建筑材料分析報告課件

建筑材料一、建筑耗能

當前，我國的建筑能耗巨大，其消耗已占社會終端總能耗的30%，并且隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展而不斷上升，這個數(shù)字已經(jīng)超過發(fā)達國家建筑能耗的水平。因此，建筑能耗成為阻礙我國經(jīng)濟發(fā)展的因素。目前，我國的節(jié)能建筑面積與已建房屋面積相比還很少，這樣就潛藏著巨大的能源消耗問題。如由于我國的高耗能建筑面積十分龐大，導致了取暖用煤費用多消費資金上百億，也就排放了更多的二氧化碳，污染了生態(tài)環(huán)境。由此，我國為減少能源的消耗，開展了更多的建筑節(jié)能設計。我國的建筑節(jié)能水平還落后于發(fā)達國家，需要降低采暖能耗指標。新型建筑節(jié)能材料的種類建筑節(jié)能材料主要包括以下幾種?！さ谝环N是新型節(jié)能墻體材料，其原料是各種工業(yè)廢渣，這種材料替代了實心磚?！さ诙N是新型化學節(jié)能建材，主要是優(yōu)質塑鋼門窗及復合塑料管道，實現(xiàn)了對木材和鋼材的替代?！さ谌N是玻璃鋼，其功能特點具有保溫、隔熱、靜音功能。（一）粉煤灰我國火力發(fā)電廠每年產(chǎn)生了大量的粉煤灰，它是工業(yè)垃圾，能夠污染生態(tài)環(huán)境。為了有效處置粉煤灰，可以將其應用于建材。利用粉煤灰代替部分黏土制作燒結磚、空心磚、墻地磚以及粉煤灰燒結陶粒等，發(fā)展成新型環(huán)保節(jié)能建筑材料。這樣就能夠利用粉煤灰為建筑原料，有效節(jié)約垃圾占用的土地資源。（二）玻璃鋼玻璃鋼作為建筑環(huán)保節(jié)能材料具有以下優(yōu)點：輕質高強、力學性能好、抗疲勞性能及減振性能好。玻璃鋼耐化學藥品性、隔音性能好、良好的熱性能等。玻璃鋼在建筑中的應用主要有玻璃鋼管和玻璃鋼門窗兩大類。這種環(huán)保節(jié)能材料可以降低能耗，減少施工費用。（三）石膏及巖棉建材石膏具有節(jié)能和環(huán)保的特性，在建筑施工中得到了廣泛應用。石膏建材的生產(chǎn)能耗比較低，這樣就大大節(jié)約能源，石膏建材具有可循環(huán)使用性，不好產(chǎn)生建筑垃圾，并且石膏建材無毒無害，具有良好的耐熱、耐火性。

巖棉保溫制品主要包括巖棉板、巖棉玻璃布縫氈、巖棉保溫條等。這些建筑材料具有不燃、無毒、容重小、導熱系數(shù)小，使用溫度高，經(jīng)久耐用等優(yōu)點。巖棉保溫制品的制作原材料豐富，而且成本低，促使其在建筑外墻上廣泛應用。（四）納米材料科研人員將納米微膠囊相變材料研制成新型的環(huán)保節(jié)能型建筑材料，這種材料具有殺毒滅菌，消除有害氣體，因此能夠改善室內空氣品質，節(jié)約空調的能耗，納米材料在恒溫狀態(tài)下進行吸熱或放熱，有效地保持室內環(huán)境的恒溫，降低能量的損耗，實現(xiàn)了建筑節(jié)能的目的。二、污染

隨著工業(yè)化、城市化進程的不斷推進,人們的絕大部分時間是在室內度過,室內環(huán)境質量對人們身心健康有著越來越重要的作用,因而室內環(huán)境質量受到了越來越多的關注。同時我國也正不斷完善一系列的政策、法律法規(guī),以加強對室內空氣質量的檢測管理,但由于不符合標準的建筑材料的存在以及其他原因,室內環(huán)境污染仍威脅著人們的健康。

