目前,我國正處于經(jīng)濟快速發(fā)展階段,環(huán)境與發(fā)展所面臨的問(wèn)題更加嚴重、更加復雜。在此形勢下,生態(tài)建材成為時(shí)代潮流,越來(lái)越為國內各界關(guān)注。
一、解析生態(tài)建材
生態(tài)建筑材料的科學(xué)和權威的定義目前仍在研究確定階段。下面是一些有代表性的表述:“生態(tài)建材是指可以大幅度降低資源和能源消耗,具有高性能的建筑材料;是具有多功能、有利健康、使生活更舒適、與環(huán)境更協(xié)調的建筑材料;是可以為人類(lèi)爭取更大的生存空間、擴大可利用資源和改善生態(tài)環(huán)境的建筑材料。生態(tài)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)程都都以可持續發(fā)展為目的”。
“生態(tài)建材是以循環(huán)再生、協(xié)調共生與持續自生為原則,盡量減少自然資源和能源的消耗,盡可能對廢棄物進(jìn)行回收再生和凈化處理,保護生態(tài)環(huán)境,使人類(lèi)的活動(dòng)與環(huán)境協(xié)調一致新型建筑材料”。
“生態(tài)建材是具有優(yōu)異使用性能(尤其是功能性與智能性能),同時(shí)具有環(huán)境協(xié)調性能的建材”。它不是一種具體建材,而是一種范疇。
“生態(tài)建材是指對資源利用率高、能源消耗低、功能性強,并從設計、制備、使用到再生的壽命周期全程中符合生態(tài)平衡和可持續發(fā)展要求的一類(lèi)建筑材料或制品”。
中國建筑材料科學(xué)研究院徐永模教授曾在《關(guān)于生態(tài)建材的概念及戰略研究》一文中總結指出,生態(tài)建筑材料的概念來(lái)自于生態(tài)環(huán)境材料,是指在材料的生產(chǎn)、使用、廢棄和再生循環(huán)過(guò)程中以與生態(tài)環(huán)境相協(xié)調,滿(mǎn)足最少資源和能源消耗,最小或無(wú)環(huán)境污染,最佳使用性能,最高循環(huán)再利用率要求設計生產(chǎn)的建筑材料。
二、生態(tài)建材的特點(diǎn)
1、具有優(yōu)異的使用性能;
2、生產(chǎn)時(shí)少用或不用天然資源,大量使用廢棄物作為再生資源
3、采用清潔的生產(chǎn)技術(shù),廢氣、廢渣和廢水的排放量相對較少
4、使用過(guò)程中有益于人體健康,有利于改善生態(tài)環(huán)境,與環(huán)境相和諧
5、廢棄后可作為再生資源或能源加以利用或能作凈化處理。
三、幾種生態(tài)建材的研究態(tài)勢和發(fā)展
材料是國民經(jīng)濟和社會(huì )發(fā)展的基礎和先導,但材料生產(chǎn)和使用也是資源和能源的主要消耗者和環(huán)境污染的主要責任者。因此,研究開(kāi)發(fā)生態(tài)建材尤為必要。下面主要介紹幾種建材研究態(tài)勢和發(fā)展情況:
1.TIM透明絕熱材料簡(jiǎn)稱(chēng)為T(mén)IM的透明絕熱材料(TransparentInsulationMate鄄rial)是一種透明的隔熱塑料,在建筑上,通常將其與外墻復合成為透明隔熱墻(TIW),從而減少因對流造成的熱量損失。1996年,建筑師迪特李希?施瓦茨曾經(jīng)在瑞士建造了兩座完全由TIM透明絕熱材料作為外立面的“零能耗”房屋。在冬季,由聚碳酸酯(polycarbonate)做成的透明絕熱材料不僅能最大程度吸收太陽(yáng)熱量,還能阻止室內熱量的散失。而在夏季,透明隔熱墻中2厘米厚的空洞又可促進(jìn)空氣流通,配合TIM的反射性能,使房間中溫度適宜,真正做到冬暖夏涼。據統計,使用TIM透明絕熱材料,每平方米的建筑每年可節約能耗200千瓦小時(shí)。目前,TIM透明絕熱材料在德國的售價(jià)約為每平方米500至700歐元。
2.復合保溫玻璃玻璃保溫技術(shù)經(jīng)歷了幾個(gè)發(fā)展階段。第一代的熱反射中空玻璃由能夠吸收或反射太陽(yáng)熱量的熱反射玻璃(也即鍍膜玻璃)與普通玻璃復合而成;第二代的低輻射中空玻璃則應用了低輻射玻璃(Low-EmissivityGlass)對太陽(yáng)光的高透過(guò)率和對長(cháng)波輻射的高反射率來(lái)實(shí)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代產(chǎn)品復合物,同時(shí)具有雙重保溫性能的理想組合。目前在歐洲的生態(tài)建筑中被廣為使用。氣凝膠玻璃是剛剛從實(shí)驗室中走出不久的未來(lái)派保溫玻璃材料,它的保溫性能是同等厚度泡沫塑料的4倍,如果能夠投入實(shí)際應用,將是生態(tài)建筑學(xué)上的一大飛躍。
3.太陽(yáng)能光電材料所謂太陽(yáng)能光電材料是將太陽(yáng)能電池與建筑材料復合而成的新型建材。太陽(yáng)能光電屋頂、太陽(yáng)能電力墻和太陽(yáng)能光電玻璃是目前已在日本、德國和瑞士等國得到應用的主要太陽(yáng)能光電材料。它們不僅能吸收太陽(yáng)熱能,還能將其轉換為電能,支持住宅內部用電,有些甚至還能將多余電力輸入電網(wǎng)。坐落于瑞士斯特科波斯的一座42米高的鐘塔兩側墻面便是由太陽(yáng)能電力墻構成,它發(fā)出的電力足以支持巨大時(shí)針晝夜不停運轉。用以取代玻璃的透明太陽(yáng)能光電池,也即太陽(yáng)能光電玻璃,有望在十年之內成為生態(tài)建筑中的主流玻璃材料。隨著(zhù)太陽(yáng)能技術(shù)不斷取得突破,太陽(yáng)能發(fā)電效率進(jìn)一步提高,太陽(yáng)能光電材料的前景將一片光明。