绿色建筑和绿色建筑材料.pdf-solarbe文库

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1 绿色建筑材料2 主要内容  绿色建筑与绿色建筑材料的关系  绿色建材的概念和内涵  国内外绿色建材发展现状和趋势  绿色建材评价方法及选用原则  常用的绿色建材产品天津大学建筑节能中心 Building Energy Efficiency Center, Tianjin University3 一、绿色建筑与绿色建筑材料的关系天津大学建筑节能中心 Building Energy Efficiency Center, Tianjin University  建筑材料是建筑的基础，又是建筑的灵魂。即使有再开阔的思路，再玄妙的设计，建筑也必须通过材料这个载体来实现  我国建材工业的主要产品水泥、玻璃、陶瓷、粘土砖产量世界第一，建材工业能耗占全国社会终端总能耗的 16  绿色建筑关键技术中的“居住环境保障技术”、“住宅结构体系与住宅节能技术”、“智能型住宅技术”、“室内空气与光环境保障技术”、“保温、隔热、防水技术”都与绿色建材有关  将绿色建材的研究、生产和高效利用能源技术和各种新的绿色建筑技术的研究密切结合起来是未来建筑的发展趋势4 二、绿色材料的概念与内涵天津大学建筑节能中心 Building Energy Efficiency Center, Tianjin University  绿色建筑材料是指采用清洁生产技术，不用或少用天然资源和能源，大量使用工农业或城市固态废物生产的无毒害、无污染、无放射性，达到使用周期后可回收利用，有利于环境保护和人体健康的建筑材料  绿色建筑材料的界定不能仅限于某个阶段，而必须采用涉及多因素、多属性和多维的系统方法，必须综合考虑建筑材料的生命周期全过程各个阶段。 1、概念5 天津大学建筑节能中心 Building Energy Efficiency Center, Tianjin University  节约资源材料使用应该减量化、资源化、无害化，同时开展固体废物处理和综合利用技术  节约能源在材料生产、使用、废弃以及再利用等过程中耗能低，并且能够充分利用绿色能源，如太阳能、风能、地热能和其他再生能源  符合环保要求、降低对人类健康及其生活环境的危害材料选用尽量天然化、本地化，选用无害无毒且可再生、可循环的材料 2、绿色建材应满足的性能6 天津大学建筑节能中心 Building Energy Efficiency Center, Tianjin University  新型 VS 传统  全寿命周期和使用过程（装饰装修材料）中的差别  新型墙体材料 VS 实心粘土砖  从原料采集生产制造包装运输市场销售使用维护回收利用各环节都符合低能耗、低资源和对环境无害化要求 3、绿色建材的内涵7 天津大学建筑节能中心 Building Energy Efficiency Center, Tianjin University  从资源和能源的选用上看，绿色建材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  从生产技术上看，绿色建材生产采用低能耗制造工艺和不污染环境的生产技术  从生产过程上看，绿色建材在产品配置或生产过程中，不使用甲醛、卤化物溶剂或芳香烃；产品中不得含有汞及其化合物，不得使用含铅、镉、铬及其化合物的颜料和添加剂；尽量减少废渣、废气以及废水的排放量，或使之得到有效的净化处理  从使用过程上看，绿色建材产品的设计是以改善生活环境、提高生活质量为宗旨，即产品不仅不损害人体健康，而且应有利于人体健康。