探討泡沫玻璃在建筑節(jié)能上應(yīng)用
隨著我國(guó)建筑產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,建筑節(jié)能問(wèn)題日益受到重視,是可持續(xù)建筑的重要環(huán)節(jié)和主要內(nèi)容。泡沫玻璃因密度小、強(qiáng)度高、導(dǎo)熱系數(shù)小等物理性質(zhì),同時(shí)還具有的保溫、防火、防水等功能,將逐漸在建筑行業(yè)特別是建筑節(jié)能上推廣應(yīng)用。
一、我國(guó)泡沫玻璃的特性和發(fā)展現(xiàn)狀
泡沫玻璃是由碎玻璃、發(fā)泡劑、改性添加劑和發(fā)泡促進(jìn)劑等原料經(jīng)過(guò)細(xì)粉碎和均勻混合,再進(jìn)行高溫熔化發(fā)泡、退火而制成的無(wú)機(jī)非金屬玻璃材料,它含有無(wú)數(shù)封閉氣泡,氣孔率可達(dá)90%以上,具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性,耐腐蝕性強(qiáng),耐紫外線及熱輻射性好,高溫不分解,低溫不變質(zhì),不氧化,不燃燒,無(wú)毒無(wú)污染,被譽(yù)為“不需更換的永久隔熱材料”,也是燃燒性能為A級(jí)的保溫材料。
我國(guó)對(duì)泡沫玻璃的開(kāi)發(fā)相對(duì)較晚,起步于20世紀(jì)70年代中期,目前,其主要生產(chǎn)基地在浙江省嘉興市秀洲區(qū),占國(guó)內(nèi)市場(chǎng)份額的80%以上,經(jīng)過(guò)20多年的發(fā)展,幾家龍頭企業(yè)已經(jīng)建立技術(shù)中心,并發(fā)揮了自主創(chuàng)新的作用,申報(bào)成功了多項(xiàng)國(guó)家專(zhuān)利,擁有了核心技術(shù)和知識(shí)產(chǎn)權(quán),并直接出口東南亞、歐美和中東地區(qū),其節(jié)能降耗、綠色環(huán)保的優(yōu)良性能越來(lái)越顯示出十分廣闊的市場(chǎng)前景。在國(guó)內(nèi),泡沫玻璃已在石油化工行業(yè)上得到了成功應(yīng)用,特別是廣泛應(yīng)用于石油乙烯和石化項(xiàng)目、LNG和LPG項(xiàng)目、火電脫硫裝置、如大慶、燕山石化、齊魯石化、揚(yáng)子石化、遼河油田、錦西石化等;近年來(lái),又成功應(yīng)用到低溫深冷、地下、易燃易潮、冷熱交替等苛刻環(huán)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(jié)能中應(yīng)用,而作為人類(lèi)活動(dòng)基本場(chǎng)所的建筑,其使用過(guò)程中所消耗的能量,在社會(huì)總能耗中占有很大的比例,長(zhǎng)期以來(lái)人們只注重控制一次性建設(shè)投資,而沒(méi)有綜合考慮在使用過(guò)程中的經(jīng)常性支出,特別是采暖與制冷所帶來(lái)的能耗費(fèi)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(jié)省能源消耗,減少開(kāi)支。因此,建筑節(jié)能是當(dāng)前急需解決的重要任務(wù)之一。
二、我國(guó)現(xiàn)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(shí),其導(dǎo)熱系數(shù)較小,而一旦吸水后,其導(dǎo)熱系數(shù)就會(huì)急劇增大,而且由于巖棉內(nèi)部吸水,長(zhǎng)時(shí)期不易蒸發(fā),對(duì)建筑物的保溫、隔熱起負(fù)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(gè)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(dǎo)熱系數(shù)較低,但是膨脹系數(shù)比水泥或鋼鐵大得多,尺寸穩(wěn)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(kāi)裂;其次,泡沫塑料與泡沫玻璃相比,防火性能較差,施工過(guò)程中容易引起火災(zāi),也不能應(yīng)用于防火要求較高部位。為此,在上海、沈陽(yáng)等地發(fā)生幾場(chǎng)火災(zāi)后,公安部發(fā)出公消【2011】65號(hào)文件,規(guī)定:“民用建筑外保溫材料采用燃燒性能為A級(jí)的材料”;再者,泡沫塑料作為有機(jī)材料還存在老化和失效問(wèn)題,而泡沫玻璃是不存在上述問(wèn)題的保溫材料,可恒久保持隔熱性能。
三、泡沫玻璃在建筑節(jié)能應(yīng)用方面的分析
