绿色建筑墙体材料的发展.docx

绿色建筑墙体材料绿色材料的概念是在1988年第一届国际材料科学研究会上首次 提出。1992年国际学术界给绿色材料定义为：在原料采取、产品制造、 应用过程和使用以后的再生循环利用等环节中对地球环境负荷最小和 对人类身体健康无害的材料。其中有关绿色建筑墙体材料中，新型墙体材料最具有代表性。随着社会发展，国家实行墙体改革政策，以实现保护土地、节约 能源的目的。近几年在社会上出现的新型墙体材料种类越来越多，其 中应用较多的，有石膏或水泥轻质隔墙板、彩钢板、加气混凝土砌块、 钢丝网架泡沫板、小型混凝土空心砌块、石膏板、石膏砌块、陶粒砌 块、烧结多孔砖、页岩砖、实心混凝土砖、PC大板、水平孔混凝土墙 板、活性炭墙体、新型隔墙板等。新型墙体材料是区别于传统的砖瓦、灰砂石等传统墙材的墙材新 品种，包括的品种和门类很多。从功能上分，有墙体材料、装饰材料、 门窗材料、保温材料、防水材料、隔音材料、粘结和密封材料，以及 与其配套的各种五金件、塑料件及各种辅助材料等。从材质上分，不 但有天然材料，还有化学材料、金属材料、非金属材料等。新型墙体材料的特点：(1)节约资源。新型墙体材料一般不使用或少量使用天然原材料, 特别是不可再生资源(如水泥、石灰、石膏、黏土等)。取而代之的 是大量利用工业生产过程中产生的工业废渣(如煤砰石、粉煤灰、炉 渣等)。(2)采用不污染环境的可清洁生产技术。新型墙体材料在生产过程 中尽可能节约能源，包括煤、电、天然气、油料等，同时生产过程中会 尽可能地控制有害的废渣、废气、废水等的排放,即在利用废渣生产的 同时不产生新的污染物。止匕外，相对于传统的墙体材料,新型墙体材料 的产品效能也更好，一般都具有高质量、多功能性和使用寿命长、施 工性好、施工便捷、施工效率高、劳动强度低、施工技术成熟、施工配套机具齐全、施工质量等优点,可以有效地降低建筑建造过程以及后 期建筑使用过程中的能耗。绿色建筑中新型墙体材料的运用：根据绿色建筑的定义，其核心任务是提高能源和资源利用效率, 减少能源、土地、水和物质资源的消耗,改善或保证建筑物的内部环境 质量，减少建筑对外部环境的影响。作为绿色建筑材料中的重要一员, 新型墙体材料是发展绿色建材和建筑节能的重要基础。而从长远来看, 发展新型墙体材料是我国墙体材料产业发展的必然趋势，也是发展绿 色建筑的迫切要求。1 .降低建筑对环境资源的消耗针对绿色建筑最大限度地节约资源、减少污染的要求,实现可持续 发展,就必然要做到废物利用，变废为宝，新型墙体材料在这个方面优 势明显。比如采用农业废弃物可生产麦秸均质板、纸面草板、植物纤 维水泥板、麦秸人造板和秸秆镁质水泥轻质板等新型墙体材料。作为 一个农业大国，我国的农业废弃物来源广泛、资源丰富、价廉易得，所 以利用农业废弃物制造生产的新型墙体材料首先在成本价格上面具有 很强的市场竞争力,而采用农业废弃物还可以显著地节省能源、减少污 染、保护环境，符合绿色建材的节能环保要求。同时，农业废弃物生产 的墙体板材具有重量轻、强度好、安装方便等特点，能够很好的满足绿 色建筑对墙体材料的各项性能指标要求。2 .提高建筑能源利用效率结合绿色建筑的核心任务，新型墙体材料还可以有效地提升建筑 的能源利用效率，达到节能的效果。比如通过在墙体材料引入一定的 空气间层而开发出来的烧结空心砖，相比于实心制品，不但容重大大 降低了，而且保温隔热性能也得到了改善。