環(huán)保建材在綠色建筑設計中的應用*

梁新平

(華林中創(chuàng)建筑規(guī)劃設計有限公司 太原 030000)

研究環(huán)保建材在綠色建筑設計中的應用,需明確環(huán)保建材的基本含義、特征,其后結合綠色建筑設計要求、規(guī)范、標準等實現(xiàn)環(huán)保建材的深化使用,體現(xiàn)環(huán)保建材價值,發(fā)揮環(huán)保建材在綠色建筑設計中的作用,并關注環(huán)保建材在設計、使用過程中的具體成效,以此為基礎來調(diào)整各項環(huán)保建材的使用方式,以此來解決以往普通建材在使用時可能出現(xiàn)的問題,提升綠色建筑設計成效。

1 環(huán)保建材概述

環(huán)保建材,多指綠色材料,其基本概念是:材料在生產(chǎn)、存儲、使用時不會對環(huán)境、人們健康產(chǎn)生危害的材料才可稱為環(huán)保建材。其具體特征包括以下數(shù)點:①低能耗。低能耗指的是相對傳統(tǒng)建材而言,可有效控制綠色建筑使用過程中的能耗問題,并提升各項能源的使用效率,規(guī)避不必要的能源浪費,為綠色建筑的經(jīng)濟化運行奠定基礎;②循環(huán)利用。環(huán)保建材多可拆卸、重復利用,且形成的建筑垃圾、余料等可進一步加工使用,利于減少建材浪費,實現(xiàn)綠色建筑長遠發(fā)展;③除了上述特征外,大多環(huán)保建材在使用時具備獨特的優(yōu)勢,以鋼骨架輕型板來說,其自重輕、強度高、防腐久、抗風壓、防火高、保溫好、抗?jié)B嚴、抗震墻、泄爆佳、配套強、觀感好,對比普通建材來說,有著比較明顯的使用優(yōu)勢[1]。

2 環(huán)保建材在綠色建筑設計中的應用

從以下數(shù)個方面來分析環(huán)保建材的具體應用

2.1 遵循環(huán)保建材應用標準

在選擇新型環(huán)保建材時,應充分考量建筑當?shù)氐沫h(huán)境、氣候、資源,并結合建筑功能需求,優(yōu)選新型建筑材料?？蓮囊韵聰?shù)點加以把握:

(1)以人為本。指的是綜合考慮人在建筑中的具體體驗。以建筑外墻來說,可結合人體具體舒適度要求,搭建材料最好、體系最優(yōu)、安全又節(jié)能的巖棉外墻保溫系統(tǒng)采用粘結砂漿和耐堿玻纖網(wǎng)格布相結合將巖棉板固定在外墻上,然后用錨栓機械固定,最后再外掛耐堿玻纖網(wǎng)格布并抹抹面砂漿,表面形成增強抹面層,墻體由內(nèi)而外結構如下圖1所示,其中1指的是外墻基層(砌體、混凝土);2代表的是找平層(聚合物水泥砂漿)+防水層(聚合物防水砂漿);3代表的是粘結層(粘結砂漿);4代表的是保溫層(抹面砂漿+耐堿玻纖網(wǎng)格布);5代表的是錨栓;6代表的是抹面層(抹面砂漿+耐堿玻纖網(wǎng)格布);7代表的是裝飾層,七層保護可達到有效的保溫、保暖作用,且皆用的是環(huán)保建材,效果良好[2]。

圖1 外墻環(huán)保設計圖

(2)因地制宜。因地制宜,實現(xiàn)環(huán)保建材在綠色建筑設計中的靈活使用,強調(diào)的是就地取材,以此來減少環(huán)保建材在運輸形成的能量損耗,降低對環(huán)境的影響,并為當?shù)靥峁└嗟木蜆I(yè)機制,但若是當?shù)丨h(huán)保建材品種、生產(chǎn)質(zhì)量有限時,會形成較大的局限性。在就地取材時,需注意以下問題:

(1)了解綠色建筑設計所需環(huán)保建材的時間、類型、數(shù)量等,為后續(xù)環(huán)保建材使用做好準備。

(2)計算所用環(huán)保建材中本地材料所占比例,其中本地環(huán)保建材比例a可按照以下方式來計算:a=生產(chǎn)的距離建筑施工現(xiàn)場不超過500 km 的環(huán)保建材/建筑施工材料總量×100%。通過就地取材,降低能源損耗,實現(xiàn)綠色建筑設計,突出建筑特色,對于建筑的長遠發(fā)展來說比較有效[3]。