1室內環(huán)境污染的來源

目前,根據(jù)《民用建筑工程室內環(huán)境污染控制規(guī)范》GB50325-2001的規(guī)定,民用建筑工程竣工驗收前必須進行室內環(huán)境質量檢測,檢測項目是規(guī)范規(guī)定的5項主要污染物:甲醛、氨、氡、苯、TVOC。

1.1甲醛

(1)用作室內裝飾的膠合板、細木工板、中密度纖維板等人造板材。因為大部分生產(chǎn)人造板使用的膠粘劑,是以甲醛為主要成分的脲醛樹脂,板材中殘留的和未參與反應的甲醛會逐漸向周圍環(huán)境釋放,是形成室內空氣中甲醛的主體。

(2)用人造板制造的家具。一些廠家為了追求利潤,使用不合格的板材,在粘接貼面材料時再使用劣質膠水,制造工藝不規(guī)范。

(3)含有甲醛成分并有可能向外界散發(fā)的其他各類裝飾材料。比如:墻紙、化纖地毯、泡沫塑料、油漆和涂料等。

1.4氯氣

氡是由鐳衰變產(chǎn)生的自然界唯一的天然放射性惰性氣體,無色無味。氡的分布很廣,室內氡的來源主要有以下幾個方面:

(1)建筑材料是室內氡的最主要來源。如花崗巖、磚、砂、水泥及石膏之類,特別是含有放射性元素的天然石材,易釋放出氡。

(2)在地層深處含有鈾、鐳、釷的土壤和巖石中,人們可以發(fā)現(xiàn)高濃度的氡。這些氡可以通過地層斷裂帶,進入土壤和大氣層,建筑物建在上面,氡就會沿著地面的裂縫擴散到室內。

1.5TVOC

揮發(fā)性有機物,常用VOC表示,有時也用總揮發(fā)性有機物TVOC來表示。TVOC是空氣中3種有機污染物(多環(huán)芳烴、揮發(fā)性有機物和醛類化合物)中影響較為嚴重的一種。TVOC的主要成分有:烴類、鹵代烴、氧烴和氮烴,它包括:苯系物、有機氯化物、氟里昂系列、有機酮、胺、醇、醚、酯、酸和石油烴化合物等,主要來源于以下方面:在室內VOC主要來自燃煤和天然氣等的燃燒產(chǎn)物以及吸煙、采暖和烹調等的煙霧,建筑和裝飾材料、家具、家用電器、清潔劑和人體本身的排放等。

在室內裝飾過程中,VOC主要來自油漆、涂料和膠粘劑等建筑材料。檢測TVOC的技術設備條件要求較高,通常都采用氣相色譜法,但也有采傅里葉變換紅外光譜法、熒光光譜法、離子色譜法和反射干涉光譜法等。室內VOC濃渡在0.16～0.3mg/m3時,對人體健康基本無害,但在裝修中往往要超過,特別是不當?shù)难b修。

2造成室內環(huán)境污染的因素

(1)有些生產(chǎn)企業(yè)受利益驅動,不執(zhí)行有害物質限量標準,仍制造銷售假冒偽劣建材、國家明令淘汰的危害人身安全健康和污染環(huán)境的建筑裝飾材料,而市場行為不規(guī)范,監(jiān)管體系不健全,給了劣質有害建材可乘之機。

(2)檢測手段不完善,使超標材料用于工程。建筑工程室內環(huán)境質量監(jiān)控手段已趨于完善,而對進入施工現(xiàn)場的建筑材料和裝飾材料的監(jiān)督檢查措施,主要是按規(guī)范要求對有環(huán)保性能要求的裝飾材料查驗環(huán)保指標檢測報告,缺乏對無機建材放射性的檢測和裝飾裝修材料有害物質限量的復試手段。(3)設計缺乏環(huán)保意識,施工方案不合理。目前,裝飾裝修設計人員整體素質不高,設計缺乏環(huán)保意識,材料搭配、通風等缺少周全考慮。施工企業(yè)制定施工方案和選擇施工工藝幾乎不考慮室內環(huán)境的影響,操作不按規(guī)范執(zhí)行。