据估计，到2020年，高耗 能建筑的面积将达到700亿苏，在夏季用电高峰期，仅空调负荷就相 当于10个三峡电站的满负荷载力，消耗大量的能源。如果采用新型墙 体材料建设绿色建筑，就可以节省建筑中社会的能源消耗。从这个角度来讲，新型墙体材料在绿色建筑中的应用具有非常重要的推广价值。新型墙体材料在节能建筑中的运用：目前，新型墙体材料在建筑节能中应用主要体现在以下5方面。1 .空心粘土砖在建筑节能中的应用目前，空心粘土砖是我国建筑节能施工中的重要一环，与传统的 建筑材料相比，其施工更加有效，也能很好地节约成本。相较于实心 砖，空心砖可省去大量的土资源和煤资源，且生产难度相应地降低， 因此可极大地提高通过率，这样就可为建筑工程提供更为有效的材料 支撑，并节省材料生产的周期。同时，空心粘土砖的质量较实心砖轻 很多，但是质量却可得到保障，这就使得相应的运输负担大幅降低， 也可提升出窑的效率，节省运输时间和成本，有助于提升生产和施工 的效率。另外，在建筑节能施工过程中，通过应用空心粘土砖，能够 大幅降低施工的时间，且因空心粘土砖的性能，无须消耗大量的砂浆 材料，再加上空心粘土砖自身的质量非常轻，也使建筑工程的地基承 载量大幅减少，自然会使施工单位有效节约施工成本，使施工质量和 施工效率得到有效提升。2 .蒸压加气混凝土在建筑节能中的应用目前，蒸压加气混凝土在建筑节能中得到了非常广泛的应用，该 种材料优势明显，通过合理应用工业废渣，可显著提高建筑施工的质 量。在实际应用过程中，蒸压加气混凝土能有效提升建筑物墙体的保 温效果，同时其质地较轻，也很好地提升了施工的质量。通过在墙体 工程中应用蒸压加气混凝土，可进一步节约原材料，也可节约土地资 源材料。而在具体施工中由于蒸压加气混凝土自身有较高的空隙率，空隙 率高达70%80%,这些空隙在一定程度上降低了材料的容重，进而使 蒸压加气混凝土的重量相对较轻，密度较低。在这种特质下，蒸压加 气混凝土的导热系数非常低，既提升了建筑工程的质量，也提升了建 筑物的节能效果。同时，在制造蒸压加气混凝土过程中，生产过程不 会消耗大量的能量。而较低的密度也使土资源使用量得到有效控制， 减少材料浪费情况，也可节约很多运输成本。另外，通过应用蒸压加 气混凝土，能保证新型墙体材料的保温性能，为人们创造舒适的环境， 可很好地降低对空调系统和采暖系统应用的频率，且可应用于多种建 筑物中，灵活性强，可有效发挥蒸压加气混凝土的优势，提升施工的 质量，全面提升建筑节能的效果。由此可见，蒸压加气混凝土能提升建筑节能的性能，保证节能效 果，施工人员通过合理应用，能有效发挥其作用。3 .建筑石膏在建筑节能中的应用建筑石膏在建筑中的应用非常广泛，在很多建筑施工中，都会应 用建筑石膏来提升工程的质量,特别是二水石膏，其存在2个结晶水， 占整体重量达到了 20%,通过将其应用于砌块中，可起到非常好的隔 声效果，同时也具备了极佳的隔热效果和耐火性能。而在施工过程中， 建筑石膏体内的结晶成分非常稳定，在高温天气下，建筑石膏中的结 晶水会自动释放，并在此过程中形成蒸汽，这些蒸汽能够在遇到火灾 时有效延缓火灾蔓延的趋势，可有效降低建筑墙体的表面温度。此外， 在高温环境下，建筑石膏还可起到非常好的吸热效果，因此可很好地 提升墙体的安全性。4 .秸秆墙体材料在建筑节能中的应用秸秆墙体材料目前也开始在建筑施工中广泛应用，其通过应用稻 草或者天然秸秆制造墙体材料，不但节省了原材料，也具备良好的环 保效果。