绿色建筑材料在建筑工程施工技术中的应用
2024-12-29谢宗亮
摘要:随着环保意识的日益加强,绿色建筑材料在建筑工程施工技术中的应用愈发广泛。通过深入探讨绿色建筑材料的三大特性:环保性、节能性和可再生性,阐述这些材料在墙体、防水、保温和装饰方面的具体应用。通过分析其在建筑工程中的优势,如提高工程质量、降低能耗和促进环保可持续,揭示了绿色建筑材料对建筑行业未来发展的重要性。
关键词:绿色建筑材料建筑工程施工技术环保
TheApplicationofGreenBuildingMaterialsinConstructionTechnology
XIEZongliang
MinqinCountyUrbanConstructionServiceCenter,Wuwei,GansuProvince,733399China
Abstract:Withtheincreasingawarenessofenvironmentalprotection,theapplicationofgreenbuildingmaterialsintheconstructiontechnologyisbecomingmoreandmoreextensive.Bydelvingintothethreemajor&nGX6t6pEW8eV5ZuGk8Fl970OhY9K31o9XblpPjGNSR6s=bsp;characteristicsofgreenbuildingmaterials:environmentalfriendliness,energyefficiency,andrenewability,thisarticleelaboratesonthespecificapplicationofthesematerialsinwall,waterproof,heatpreservationanddecoration.Byanalyzingitsadvantagesinconstructionengineering,suchasimprovingprojectquality,reducingenergyconsumptionandpromotingenvironmentalprotectionandsustainability,theimportanceofgreenbuildingmaterialsforthefuturedevelopmentoftheconstructionindustryisrevealed.
KeyWords:Greenbuildingmaterials;Constructionengineering;Constructiontechnology;Environmentprotection
在当今这个追求绿色、环保的时代,建筑行业也开始积极响应这一全球趋势。绿色建筑材料的出现,不仅为建筑工程施工技术带来了新的可能性,更在环保、节能方面展现出了显著的优势。这些材料在应用中,不仅减少了对自然资源的依赖,还有效降低了建筑物的碳足迹。同时,未来的研究可以进一步优化这些材料的性能,推动更广泛的应用和推广。
1绿色建筑材料的特性
1.1环保性
这些材料在生产过程中优先选择可再生的自然资源,如竹木、速生林木等,同时尽量减少对化石燃料的依赖,从而降低对环境的负担。在运输和施工阶段,绿色建筑材料也注重减少碳排放和环境污染,如通过优化物流管理和采用低碳排放的施工技术。在使用过程中,这些材料往往能够减少有害物质的释放,如低挥发性有机化合物(LowVolatileOrganicCompounds,LVOC)的涂料和胶黏剂,为居住者提供一个更加健康的生活环境。此外,绿色建筑材料的废弃处理也要考虑环保因素,如可回收、可降解的特性,减少了建筑垃圾对环境的长期影响。
1.2节能性
绿色建筑材料对节能减排的贡献主要体现在其优异的保温和隔热性能上。例如:高效的隔热材料能够减少冬季热量的流失和夏季外部热量的进入,从而降低建筑物的供暖和空调需求。此外,一些绿色建筑材料具有很好的采光性能,能够优化自然光的使用,减少白天对人工照明的依赖。绿色屋顶和墙体材料还能提供额外的隔热效果,保持室内温度的稳定[1]。
1.3可再生性
在资源的循环利用方面,绿色建筑材料展现了其独特的优势。许多绿色建筑产品都采用了可再生的或回收的材料,如利用工业副产品(如矿渣、粉煤灰)作为水泥的部分原料,或使用农业废弃物(如稻草、麦秸)作为生物质绝缘材料。这些实践不仅减轻了对原始原材料的需求,也提供了废物利用的新途径[2]。
