求,市政道路桥梁建设中运用清水混凝土材料,是政府实现公共职能,构建服务型政府,节约型政府的重要体现。
2.2提高了市政工程建设理念,推动了建筑行业的技术进步
清水混凝土的应用在我国是从上个世纪 70 年代开始的。随着现代社会的不断发展和人们对审美要求的不断提高,清水混凝土在园林建设,车档,广场碑刻等领域都有运用,但是政策的导向无疑更有推动该技术的发展。政策对一个产业,一项技术的推动作用是很明显的。市政道路桥梁工程运用清水混凝土,很大程度上刺激了清水混凝土技术的研究发展和该产业的进步。建筑行业在我国是一个高投入高成本的行业,有了政府的支持,就有了发展的保证。市政府能转变传统的修造方式,求新求变,不得不说是一种进步。清水混凝土技术不仅能创造经济效益,提高工程质量带来社会效益,而且推动地方建筑业的质量。市政道路桥梁工程应用清水混凝土,能够促进建设者改进生产技术,改善生产方式,提高质量和稳定性,从而推动了整个建筑行业的进步。
2.3 安全性好,使用时间长,节约财政开支
混凝土内部以沙石、水泥、钢筋等为主要材料,钢筋横竖交错与水泥沙石浇注在一起,坚硬、牢固。清水混凝土由于由沙石水泥材料等构成,可以塑造出坚实厚重的体积感,在建筑设计中我们也常常利用混凝土的这一建筑特性进行建筑设计表达。市政桥梁道路工程使用混凝土建筑工艺建造的楼体可以给人以厚重的力量感、长期性特点。可以让人们感觉更安全。钢筋混凝土和现浇混凝土虽然也坚固,但是,在浇铸成型后还要补刷一层沥青或者抹灰,而且时间长了在表面会形成蜂眼,裂痕,表面粗燥等现象,必须财政投入资金去维护补修,长远来看,传统的混凝土修筑方法会浪费更多的财政支出。清水混凝土一次成型,不用再次补刷,避免了抹灰开裂、减轻了结构施工的漏浆、楼板裂缝,鼓起甚至脱落等质量问题和后期的保养问题,它具有比传统的浇铸更方便更稳定更耐用的特性。清水混凝土是适合推广使用的绿色建筑材料,久耐用,环保,节能,环保,节能,是适合推广使用的绿色建筑材料。市政建设在修建和维护中节省了财政支出。
2.4 清水混凝土有较强的艺术美感,美化市容市貌
建筑设计的目的是给人提供一个供人居住、交流与活动的场所,其材料是建筑空间内部的物质载体,是与人直接亲近的介质。我们正是要利用材料的这种直接可视、可触摸的特点,带给人们不同的心理感受为出发点,营造建筑不同的情感空间场所。现代城市人在钢筋水泥森林的城市里,越来越体会到了亲近自然,表达情感的重要性。高大的混凝土建筑给人冰凉荒芜没有生命力的感觉。但是清水混凝土的材质美感唤起了人们心底渴望已久的简单情愫。市政道路桥梁工程应用清水混凝土,正是可以满足现代都市人的审美情趣和要求。政府这样的作为就是“以人为本”发展观的重要表现。清水混凝土稳重大方、朴素、自然、亲切而又肃穆、坚实而又美观,给我们带来多种的审美情趣和艺术享受,也很大程度上改变了城市单一的混凝土建筑色彩和外观,美化了城市环境。当然,我们在欣赏清水混凝土材质美的同时,也要认真发掘它美的因素、情感价值的架构所在,认真探寻清水混凝土美的表现所在以及如何才能展现清水的魅力,将材料的价值与民族文化特性相统一,只有植根于广博的民族文化背景中,材料的价值才能有依托,才会走的更长远,最终使建筑上升到艺术层面。
3 结语
由于清水混凝土是由沙石、水泥等材料够成,我们可以根据自己的需要调整沙石、水泥的比例和控制其表面肌理的粗糙程度,做到质地变化丰富多样。而且材质也比传统混凝土更加坚固耐用,经得起时间和风霜的考验。很多国家都采用了清水混凝土技术来做建筑设计和建设,比如悉尼歌剧院。现在我国在大型建筑物和高速公路上也采用清水混凝土技术。在市政道路桥梁工程的运用还不多,这是一个广阔的空间,但是目前我国技术过硬的企业还不多,需要政府的政策支持,也需要自身的不断研究。
参考文献:
[1]朱荣跃,马新芬.装饰混凝土制品的发展现状和开发应用前景[J].辽宁建材.2005(6).
