環保建材在綠色建筑設計中的應用*

梁新平

(華林中創建筑規劃設計有限公司 太原 030000)

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

1 環保建材概述

環保建材,多指綠色材料,其基本概念是:材料在生產、存儲、使用時不會對環境、人們健康產生危害的材料才可稱為環保建材。其具體特征包括以下數點:①低能耗。低能耗指的是相對傳統建材而言,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,規避不必要的能源浪費,為綠色建筑的經濟化運行奠定基礎;②循環利用。環保建材多可拆卸、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,實現綠色建筑長遠發展;③除了上述特征外,大多環保建材在使用時具備獨特的優勢,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、抗滲嚴、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勢[1]。

2 環保建材在綠色建筑設計中的應用

從以下數個方面來分析環保建材的具體應用

2.1 遵循環保建材應用標準

在選擇新型環保建材時,應充分考量建筑當地的環境、氣候、資源,并結合建筑功能需求,優選新型建筑材料。可從以下數點加以把握:

(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、安全又節能的巖棉外墻保溫系統采用粘結砂漿和耐堿玻纖網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格布并抹抹面砂漿,表面形成增強抹面層,墻體由內而外結構如下圖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,且皆用的是環保建材,效果良好[2]。

圖1 外墻環保設計圖

(2)因地制宜。因地制宜,實現環保建材在綠色建筑設計中的靈活使用,強調的是就地取材,以此來減少環保建材在運輸形成的能量損耗,降低對環境的影響,并為當地提供更多的就業機制,但若是當地環保建材品種、生產質量有限時,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保建材的時間、類型、數量等,為后續環保建材使用做好準備。

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

2.2 建筑再利用

對建筑再利用,以此來降低對新環保建材的需求,減少固體廢棄物的產生,并在保護臨近街道、社區方面有著較大的優勢。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,調整用戶需求、使用模式,盡量利用當前綠色建筑現有的內部空間、結構進行分隔布局。

(2)在進行綠色建筑結構設計、環保建材選擇時,應考慮城市發展要求、使用壽命限制、功能要求變化等,以此來實現材料的循環使用、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中,主要涉及以下建筑:經過經濟改造,符合現行防火規范、抗震規范與其他國家、行業規范;處于規劃地塊位置;層高、框架滿足當前使用標準;盡管建筑材料測試時發現鉛、石棉等放射性物質或者對環境有害的物質,但在較為經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,再考慮其與環保建材的結合程度,以此來選擇適宜的保留內容,發揮出環保建材的最大效能,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展。

2.3 廢棄物再使用

實現廢棄物再使用,可避免廢棄物過多產生,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,可節約50%～90%費用,但在有用廢棄物發現、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、門窗、五金器具等,要實現這些環保建材的使用,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、使用性能等產生沖突,保證這部分環保建材的使用效果[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,應挑選一部分經驗豐富、專業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、質量。

(3)在廢棄物回收、利用時應形成規范的、有規劃的管理過程,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;最后在廢棄物環保型材利用時應對其進行層層檢驗、檢查,保證其質量達到應用標準。

2.4 建筑材料循環利用

在綠色建筑設計時實現環保建材的循環利用,可在一定程度上增加含回收物質建筑產品使用量,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、廢棄物出現的作用。雖然前期投入過多環保建材可能會增加成本,但就綜合、長遠前景分析,經濟效益明顯,可從以下多個方面入手:

(1)盡可能提高具備回收物質成分環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保性、可持續發展性,但是也需考慮建筑的成本投入、整體架構、施工水平等,確保環保建材的融入不會對建筑產生負面影響。

(2)明確可回收物質成分的建筑產品,主要涉及砂礫鋪砌系統、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保建材,從而實現其有效的循環利用[5]。

2.5 環保建材取材多樣化

環保建材在生產設計階段即定義為:通過清潔生產技術,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固體廢棄物生產的無放射性、無污染、無毒害等且利于人體健康、環境保護的建筑材料,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,從而以適宜的環保建材來取代傳統的建材,達到環保、綠色的建筑建設目的。

從以下數點舉例分析: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,生產工藝成熟、制取方便、砌磚簡單,可迅速得到大規模、廣范圍應用;此外可選擇速生木材為基礎加工制作新木材,以此來保留傳統木材調溫、隔熱的自然屬性,又可以解決傳統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 環保建材在綠色建筑設計中的應用實例分析

針對環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,體現設計方案與環保建材的結合度,以此來發揮出環保建材的最大價值,從以下數點舉例分析:

(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,提升景物的表現力,更具變化性,最重要的是環保特性十足,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揮關鍵作用,如其本身的耐久性,可維系建筑各個區域保溫結構穩定性,并在抗壓強度、透氣性等方面表現出理想價值,改進以往建筑隔音不強、抗火災能力弱等問題[6]。

(3)節能玻璃。當前階段應用比較廣泛的節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、有效節約能源,主要適用于對節能環保、溫度控制等要求較高的建筑,比如室內滑雪場、游泳館等

3 結語

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