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新型建筑材料在绿色住宅中的应用

2010-09-20 09:34  来源于网络  【  【打印】【我要纠错】

  “绿色住宅”不仅仅是指绿地率,更应遵循“节约能源、节省资源、保护环境、以人为本”的基本理念。而建材的选用是绿色建筑中至关重要的方面。为大力发展和推广新型建材做示范借鉴。继智能化住宅之后,绿色住宅、环保住宅、生态住宅、健康住宅等新概念频繁在各房地产广告、百姓对住宅的议论与媒体报道中出现。绿色住宅成为房地产商新的卖点,成为近年来兴起的一种全新的居住概念。

  绿色住宅是指根据自然环境,综合运用生态学、建筑学的基本原理及现代科学手段,合理安排组织住宅建筑与其他相关因素的关系,使住宅和环境成为一个有机的结合体。可见,建造绿色住宅实际上是以可持续发展的思想为指导的全方位的环保工程。它通过设计建筑内外空间中的各种物态因素,使物质、能源在建筑生态系统内有序循环、转换并与自然生态相平衡,从而获得一种高效、低耗、无废、无污染的生态系统的建筑环境。方面展开,讨论一些绿色住宅建筑中广泛应用的新型建材。

  1.建筑节能随着人民生活水平的不断提高,对居住条件舒适性的要求也越来越高,过分地依赖人工照明、空调等高能耗的机械设备,必然带来能耗的增加。而绿色住宅正是通过运用一些成功的新技术、新材料绿色住宅建设离不开科技的进步以及新技术、新工艺、新材料的运用。这种形势下,住宅建筑材料面临着一次挑战和革新,一些不符合要求的传统建材势必将被淘汰。上海绿色建筑示范楼借鉴了国内外最先进的生态建筑设计与生态技术成果,在新型建材的运用上做出了示范作用。该工程中的不少先进适用技术已经在许多民用建筑设计中得以推广应用。本文主要以该示范楼为例,从节能和环保两来杜绝这种粗放、浪费的模式,以最低的能源和资源成本去获取最高的效益。

  1.1 建筑节能的主要途径对于建筑物来说,节能的主要途径是减少建筑物外表面积和加强围护结构保温,以减少传热耗热量;提高门窗的气密性,以减少空气渗透耗热量;在减少建筑物总失热量的前提下,尽量利用太阳辐射热能和建筑物内部热能,最终达到节约采暖设备供热量的目的。

  建筑外围护结构主要包括外墙、屋顶和门窗等。目前,我国绝大多数建筑没有采用必要的保温、隔热材料,仍是沿用传统的240、370砖墙兼具承重与保温隔热功能,这样既浪费土地资源,又得不到应有的保温隔热效果。而屋顶常用一般的炉渣或膨胀珍珠岩等做法,门窗常用钢窗(单层)、铝合金(单层)等,这不能满足保温隔热要求,也谈不上节能,居住生活环境质量当然也不会好。为了节约能源,提高居住生活环境质量,我国已开发了多种新技术、新材料,并颁布了节能新标准

  1.2 住宅建筑中的新型建筑材料

  (1)外墙——保温隔热复合墙目前,在建筑中常使用的外墙保温主要有内保温、外保温、内外混合保温等方法。由于内保温会多占用使用面积,“热桥”问题不易解决,容易引起开裂,还会影响施工速度及居民的二次装修,且内墙悬挂和固定物件也容易破坏内保温结构,所以外墙外保温运用最广泛并日趋成熟。

  上海生态住宅示范楼为实现“零(低)能耗”这一目标,围护结构采用高效外墙外保温系统,并根据示范楼各种工况,通过能耗指标和节能效果能耗模拟分析,确定了四种复合墙体保温模式体系东面复合外墙构造体系中采用混凝土空心小砌块或砂加气砌块为主墙体,90 混凝土空心小砌块为外挂墙,中间填充发泡尿素、聚氨酯等高效保温层,构成一种隔热保温性能优异的新型复合外墙。

  (2)门窗——双层中空Low-E玻璃节能门窗主要应抓好型材、玻璃、五金件、密封件和安装上墙几个环节。材料的选择上,主要选用铝合金断热型材、中空镀膜玻璃(图3)。镀膜玻璃主要有两大系列:热反射镀膜玻璃(或称阳光控制膜玻璃)和低辐射镀膜玻璃(或称Low-E玻璃)。

  示范楼外门窗采用断热铝合金双玻中空LOW-E窗,天窗采用夹胶安全LOW-E玻璃,其表层玻璃具有自清洁功能(图4~5);南向局部外窗采用充氩气中空LOW-E玻璃和阳光控制膜,提高外窗的保温隔热性能。这些窗体材料具有保温隔热性能,可以有效阻断红外光减少辐射。经过特殊处理后,窗玻璃还能根据需求,把阳光折射到室内需要的角度。

