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引言
20世紀(jì)70年代,只有很少的建筑師有環(huán)保意識。在經(jīng)濟飛速發(fā)展的21世紀(jì),人類面臨的環(huán)境威脅更為嚴(yán)峻,綠色建筑在國際主流建筑行業(yè)獲得一席之地。越來越多的人認(rèn)識到,綠色建筑不僅積極適應(yīng)環(huán)境而且有利于人自身健康。
一、何謂綠色建筑與綠色建材
綠色建筑起源于20世紀(jì)80年代,它是指為人類提供一個健康,舒適的活動空間,同時最高效率地利用能源最低限度地影響環(huán)境的建筑物。主要應(yīng)達(dá)到以下三點:一是減少對地球資源與環(huán)境的負(fù)荷和影響;二是創(chuàng)造健康舒適的生活環(huán)境;三是與周圍自然環(huán)境相融合。
目前正在發(fā)展的綠色建筑有太陽能建筑、生態(tài)建筑、健康建筑、資源保護屋、植物建筑等。采用清潔生產(chǎn)技術(shù),少用天然資源和能源,大量使用廢棄物生產(chǎn)的利于環(huán)境保護和人體健康的綠色建材正在積極開發(fā),“以人為本、天人合一”正是現(xiàn)代建筑追求的目標(biāo)。如有代表性的綠色建筑是2000年悉尼奧運會場館,它具有超前的環(huán)保意識,太陽能技術(shù),水資源保護和污水,垃圾處理技術(shù)等環(huán)??萍嫉玫搅舜蠓秶膽?yīng)用。清華大學(xué)設(shè)計中心樓是北京首座綠色建筑,也是我國較早的綠色建筑之一。該建筑采用了緩沖層策略——以減少采暖能耗和增加空氣流通;利用自然能源策略——采用太陽能光電板發(fā)電技術(shù):健康化,無害化策略——采用低放射性污染建筑材料和再生材料等
綠色建材是生態(tài)環(huán)境材料在建筑材料領(lǐng)域的延伸,從廣義上講,綠色建材不是一種單獨的建材產(chǎn)品,而是對建材“健康,環(huán)保,安全”等屬性的一種要求,對原材料生產(chǎn),加工,施工,使用及廢棄物處理等環(huán)節(jié)貫徹環(huán)保意識并實施環(huán)保技術(shù)。北京的申奧成功,“綠色奧運”的理念始終貫穿在大規(guī)模奧運場館建設(shè)和城市基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)之中。
二、我國材料工業(yè)的現(xiàn)狀
我國材料工業(yè)的現(xiàn)狀概括起來為“大而不強”,主要表現(xiàn)為“四大五低”?!八拇蟆笔牵航ㄖa(chǎn)品產(chǎn)量大;企業(yè)數(shù)量大,多達(dá)22萬家;職工隊伍大,約1300萬人;能源消耗大,同時帶來了嚴(yán)重的環(huán)境污染?!拔宓汀笔牵簞趧由a(chǎn)率低,集約化程度低,科技含量低,市場應(yīng)變能力低,經(jīng)濟效益低。建材工業(yè)必須改變以浪費資源和犧牲環(huán)境為代價的發(fā)展方式,加快推行清潔生產(chǎn),向高質(zhì)量,節(jié)能,節(jié)水,利廢和環(huán)保的方向發(fā)展。
三、主要建材及制品的綠色化途徑
(一)水泥、混凝土及其制品的綠色化