从应用效果来看，秸秆墙体材料是一种洁净的材料，可在建 筑节能中加以应用，通过将异氟酸酯树脂作为主要胶粘剂，通过切草 操作及粉碎操作等，将秸秆变成粉末状物质，然后通过喷蒸的方式进 行加工操作。这种材料无甲醛物质，健康环保，同时，在墙体施工中， 在密度不断提升的强化下，其硬度也可得到强有力的保障。此外，该 种材料合理利用废弃物质，不但降低了原材料应用数理，对环境也起 到了非常好的改善作用。5 .轻骨料混凝土砌块材料在建筑节能中的应用轻骨料混凝土砌块将混合水泥、砂子、轻质粗骨料及水混合形成。 由于轻骨料的重量较低，能有效控制轻骨料混凝土砌块材料的重量。 同时，也可基于不同的施工需要设计不同密度的材料，这样能够提升 材料应用的合理性。从实际应用情况来看，常用的轻质骨料包括陶粒、 煤渣、自燃煤砰石和膨胀珍珠岩。其中陶粒混凝土砌块的隔水效果非 常好，能让建筑物墙体形成良好保护体，同时，其也具备极佳的气体 保持效果。在硬壳表面的支撑下，陶粒的强度非常高，再加上轻质量 的特点，使其强度和耐久性、耐热性及耐火性能都得到了极大的提升， 并且施工更加简单，周期也更短。在建筑工程应用中，将其用于多层 和高层框架、剪力墙结构，室内分户墙、隔墙，能够大幅提升建筑节 能的效果，值得做进一步推广应用。总体而言，当前我国建筑施工过程中应用的新型墙体材料较多， 起到了较好的节能效果。但这些新的墙体材料并没有完全取代长期应 用的粘土砖。从客观表现来看，当前实心粘土砖在市场中的比重仍非 常大，空心褥的推广和应用仍然面临非常大的压力。同时，新型材料 不但需具备良好的环保性能，同时也需具有更强的质量，只有保证了 质量和环保性能，才能够在未来具有更好的发展，而目前相关企业的 自主研发能力仍不强，对于新型材料的研发和生产存在一定的不足， 对于国外进口的依赖性较大，很大程度上不利于新型建筑材料的应用O 此外，当前建筑市场并未对于新型墙体材料的应用设置规范的标准， 因此推广也不到位，在实际应用过程中，缺乏完善的实验检验方法， 这让产品生产企业、设计单位没有完整规范的标准，进而限制了新型 墙体材料的广泛应用。在这种情况下，我国新型墙体材料的推广和应 用仍面临很大的挑战。存在的问题及发展措施：1 .存在的问题经过几十年的发展，我国在墙体材料和节能建筑的研究以及推广 应用方面的工作取得了很大的进步，新型墙体材料与绿色建筑得到了很大的发展，但整体而言，新型墙材建筑体系发展缓慢，仍然存在很 多问题：(1)新型墙材建筑体系比传统的砖混造价高，一次性投资大，其 大范围的推广应用仍然受到很大的限制。导致新型墙体材料不容易推 广应用的一个重要原因是政府没有出台政策或文件来限制实心粘土豉, 并且保护土地资源的具体措施十分匮乏，使得传统的实心粘土砖以破 坏土地肥力为代价换取低廉的制作成本，大部分的新型墙体材料在价 格上不能与它们竞争。(2)高品质的新型墙体材料仍然缺乏，对一些新型墙材产品应用 技术未完全掌握,在产品配套供应、配套设计以及配套应用方面技术仍 然十分匮乏，增加了新型墙材建筑体系大范围推广应用的难度。此外， 在新型墙体材料的发展与应用过程中，东西部和城乡之间存在明显的 发展不平衡。绿色墙体材料在东部广泛应用，在某些省份其使用量甚 至可达70%,但在西部地区，新型墙体材料的推广应用问题仍未解决, 新型绿色墙体材料的比重仍然很低，墙体材料的改造工作远未达到相 应的目标。2 .