产品拥有多功能化的特征，如抗菌、灭菌、防毒、除臭、隔热、阻燃、防火、调温、调湿、消声、消磁、防辐射和抗静电等  从废弃过程上看，绿色建材可循环使用或回收再利用，不产生污染环境的废弃物 4、绿色建材与传统建材的区别8 天津大学建筑节能中心 Building Energy Efficiency Center, Tianjin University 5、绿色建材特征 1以低资源、低能耗、低污染为代价生产的高性能传统建筑材料，如用现代先进工艺和技术生产的高质量水泥； 2能大幅降低建筑能耗包括生产和使用过程中的能耗的建材制品，如具有轻质、高强、防水、保温、隔热、隔声等功能的新型墙体材料； 3 有更高使用效率和优异材料性能，从而能降低材料消耗的建筑材料，如高性能水泥混凝土、轻质高强混凝土； 4 具有改善居室生态环境和保健功能的建筑材料，如抗菌、除臭、调温、调湿、屏蔽有害射线的多功能玻璃、陶瓷、涂料等； 5 能大量利用工业废弃物的建筑材料，如净化污水、固化有毒有害工业废渣的水泥材料。9 三、国内外绿色建材发展现状和趋势天津大学建筑节能中心 Building Energy Efficiency Center, Tianjin University10 四、绿色建材评价方法及选用原则天津大学建筑节能中心 Building Energy Efficiency Center, Tianjin University  ISO14000 体系认证（世界上最为完善和系统的环境管理国际标准）环境管理体系、环境行为体系、生命周期评价、环境管理、产品标准中的环境因素等组成  环境标志产品认证（质量优、环境行为优）  国家相关认证体系（节能门窗、绿色装饰材料等）  单因子评价  复合评价 1、评价方法11 四、绿色建材评价方法及选用原则天津大学建筑节能中心 Building Energy Efficiency Center, Tianjin University  标准  资源消耗  能源消耗  生产环境影响  清洁生产  本地化  使用寿命  洁净施工  环境影响  再生利用性 2、评价内容12 四、绿色建材评价方法及选用原则天津大学建筑节能中心 Building Energy Efficiency Center, Tianjin University  对各种资源，尤其是非再生资源的消耗尽可能低  尽可能使用生产能耗低、可以减少建筑能耗以及能够充分利用绿色能源的建筑材料  尽可能选用对环境影响小的建筑材料  尽可能就近取材，减少运输过程中的能耗和环境污染  提高旧建材的使用率  严格控制室内环境质量，有害物质零排放 3、选用原则13 五、常用的绿色建材产品天津大学建筑节能中心 Building Energy Efficiency Center, Tianjin University 建材分为 10大类 1、水泥 2、混凝土 3、水泥制品 4、建筑卫生陶瓷 5、建筑玻璃 6、建筑石材 7、墙体材料 8、木材 9、金属材料 10、化学建材14 天津大学建筑节能中心 Building Energy Efficiency Center, Tianjin University 1、生态水泥（ eco-cement ）水泥是主要的建筑材料。生产 1 t 水泥熟料约需 1.1 t石灰石，烧成、粉碎需约 105 kg 煤、与此同时，分解 1.1t石灰石 ,排放 0.49 t CO 2。生态水泥主要是指在生产和使用过程中尽量减少对环境影响的水泥。如利用生活垃圾的焚烧灰和下水道污泥的脱水干粉作为原料生产水泥。 1 粉煤灰硅酸盐水泥。粉煤灰是火力发电厂燃煤粉锅炉排出的废渣。 2 矿渣硅酸盐水泥。由硅酸盐水泥熟料和粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料称为矿渣硅酸盐水泥。 3 垃圾焚烧与水泥煅烧结合。在利用垃圾可燃热量的同时以焚烧灰作为原料的生产技术。该技术不仅替代部分燃料，垃圾燃烧后产生的灰渣作为水泥原料被加以利用。15 天津大学建筑节能中心 Building Energy Efficiency Center, Tianjin University 1、生态水泥（ eco-cement ） 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 生产和使用过程中有利于保护和改造自然环境、治理污染。 