探讨泡沫玻璃在建筑节能上应用

2017-05-24 15:42:16 浙江南湖建设有限公司 阅读

随着我国建筑产业的快速发展,建筑节能问题日益受到重视,是可持续建筑的重要环节和主要内容。泡沫玻璃因密度小、强度高、导热系数小等物理性质,同时还具有的保温、防火、防水等功能,将逐渐在建筑行业特别是建筑节能上推广应用。

一、我国泡沫玻璃的特性和发展现状

泡沫玻璃是由碎玻璃、发泡剂、改性添加剂和发泡促进剂等原料经过细粉碎和均匀混合,再进行高温熔化发泡、退火而制成的无机非金属玻璃材料,它含有无数封闭气泡,气孔率可达90%以上,具有良好的化学稳定性,耐腐蚀性强,耐紫外线及热辐射性好,高温不分解,低温不变质,不氧化,不燃烧,无毒无污染,被誉为“不需更换的永久隔热材料”,也是燃烧性能为A级的保温材料。

我国对泡沫玻璃的开发相对较晚,起步于20世纪70年代中期,目前,其主要生产基地在浙江省嘉兴市秀洲区,占国内市场份额的80%以上,经过20多年的发展,几家龙头企业已经建立技术中心,并发挥了自主创新的作用,申报成功了多项国家专利,拥有了核心技术和知识产权,并直接出口东南亚、欧美和中东地区,其节能降耗、绿色环保的优良性能越来越显示出十分广阔的市场前景。在国内,泡沫玻璃已在石油化工行业上得到了成功应用,特别是广泛应用于石油乙烯和石化项目、LNG和LPG项目、火电脱硫装置、如大庆、燕山石化、齐鲁石化、扬子石化、辽河油田、锦西石化等;近年来,又成功应用到低温深冷、地下、易燃易潮、冷热交替等苛刻环境中,如青藏铁路、上海地铁、广州地铁等工程中,但这材料却鲜有在房屋建筑工程的节能中应用,而作为人类活动基本场所的建筑,其使用过程中所消耗的能量,在社会总能耗中占有很大的比例,长期以来人们只注重控制一次性建设投资,而没有综合考虑在使用过程中的经常性支出,特别是采暖与制冷所带来的能耗费用,提高房屋保温性能可以有效地改善居住条件,并且可以节省能源消耗,减少开支。因此,建筑节能是当前急需解决的重要任务之一。

二、我国现用几种建筑保温材料的比较板、膨胀珍珠岩制品、膨胀蛭石制品、泡沫塑料,尽管这些保温材料的热工性能都比较好,但也存在一些弊病。如岩棉吸水率很大,不吸水时,其导热系数较小,而一旦吸水后,其导热系数就会急剧增大,而且由于岩棉内部吸水,长时期不易蒸发,对建筑物的保温、隔热起负面作用。膨胀珍珠岩制品、膨胀蛭石制品的吸水率也都很大,而如果一个隔热材料在吸收潮气或水分后,它几乎就失去了隔热效果。泡沫塑料主要有聚苯板、聚氨酯板、聚乙烯板等,一般导热系数较低,但是膨胀系数比水泥或钢铁大得多,尺寸稳定性比较差,聚苯板和聚氨酯为5%,而泡沫玻璃为0.28%,用于建筑保温容易因热胀冷缩而开裂;其次,泡沫塑料与泡沫玻璃相比,防火性能较差,施工过程中容易引起火灾,也不能应用于防火要求较高部位。为此,在上海、沈阳等地发生几场火灾后,公安部发出公消【2011】65号文件,规定:“民用建筑外保温材料采用燃烧性能为A级的材料”;再者,泡沫塑料作为有机材料还存在老化和失效问题,而泡沫玻璃是不存在上述问题的保温材料,可恒久保持隔热性能。

三、泡沫玻璃在建筑节能应用方面的分析

据统计,我国建筑能耗占总能源消耗量的23.1%,而各类建筑物每年的采暖和制冷能耗又占总能耗的10%左右。我国房屋建筑的能量损失大致为墙体约占50%;屋面约占10%;门窗约占25%;地下室和地面约占15%。建筑材料工业协会发布的《2010年建筑节能目标与2020年建筑节能远景规划目标》阐明了到2020年我国建筑节能目标分两阶段完成,第一阶段到2010年止,全面启动建筑节能和推广绿色建筑,平均节能率达到50%已基本实现,而北京、天津等少数大城市率先实施节能率为65%的地方建筑节能标准。目前处在第二阶段-----2010~2020年,建立健全的建筑节能标准体系,编制出覆盖全国范围的配套的建筑节能设计、施工、运行和检测标准,以及与之相适应的建筑材料、设备及系统标准,用于新建和改造居住和公共建筑,包括采暖、空调、照明、热水及家用电器等能耗在内。所有建筑节能标准将得到全面实施。这10年间平均节能率要达到65%,东部地区要达到更高的标准。这意味着建筑节能材料市场今后相当一段时间内都将需求大量性能优良、节能效果显著的产品。数据显示建筑节能的首要任务在于墙体和屋面节能,因此,提高建筑物墙体和屋面绝热性能是降低建筑能耗的关键。泡沫玻璃以其优异的性能,不仅适合建筑墙体、地下室的保温,而且也适合屋面保温,其利用碎玻璃发泡而成,变废为宝,集保温与环保于一身,是一种很有发展前途的新型保温节能材料。现我国城镇居民住宅建筑竣工面积,再加上其它公共建筑,总建筑竣工面积将达到上百亿平方米以上,这样大规模的房屋建筑,墙体材料占建筑材料的70%左右,再加上很多建筑在使用寿命期内,因为屋顶的保温效果下降需要改造和翻新,其需求量可想而知。目前,泡沫玻璃已被列入国家重点推广和发展的新型建材目录。泡沫玻璃建筑保温材料已被编入建筑屋顶面和外墙外保温建筑标准图集,为泡沫玻璃在建筑保温节能领域的应用奠定了基础。

