新型建材的发展与应用
摘要:经济的快速发展不仅推动着人们生活水平的提高,而且也推动了我国建筑行业的快速发展,改善了人民的居住条件。在建筑行业中,建筑材料不仅占建筑费用比重最大,而且对建筑结构、建筑施工方法、建筑工程安全和耐久性都有很大影响。所以本文将主要分析新型建材的发展和应用现状并对新型建材未来的发展趋势给予探讨。
关键词:新型建材;发展;应用 引言
近年来,随着节能环保建筑理念的发展,环保型节能材料及新能源技术已引起越来越多发达国家的重视,由于节能环保型建材具有低物耗、低能耗、低污染、多功能、可循环再生利用等特征,集可持续发展、资源有效利用、环境保护、清洁生产等综合效益于一体的优势,越来越受到发达国家的重视,他们积极致力于这些新型材料、技术在建筑中的应用研究。而我国是一个人口大国,经济快速增长,但目前还存在建筑技术水平低、建筑能耗大的问题,而节能环保讲师我国建筑行业未来的发展趋势,因此我们有必要对新型建材的发展和应用给予关注。
1、我国建筑节能现状分析
改革开放为我国迅速发展建筑工程奠定了坚实的基础,伴随着我国建筑工程发展规模的扩大,建筑能耗也逐渐发展成为能源消耗的主要组成部分。据不完全统计,2010年以来,我国的建筑能耗约占全球能耗总量的25%,成为建筑能耗最为严重的国家。人口数量的巨大以及广阔的国土面积,进一步加剧了我国建筑工程的能源消耗速度,建筑工程中大量的能源消耗使得我国的能源开发利用面临极为严峻的挑战。为有效解决我国建筑工程的能源消耗问题,我国设定了建筑节能设计标准,通过改进建筑材料和控制建筑数量等方法实现对建筑工程能源消耗的有效控制。
我国建筑节能工程的发展,使得能源节约理念在建筑施工中得到有效落实。在建筑施工中,通过进一步控制建筑节能的范围、选取更具节能性质的材料以实现降低建筑工程能源消耗量并保证建筑工程施工质量等措施来达到节能目标。另外,还可通过建筑工程设计、改变建筑结构等科学合理的设计集中建筑支持能量,以有效减少能量散失,进而实现建筑工程的节能建设。由于我国建筑节能技术尚未得到完全普及,因此我国建筑能源消耗仍处于较高水平,我国建筑节能工作的进一步开展也面临巨大挑战。
2、新型建筑材料利用
新型建筑材料的应用也就是对新型能源的开发利用,在我国建筑结构的节能设计中,新能源的开发利用主要强调太阳能与建筑结构的有机结合,通过将太阳能装置应用到建筑结构的取暖和发电等领域中,实现建筑设计中新能源的有效开
发与利用。不同太阳能装置的结构与功能是不同的,所以在建筑节能工程的设计中,针对不同的太阳能装置要采用针对性建设方案。建筑设计中新能源利用的主要方式包括太阳能热水器,太阳能发电以及太阳能空调等。
太阳能热水系统的原理是通过特殊材质吸收太阳光能量,并在热交换器的作用下将吸收的光能转化为热能,进而实现对太阳能热水器中水体的加热。由于太阳能热水器的运行不需要投入任何运行费用,因此在学校,医院以及政府部门的建筑设计中通常受到广泛利用。太阳能热水系统与建筑结构的结合方式主要包括设备的固定安装和管道的搭建两种,太阳能设备的固定安装是指在建筑结构的屋顶安装固定的太阳能热水器,使得热水器成为建筑结构的组成部分,在有新住户进行居住时,能够直接使用太阳能热水器,无需对装置进行处理与改动。而在管道搭建式太阳能热水器的建设中,一旦住户出现搬迁,就会带走太阳能热水器,新住户的到来则需要重新安装太阳能热水器,需要在墙壁和地板上重新开孔并施工,重新安装热水器,而由于此种安装方式会在一定程度上对建筑结构的稳定性造成影响,因此在太阳能热水器的实际应用中多采用前一种方式。
太阳能光伏发电技术的发展有力推动了我国建筑工程发展中新能源技术的开发与应用。太阳能光伏发电过程是通过利用太阳能电池方阵将太阳辐射能直接转化为电能的过程,伴随着我国太阳能电池技术的不断成熟,其在建筑工程中的应用也日渐普及。在建筑结构中安装太阳能发电装置,首先要在屋顶铺设光伏组件,进而将光伏组件的引出端接在太阳能发电装置的控制端,通过控制光伏转化速率实现对太阳能发电装置的有效控制。伴随着建筑工程开展中新能源利用效率的不断提高,太阳能发电装置的光伏组件的形态发展将会更加注重建筑结构的一体化,通过在建筑结构中添加光伏涂层,使得太阳能发电技术更具观赏性,也有效保证了建筑工程中新能源的利用效率。
