建筑中生態(tài)節(jié)能建材模塊化應(yīng)用研究

楊 茜 雷言清 李義唐

(沈陽聯(lián)保中心第四工程代建管理辦公室，遼寧 沈陽 110000)

1 生態(tài)節(jié)能建材的概念及意義

生態(tài)節(jié)能建材要求不但能夠在建筑使用的過程中，為建筑的運行節(jié)省能源的消耗，還要考慮建材在整個生態(tài)系統(tǒng)中的影響。建筑材料在各個環(huán)節(jié)中消耗的能源以及對生態(tài)的影響都應(yīng)當考慮到建材整體的評價中去。由此，生態(tài)節(jié)能建材的概念應(yīng)概括為采用清潔生產(chǎn)技術(shù)、少用天然資源和能源、大量使用工業(yè)或城市固態(tài)廢棄物生產(chǎn)的無毒害、無污染、無放射性、有利于環(huán)境保護、人體健康的節(jié)能型建筑材料。生態(tài)節(jié)能建材在建筑中應(yīng)用的意義主要有兩個方面：

1)節(jié)省能源的消耗，節(jié)約資金在建筑中的投入。建材是國家能源消耗的主要部分，據(jù)統(tǒng)計，全國每年建材工業(yè)耗用原材料50億t以上，能源消耗2.3億t標煤，約占全國耗能總量的15%。

2)建立良好的生態(tài)效益，傳統(tǒng)建材破壞了生態(tài)環(huán)境，一年建材制造中排放廢氣1.096億m3，CO排放量約為1 t，粉塵30 kg，造成很大程度的環(huán)境污染，且大部分建材廢棄后，不能回收利用，成為難以處理的建筑垃圾。生態(tài)節(jié)能建材的使用可以有效解決上述問題。

2 建筑設(shè)計中對建材應(yīng)用存在的問題

建造所用的材料直接關(guān)系到建筑對整個生態(tài)環(huán)境的影響，以及建筑所消耗的能源。通過調(diào)研發(fā)現(xiàn)，大部分建筑所用的建筑材料大部分沒有經(jīng)過考究，問題如下：

1)對本地自有材料應(yīng)用不充分。

調(diào)研發(fā)現(xiàn)，建筑建造過程中對有本地特色材料應(yīng)用較少，例如竹、夯土、萬年蒿、當?shù)厥牡龋瑳]有體現(xiàn)出地域特色，這在一定程度上造成能源、資源的浪費。

2)建設(shè)中存在著高消耗建筑材料的現(xiàn)象。

一般是市場上流行用什么建材就跟隨用什么，有些材料甚至是高消耗的，在材料的運輸、施工等方面存在著很大的浪費。

3 生態(tài)節(jié)能建材模塊化應(yīng)用研究

3.1 模塊一：城市生態(tài)節(jié)能建材應(yīng)用模塊

1)適用范圍。

該模塊適用于位于城市的建筑建造對材料的選擇與應(yīng)用，這類建筑一般位于城市中心地帶，周圍環(huán)境繁華。生態(tài)節(jié)能建材的正確選用能為城市建設(shè)節(jié)約一定的資金，同時帶來良好的生態(tài)效益和社會效益。

2)設(shè)計要點。

a.工業(yè)固體廢物的再利用。

煤灰磚、煤矸石磚、頁巖磚、礦渣磚、煤渣磚等工業(yè)廢棄物可以用來作為原材料，生產(chǎn)制作實心磚或空心磚，從而替代黏土磚。據(jù)統(tǒng)計，生產(chǎn)1 000億塊工業(yè)廢棄物制作的空心磚，可以充分再利用工業(yè)廢渣7 000萬t，從而達到節(jié)省耕地，節(jié)省煤炭的目的，同時還可避免工業(yè)廢棄物對環(huán)境的二次污染。

城市工業(yè)中產(chǎn)生的廢棄邊角料也可以加工成建筑材料進行再次循環(huán)利用，例如煤渣、頁巖、紙漿廠淤泥等可作為現(xiàn)澆混凝土墻或者混凝土砌塊的原材料，同時，經(jīng)過工藝處理和技術(shù)手段可以制造出燒結(jié)陶粒、輕骨料等其他建筑材料。

b.城市生活垃圾在建筑材料中的重生利用。

對城市生活垃圾進行殺菌、除臭、粉碎攪拌后，再將其和特定的化學(xué)生物制劑及輔助材料進行混合，通過特定的工藝和機器，可重新制造成各種路基磚、地板磚、墻體板、路緣石等建筑材料，用這種方式處理城市垃圾既能夠避免城市垃圾對環(huán)境的再次污染，又能夠為建筑提供新型材料，同時能夠節(jié)約建設(shè)經(jīng)費。其他的城市固態(tài)垃圾也可利用于建筑中去，例如，廢舊玻璃經(jīng)過處理后可以制造成玻璃馬賽克、玻璃飾面材料等。

