探討泡沫玻璃在建筑節能上應用

2017-05-24 15:42:16 浙江南湖建設有限公司 閱讀

隨著我國建筑產業的快速發展,建筑節能問題日益受到重視,是可持續建筑的重要環節和主要內容。泡沫玻璃因密度小、強度高、導熱系數小等物理性質,同時還具有的保溫、防火、防水等功能,將逐漸在建筑行業特別是建筑節能上推廣應用。

一、我國泡沫玻璃的特性和發展現狀

泡沫玻璃是由碎玻璃、發泡劑、改性添加劑和發泡促進劑等原料經過細粉碎和均勻混合,再進行高溫熔化發泡、退火而制成的無機非金屬玻璃材料,它含有無數封閉氣泡,氣孔率可達90%以上,具有良好的化學穩定性,耐腐蝕性強,耐紫外線及熱輻射性好,高溫不分解,低溫不變質,不氧化,不燃燒,無毒無污染,被譽為“不需更換的永久隔熱材料”,也是燃燒性能為A級的保溫材料。

我國對泡沫玻璃的開發相對較晚,起步于20世紀70年代中期,目前,其主要生產基地在浙江省嘉興市秀洲區,占國內市場份額的80%以上,經過20多年的發展,幾家龍頭企業已經建立技術中心,并發揮了自主創新的作用,申報成功了多項國家專利,擁有了核心技術和知識產權,并直接出口東南亞、歐美和中東地區,其節能降耗、綠色環保的優良性能越來越顯示出十分廣闊的市場前景。在國內,泡沫玻璃已在石油化工行業上得到了成功應用,特別是廣泛應用于石油乙烯和石化項目、LNG和LPG項目、火電脫硫裝置、如大慶、燕山石化、齊魯石化、揚子石化、遼河油田、錦西石化等;近年來,又成功應用到低溫深冷、地下、易燃易潮、冷熱交替等苛刻環境中,如青藏鐵路、上海地鐵、廣州地鐵等工程中,但這材料卻鮮有在房屋建筑工程的節能中應用,而作為人類活動基本場所的建筑,其使用過程中所消耗的能量,在社會總能耗中占有很大的比例,長期以來人們只注重控制一次性建設投資,而沒有綜合考慮在使用過程中的經常性支出,特別是采暖與制冷所帶來的能耗費用,提高房屋保溫性能可以有效地改善居住條件,并且可以節省能源消耗,減少開支。因此,建筑節能是當前急需解決的重要任務之一。

二、我國現用幾種建筑保溫材料的比較板、膨脹珍珠巖制品、膨脹蛭石制品、泡沫塑料,盡管這些保溫材料的熱工性能都比較好,但也存在一些弊病。如巖棉吸水率很大,不吸水時,其導熱系數較小,而一旦吸水后,其導熱系數就會急劇增大,而且由于巖棉內部吸水,長時期不易蒸發,對建筑物的保溫、隔熱起負面作用。膨脹珍珠巖制品、膨脹蛭石制品的吸水率也都很大,而如果一個隔熱材料在吸收潮氣或水分后,它幾乎就失去了隔熱效果。泡沫塑料主要有聚苯板、聚氨酯板、聚乙烯板等,一般導熱系數較低,但是膨脹系數比水泥或鋼鐵大得多,尺寸穩定性比較差,聚苯板和聚氨酯為5%,而泡沫玻璃為0.28%,用于建筑保溫容易因熱脹冷縮而開裂;其次,泡沫塑料與泡沫玻璃相比,防火性能較差,施工過程中容易引起火災,也不能應用于防火要求較高部位。為此,在上海、沈陽等地發生幾場火災后,公安部發出公消【2011】65號文件,規定:“民用建筑外保溫材料采用燃燒性能為A級的材料”;再者,泡沫塑料作為有機材料還存在老化和失效問題,而泡沫玻璃是不存在上述問題的保溫材料,可恒久保持隔熱性能。

三、泡沫玻璃在建筑節能應用方面的分析

據統計,我國建筑能耗占總能源消耗量的23.1%,而各類建筑物每年的采暖和制冷能耗又占總能耗的10%左右。我國房屋建筑的能量損失大致為墻體約占50%;屋面約占10%;門窗約占25%;地下室和地面約占15%。建筑材料工業協會發布的《2010年建筑節能目標與2020年建筑節能遠景規劃目標》闡明了到2020年我國建筑節能目標分兩階段完成,第一階段到2010年止,全面啟動建筑節能和推廣綠色建筑,平均節能率達到50%已基本實現,而北京、天津等少數大城市率先實施節能率為65%的地方建筑節能標準。目前處在第二階段-----2010~2020年,建立健全的建筑節能標準體系,編制出覆蓋全國范圍的配套的建筑節能設計、施工、運行和檢測標準,以及與之相適應的建筑材料、設備及系統標準,用于新建和改造居住和公共建筑,包括采暖、空調、照明、熱水及家用電器等能耗在內。所有建筑節能標準將得到全面實施。這10年間平均節能率要達到65%,東部地區要達到更高的標準。這意味著建筑節能材料市場今后相當一段時間內都將需求大量性能優良、節能效果顯著的產品。數據顯示建筑節能的首要任務在于墻體和屋面節能,因此,提高建筑物墻體和屋面絕熱性能是降低建筑能耗的關鍵。泡沫玻璃以其優異的性能,不僅適合建筑墻體、地下室的保溫,而且也適合屋面保溫,其利用碎玻璃發泡而成,變廢為寶,集保溫與環保于一身,是一種很有發展前途的新型保溫節能材料。現我國城鎮居民住宅建筑竣工面積,再加上其它公共建筑,總建筑竣工面積將達到上百億平方米以上,這樣大規模的房屋建筑,墻體材料占建筑材料的70%左右,再加上很多建筑在使用壽命期內,因為屋頂的保溫效果下降需要改造和翻新,其需求量可想而知。目前,泡沫玻璃已被列入國家重點推廣和發展的新型建材目錄。泡沫玻璃建筑保溫材料已被編入建筑屋頂面和外墻外保溫建筑標準圖集,為泡沫玻璃在建筑保溫節能領域的應用奠定了基礎。

