目前,我國(guó)正處于經(jīng)濟快速發(fā)展階段,環境與發(fā)展所面(miàn)臨的問題更加嚴重、更加複雜。在此形勢下,生态建材成(chéng)爲時代潮流,越來越爲國(guó)内各界關注。
一、解析生态建材
生态建築材料的科學(xué)和權威的定義目前仍在研究确定階段。下面(miàn)是一些有代表性的表述:“生态建材是指可以大幅度降低資源和能(néng)源消耗,具有高性能(néng)的建築材料;是具有多功能(néng)、有利健康、使生活更舒适、與環境更協調的建築材料;是可以爲人類争取更大的生存空間、擴大可利用資源和改善生态環境的建築材料。生态建材從材料設計、制備、應用直至廢棄物的處理,即材料的全過(guò)程都(dōu)都(dōu)以可持續發(fā)展爲目的”。
“生态建材是以循環再生、協調共生與持續自生爲原則,盡量減少自然資源和能(néng)源的消耗,盡可能(néng)對(duì)廢棄物進(jìn)行回收再生和淨化處理,保護生态環境,使人類的活動與環境協調一緻新型建築材料”。
“生态建材是具有優異使用性能(néng)(尤其是功能(néng)性與智能(néng)性能(néng)),同時具有環境協調性能(néng)的建材”。它不是一種(zhǒng)具體建材,而是一種(zhǒng)範疇。
“生态建材是指對(duì)資源利用率高、能(néng)源消耗低、功能(néng)性強,并從設計、制備、使用到再生的壽命周期全程中符合生态平衡和可持續發(fā)展要求的一類建築材料或制品”。
中國(guó)建築材料科學(xué)研究院徐永模教授曾在《關于生态建材的概念及戰略研究》一文中總結指出,生态建築材料的概念來自于生态環境材料,是指在材料的生産、使用、廢棄和再生循環過(guò)程中以與生态環境相協調,滿足最少資源和能(néng)源消耗,最小或無環境污染,最佳使用性能(néng),最高循環再利用率要求設計生産的建築材料。
二、生态建材的特點
1、具有優異的使用性能(néng);
2、生産時少用或不用天然資源,大量使用廢棄物作爲再生資源
3、采用清潔的生産技術,廢氣、廢渣和廢水的排放量相對(duì)較少
4、使用過(guò)程中有益于人體健康,有利于改善生态環境,與環境相和諧
5、廢棄後(hòu)可作爲再生資源或能(néng)源加以利用或能(néng)作淨化處理。
三、幾種(zhǒng)生态建材的研究态勢和發(fā)展
材料是國(guó)民經(jīng)濟和社會發(fā)展的基礎和先導,但材料生産和使用也是資源和能(néng)源的主要消耗者和環境污染的主要責任者。因此,研究開(kāi)發(fā)生态建材尤爲必要。下面(miàn)主要介紹幾種(zhǒng)建材研究态勢和發(fā)展情況:
1.TIM透明絕熱材料簡稱爲TIM的透明絕熱材料(TransparentInsulationMate鄄rial)是一種(zhǒng)透明的隔熱塑料,在建築上,通常將(jiāng)其與外牆複合成(chéng)爲透明隔熱牆(TIW),從而減少因對(duì)流造成(chéng)的熱量損失。1996年,建築師迪特李希・施瓦茨曾經(jīng)在瑞士建造了兩(liǎng)座完全由TIM透明絕熱材料作爲外立面(miàn)的“零能(néng)耗”房屋。在冬季,由聚碳酸酯(polycarbonate)做成(chéng)的透明絕熱材料不僅能(néng)最大程度吸收太陽熱量,還(hái)能(néng)阻止室内熱量的散失。而在夏季,透明隔熱牆中2厘米厚的空洞又可促進(jìn)空氣流通,配合TIM的反射性能(néng),使房間中溫度适宜,真正做到冬暖夏涼。據統計,使用TIM透明絕熱材料,每平方米的建築每年可節約能(néng)耗200千瓦小時。目前,TIM透明絕熱材料在德國(guó)的售價約爲每平方米500至700歐元。
2.複合保溫玻璃玻璃保溫技術經(jīng)曆了幾個發(fā)展階段。第一代的熱反射中空玻璃由能(néng)夠吸收或反射太陽熱量的熱反射玻璃(也即鍍膜玻璃)與普通玻璃複合而成(chéng);第二代的低輻射中空玻璃則應用了低輻射玻璃(Low-EmissivityGlass)對(duì)太陽光的高透過(guò)率和對(duì)長(cháng)波輻射的高反射率來實現在寒冷地區的保暖作用;第三代低輻射-熱反射中空玻璃是前兩(liǎng)代産品複合物,同時具有雙重保溫性能(néng)的理想組合。目前在歐洲的生态建築中被(bèi)廣爲使用。氣凝膠玻璃是剛剛從實驗室中走出不久的未來派保溫玻璃材料,它的保溫性能(néng)是同等厚度泡沫塑料的4倍,如果能(néng)夠投入實際應用,將(jiāng)是生态建築學(xué)上的一大飛躍。
3.太陽能(néng)光電材料所謂太陽能(néng)光電材料是將(jiāng)太陽能(néng)電池與建築材料複合而成(chéng)的新型建材。太陽能(néng)光電屋頂、太陽能(néng)電力牆和太陽能(néng)光電玻璃是目前已在日本、德國(guó)和瑞士等國(guó)得到應用的主要太陽能(néng)光電材料。它們不僅能(néng)吸收太陽熱能(néng),還(hái)能(néng)將(jiāng)其轉換爲電能(néng),支持住宅内部用電,有些甚至還(hái)能(néng)將(jiāng)多餘電力輸入電網。坐落于瑞士斯特科波斯的一座42米高的鍾塔兩(liǎng)側牆面(miàn)便是由太陽能(néng)電力牆構成(chéng),它發(fā)出的電力足以支持巨大時針晝夜不停運轉。用以取代玻璃的透明太陽能(néng)光電池,也即太陽能(néng)光電玻璃,有望在十年之内成(chéng)爲生态建築中的主流玻璃材料。随著(zhe)太陽能(néng)技術不斷取得突破,太陽能(néng)發(fā)電效率進(jìn)一步提高,太陽能(néng)光電材料的前景將(jiāng)一片光明。