3 可使废弃物再生资源化并可回收利用。 4 产品设计以改善生活环境、提高生活质量为宗旨 ,即产品不仅不危及人体健康 ,而且应有益于人体健康 ,产品具有多功能化 ,如阻燃、防火、调温、调湿、消声、防射线等。 5 具有良好的使用性能 ,满足各种建设的需要 ,生态水泥从材料设计、制备、应用 ,直至废弃物处理 ,全过程都与生态环境相协调 ,都以促进社会和经济的可持续发展为目标。16 天津大学建筑节能中心 Building Energy Efficiency Center, Tianjin University 2、绿色混凝土绿色混凝土应具有比传统混凝土更高的强度和耐久性，可以实现非再生性资源的可循环使用和有害物质的最低排放，既能减少环境污染，又能与自然生态系统协调共生。（ 1）绿色高性能混凝土（ 2）再生骨料混凝土（ 3）环保型混凝土17 是在大幅度提高常规混凝土性能的基础上，选用优质原材料，在妥善的质量管理的条件制成的。除了水泥、水、集料以外，高性能混凝土采用低水胶比和掺加足够的细掺料与高效外加剂。用大量工业废渣作为活性细掺料代替大量熟料不是熟料水泥而是磨细水淬矿渣和分级优质粉煤灰、硅灰等，或它们的复合，成为胶凝材料的主要组分，生产这种与环境相容的胶凝材料高性能混凝土应同时保证下列诸性能耐久性、工作性、各种力学性能、适用性、体积稳定性和经济合理性。（ 1）绿色高性能混凝土18 再生骨料混凝土指以废混凝土、废砖块、废砂浆作骨料，加入水泥砂浆拌制的混凝土我国 20 世纪 50 年代所建成的混凝土工程已使用 50 余年，许多工程都已经损坏，随着结构的破坏，许多建筑物都需要修补或拆除，而在大量拆除建筑废料中相当一部分都是可以再生利用的如果将拆除下来的建筑废料进行分选，制成再生混凝土骨料，用到新建筑物的重建上，不仅能够根本上解决大部分建筑废料的处理问题，同时减少运输量和天然骨料使用量再生骨料与天然骨料相比，孔隙率大、吸水性强、强度低，因此再生骨料混凝土与天然骨料配置的混凝土的特性相差较大，这是应用再生骨料混凝土时需要注意的问题。（ 2）再生骨料混凝土 19  多孔混凝土也称为无砂混凝土，它具有粗骨料，没有细骨料，直接用水泥作为黏结剂连接粗骨料，其透气和透水性能良好，连续空隙可以作为生物栖息繁衍的地方，而且可以降低环境负荷，是一种新型的环保材料  植被混凝土则是以多孔混凝土为基础，然后通过在多孔混凝土内部的孔隙加入各种有机、无机的养料来为植物提供营养，并且加入了各种添加剂来改善混凝土内部性质，使得混凝土内部的环境适合植物生长，另外还在混凝土表面铺了一层混有种子的客土，提供种子早期的营养  透水性混凝土与传统混凝土相比，透水性混凝土最大的特点是具有 15％一 30 ％的连通孔隙，具有透气性和透水性，将这种混凝土用于铺筑道路、广场、人行道等，能扩大城市的透水、透气面积，增加行人、行车的舒适性和安全性，减少交通噪声，对调节城市空气的温度和湿度调节具有重要作用。（ 3）环保型混凝土20 天津大学建筑节能中心 Building Energy Efficiency Center, Tianjin University 3、加气混凝土砌块加气混凝土是以硅质材料（砂、粉煤灰及含硅尾矿等）和钙质材料（石灰、水泥）为主要原料，掺加发气剂（铝粉），通过配料、搅拌、浇注、预养、切割、蒸压、养护等工艺过程制成的轻质多孔硅酸盐制品。因其经发气后含有大量均匀而细小的气孔，故名加气混凝土。