據(jù)統(tǒng)計(jì),我國(guó)建筑能耗占總能源消耗量的23.1%,而各類(lèi)建筑物每年的采暖和制冷能耗又占總能耗的10%左右。我國(guó)房屋建筑的能量損失大致為墻體約占50%;屋面約占10%;門(mén)窗約占25%;地下室和地面約占15%。建筑材料工業(yè)協(xié)會(huì)發(fā)布的《2010年建筑節(jié)能目標(biāo)與2020年建筑節(jié)能遠(yuǎn)景規(guī)劃目標(biāo)》闡明了到2020年我國(guó)建筑節(jié)能目標(biāo)分兩階段完成,第一階段到2010年止,全面啟動(dòng)建筑節(jié)能和推廣綠色建筑,平均節(jié)能率達(dá)到50%已基本實(shí)現(xiàn),而北京、天津等少數(shù)大城市率先實(shí)施節(jié)能率為65%的地方建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)。目前處在第二階段-----2010~2020年,建立健全的建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)體系,編制出覆蓋全國(guó)范圍的配套的建筑節(jié)能設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行和檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn),以及與之相適應(yīng)的建筑材料、設(shè)備及系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn),用于新建和改造居住和公共建筑,包括采暖、空調(diào)、照明、熱水及家用電器等能耗在內(nèi)。所有建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)將得到全面實(shí)施。這10年間平均節(jié)能率要達(dá)到65%,東部地區(qū)要達(dá)到更高的標(biāo)準(zhǔn)。這意味著建筑節(jié)能材料市場(chǎng)今后相當(dāng)一段時(shí)間內(nèi)都將需求大量性能優(yōu)良、節(jié)能效果顯著的產(chǎn)品。數(shù)據(jù)顯示建筑節(jié)能的首要任務(wù)在于墻體和屋面節(jié)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(guān)鍵。泡沫玻璃以其優(yōu)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(fā)泡而成,變廢為寶,集保溫與環(huán)保于一身,是一種很有發(fā)展前途的新型保溫節(jié)能材料。現(xiàn)我國(guó)城鎮(zhèn)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(dá)到上百億平方米以上,這樣大規(guī)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(nèi),因?yàn)槲蓓數(shù)谋匦Ч陆敌枰脑旌头拢湫枨罅靠上攵D壳埃菽Aб驯涣腥雵?guó)家重點(diǎn)推廣和發(fā)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(biāo)準(zhǔn)圖集,為泡沫玻璃在建筑保溫節(jié)能領(lǐng)域的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。
四、泡沫玻璃推廣應(yīng)用中存在的問(wèn)題
1、缺乏開(kāi)拓新應(yīng)用領(lǐng)域的精神及成本居高不下。不少企業(yè)安于現(xiàn)狀,長(zhǎng)時(shí)間局限在石化行業(yè)內(nèi)發(fā)展,不積極去開(kāi)拓新的應(yīng)用領(lǐng)域,他們認(rèn)為建筑市場(chǎng)不成熟且售價(jià)偏低,對(duì)建筑保溫并不感興趣,都擠在化工行業(yè)惡性競(jìng)爭(zhēng);并且,目前泡沫玻璃售價(jià)達(dá)2000-3000元/m3的使用成本,如果用于建筑保溫售價(jià)超過(guò)1500元/m3,與EPS板材、聚苯顆粒砂漿相比,就很難有競(jìng)爭(zhēng)力;再者,因長(zhǎng)期的在小范圍內(nèi)固步自封,經(jīng)營(yíng)豐富的施工技術(shù)工人也十分缺乏;于是乎形成了一個(gè)生產(chǎn)規(guī)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(jié)能中順利推廣,有賴(lài)于經(jīng)濟(jì)上可以承受的先進(jìn)成熟的技術(shù),以及質(zhì)量合格、數(shù)量足夠的產(chǎn)品的支持。若以當(dāng)前泡沫玻璃的生產(chǎn)狀況,將嚴(yán)重影響了泡沫玻璃產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和提高。