3、新型节能型建材的发展趋势
新型节能型建筑材料主要包括新型墙体材料、新型保温隔热材料、新型防水密封材料和新型装饰装修材料几种类型。
3.1、新型墙体材料
我国新型墙体材料发展快,品种多,主要包括砖、块、板,如黏土空心砖、掺废料的黏土砖、非黏土砖、建筑砌块、加气混凝土、轻质板材、复合板材等,但规模较少,在整个墙体材料中所占比例仍然偏小。只有促使各种新型墙体材料因地制宜快速发展,才能改变墙体材料不合理的产品结构,达到节能、保护耕地、利用工业矿渣、促进建筑技术的目的,从而更好地推动新型墙体材料的发展。
墙体材料在房屋建材中约占70%,是建筑材料的重要组成部分。新型墙体材料既要做到符合国家产业政策要求,又要改善建筑物的使用功能,所以要充分利用本地资源,综合利用粉煤灰及其他产业废渣生产墙体材料,加快轻质、高强、利废的新型墙体材料的发展步伐,比如利用资源丰富的矿渣、煤矸石、粉煤灰等等,取代黏土生产矿渣砖、煤矸石烧结砖以及粉煤灰烧结砖。其中加气混凝土是
绝热和集承重为一体的多功能材料。依据国家的节能标准,唯有加气混凝土才可以真正的做到单一材料达标(节能50%)的要求,然而用板材做墙体材料是今后墙体主要的发展趋势,所以,加气混凝土制品作为今后墙体材料的首选,有着十分巨大的发展前景。
3.2、新型保温隔热材料
墙体,尤其是是外墙的传热在建筑物总体传热中占比例最大,我国大部分采用的是保温节能墙体。墙体保温依据其保温层位置的不同可分为:中空夹心复合墙体保温、外内保温以及外墙外保温等等三种。现今,我国保温隔热材料有了长足的进步且已经发展成为品种较为齐全、初具规模的保温材料的生产以及技术体系。
保温隔热材料是一种减缓由传导、对流、辐射产生的热流速率的材料或复合材料。近年来,我国保温隔热工业经过30多年的努力,特别是近几年的高速发展,不少产品从无到有,从单一到多样化,质量从低到高,已形成以膨胀珍珠岩、矿物棉、玻璃棉、泡沫塑料、发泡水泥、耐火纤维、聚苯颗粒保温料浆、硅酸钙绝热制品、保温涂料等为主的品种比较齐全的产业,技术、生产装备水平也有了较大提高,部分产品已达到国际先进水平。
目前,我国保温材料的主要发展方向主要有以下趋势。(1)现有产品性能的提高和改进。(2)研究开发复合型保温涂料。应向固化快、憎水、粘结强度高、密度小和成本低等方向发展。(3)注重环保,充分利用三废开发保温涂料,并遵循涂料发展的潮流,向人性化、环保化的方向发展。
3.3、新型防水密封材料
防水材料的发展在世界上任何国家都受到重视,防水技术是一门综合技术,它从某一方面代表着一个国家和地区的科技进步水平。防水材料是建筑业及其相关行业所需要的重要功能材料,随着我国国民经济的快速发展,工业建筑与民用建筑对防水材料提出了多品种高质量的要求,在桥梁、隧道、农业水利、国防军工和交通运输等行业和领域也都需要高质量的防水密封材料。
3.4、新型装饰装修材料
装饰装修材料品种门类繁多,更新换代十分迅速,与改善人民生活水平和居住条件密切相关,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,主要生产能力是20世纪80年代以后引进国外先进技术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、产品门类比较齐全的工业体系。
4、建筑节能的快速发展加速了新型建材的广泛应用
建筑节能的快速发展为新型建材的广泛应用奠定了基础,不管是新型墙体材料、保温材料、塑料制品还是与采暖体系有关的材料,都获得了较好的发展,迎来了新材料的春天。
4.1、各类墙体材料的应用