21 天津大学建筑节能中心 Building Energy Efficiency Center, Tianjin University 3、加气混凝土砌块  加气混凝土按形状，可分为各种规格砌块或板材  加气混凝土按原料，基本有三种水泥 ,石灰 ,粉煤灰加气砖 ; 水泥 , 石灰 ,砂加气砖 ; 水泥 ,矿渣 ,砂加气砖  加气混凝土按用途，可分为非承重砌块、承重砌块、保温块、墙板与屋面板五种  加气混凝土的特性由于加气混凝土具有容重轻、保温性能高、吸音效果好，具有一定的强度和可加工性等优点22 天津大学建筑节能中心 Building Energy Efficiency Center, Tianjin University 3、加气混凝土砌块 1 质轻孔隙达 7085 ，体积密度一般为 500 ～ 900kg/m3 ，为普通混凝土的 1/5 ，粘土砖的 1/4 ，空心砖的 1/3 ，与木质差不多，能浮于水。可减轻建筑物自重，大幅度降低建筑物的综合造价 2 防火主要原材料大多为无机材料，因而具有良好的耐火性能，并且遇火不散发有害气体。耐火 650 度，为一级耐火材料， 90mm 厚墙体耐火性能达 245 分钟， 300mm 厚墙体耐火性能达 520 分钟。 3 隔音因具有特有的多孔结构，因而具有一定的吸声能力。 10mm 厚墙体可达到 41 分贝 4 保温由于材料内部具有大量的气孔和微孔，因而有良好的保温隔热性能。导热系数为 0.11-0.16W/MK ，是粘土砖的 1/4-1/5 。通常 20cm 厚的加气混凝土墙的保温隔热效果，相当于 49cm 厚的普通实心粘土砖墙。 23 天津大学建筑节能中心 Building Energy Efficiency Center, Tianjin University 3、加气混凝土砌块 5 抗渗因材料由许多独立的小气孔组成，吸水导湿缓慢，同体积吸水至饱和所需时间是粘土砖的 5倍。用于卫生间时，墙面进行界面处理后即可直接粘贴瓷砖。 6 抗震同样的建筑结构，比粘土砖提高 2个抗震级别 7 环保制造、运输、使用过程无污染，可以保护耕地、节能降耗，属绿色环保建材 8 耐久材料强度稳定，在对试件大气暴露一年后测试，强度提高了 25 ，十年后仍保持稳定 9 快捷具有良好的可加工性，可锯、刨、钻、钉，并可用适当的粘结材料粘结，为建筑施工创造了有利的条件 10 经济综合造价比采用实心粘土砖降低 5 以上，并可以增大使用面积，大大提高建筑面积利用率。4、保温材料（ 1）膨胀型聚苯板（ EPS 板保温效果好，价格便宜，强度稍差 . （ 2）挤塑型聚苯板（ XPS 板）保温效果更好，强度高，耐潮湿，价格贵（ 3）岩棉板防火，阻燃，吸湿性大，保温效果差（ 4）胶粉聚苯颗粒保温浆料阻燃性好，废品回收，保温效果差（ 5）聚氨酯发泡材料防水性好，保温效果好，强度高，价格较贵（ 6）珍珠岩等浆料防火性好，耐高温，保温效果差，吸水性高材料 XPS 板 EPS 板岩棉板胶粉聚苯颗粒保温浆料聚苯乙烯聚氨酯发泡膨胀珍珠岩导热系数 w/m.k 0.028 0.038 0.042 0.058 0.045 0.03 0.077 保温系统外附在固定的混凝土或砌体实体结构墙上  由保温层、防护（抹面）层、固定材料（胶粘剂、锚固件等）和饰面层构成  系统本身具有较好的耐久性、安全性和防护性能外保温构造和要求 1 材料保温 -粘接附着 -机械强度 -尺寸稳定性 2 系统保温 -可靠耐久 -安全 -抗裂 -防止火蔓延外墙外保温系统性能及工程性能 1 系统与基层墙体连接安全系统与基层墙体连接是安全的；外墙外保温系统安全性能 2 系统饰面砖连接安全试验方法未确定 , 验证工作还未展开 ; 全行业企业质量水平差距大 ,应慎重推出；外墙外保温系统安全性能 3 系统防火安全 1 居住建筑外保温材料燃烧性能要求 A、所用外保温材料的燃烧性能不应低于 B2 级； B、高度 0-100m 的建筑，燃烧性能不低于 B2 级； C、 100m 以上，采用不燃（ A级）难燃（ B1 级）保温材料； 2 居住建筑外保温系统的防火构造 A、当保温层采用 B2 级材料时，应设置防火构造，对于高度低于 24m 、 24m-60m 和低于 100m 建筑，分别每三层、两层和每层设置一水平隔离带 B、保温层的防护层应采用不燃材料将保温层完全覆盖。防护层厚度首层不应小于 6mm ，其它层不应小于 3mm 。