發(fā)展以新型干法窯為主體的具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的現(xiàn)代水泥生產(chǎn)技術(shù),大量節(jié)約了資源,減少了二氧化碳的排放量,采用高效除塵技術(shù),煙氣脫硫技術(shù)等,基本解決了粉塵,二氧化碳,氧化氮氣體的排放及噪聲污染問題。如高性能水泥的三大特征為高強度,優(yōu)異耐久性和低環(huán)境負(fù)荷。而水泥是混凝土的主要原材料,應(yīng)多開發(fā)新的水泥品種。因此,改變水泥品種,降低單方混凝土中的水泥用量,將大大減少由于混凝土越來越大量需求帶來的溫室氣體排放和粉塵污染,還能夠降低其水化熱,減少收縮開裂的趨勢。大量利用工業(yè)廢渣,減少自然資源和能源的消耗,并使用人造骨料,海砂,再生骨料等多種代用骨料,,實現(xiàn)資源的可循環(huán)利用,保護天然資源。
使用無毒,無污染的綠色混凝土外加劑,注重混凝土的工作性,節(jié)省人力,減少振搗,降低環(huán)境噪聲。推廣使用預(yù)拌混凝土即是商品混凝土,大幅度提高施工效率,減少堆料場地,減少材料浪費,減少灰塵,減少環(huán)境污染。建筑施工單位用工量低,勞動生產(chǎn)率提高。也提高了混凝土質(zhì)量,保證了它的均勻性,延長工程使用壽命。
(二)建筑玻璃的綠色化方向
綠色建筑玻璃應(yīng)包括生產(chǎn)的綠色化和使用的綠色化。首先是節(jié)能。門洞窗口是節(jié)能的薄弱環(huán)節(jié),玻璃節(jié)能性能反映了綠色化程度。其次是提高玻璃窯爐的熔化規(guī)模,其燃燒方式有氧氣噴吹,氧氣濃縮,氧氣增壓等先進(jìn)燃燒工藝,比傳統(tǒng)方式提高了生產(chǎn)清潔度,降低能耗,減少污染物排放和延長熔爐壽命。再是要有高度的安全性,防治化學(xué)污染和物理污染。對于不同地區(qū),有不同的選擇。
(三)建筑用金屬材料的綠色化
建筑用金屬材料一般是指建筑工程中所應(yīng)用的各種鋼材(如各種型鋼,鋼板,鋼筋等)和鋁材(如鋁合金型材,板材和飾材等)。建筑鋼材的綠色化采用熔融還原煉鐵工藝能使用非焦煤直接煉鐵,工藝流程短,投資省,成本低,污染少,鐵水質(zhì)量能與高爐鐵水相媲美,能夠利用過程產(chǎn)生的煤氣在豎爐中生產(chǎn)海綿鐵,替代優(yōu)質(zhì)廢鋼供電爐煉鋼。而將合格鋼水連續(xù)不斷地澆注到一個或一組實行強制水冷的,并帶有“活底”的結(jié)晶器內(nèi),鋼水沿結(jié)晶器邊緣逐漸凝成鋼殼,待鋼水凝固到一定坯殼厚度,結(jié)晶器液面上升到一定高度后,鋼水便與“活底”黏結(jié)在一起,有拉轎機咬住與“活底”相連的裝置把鑄坯拉出,這就是連續(xù)鑄鋼技術(shù)。
近年來,鋼鐵工業(yè)調(diào)整結(jié)構(gòu)主要表現(xiàn)在高爐噴吹煤粉,平爐改轉(zhuǎn)爐,模鑄改連鑄,多火成材改為一火成材。鋼鐵工業(yè)向大型化,高效化和連續(xù)化生產(chǎn)方向發(fā)展。以后通過提高連鑄比,向上游帶動鐵水預(yù)處理,爐外精煉和優(yōu)化煉鋼技術(shù),向下游帶動各類軋機的優(yōu)化,實現(xiàn)坯鑄熱裝熱送,直接軋制和控制軋制等,最終實現(xiàn)鋼材的綠色化生產(chǎn)。
我國的鋁土礦資源豐富,但氧化鋁的含量也很高,所以建筑鋁材的綠色化決定了必須采用高溫熔出,用流程復(fù)雜的聯(lián)合法處理,增加氧化鋁生產(chǎn)的投資和能耗。
(四)木材的綠色化生產(chǎn)