對城市生活垃圾的再生利用，城市生活垃圾的處理方式很大一部分是進行焚燒，并且隨著城市的發(fā)展，可焚燒城市垃圾的比例也越來越高。城市垃圾進行焚燒后所產(chǎn)生的灰土目前處理方式大都進行掩埋，這樣一來不但造成了資源的浪費，還對生態(tài)環(huán)境造成了二次污染。城市垃圾焚燒所產(chǎn)生的渣土，經(jīng)過研究可應(yīng)用于制造新的建筑材料，利用60%的下水道污泥、城市垃圾焚燒灰渣、制鋁工業(yè)廢渣赤泥、紙漿廠廢棄材料等加入黏土、石灰石、鐵鎂粉等按照一定的比例進行調(diào)配，同時配合一定的生產(chǎn)工藝、技術(shù)手段可以制造成新型生態(tài)水泥等建筑材料，利用到建筑中去。

c.廢棄建筑中材料的再生利用。

在新建還是解體拆除中建構(gòu)筑物會產(chǎn)生大量的含金屬、塑料、有混凝土、木材成分的建筑固體廢棄材料，建筑固體廢棄材料在建筑總體廢棄物中所占比例是很高的，有時甚至高達一半左右。因此，在整個建筑材料閉式循環(huán)中，該部分的充分再利用占有很重要的地位，節(jié)約經(jīng)費的同時，有著重要的生態(tài)意義。

建筑固體廢物主要來自兩個方面：鋼材、保溫材料、木地板、木板材、木制品、鐵器、裝飾燈具、砌塊、磚石、混凝土預(yù)制構(gòu)件等從廢棄建筑中拆卸下來的可以再利用的材料，這些材料可以進行再次分類再次利用，在新建筑中發(fā)揮新作用。第二個來源是易拉罐、廢棄輪胎、塑料、玻璃等的生活垃圾中有用物質(zhì)的再利用，這些廢棄物經(jīng)過一定的工藝處理后應(yīng)用到新建建筑中。

3)城市生態(tài)節(jié)能建材模塊。

分析城市生態(tài)節(jié)能建材原料的構(gòu)成+選擇恰當?shù)慕ú摹?/p>

位于城市中心或近郊的建材選擇首先要分析該城市工業(yè)、城市廢棄物等的組成，從而確定建材原料的來源，然后根據(jù)上面的分析選擇合適的建材。

3.2 模塊二：郊區(qū)建筑生態(tài)節(jié)能建材應(yīng)用模塊

1)適用范圍。

該模塊適用于遠離的城市的建設(shè)對建材的選擇與應(yīng)用。特別是云南、貴州、四川、西藏等位于的邊遠地區(qū)地帶的建筑，生態(tài)環(huán)境脆弱，其材料的應(yīng)用更該考究。

2)設(shè)計要點。

a.對農(nóng)業(yè)副產(chǎn)物的再利用。我國是農(nóng)業(yè)大國，很多地區(qū)農(nóng)業(yè)所占份額都比較大，因而農(nóng)業(yè)副產(chǎn)品的產(chǎn)量是很豐富的。例如礦渣刨花板、水泥刨花板、石膏刨花板等都是用農(nóng)植物副產(chǎn)品和一些工業(yè)無機原料進行復(fù)合生產(chǎn)出來的，這些建筑材料有著隔熱、隔音、輕質(zhì)、高強、調(diào)節(jié)室內(nèi)濕度、防火等良好的物理力學(xué)性能，不會污染環(huán)境，有很好的生態(tài)效益。

b.可循環(huán)建筑材料的利用?？裳h(huán)建筑材料的顯著特征是可以自己進行降解，能夠做到來自自然，最終回歸自然，同時包含了初次使用和二次加工利用兩種情況。生土、石、稻草、草、竹、原木等天然材料屬于原生材料，這些建筑材料可以從自然中來，到自然中去；竹纖維板、紙等建筑材料需要由原材料加工而成，它們包含了傳統(tǒng)的建筑材料，同時也包括一些非傳統(tǒng)材料利用到建筑中。

竹子、石材、木材等建筑：對于盛產(chǎn)竹子的山區(qū)，例如四川、云南等地山區(qū)，完全可以利用竹子作為主要的建筑材料，進行修建民居。竹作為建材有著廣泛的運用，力學(xué)性能好，耐壓、韌性佳；加工簡便、施工快捷；并且廢棄后可降解，不會對環(huán)境造成污染(見圖1)。

夯土建筑：對于土質(zhì)條件好的山區(qū)，可以利用傳統(tǒng)的夯土技術(shù)建造(見圖2)。夯土營房的建造可以節(jié)約能源，減少對環(huán)境的污染，并且夯土營房的室內(nèi)熱環(huán)境要好于磚混建筑，有利于減少制冷、采暖的能耗。

高原地域建筑對“萬年蒿”的利用。將萬年蒿進行高壓壓制，然后緊密的進行砌筑，從而制造出防水與保溫一體的建材。由于有很細小的空氣間層使得該建材有保溫的特性，同時，空氣層的存在也可以防止整個墻體的開裂。這種適宜的技術(shù)材料，以及相應(yīng)的構(gòu)造技術(shù)是在長年的實踐中總結(jié)出來的，見圖3。

3)郊區(qū)建筑生態(tài)節(jié)能建材模塊。

分析地方本土建材原料的構(gòu)成+選擇恰當?shù)慕ú摹?/p>

位于郊區(qū)建筑的建材選擇首先要分析當?shù)亟ú牡慕M成，盡量使用本地特有的建材，或者由本地材料制造的建材。

4 結(jié)語

生態(tài)節(jié)能建材在建筑中廣泛應(yīng)用，有著重要的經(jīng)濟價值及生態(tài)效益，因此，重視生態(tài)節(jié)能建材的應(yīng)用，結(jié)合工程所在地域及功能性質(zhì)，因地制宜的選擇合適的生態(tài)節(jié)能建材是必要的，也是必須的。