外墙外保温系统安全性能 5、自保温墙体墙体自保温系统是指按照一定的建筑构造，采用节能型墙体材料及配套专用砂浆使墙体热工性能等物理性能指标符合相应标准的建筑墙体保温隔热系统。具有节能、利废、环保、隔热、保温、防火、隔音、造价低等诸多优点31 1类型玻璃工业也是一个高能耗、污染大、环境负荷高的产业。平板玻璃生产时对环境的污染主要是粉尘 ﹑ 烟尘和 SO 2 等。随着建筑业、交通业的发展，平板玻璃已不仅仅是用作采光和结构材料，而是向着控制光线、调节温度、节约能源，安全可靠、减少噪声等多功能方向发展。 ① 热反射玻璃。热反射玻璃是用喷雾法、溅射法在玻璃表面上涂上金属膜、金属氮化物膜或金属氧化物膜面制成的。这种玻璃能反射太阳光，可创造一个舒适的室内环境 ,同时在夏季能起到降低空调能耗的作用。 6、生态玻璃32 ② Low-E玻璃又称低辐射玻璃，是在玻璃表面镀上多层金属或其他化合物组成的膜系产品。其镀膜层具有对可见光高透过及对中远红外线高反射的特性，使其与普通玻璃及传统的建筑用镀膜玻璃相比，具有优异隔热效果和良好的透光性。 ③ 调光玻璃。自动调光玻璃有两种，一种是电致色调玻璃。另一种是液晶调光玻璃。 6、生态玻璃33 ④ 隔音玻璃。隔音玻璃是将隔热玻璃夹层中的空气换成氦、氩或六氮化硫等气体并用不同厚度的玻璃制成 ,可在很宽的频率范围内有优异的隔音性能。 ⑤ 电磁屏蔽玻璃。 ⑥ 抗菌自洁玻璃。抗菌自洁玻璃是采用目前成熟的镀膜玻璃技术如磁控浇注、溶胶 -凝胶法等在玻璃表面涂盖一层二氧化钛薄膜。 ⑦ 光致变色玻璃。 6、生态玻璃34 6、绿色涂料35 大多数建筑物都需要用涂料进行装修，一方面起到装饰作用，另一方面起到保护建筑物的作用。涂料按用途分为内墙涂料系列、外墙涂料系列及浮雕涂层系列；按类型分为面漆、中层漆、底漆等 , 涂料的主要成分为树脂类有机高分子化合物，在使用时刷或喷涂需用稀释剂调成合适黏度以方便施工。 7、绿色涂料36 这些稀释剂挥发性强 ,大量弥散于空气中 ,是引起人中毒的罪魁祸首。各类“ 稀料”是由一些酯类、酮类、醚类、醇类及苯、甲苯、二甲苯等芳香烃配制而成。其中危害最大的是苯，它不仅能引起麻醉和刺激呼吸道，而且能在体内神经组织及骨髓中积蓄，破坏造血功能红、白血球和血小板减少，长期接触能造成严重后果。传统的低固含量溶剂型涂料约含 50 ％的有机溶剂。涂料的加工和生产产生的有机化合物在人类活动所产生的有机挥发组分 VOC 总量中仅次于交通，居第二位，约占 20％ -25％。 7、绿色涂料3738 所谓 “绿色涂料”是指节能、低污染的水性涂料、粉末涂料、高固体含量涂料或称无溶剂涂料和辐射固化涂料等 . 1 高固含量涂料其主要特点是，在可利用原有的生产方法、涂料工艺的前提下，降低有机溶剂用量，从而提高固体组分。 2 水基涂料事实上，现在水基涂料使用量已占所有涂料的一半左右。水基涂料主要有水溶性、水分散性和乳胶性 3种类型。 ① 水分散型涂料。水分散型涂料实际应用面相对大一些，是通过将高分子树脂溶解在有机溶剂水混合溶剂中而形成。 ② 乳胶型涂料，涂料使用过程中，高分子通过离子间的凝结成膜 ③ 水溶性高分子涂料。 7、绿色涂料39 3 粉末涂料粉末涂料理论上是绝对的 voc为零的涂料；制备工艺复杂，难以得到薄的涂层。 4 液体无溶剂涂料能量束固化型涂料。这类涂料之中多数含有不饱和基团或其他反应性基团，在紫外线、电子束的辐射下，可在很短的时间内固化成膜。双液型涂料。双液型涂料贮存时低粘度树脂和固化剂分开包装，使用前混合，涂装时固化。 7、绿色涂料40 5 弹性涂料所谓弹性涂料，即形成的涂膜不仅具有普通涂膜的耐水、耐候性 .而且能在较大的温度范围内 ,保持一定的弹性韧性及优良的伸长率。从而可以适应建筑物表面产生的裂纹而使涂膜保持完好 6杀虫内墙装饰乳胶漆涂料的研究和发展方向越来越明确，就是寻求 voc不断降低、直至为零的涂料，而且其使用范围要尽可能宽、使用性能优越、设备投资适当等。因而水基涂料、粉末涂料、无溶剂涂料等可能成为将来涂料发展的主要方向。 7、绿色涂料