2建筑工程施工中绿色建筑材料的具体应用
2.1绿色墙体材料
在绿色建筑领域,绿色墙体材料的应用体现了对环境友好和能效提升的追求。以加气混凝土砌块和石膏砌块为例,这些材料不仅在化学结构上展现出独特的性能,而且在施工技术中也展现了其优越性。加气混凝土(AutoclavedAeratedConcrete,AAC)砌块,是通过将硅砂、水泥、石灰与铝粉等原料混合,经过化学反应形成的多孔硅酸盐材料。在生产过程中,铝粉与石灰反应产生氢气,形成无数微小的气孔,赋予了加气混凝土轻质、保温的特性。其密度通常在0.5~0.8g/cm3,导热系数约为0.042~0.055W/(m·K),远低于传统混凝土。这些特性使得加气混凝土砌块在墙体施工中,既能有效减少建筑物的自重,又能显著提升墙体的保温隔热性能,降低能耗。施工时,加气混凝土砌块易于切割和加工,能够适应各种墙体设计需求。砌筑前,通常需要对砌块进行适当的湿润,以减少砌筑砂浆中的水分被过快吸收。在砌筑过程中,采用专用砌筑砂浆,保证砌块间的粘结强度,同时注意灰缝的控制,确保墙体的整体性和稳定性。此外,加气混凝土砌块还适用于外保温系统和内墙隔断,其良好的施工性能和物理性能使其成为绿色建筑中的优选材料[3]。石膏砌块主要成分为硫酸钙(CaSO₄),通过天然石膏或化学石膏与适量的水混合后,经过浇筑、初凝、切割和干燥等步骤制成。石膏砌块具有优良的防火性能,石膏中的结晶水在高温下蒸发,吸收热量,有效抑制火势蔓延。其导热系数约为0.20W/(m·K),具有良好的保温隔热效果。施工时,石膏砌块可以直接使用或切割成所需要的尺寸,通过黏结剂或机械固定方式安装,操作简便。
2.2绿色防水材料
在绿色建筑材料的应用领域中,绿色防水材料如聚氨酯和丙烯酸类产品,凭借其卓越的防水性能和环境友好特性,成为建筑工程中不可或缺的组成部分。这些高分子防水材料不仅在化学结构上展现出优异的性能,而且在施工应用中也体现了其独特的优势。聚氨酯防水材料是一类由异氰酸酯与多元醇反应形成的聚合物,其分子结构中含有重复的氨基甲酸酯(-NH-COO-)基团,赋予了材料良好的弹性和黏结性[4]。聚氨酯防水涂料在固化后,形成一层坚韧、连续的防水膜,这层膜不仅能够抵御水的渗透,还能适应基层的微小变形,保持长期的防水效果。此外,聚氨酯防水涂料在固化过程中几乎不产生挥发性有机化合物(VOCs),减少了对环境的污染。施工时,聚氨酯防水涂料通常采用涂刷或喷涂的方式施作。施工前,须确保基层干燥、清洁、无油污。涂料的涂布应均匀,避免漏涂或堆积。为了形成更厚、更均匀的防水层,可能需要多层涂布,每层涂布之间需等待前一层涂料表干后再进行。聚氨酯防水层的形成,有效防止了水分的渗透,为建筑物提供了可靠的防水保护。丙烯酸防水涂料则是另一类广泛使用的绿色防水材料。丙烯酸聚合物是通过丙烯酸单体聚合形成的,其分子链上含有大量的羧基(-COOH),这使得丙烯酸涂料具有良好的成膜性和粘附性。丙烯酸防水涂料在固化后形成的薄膜,具有优异的耐候性和耐水性,能够长期保护建筑物不受水的侵害。与传统的沥青基防水材料相比,丙烯酸防水涂料在施工和使用过程中几乎不释放有害物质,对环境和人体健康更为友好。丙烯酸防水涂料的施工过程相对简单,可通过滚涂、刷涂或喷涂的方式进行。施工前同样需要确保基层的干燥与清洁。涂布时,应保持均匀,避免漏涂。根据所需的防水层厚度,可能需要进行多次涂布,每次涂布之间需等待涂层完全干燥。丙烯酸防水层的形成,为建筑物提供了有效的防水保护,同时其环保特性也满足了绿色建筑的要求。
2.3绿色保温材料
在建筑工程中,绿色保温材料的应用对于提高建筑能效和减少环境影响至关重要。发泡聚苯乙烯和矿物棉是两种常用的绿色保温材料,它们在提供高效保温性能的同时,还具备一定的环保特性。发泡聚苯乙烯(EPS)是一种轻质高效的保温材料,其导热系数低,通常在0.033~0.041W/(m·K)之间,这意味着EPS具有优异的保温隔热性能[5]。例如:厚度为50mm的EPS保温板,其热阻值可达1.5m²·K/W,相当于传统混凝土构造的热阻值的10倍以上。这种高效的保温性能可以显著降低建筑物的能耗,减少冬季供暖和夏季冷却的能源需求。此外,EPS材料的闭孔结构具有良好的抗水性能,能有效防止水分渗透,保持保温层的干燥,从而长期维持其保温效果。矿物棉是一种纤维状保温材料,主要分为岩棉、玻璃棉等。矿物棉的导热系数通常在0.033~0.047W/(m·K)之间,其纤维交织形成的微小空隙能有效阻隔热量的传递。矿物棉还具有良好的吸声性能,可以改善建筑物的声环境。例如:一定厚度的岩棉保温层不仅可以提高墙体的热阻,还可以降低室内外噪声的传递,创造一个更加舒适的居住环境。矿物棉材料在生产过程中使用的原料主要是天然岩石或矿渣,这使矿物棉具有较低的环境影响和良好的可持续性。