四、泡沫玻璃推廣應用中存在的問題

1、缺乏開拓新應用領域的精神及成本居高不下。不少企業安于現狀,長時間局限在石化行業內發展,不積極去開拓新的應用領域,他們認為建筑市場不成熟且售價偏低,對建筑保溫并不感興趣,都擠在化工行業惡性競爭;并且,目前泡沫玻璃售價達2000-3000元/m3的使用成本,如果用于建筑保溫售價超過1500元/m3,與EPS板材、聚苯顆粒砂漿相比,就很難有競爭力;再者,因長期的在小范圍內固步自封,經營豐富的施工技術工人也十分缺乏;于是乎形成了一個生產規模小→成本高→使用單位少→需要量少的怪圈。泡沫玻璃要在建筑節能中順利推廣,有賴于經濟上可以承受的先進成熟的技術,以及質量合格、數量足夠的產品的支持。若以當前泡沫玻璃的生產狀況,將嚴重影響了泡沫玻璃產業的發展和提高。

2、缺乏建筑節能推廣應用的法規體系和規范標準。目前泡沫玻璃的應用技術沒有相應國家或行業規范標準,大部門房地產開發商和設計院都不了解泡沫玻璃的性能;其次是我國雖已出臺了《中華人民共和國節約能源法》,但對建筑節能的規定有些籠統,未制定對建筑節能的具體細則,因而建筑節能工作基本上處于無法可依的狀況。許多發達國家在上世紀七十年代“石油危機”之后,都相繼制定并實施了節能的專門法律,對民用建筑節能作了明確的規定。而且建筑節能與墻體材料革新工作分離,作為建筑節能的重點---圍護墻體,其管理體制就不順暢,從部委一級看,建筑節能的職能屬于建設部,而墻體材料革新工作則由國家發改委負責。在實際工作中,我們又缺乏建筑能耗數據調查統計,建筑節能的認定、檢測和監管體系并不健全。

3、缺乏對建筑節能的重要性和緊迫性的認識。社會沒有認識到建筑節能重要性,還不十分了解建筑節能會帶來多方面的巨大效益。其一,房地產開發商若給建筑充分考慮節能問題,則一次性投資上肯定會增加,而開發商在做能源技術項目的時候得到的利益卻不多,所以動力不足。特別是在前些年房價上漲過快的情況下,投入或不投入是一個非常大的矛盾,不投入,從市場情況看,普通住宅也能賣到非常好的價格。對建筑節能的投入得不到購房者的認可,影響了對建筑節能投入的積極性;其二、普通消費對房屋建筑的節能與否關注度不高。購房人更關注的是區域地理位置或者戶型結構,甚至大面積落地窗或對外飄窗等,以節能為美的價值遠未建立。其三、建筑節能尚處于起步階段,如單純依靠建設單位自發的行為很難實現建筑節能目標。為調動各方的積極性,急需政府出臺相關的經濟鼓勵政策,引導市場,優化資源配置,促進建筑節能發展。國外發達國家為促進建筑節能工作的開展采取了許多積極的政策措施,如德國、丹麥、波蘭等國家對舊有建筑節能改造提供大量財政補助;美國、日本、德國也對利用太陽能的建筑實行財政補助。

結束語,一座綠色節能建筑,對后人來說是一筆巨大的財富;反之,則很可能是一個消耗能源的黑洞,一個長期負擔的財務包袱。我們經常重復歌德的名言“建筑是凝固的音樂”。這句話體現出建筑形式的魅力,是對一座建筑外在美的肯定。而建筑是否節能、環保,則是建筑內在美的體現。只有做到了外在美與內在美、形式美與內容美的統一,才能成為一個符合科學發展觀要求、反映人類文明進步水平的優秀建筑作品。這也是當代建筑師們應當追求的目標。面對經濟發展與資源環境矛盾日益加劇的新形勢,廣大建筑從業者也應以新的觀念審視自己的工作,在追求建筑美觀、舒適的同時,把節能、環保放在更加重要的位置,共同推動建筑業實現可持續發展。


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