新型墙体材料主要有烧结空心砖,除了烧结黏土空心砖之外,突出开发了以工业尾矿、工业炉渣、煤矸石以及电厂粉煤灰为主要原料的空心砖与烧结实心砖。煤矸石用量达到了100%,粉煤灰用量已经达到了60%,个别则是可以达到80%,生活能耗相对比较低,保温性能好的加气混凝土,泡沫混凝土制品;生活能耗低的石膏胶凝材料以及建筑制品,比如石膏聚苯复合板、纸面石膏板、石膏空心板、石膏纤维板、粉刷石膏、石膏砌块、石膏刨花板等等,以工业废渣为主要原料的夹芯类的灰砂砖、隔墙板等等。
4.2、各类保温材料的应用
新型保温材料已从初期的以膨胀珍珠岩、蛀石制品、工业锅炉炉渣、石绵粉为主逐步发展为以矿物棉、玻璃棉及制品为主。近五年来又大量发展了燃烧级别为B1级的模塑聚苯乙烯泡沫塑料(EPS)板、B1级挤塑聚苯乙烯泡沫塑料(XPS)板、B1级硬泡聚氨酯板、复合A级酚醛板以及新型保温砂浆等,还有少量的泡沫玻璃制品、发泡石棉制品,中空玻璃以及低辐射镀膜玻璃等。
4.3、大量建筑塑料制品的应用
塑料制品以作新型材料被广泛应用于建筑行业,主要以各种门窗型材、聚氯乙烯管道发展最为迅猛,产量已经达到了40万吨,应用也十分的普及。另外,聚丁烯、聚丙烯、输气用聚乙烯、上下水及其铝塑复合管材发展十分的迅猛,大有代替钢管、镀锌、一般钢管的势头。
4.4、采暖体系中,高效技术和产品的应用
目前,在采暖体系中还用到高效技术和相应新产品的应用。中国室内以柱形聚乙烯型为主(约占70%),其余为钢板、钢柱散热器,钢管串片散热器。后者单位重量散热量高达8 0瓦/公斤,且重量轻,同样的采暖效果的钢材用量是铸铁的1/4。近些年来,地板管道低温热水辐射采暖就已经逐渐的开始应用,取得了20%—30%的节能效果,环境舒适洁净。
5、绿色建筑未来发展态势分析
新型建筑材料的发展和应用有赖于节能环保的绿色建筑的发展,而绿色建筑未来的发展发展态势必将决定新型建材的发展前景,为了新型建材的快速发展,建筑行业必须大力发展绿色建筑,而要做好绿色建筑,必须做好以下工作:
5.1、建立绿色建筑标准化规范评价体系
进一步完善绿色标准体系,补充绿色建筑规划中的不足,从建筑设计到施工再到最后的验收以及实际运行管理,实现全寿命周期管理,加快完善不同气候条件以及地形条件中的绿色建筑评价指标,全方位的提高绿色建筑评价效果,并且培养专业高素质人才组建绿色建筑评价机构,从而保证绿色建筑评价体系的可持续发展。
5.2、建立绿色生态城区,使绿色建筑发展规模化
我国现代城市发展应该建立绿色生态城区,将绿色建筑集中建设,根据生态环保理念的要求,基于节约资源的要求之上,进行规模化发展绿色建筑,从而实现绿色建筑集成化管理与运行,进一步提高绿色建筑的节能环保效益,促进我国科学发展观的落实。
5.3、促进绿色建筑科技进步及产业发展,实现绿色住宅产业化
绿色建筑的节能设计、节水设计以及其他设计都离不开现代高科技的应用,因此强化绿色建筑设计中所应用的科学技术,也是促进我国绿色建筑发展的有效途径和必然要求。我国政府要积极推动建筑科技的创新,鼓励节能技术的应用,推广适合现代城市住宅区的绿色建筑管理体系,促进绿色建筑产业化发展,建设集设计、研制以及施工于一体的施工基地,进一步完善建设材料生产、建筑施工等环节的验收指标,提高绿色建筑实际使用价值,鼓励现代住宅建筑一次性装修,推动个性化装修模式产业化发展。
结束语
现在,社会的发展已进入优化资源配置,节约能源以及走可持续发展道路阶段。随着物质文明的不断发展和人们对物质文化需求层次的提高,国家对建筑工程施工中出现的能源消耗过大问题更加的关注,这就使建筑企业在施工过程中更加重视节能问题。因此,新型节能材料在建筑当中的应用会更加普遍,这就为新型建材和建筑节能技术的发展奠定了基础。新型建筑材料的出现对于国内建材及节能技术的相关科技研发部门而言是机遇也是挑战,同时也提醒相关建筑企业更应该重视建材性能和节能技术在建筑施工中的应用和推广,从而抓住建筑行业发展的契机,更好的发展自己。
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