2.4绿色装饰材料
在绿色建筑材料的应用领域中,绿色装饰材料如环保涂料和低甲醛板材,对于构建健康、环保的室内环境起着至关重要的作用。这些材料通过其独特的化学结构和环保特性,不仅提升了装饰效果,还确保了室内空气质量的安全。环保涂料,特别是水性乳胶漆,是室内装饰的环保选择。水性乳胶漆基于丙烯酸乳液或醋酸乙烯-乙烯乳液,这些乳液在水中分散,形成稳定的涂料体系。丙烯酸乳液通过丙烯酸单体的自由基聚合反应制备,其分子结构中丰富的酯键(-COO-)赋予了涂料优异的成膜性和耐候性。与传统的溶剂型涂料相比,水性乳胶漆几乎不含有机溶剂,从而大幅降低了挥发性有机化合物(VOCs)的排放,减少了对环境和居住者健康的潜在危害。例如:某些高端水性乳胶漆的VOC含量可低至5g/L以下,远低于国家标准限制的100g/L。在施工过程中,水性乳胶漆通过简单的涂刷或喷涂即可在墙面形成均匀、光亮的涂层,不仅提升了墙面的装饰效果,还为居住者提供了一个更加健康的环境。低甲醛板材,如E0级刨花板和中密度纤维板,是绿色装饰材料的另一重要分支[6]。这些板材的生产过程中,通过优化树脂配方和使用甲醛捕捉剂,显著降低了甲醛的释放量。E0级板材的甲醛释放量可低于0.5mg/L,远低于国际标准,为室内环境提供了更高的安全保障。刨花板和中密度纤维板的制作涉及将木材颗粒或纤维与树脂黏合剂(如改性脲醛树脂)压制成型。通过使用低甲醛释放的树脂和添加甲醛捕捉剂,可以有效控制板材的甲醛释放。在施工中,低甲醛板材适用于制作橱柜、地板和墙板等,通过精确的切割、细致的打磨和紧密的拼接,可以制成既美观又环保的装饰和家具。这些绿色装饰材料在建筑工程中的应用,不仅提升了室内装饰的美观性和功能性,更为重要的是,它们为创造健康、环保的居住环境作出了贡献。
3建筑工程中绿色建筑材料的应用优势分析
3.1提高工程质量
这些材料往往采用先进的技术和严格的生产流程,确保了其高质量和性能的稳定性。例如:高性能的绿色混凝土通过优化配合比和采用低水胶比技术,其抗压强度和耐久性较传统混凝土有明显提升。研究表明,使用绿色高性能混凝土的建筑结构,其使用寿命可延长20%以上。此外,绿色建筑材料如低甲醛释放的板材和环保涂料,不仅保证了材料的力学性能,还确保了室内空气质量,为建筑物提供了更健康、安全的使用环境。
3.2降低能耗
绿色建筑材料在节能方面的优势尤为突出。以绿色保温材料为例,如发泡聚苯乙烯和挤塑聚苯乙烯,其导热系数远低于传统保温材料,可以大幅降低建筑物的热能损失。实测数据显示,采用这些高效保温材料的墙体,其能耗可降低约30%~50%。此外,绿色玻璃和低辐射(Low-E)玻璃的应用,能有效减少夏季空调和冬季供暖的能耗,进一步提高了建筑的能效。这些节能措施不仅减少了能源消耗,也降低了建筑的整体运营成本。
3.3环保可持续
从原料采集到生产、施工,再到废弃处理,每一个环节都注重对环境的影响最小化。例如:使用工业副产品或回收材料制成的绿色墙体材料,不仅减少了对自然资源的消耗,还降低了生产过程中的碳排放。此外,绿色建筑材料还强调材料的可回收性和循环利用,如回收钢材、再生木材等,这些都有助于减少建筑废弃物的产生,促进建筑行业的可持续发展。
4结语
绿色建筑材料正逐渐成为建筑工程的新宠,其独特的环保、节能特性及可再生性,无疑为建筑行业的可持续发展注入了新的活力。从提高工程质量到降低能耗,再到环保可持续,绿色建筑材料展现出的多重优势让人瞩目。未来,这些材料将在建筑领域中扮演更加重要的角色。
参考文献
[1]张文梅.绿色建筑材料在建筑工程施工技术中的应用[J].建材发展导向,2023,21(11):18-21.
[2]侯慧丽.绿色建筑材料在建筑工程施工技术中的应用[J].建材发展导向,2023,21(3):23-25.
[3]刘祖生.绿色建筑材料在建筑工程施工技术中的应用[J].石材,2023(6):129-131.
[4]付慧,唐飞.绿色建筑材料在建筑工程施工技术中的应用研究[J].石河子科技,2021(4):40-42.
[5]胡勇.绿色制备化学/废弃石膏基建筑材料的关键技术研究[D].武汉:武汉工程大学,2022.
[6]黄子诚.基于湿法堆积密度理论的绿色混凝土高温性能研究[D].广州:广州大学,2023.