2、缺乏建筑節(jié)能推廣應(yīng)用的法規(guī)體系和規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。目前泡沫玻璃的應(yīng)用技術(shù)沒(méi)有相應(yīng)國(guó)家或行業(yè)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn),大部門(mén)房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)商和設(shè)計(jì)院都不了解泡沫玻璃的性能;其次是我國(guó)雖已出臺(tái)了《中華人民共和國(guó)節(jié)約能源法》,但對(duì)建筑節(jié)能的規(guī)定有些籠統(tǒng),未制定對(duì)建筑節(jié)能的具體細(xì)則,因而建筑節(jié)能工作基本上處于無(wú)法可依的狀況。許多發(fā)達(dá)國(guó)家在上世紀(jì)七十年代“石油危機(jī)”之后,都相繼制定并實(shí)施了節(jié)能的專(zhuān)門(mén)法律,對(duì)民用建筑節(jié)能作了明確的規(guī)定。而且建筑節(jié)能與墻體材料革新工作分離,作為建筑節(jié)能的重點(diǎn)---圍護(hù)墻體,其管理體制就不順暢,從部委一級(jí)看,建筑節(jié)能的職能屬于建設(shè)部,而墻體材料革新工作則由國(guó)家發(fā)改委負(fù)責(zé)。在實(shí)際工作中,我們又缺乏建筑能耗數(shù)據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì),建筑節(jié)能的認(rèn)定、檢測(cè)和監(jiān)管體系并不健全。
3、缺乏對(duì)建筑節(jié)能的重要性和緊迫性的認(rèn)識(shí)。社會(huì)沒(méi)有認(rèn)識(shí)到建筑節(jié)能重要性,還不十分了解建筑節(jié)能會(huì)帶來(lái)多方面的巨大效益。其一,房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)商若給建筑充分考慮節(jié)能問(wèn)題,則一次性投資上肯定會(huì)增加,而開(kāi)發(fā)商在做能源技術(shù)項(xiàng)目的時(shí)候得到的利益卻不多,所以動(dòng)力不足。特別是在前些年房?jī)r(jià)上漲過(guò)快的情況下,投入或不投入是一個(gè)非常大的矛盾,不投入,從市場(chǎng)情況看,普通住宅也能賣(mài)到非常好的價(jià)格。對(duì)建筑節(jié)能的投入得不到購(gòu)房者的認(rèn)可,影響了對(duì)建筑節(jié)能投入的積極性;其二、普通消費(fèi)對(duì)房屋建筑的節(jié)能與否關(guān)注度不高。購(gòu)房人更關(guān)注的是區(qū)域地理位置或者戶(hù)型結(jié)構(gòu),甚至大面積落地窗或?qū)ν怙h窗等,以節(jié)能為美的價(jià)值遠(yuǎn)未建立。其三、建筑節(jié)能尚處于起步階段,如單純依靠建設(shè)單位自發(fā)的行為很難實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能目標(biāo)。為調(diào)動(dòng)各方的積極性,急需政府出臺(tái)相關(guān)的經(jīng)濟(jì)鼓勵(lì)政策,引導(dǎo)市場(chǎng),優(yōu)化資源配置,促進(jìn)建筑節(jié)能發(fā)展。國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家為促進(jìn)建筑節(jié)能工作的開(kāi)展采取了許多積極的政策措施,如德國(guó)、丹麥、波蘭等國(guó)家對(duì)舊有建筑節(jié)能改造提供大量財(cái)政補(bǔ)助;美國(guó)、日本、德國(guó)也對(duì)利用太陽(yáng)能的建筑實(shí)行財(cái)政補(bǔ)助。
結(jié)束語(yǔ),一座綠色節(jié)能建筑,對(duì)后人來(lái)說(shuō)是一筆巨大的財(cái)富;反之,則很可能是一個(gè)消耗能源的黑洞,一個(gè)長(zhǎng)期負(fù)擔(dān)的財(cái)務(wù)包袱。我們經(jīng)常重復(fù)歌德的名言“建筑是凝固的音樂(lè)”。這句話體現(xiàn)出建筑形式的魅力,是對(duì)一座建筑外在美的肯定。而建筑是否節(jié)能、環(huán)保,則是建筑內(nèi)在美的體現(xiàn)。只有做到了外在美與內(nèi)在美、形式美與內(nèi)容美的統(tǒng)一,才能成為一個(gè)符合科學(xué)發(fā)展觀要求、反映人類(lèi)文明進(jìn)步水平的優(yōu)秀建筑作品。這也是當(dāng)代建筑師們應(yīng)當(dāng)追求的目標(biāo)。面對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與資源環(huán)境矛盾日益加劇的新形勢(shì),廣大建筑從業(yè)者也應(yīng)以新的觀念審視自己的工作,在追求建筑美觀、舒適的同時(shí),把節(jié)能、環(huán)保放在更加重要的位置,共同推動(dòng)建筑業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。