(4)工期緊張,污染物揮發(fā)時間短。不給室內環(huán)境污染物足夠的揮發(fā)時間就要求檢測,對正確評判工程室內環(huán)境污染狀況帶來干擾。

(5)對于家庭裝修,老百姓環(huán)保知識缺乏,對室內環(huán)境污染認識不足,易受不法建材商的蒙蔽。

3對策和措施

根據(jù)目前建筑裝飾裝材料產(chǎn)品環(huán)保情況和建筑工程室內環(huán)境質量現(xiàn)狀,為切實控制裝飾裝修材料有害物質限量,凈化市場環(huán)境,提高室內環(huán)境質量,須采取以下對策和措施:

(1)生產(chǎn)領域:各級質量技術監(jiān)督部門應把各種建筑材料的環(huán)保性能作為一項重要內容落實到產(chǎn)品質量管理中去,實行生產(chǎn)許可制度,對生產(chǎn)假冒低劣有害建材的企業(yè)應追根溯源,加大懲處的力度;流通領域:各級工商、質量技術監(jiān)督部門應進一步加大聯(lián)合執(zhí)法,對攤位式建材批發(fā)市場應加大監(jiān)督抽查的頻度和力度;

使用領域:建立準入和清出制度,凡進入市場的業(yè)主應進行資格審查,建立誠信檔案,銷售的建筑材料產(chǎn)品應檢測合格后方可銷售。

(2)建立和完善工程監(jiān)管體系,建立和完善無機建材放射性和裝飾裝修材料有害物質限量的檢測手段和方法。

(3)室內裝飾設計必須貫徹“以人為本”的原則,提高設計人員素質,提高設計圖紙審查質量,將環(huán)境指標控制列入圖紙審查內容。規(guī)范施工隊伍,加大施工資質審查力度,推廣新技術新工藝。

(4)樣板領路。當室內裝修多次重復使用同一設計時,宜先作樣板間,并對樣板間室內環(huán)境質量進行檢測,檢測合格后再進行其他部分的裝修施工。

三、建筑循環(huán)再生

建筑活動是人類對自然資源和環(huán)境影響最大的活動之一。一座座建筑的崛起消耗了無數(shù)資源，在此過程中，不只在建材生產(chǎn)階段產(chǎn)生高污染，整個營建過程及拆除階段造成的污染也非常嚴重，人們希望能控制建筑對環(huán)境的無序索取以及無節(jié)制的破壞，這就需要針對建筑從最初的原料生產(chǎn)到隨后的施工、運營及最終的拆除的整個過程都要有清晰的認識，由此便產(chǎn)生了建筑生命周期的概念。建筑循環(huán)再生的模式根據(jù)建筑生命周期的觀點，建筑系統(tǒng)內部及其與整體環(huán)境之間的物質的流動（materialflow）一般而言存在循環(huán)的現(xiàn)象。建筑循環(huán)再生的研究對象不是物質及其系統(tǒng)的單次循環(huán)，而是建筑系統(tǒng)連續(xù)經(jīng)歷兩個或幾個單次循環(huán)的過程及特點。

建筑的循環(huán)再生有兩類，一是建筑與自然之間的循環(huán)，二是建筑系統(tǒng)內部的循環(huán)。1．建筑與自然之間的循環(huán)