木材是人類社會最早使用的材料,也是直到現(xiàn)在一直被廣泛使用的優(yōu)秀生態(tài)材料,它是一優(yōu)良的綠色生態(tài)原料,但在其制造,加工過程中由于使用其他膠黏劑造成了產(chǎn)品并非原料的本身那樣,仍保持綠色生態(tài)產(chǎn)品的性能。目前的問題是,人類對一切可再生資源的開發(fā)和獲取規(guī)模和強度要限制在資源再生產(chǎn)的速度之下,不耗資源而導(dǎo)致其枯竭,木材要達(dá)到采補平衡。木材的綠色化生產(chǎn)除具有優(yōu)異的物化性能和使用性能,還必須具有木材的生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)性,在綠色化生產(chǎn)過程中,對每一工序都嚴(yán)格按照環(huán)境保護要求,不僅從污染角度加以考慮,同時從產(chǎn)品的實用性,生態(tài)性,綠色度等方面進(jìn)行調(diào)整。木材的生產(chǎn)工藝可歸結(jié)為原料的軟化,干燥,半成品加工和儲存,施膠,成型和預(yù)壓,熱壓,后期加工,深度加工等。
木材的綠色化生產(chǎn)的關(guān)鍵是進(jìn)行木材的生態(tài)適應(yīng)性判斷,應(yīng)具備木材生產(chǎn)所需能耗低,木材生產(chǎn)過程無污染,原材料可再資源化,不過度消耗資源,使用后或解體后再利用,可保證原材料的持續(xù)生產(chǎn),廢料的最終處理不污染環(huán)境,對使用人的健康無危害,不污染環(huán)境創(chuàng)造人類與環(huán)境協(xié)調(diào)和諧相處的協(xié)調(diào)系統(tǒng),同時達(dá)到環(huán)境負(fù)荷較小并保留木材的環(huán)境適應(yīng)性,能夠回收利用木材廢棄物,使碳量固定化控制溫室效應(yīng)的產(chǎn)生。
(五)化學(xué)建材的綠色化
塑料門窗型材本身由于導(dǎo)熱性差和多腔室結(jié)構(gòu),因此具有顯著的節(jié)能效果。它在生產(chǎn)環(huán)節(jié),使用環(huán)節(jié)不但可以節(jié)約大量的木、鋼、鋁等材料和生產(chǎn)能耗,還可以降低建筑物在使用過程中的能量消耗。還大力發(fā)展多腔室斷面設(shè)計,降低型材壁厚,增加內(nèi)部增強筋與腔室數(shù)量,一般是9到13個,用于別墅和低層建筑時不需要加鋼襯,且提高了其保溫,隔熱,隔音效果。
而傳統(tǒng)的建筑涂料大多是有機溶劑型涂料,在使用過程中釋放出有機溶劑,室內(nèi)長期存在大量的還揮發(fā)性的有機物,除對人體有刺激外,還會影響到視覺,聽覺和記憶力,會使人感到乏力和頭痛。有資料介紹,從室內(nèi)空氣中可析出近百種有機物,其中有二十余種具有致突變性(包括致癌)作用。因此開發(fā)了非有機溶劑型涂料,如水性涂料,輻射固化涂料,殺蟲涂料等。傳統(tǒng)的建筑膠粘劑在使用中放出甲醛等有害氣體,現(xiàn)正向無毒,耐熱,絕緣,導(dǎo)熱發(fā)展。
結(jié)論
綠色建材的理念正在深入人心,綠色建材已成為建材生產(chǎn)與消費的熱點。為響應(yīng)“綠色奧運”,一大批綠色建筑也將應(yīng)運而生。2008年北京奧運會的材料選擇將符合“經(jīng)濟上合理,運營上高效”的原則,給綠色建筑材料應(yīng)用提供了良好的機遇,在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和服務(wù)功能的消耗材料等領(lǐng)域,綠色建筑材料將大有用武之地。
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