2.2 建筑再利用

對建筑再利用,以此來降低對新環(huán)保建材的需求,減少固體廢棄物的產(chǎn)生,并在保護臨近街道、社區(qū)方面有著較大的優(yōu)勢。建筑再利用,需注意以下要點:

(1)對保留的綠色建筑結構進行再評估,在展開建筑設計時,調(diào)整用戶需求、使用模式,盡量利用當前綠色建筑現(xiàn)有的內(nèi)部空間、結構進行分隔布局。

(2)在進行綠色建筑結構設計、環(huán)保建材選擇時,應考慮城市發(fā)展要求、使用壽命限制、功能要求變化等,以此來實現(xiàn)材料的循環(huán)使用、再利用。

(3)制定可再利用綠色建筑物標準,達到標準的建筑都可在一定程度上保留原有結構,并將其應用在新的建筑建設開發(fā)中,主要涉及以下建筑:經(jīng)過經(jīng)濟改造,符合現(xiàn)行防火規(guī)范、抗震規(guī)范與其他國家、行業(yè)規(guī)范;處于規(guī)劃地塊位置;層高、框架滿足當前使用標準;盡管建筑材料測試時發(fā)現(xiàn)鉛、石棉等放射性物質(zhì)或者對環(huán)境有害的物質(zhì),但在較為經(jīng)濟的條件下可有效消除;具備保留意義或者特殊歷史的建筑。

(4)在建筑再利用時,應考慮建筑本身的年限、強度、使用性能、舒適度等,再考慮其與環(huán)保建材的結合程度,以此來選擇適宜的保留內(nèi)容,發(fā)揮出環(huán)保建材的最大效能,從根本上提升綠色建筑各個方面的性能標準,推動綠色建筑的長遠發(fā)展。

2.3 廢棄物再使用

實現(xiàn)廢棄物再使用,可避免廢棄物過多產(chǎn)生,保護自然資源,且一些廢棄材料中的歷史價值是當前新材料中所不具備的,在費用投資上,對比使用新材料,可節(jié)約50%～90%費用,但在有用廢棄物發(fā)現(xiàn)、準備、安裝時會耗費更多的時間,用于重新加工、組裝等。在廢棄物再使用方面,需注意以下問題:

(1)一些景觀材料、建筑材料可再次使用,包括重木板材、設備、砌塊、金屬制品、管道系統(tǒng)、門窗、五金器具等,要實現(xiàn)這些環(huán)保建材的使用,需將其提前分揀出來,且在初期階段的概念設計至后續(xù)的施工過程中都需要對其加以仔細考慮,避免其與整體綠色建筑的風格、使用性能等產(chǎn)生沖突,保證這部分環(huán)保建材的使用效果[4]。

(2)部分建筑施工、拆除、場地清理時形成的廢棄物亦可加以分離,當作可回收材料進行簡單加工,再次應用到生產(chǎn)中,這部分回收物包括石膏板、玻璃、塑料、干凈整木、飲料罐、瀝青、混凝土砌塊、金屬、紙板等,在建筑廢棄物回收時,為保證回收率,應挑選一部分經(jīng)驗豐富、專業(yè)水平過關的人來完成材料收集,避免收集到過多不可利用或者利用程度較低的廢棄物,影響施工進度、質(zhì)量。

(3)在廢棄物回收、利用時應形成規(guī)范的、有規(guī)劃的管理過程,包括引入具備許可證的廢物處理設備、回收運輸機,保證效率;制定廢品拆毀、處理、回收計劃,形成完整的廢物處理、回收、再利用流程;最后在廢棄物環(huán)保型材利用時應對其進行層層檢驗、檢查,保證其質(zhì)量達到應用標準。

2.4 建筑材料循環(huán)利用

在綠色建筑設計時實現(xiàn)環(huán)保建材的循環(huán)利用,可在一定程度上增加含回收物質(zhì)建筑產(chǎn)品使用量,避免因過多提煉新材料可能形成的負面影響,起到保護自然資源,減少污染物、廢棄物出現(xiàn)的作用。雖然前期投入過多環(huán)保建材可能會增加成本,但就綜合、長遠前景分析,經(jīng)濟效益明顯,可從以下多個方面入手:

(1)盡可能提高具備回收物質(zhì)成分環(huán)保建材在建筑整體材料中的比例,以此來保證建筑本身的環(huán)保性、可持續(xù)發(fā)展性,但是也需考慮建筑的成本投入、整體架構、施工水平等,確保環(huán)保建材的融入不會對建筑產(chǎn)生負面影響。