[2]罗文鹏.市政工程路桥施工中的混凝土施工工艺[期刊论文]- 城市建设.2010(26)
【关键词】 非线性;建筑表皮;材料运用;技术生成
[Keywords]Nonlinear; building skin; materials used; technology generation
中图分类号:F406文献标识码: A 文章编号:
在西方建筑史中,砖石结构是18世纪之前建筑的主角,19世纪出现了铸铁,到了20世纪钢筋混凝土得到广泛应用。当代科学技术迅猛发展,材料的选择更加多样化,正是由于不同材料的选用,给建筑带来了丰富多变的表皮特性。
建筑表皮是指建筑和外部空间直接接触的界面(包括屋顶和四壁),以及由此展现出来的形象和构成方式。包含表皮和承重结构结合在一起自由形式,反映物质和精神的双重存在,同时也反映建筑与广泛的社会文化审美层面产生的联系。
一、现有材料的发展
1、钢筋混凝土
图1 城市星云
混凝土作为建筑材料从古罗马时期就已使用,经历了长时间的发展,因其出色的性能得到了广泛应用。当代新技术运用到混凝土中,建筑师所受的约束越来越少,可以实现以前不能完成的设计。同时,可持续发展受到普遍关注,混凝土的潜力得到更深一步的挖掘。它可以减少人们对环境的破坏,混凝土朝着更轻量化、更耐用、更美观的方向发展。如今,最新的混凝土技术已经成熟,可塑剂使其变得更加柔软,加速剂和混凝剂可以改变混凝土的凝固时间,颜色添加剂可以改变混凝土成型的颜色,甚至还可以通过添加光纤维的方法来改变混凝土的透明度。扎哈·哈迪德对混凝土的可塑性研究很有热情,她一直致力于用混凝土表现具有视觉冲击力的建筑作品。城市星云是她运用混凝土材料的代表作品。通过新技术的运用,混凝土具有石材般的质感和光泽,同时也使建筑表皮形态更加优美生动(图1)。
2、玻璃
图2 德国国会大厦穹顶
玻璃是一种应用广泛的材料,具有许多优秀的性能,比如透明、透光,用玻璃作为建筑表皮材料,所营造出来的建筑氛围既晶莹剔透又显得建筑整体轻巧,具有漂浮感。玻璃材料被建筑师用来表现全新的建筑形象,建筑更加精致透明,辉煌华丽。德国国会大厦穹顶(图2),用玻璃材料做表皮,具有良好的光学性能,既能反射光线,也能透过光线,改善了室内环境。
3、金属
图3 CORCORN艺术中心
弗兰克·盖里说过:“对我来说,金属就是这个时代的材料,它们可以使建筑成为雕塑。”1科技进步以及材料技术的发展,使金属材料的更多属性被人们发掘,它具有很好的延展性,利用这个特点金属材料可以被塑造成各种非线性形体。运用现代数字技术,金属可以被精确地切割成各种形状,柔软并且富有美感。金属材料的色彩表现力也很强,可以反映自然、情感和人的心理,并且与功能相呼应。当代一些先锋派建筑师采用金属材料作为建筑表皮。盖里设计的CORCORN艺术中心(图3),采用巨大的金属非线性表皮,在周围环境的衬托下具有强烈的视觉冲击力。
4、原生态材料
近年来,环保问题受到社会广泛关注,建筑也提倡利用对环境污染少,资源消耗低的材料,建筑师必然把目光聚焦到原生态材料上,如竹子、木材等等诸如此类的材料。它们对环境基本上没有危害,因此受到许多建筑师的青睐。现在建筑师借助计算机技术,分析原生态材料的力学性能,探索原生态材料的新的利用渠道。满足现代设计的要求,在表皮形态上多是对其非线性受力状态的呈现。
图4 世博会西班牙馆