发展措施(1)要围绕主导产品建设上档次、上水平、成规模的生产线，向高 新技术、高科技含量、高附加值产品发展，比如结合材料科学领域先 进的纳米技术、生物化学技术、稀土技术等高新技术来研究开发新型 的高品质墙体材料，或提高原有产品的高科技含量，提高产品的附加 值、功能和档次。(2)要结合工业转型升级的趋势,加快提升墙材企业生产过程自动 化水平，推动墙材产生产工艺与装备的不断发展优化，鼓励积极开展 关键零部件自主研发、试验和制造，提高生产设备性能和稳定性。要 注重开发推广科技含量高、利废效果好、掌握核心技术的成套技术和 装备，如工业机器人自动码坯、打包集成系统、高精度电子计量配料 等技术装备等。(3)工业废渣得到更好地回收利用在我国工业快速发展的背景下，工业废渣会被进一步应用，作为 新型墙体材料得到有效回收利用。以粘土作为原材料的空心砖和实心 糖材料会被进一步压缩,甚至完全被工业废渣替代，以此来节约资源， 也可解决废渣对耕地及环境等的污染问题。同时，我国建筑施工中广 泛应用的水泥材料，也会被工业废渣材料替代，针对性地制作硅酸钙 板、纤维水泥板、墙板等材料。而城市工程建设过程中也会产生很多 建筑垃圾，如碎砖块、碎石块等，这些材料若不加以利用，很多会成 为垃圾。而通过回收利用方法，将这些材料做进一步加工处理，能够 继续作为建筑用材。止匕外，对于工业生产中的煤渣、页岩等材料，也 可制作诸如磷石膏、混凝土砌块等建筑材料。这样能有效提升建筑工 程的节能环保性需求。（4）新型制造工艺的优化完善在未来发展过程中，新型制造工艺将会得到优化完善，使新型节 能墙体材料得到深入应用。特别是板状和块状的材料，其制造工艺会 更加先进。例如，可通过应用蒸压法来制造建材，这样可替代诸如水 泥等材料的应用范围和数量，有效缓解相应材料生产的压力，并可提 升生产的质量和效率。而蒸压法也会进一步提升墙体材料的密实度， 有效提升其防火和保温的性能，有助于提高建筑工程的质量。（5）开发新的原材料，提升建筑节能效果。如开发胶凝材料来提 升墙体材料的质量。也可应用天然石膏开发熟石膏，替代部分水泥材 料，作为新的材料来提升建筑墙体的性能，既可有效提升墙体的防火 和湿度调节效果，并且可有效降低生产成本。（6）替代部分有害材料在节能环保理念下，建筑工程中的有害材料也会被替代，以此满 足人们对于健康的需求。目前，一些材料中包含有石棉，如石棉水泥 板材料，在建筑应用过程中，虽然石棉有非常好的性能，但其对人体 存在一定的危害，若长期吸入石棉这样的危害物品，会造成肺部严重 损伤，导致呼吸困难，甚至引起弥漫性肺纤维化，即石棉肺。因此， 在新型墙体材料研发过程中，要逐步替代这类产品，改造成为对人体 无害甚至有益的材料，如可用无石棉纤维水泥板替代石棉水泥板，这 样就可提升建筑工程的绿色健康环保效果，满足人们的需求。综上所述，绿色建筑的快速发展以及绿色发展理念的不断深入， 为新型墙体材料的发展提供了良机，也对新型墙体材料提出更高要求, 进一步拓展了新型墙体材料的应用领域。新型墙体材料的生产和应用， 是带动新建建筑从节能建筑向绿色建筑、从单体绿色向区域绿色方向 转变的重要载体。虽然目前仍有新型墙体材料的发展仍然存在很多问 题，但随着国家推广力度的加大，新型墙体材料在绿色建筑中的应用 将不断深入。要以推进绿色、健康、智能、低碳为主攻方向，以满足 绿色建筑要求为主线，加快推进绿色新型墙体材料自身的不断发展以 及在绿色建筑中的应用。