建筑與自然之間的循環(huán)實質就是一種“利用——廢棄”的物質單向流動過程，在此循環(huán)中，建筑系統(tǒng)從自然界得到資源能源，經(jīng)過生命周期各個環(huán)節(jié)后，以廢棄物的形式成為建筑系統(tǒng)對環(huán)境系統(tǒng)輸出的一個組成部分。建筑需求量越大，自然界的資源能源消耗量就越大；而在建筑使用壽命終結之后，又會造成建筑廢棄物數(shù)量不斷增加，導致自然承載力的不斷下降。這是個正反饋的過程，建筑量隨時間的增長會使物質能量交換的趨勢加強，具有自我強化的效果。三、建筑循環(huán)再生的策略就整體而言，理論上的循環(huán)模式有上述兩種，目前相應的常用的循環(huán)再生策略如下：1．材料循環(huán)再生“材料循環(huán)再生”系將構件生產(chǎn)過程中的剩余材料或拆除后的廢料，經(jīng)過拆解、整修、維護、更動與裝修等處理，使其滿足新的使用需求。此類循環(huán)可分為“材料同用途循環(huán)再生”和“材料不同用途循環(huán)再生”。“回收”的三種方式中，“直接回收”基本上是指保留成品的形式，即獨立的元素不須拆解成構件即可再用；“改裝”則須作局部拆解，以半成品或構件的形式回收，此時可作替換重組或變形重組的加工，然后再利用；“再生”是將全部構造拆解還原成材料，如原料般重新制造。因此，回收路線愈長（即回收深度愈深），拆解程度愈細“再利用”是指反循環(huán)后的再次正向物質流動，涵蓋了各種回收方式所得的資源的再使用方式。值得注意的是，再利用的方式不一定比照原來的模式，可改作他用?！皬U棄”是指以目前的技術與條件尚無法回收再利用的報廢物，一般以焚化、堆肥或掩埋等方式解決。從物質循環(huán)的角度而言，這部分的物質將流失，使循環(huán)回路出現(xiàn)缺口。可持續(xù)的物質流動應是封閉的循環(huán)回路?！安牧贤猛狙h(huán)再生”是使用過的材料經(jīng)循環(huán)再生后再利用于相同功能的用途。如原有磚石重新壘砌、重新鑲嵌的玻璃、使用拆卸所得的型鋼組成新的結構等，在貝丁頓生態(tài)村項目（BedZED）的室內石膏板隔墻中就使用了54000個規(guī)格50mm×100mm和75mm×100mm的回收木材作為木壁柱以減少新木材的使用。這些回收的隔墻木壁柱既不用作結構性支撐，也不暴露在室內。它一旦安裝就是不可見的，因此不需要任何打磨、分類或耐久性處理。從循環(huán)再生角度來看，這種回收的木材比新木材便宜得多，減少了資源的耗費，同時對環(huán)境產(chǎn)生的影響也遠小于新的木壁柱?！安牧喜煌猛狙h(huán)再生”是使用過的材料經(jīng)循環(huán)再生后用于不同功能。在此又可細分為“材料性不同用途循環(huán)再生”及“能源性不同用途循環(huán)再生”。材料性不同用途循環(huán)再生，如結構性廢木經(jīng)碎化處理后再制為粒片板、纖維板，或者高爐渣、粉塵、煙道去硫設施所生產(chǎn)的石膏、硅灰、鍋爐砂等原本非建筑用材經(jīng)再生處理后作為建材或其添加料；而能源式不同用途循環(huán)再生則是燃燒未經(jīng)有害涂膜處理的廢木材取得熱能。在眾多建筑材料中，礦物類質材的循環(huán)因其產(chǎn)量占營建、拆除廢棄物之比例極高，因此相對于金屬、塑料、木材等建材的材料循環(huán)，其重要性也高。在目前的技術背景下，回收的二次礦物質建材大部分用于道路工程，僅少部分用作混凝土的骨材，乃至建筑結構用材。2．構件循環(huán)再生

所謂“構件循環(huán)再生”指將使用中或使用后之建筑構件，經(jīng)非破壞性拆解及適當?shù)恼蕖⒕S護措施后，保留原始構件的形態(tài)，以行使“相同功能”或“不同功能”的方式再利用于新的使用狀況。此類循環(huán)因所需耗用的原生資源以及所產(chǎn)生之環(huán)境沖擊最小，所以被視為最高等級的循環(huán)方式。“構件同用途循環(huán)再生”是使用過的建筑構件再利用于相同功能的用途。如原有鋼柱鋼梁經(jīng)拆卸后再用為柱梁構件。在貝丁頓生態(tài)村（BedZED）項目中，使用了當?shù)鼗厥盏匿摻Y構框架，在拆除的建筑中直接回收利用，以創(chuàng)造可靈活運用之大跨度空間。此外，從圖關于新鋼材和回收鋼材的生態(tài)指數(shù)比較可以看出，兩者的環(huán)境影響有實質上的不同?？梢?，盡管鋼材的循環(huán)再生比例很高，但它仍然極其耗能，因此仍應避免過多使用。不過，在需要大跨度的地方，使用鋼材仍是不二選擇。