(2)明確可回收物質(zhì)成分的建筑產(chǎn)品,主要涉及砂礫鋪砌系統(tǒng)、草地、結構鋼、鋼筋、混凝土、水泥、瓷磚、地毯、保溫材料、頂棚材料、隔墻、墻體等,亦可結合建筑工程的實際情況來融入對應的環(huán)保建材,從而實現(xiàn)其有效的循環(huán)利用[5]。

2.5 環(huán)保建材取材多樣化

環(huán)保建材在生產(chǎn)設計階段即定義為:通過清潔生產(chǎn)技術,盡量避免使用或者少使用天然能源、資源,大量使用城市或者工業(yè)固體廢棄物生產(chǎn)的無放射性、無污染、無毒害等且利于人體健康、環(huán)境保護的建筑材料,故而在進行建筑材料選擇時,應突出多樣化特征,考慮到環(huán)保建材帶來的利好,在建筑設計階段即將各項材料的特性、使用性能考慮在內(nèi),從而以適宜的環(huán)保建材來取代傳統(tǒng)的建材,達到環(huán)保、綠色的建筑建設目的。

從以下數(shù)點舉例分析:以混凝土空心砌塊、礦渣粉、粉煤灰等材料來進行墻體建設;以礦渣粉、粉煤灰等工業(yè)廢料逐步代替水泥,以此來減少自然能源、資源的損耗,降低二氧化碳排放,其中混凝土空心砌塊是當前建筑結構砌塊的核心品種。由部分建筑廢料、河砂、水泥等作為原料進行砌塊磚生產(chǎn),生產(chǎn)工藝成熟、制取方便、砌磚簡單,可迅速得到大規(guī)模、廣范圍應用;此外可選擇速生木材為基礎加工制作新木材,以此來保留傳統(tǒng)木材調(diào)溫、隔熱的自然屬性,又可以解決傳統(tǒng)木材使用時展示的自然缺陷,提升木材藝術感,使其顏色、紋理更符合當前的審美,裝飾性能凸顯。

2.6 環(huán)保建材在綠色建筑設計中的應用實例分析

針對環(huán)保建材在綠色建筑設計中的合理應用,應關注設計方案本身的有效性,體現(xiàn)設計方案與環(huán)保建材的結合度,以此來發(fā)揮出環(huán)保建材的最大價值,從以下數(shù)點舉例分析:

(1)GRC 應用。GRC,即Glass fiber Reinforced Concrete,意思是玻璃纖維增強混凝土,其是在抗堿玻璃纖維中加入適量低堿水泥砂漿,在硬化后形成強度較高的復合物,該種材料抗老化、強度高、質(zhì)量輕、耐水濕,加工方便、施工快捷、造價低,可應用在建筑屋頂花園、室內(nèi)外結構中,并可加工為各種類型的復雜形體,與建筑水景、植物等配搭,提升景物的表現(xiàn)力,更具變化性,最重要的是環(huán)保特性十足,可取代真石材。

(2)新型巖棉材料應用。分析新型巖棉材料的特性來說,其同樣可在綠色建筑設計中發(fā)揮關鍵作用,如其本身的耐久性,可維系建筑各個區(qū)域保溫結構穩(wěn)定性,并在抗壓強度、透氣性等方面表現(xiàn)出理想價值,改進以往建筑隔音不強、抗火災能力弱等問題[6]。

(3)節(jié)能玻璃。當前階段應用比較廣泛的節(jié)能玻璃主要包括熱鏡中空玻璃、低輻射玻璃、Low-E玻璃等,以熱鏡中空玻璃來說,其將低輻射塑料薄膜張懸在兩片玻璃之間形成的雙中空玻璃結構,選擇具備對應光學性能的薄膜來達到對應的需求標準,其技術指標如下:k值1.24,普通中空玻璃背溫達到51℃,熱鏡背溫為23℃,并具備以下性能:防結霜、陽光控制、高透光率、高效屏蔽紫外線、高效隔音、有效節(jié)約能源,主要適用于對節(jié)能環(huán)保、溫度控制等要求較高的建筑,比如室內(nèi)滑雪場、游泳館等

3 結語

綜上,文章就環(huán)保建材在綠色建筑設計中的應用進行了論述與分析,強調(diào)了其重要性與必要性,建議給予其足夠的重視,分析其應用優(yōu)勢與不足,發(fā)揚優(yōu)勢的同時,針對具體的不足提出建設性意見,制定對應的解決方案,凸顯環(huán)保建材價值與使用效果,以此來提升建筑整體質(zhì)量、環(huán)保性、居住體驗等,這對于綠色建筑的長遠發(fā)展來說至關重要。