四、泡沫玻璃推广应用中存在的问题

1、缺乏开拓新应用领域的精神及成本居高不下。不少企业安于现状,长时间局限在石化行业内发展,不积极去开拓新的应用领域,他们认为建筑市场不成熟且售价偏低,对建筑保温并不感兴趣,都挤在化工行业恶性竞争;并且,目前泡沫玻璃售价达2000-3000元/m³的使用成本,如果用于建筑保温售价超过1500元/m³,与EPS板材、聚苯颗粒砂浆相比,就很难有竞争力;再者,因长期的在小范围内固步自封,经营丰富的施工技术工人也十分缺乏;于是乎形成了一个生产规模小→成本高→使用单位少→需要量少的怪圈。泡沫玻璃要在建筑节能中顺利推广,有赖于经济上可以承受的先进成熟的技术,以及质量合格、数量足够的产品的支持。若以当前泡沫玻璃的生产状况,将严重影响了泡沫玻璃产业的发展和提高。

2、缺乏建筑节能推广应用的法规体系和规范标准。目前泡沫玻璃的应用技术没有相应国家或行业规范标准,大部门房地产开发商和设计院都不了解泡沫玻璃的性能;其次是我国虽已出台了《中华人民共和国节约能源法》,但对建筑节能的规定有些笼统,未制定对建筑节能的具体细则,因而建筑节能工作基本上处于无法可依的状况。许多发达国家在上世纪七十年代“石油危机”之后,都相继制定并实施了节能的专门法律,对民用建筑节能作了明确的规定。而且建筑节能与墙体材料革新工作分离,作为建筑节能的重点---围护墙体,其管理体制就不顺畅,从部委一级看,建筑节能的职能属于建设部,而墙体材料革新工作则由国家发改委负责。在实际工作中,我们又缺乏建筑能耗数据调查统计,建筑节能的认定、检测和监管体系并不健全。

3、缺乏对建筑节能的重要性和紧迫性的认识。社会没有认识到建筑节能重要性,还不十分了解建筑节能会带来多方面的巨大效益。其一,房地产开发商若给建筑充分考虑节能问题,则一次性投资上肯定会增加,而开发商在做能源技术项目的时候得到的利益却不多,所以动力不足。特别是在前些年房价上涨过快的情况下,投入或不投入是一个非常大的矛盾,不投入,从市场情况看,普通住宅也能卖到非常好的价格。对建筑节能的投入得不到购房者的认可,影响了对建筑节能投入的积极性;其二、普通消费对房屋建筑的节能与否关注度不高。购房人更关注的是区域地理位置或者户型结构,甚至大面积落地窗或对外飘窗等,以节能为美的价值远未建立。其三、建筑节能尚处于起步阶段,如单纯依靠建设单位自发的行为很难实现建筑节能目标。为调动各方的积极性,急需政府出台相关的经济鼓励政策,引导市场,优化资源配置,促进建筑节能发展。国外发达国家为促进建筑节能工作的开展采取了许多积极的政策措施,如德国、丹麦、波兰等国家对旧有建筑节能改造提供大量财政补助;美国、日本、德国也对利用太阳能的建筑实行财政补助。

结束语,一座绿色节能建筑,对后人来说是一笔巨大的财富;反之,则很可能是一个消耗能源的黑洞,一个长期负担的财务包袱。我们经常重复歌德的名言“建筑是凝固的音乐”。这句话体现出建筑形式的魅力,是对一座建筑外在美的肯定。而建筑是否节能、环保,则是建筑内在美的体现。只有做到了外在美与内在美、形式美与内容美的统一,才能成为一个符合科学发展观要求、反映人类文明进步水平的优秀建筑作品。这也是当代建筑师们应当追求的目标。面对经济发展与资源环境矛盾日益加剧的新形势,广大建筑从业者也应以新的观念审视自己的工作,在追求建筑美观、舒适的同时,把节能、环保放在更加重要的位置,共同推动建筑业实现可持续发展。