  (3)屋面——倒置式保温体系,或结合植被屋面倒置式保温屋面是20世纪60年代开始在德国和美国被采用,其特点是保温层做在防水层之上,对防水层起到一个屏蔽和防护的作用,使之不受阳光和气候变化的影响而温度变形较小,也不易受到来自外界的机械损伤,是一种值得推广的保温屋面。

  植被屋面具有很多优点,如:改善气候环境,过滤空气,缓解热岛效应;由“功能性” 向“观赏性”发展的屋顶花园增加了城市公共娱乐休闲空间;延长屋顶结构层、防水层等寿命,隔热保温、隔声效果均很好等。而且随着技术的发展,以前一直困扰的诸如植被的选择维护,覆土介质的荷载,尤其是屋顶防水、防根等问题都得到较好的解决。

  上海生态住宅示范楼采用三种复合型保温体系,保温层采用耐植物根系腐蚀的XPS板和泡沫玻璃板置于防水层之上,再利用屋面绿化技术形成一种冬季保温、夏季隔热又可增加绿化面积的复合型屋面。屋面选用耐寒性、慢生常绿草坪做屋顶绿化,既易于人工保养维护又有提高屋面保温隔热效果和储水功能,能将50%的屋面降水保留在屋面上,然后再通过植物蒸发掉,从而改善了气候环境。与没有屋顶绿化的同类建筑相比,夏季酷热的白天室内温度可降低3℃~4℃,冬天取暖费可节约1/3。

  (4)遮阳——铝合金电动外遮阳、垂直升降电动百叶遮阳的措施可以分为三大类:利用绿化的遮阳、结合建筑构件处理的遮阳、专门设置的遮阳。

  其中专门设置的遮阳包括外遮阳、百叶内遮阳、内遮阳加镀膜、活动百叶遮阳等。

  示范楼根据建筑设计风格和日照规律,采用多种高效智能遮阳系统,包括户外可调铝合金百叶帘、可伸缩外遮阳篷、户外天窗遮阳帘、户内百叶帘等内外遮阳系列产品;应用了日光增强型百叶帘、太阳能驱动卷闸帘、太阳能驱动风光感应及无线控制器等一些具世界领先水平的遮阳技术产品,使外窗的综合遮阳系数达到0.4,天窗遮阳系数为0.2。

  2.环境保护在选择建材时,不仅要考虑其性能,更要注重材料的环保情况,并注意以下原则:①其生产所用原料尽可能少用天然资源,大量使用尾矿、废渣、垃圾、废液等废弃物;②采用低能耗制造工艺和不污染环境的生产技术;③在产品配制或生产过程中不得使用甲醛、卤化物溶剂或芳香族碳氢化合物,产品中不得含有汞及其化合物;④可循环或回收再生利用,无污染环境的废弃物。上海生态住宅示范楼采用3R大量环保材料。3R材料是指可减量使用、能重复使用和可再生使用(Reduce, Reuse,Recycle)的建筑环保材料。

  例如,混凝土采用高性能混凝土,减少建筑中混凝土的使用量;利用粉煤灰和矿渣粉等工业废料取代水泥作为掺合料,减少自然资源、能源的消耗和二氧化碳的排放;采用再生骨料混凝土,将废旧混凝土和建筑垃圾加工制成的骨料取代天然碎石,节约天然石材资源,使混凝土成为可再生利用的材料。减少天然用砂25%,水泥用量15%,内外墙均采用有废渣、废骨料制成的加气混凝土或砌块砌筑而成。选用速生木材加工制成的科技木,既完全保留了木材隔热、绝缘、调温、调湿等所有的自然属性,又避免了天然木材的自然缺陷,同时还可仿制出各种天然珍资树种甚至更具艺术感的纹理和颜色,大大提高木材利用率和装饰功能;选用回收旧木材用于部分建筑装饰环保装饰装修材料,100%采用环保低毒产品。

  参考文献

  1.颜宏亮. 建筑特种构造. 上海:同济大学出版社,2002。

  2.杨静. 建筑材料与人居环境. 北京:清华大学出版社,2001。

  3.汪维,韩继红,刘景立,安宇. 上海生态建筑示范楼技术集成体系. 住宅科技,2006(6):76-81。

  4.[芬兰]埃斯科·米耶蒂宁,瑞斯托·萨尔尼. 钢结构住宅. 凌珀 译. 天津:天津大学出版社,2004。

延伸阅读:节能 应用 环保
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