2010年上海世博会西班牙馆(图4),采用了柳条编织的表皮,被称为“篮子展馆”。这种表皮材料的创造手法,是中西两国都有的传统手工工艺,反映了两国的文化对话。
二、新材料的研究
第三次科技革命以来,材料技术取得了巨大的进步,借助信息技术与生物工程的支持,出现了许多新材料。这些新材料内部结构发生了改变,表现出更多新的特性,而且更智能、更环保。
1、碳纤维材料
纳米碳管是先进的材料,它由圆柱状排列的碳分子构成,具有这样分子结构的材料硬度非常强,用这种材料做成的织物,强度可以抵御子弹射击。这种材料广泛应用在汽车、飞机制造领域。目前建筑师们正在探索这种材料在建筑应用的可能性。
扎哈·哈迪德设计的法国波城多媒体图书馆(图5),具有非线性形态的建筑表皮。采用高强碳纤维结构层和复合结构层,正是由于这种材料的使用,建筑具有很高的强度,既满足了结构支撑要求,又节能环保。
图5 法国波城多媒体图书馆 图6 上海世博会英国馆
2、亚克力
亚克力(PMMA)材料透明度、透光率非常好,并且具有很好的耐候性、抗腐蚀性。它还有良好的适应性、喷涂性,阻燃性、抗冲击性等等。这种材料正逐步应用到建筑之中。
上海世博会英国馆(图6),设计创意超凡。建筑表皮由 6万根亚克力杆件组成,每个杆件之间的距离仅有100—150毫米,在每个亚克力杆的端部,都镶嵌着植物的种子。每根亚克力管子长约7.5米,安放在6米长的套管内,以避免过度弯曲。白天的时候,亚克力管将阳光引入室内,夜晚的时候,在每根管子一侧安装的LED灯将整个场馆点亮,具有意想不到的璀璨效果。
3、ETFE
图7 安联足球场
ETFE是人工高强度氟聚合物,它具有耐高温、耐腐蚀、透光性、阻燃性、防火性、自洁性等性能,在建筑中应用的前景十分广泛。通常这种材料作为膜结构材料应用于建筑中,德国安联足球场(图7)就是一个由2826个ETFE气囊覆盖,气囊为长度4m~8m宽度2m~4.25m的菱形,内中装置了红、白、蓝三色霓虹灯,在比赛时可变换颜色,渲染气氛。
结语
莱特曾说过:“对于创造性的艺术家来说,每一种材料有它自己的信息,有它自己的歌。2材料技术的不断进步推动了建筑历史的发展。材料对于建筑师来说就好比音乐家笔下的音符,画家手中的颜料。正是有了建筑材料技术的不断进步,建筑师的理念和意图才能更大程度地变为现实。不同材料表现出不同的形、色、质,建筑师可以根据不同材料的性质选择它们,表达自己的设计意图。相信随着材料技术的不断发展,必将促进新的更多的非线性建筑表皮形态的出现,也会出现更多具有时代意义的建筑作品。
注释
参见曹巍.弗兰克.盖里的作品与思想(附光盘)[M].北京.中国电力出版社,2005
参见王纬纬.建筑材料的视觉传达研究[D].西南交通大学建筑学论文.2004:42
参考文献
司徒娅,郭颖莹.“篮子展馆”——西班牙馆[J].建筑学报,2010(5)
顾英.跨界演绎的创意设计——英国馆[J].建筑学报,2010(5)
[美]托伯特·哈姆林. 建筑形式美的原则. 中国建筑工业出版社, 1982
[日]伊东丰雄建筑设计事务所编著.慕春暖译. 建筑的非线性设计——从仙台到欧洲. 中国建筑工业出版社, 2005(12)
作者简介:
1、何晓斌 男 助理工程师 中国航天建设集团有限公司 哈尔滨工业大学建筑学硕士
2、慕昆朋 男 助理工程师 中国航天建设集团有限公司 哈尔滨工业大学建筑学硕士