环保建材在绿色建筑设计中的应用*

梁新平

(华林中创建筑规划设计有限公司 太原 030000)

研究环保建材在绿色建筑设计中的应用,需明确环保建材的基本含义、特征,其后结合绿色建筑设计要求、规范、标准等实现环保建材的深化使用,体现环保建材价值,发挥环保建材在绿色建筑设计中的作用,并关注环保建材在设计、使用过程中的具体成效,以此为基础来调整各项环保建材的使用方式,以此来解决以往普通建材在使用时可能出现的问题,提升绿色建筑设计成效。

1 环保建材概述

环保建材,多指绿色材料,其基本概念是:材料在生产、存储、使用时不会对环境、人们健康产生危害的材料才可称为环保建材。其具体特征包括以下数点:①低能耗。低能耗指的是相对传统建材而言,可有效控制绿色建筑使用过程中的能耗问题,并提升各项能源的使用效率,规避不必要的能源浪费,为绿色建筑的经济化运行奠定基础;②循环利用。环保建材多可拆卸、重复利用,且形成的建筑垃圾、余料等可进一步加工使用,利于减少建材浪费,实现绿色建筑长远发展;③除了上述特征外,大多环保建材在使用时具备独特的优势,以钢骨架轻型板来说,其自重轻、强度高、防腐久、抗风压、防火高、保温好、抗渗严、抗震墙、泄爆佳、配套强、观感好,对比普通建材来说,有着比较明显的使用优势[1]。

2 环保建材在绿色建筑设计中的应用

从以下数个方面来分析环保建材的具体应用

2.1 遵循环保建材应用标准

在选择新型环保建材时,应充分考量建筑当地的环境、气候、资源,并结合建筑功能需求,优选新型建筑材料。可从以下数点加以把握:

(1)以人为本。指的是综合考虑人在建筑中的具体体验。以建筑外墙来说,可结合人体具体舒适度要求,搭建材料最好、体系最优、安全又节能的岩棉外墙保温系统采用粘结砂浆和耐碱玻纤网格布相结合将岩棉板固定在外墙上,然后用锚栓机械固定,最后再外挂耐碱玻纤网格布并抹抹面砂浆,表面形成增强抹面层,墙体由内而外结构如下图1所示,其中1指的是外墙基层(砌体、混凝土);2代表的是找平层(聚合物水泥砂浆)+防水层(聚合物防水砂浆);3代表的是粘结层(粘结砂浆);4代表的是保温层(抹面砂浆+耐碱玻纤网格布);5代表的是锚栓;6代表的是抹面层(抹面砂浆+耐碱玻纤网格布);7代表的是装饰层,七层保护可达到有效的保温、保暖作用,且皆用的是环保建材,效果良好[2]。

图1 外墙环保设计图

(2)因地制宜。因地制宜,实现环保建材在绿色建筑设计中的灵活使用,强调的是就地取材,以此来减少环保建材在运输形成的能量损耗,降低对环境的影响,并为当地提供更多的就业机制,但若是当地环保建材品种、生产质量有限时,会形成较大的局限性。在就地取材时,需注意以下问题:

(1)了解绿色建筑设计所需环保建材的时间、类型、数量等,为后续环保建材使用做好准备。

(2)计算所用环保建材中本地材料所占比例,其中本地环保建材比例a可按照以下方式来计算:a=生产的距离建筑施工现场不超过500 km 的环保建材/建筑施工材料总量×100%。通过就地取材,降低能源损耗,实现绿色建筑设计,突出建筑特色,对于建筑的长远发展来说比较有效[3]。

2.2 建筑再利用

对建筑再利用,以此来降低对新环保建材的需求,减少固体废弃物的产生,并在保护临近街道、社区方面有着较大的优势。建筑再利用,需注意以下要点:

(1)对保留的绿色建筑结构进行再评估,在展开建筑设计时,调整用户需求、使用模式,尽量利用当前绿色建筑现有的内部空间、结构进行分隔布局。

(2)在进行绿色建筑结构设计、环保建材选择时,应考虑城市发展要求、使用寿命限制、功能要求变化等,以此来实现材料的循环使用、再利用。

(3)制定可再利用绿色建筑物标准,达到标准的建筑都可在一定程度上保留原有结构,并将其应用在新的建筑建设开发中,主要涉及以下建筑:经过经济改造,符合现行防火规范、抗震规范与其他国家、行业规范;处于规划地块位置;层高、框架满足当前使用标准;尽管建筑材料测试时发现铅、石棉等放射性物质或者对环境有害的物质,但在较为经济的条件下可有效消除;具备保留意义或者特殊历史的建筑。

(4)在建筑再利用时,应考虑建筑本身的年限、强度、使用性能、舒适度等,再考虑其与环保建材的结合程度,以此来选择适宜的保留内容,发挥出环保建材的最大效能,从根本上提升绿色建筑各个方面的性能标准,推动绿色建筑的长远发展。

2.3 废弃物再使用

实现废弃物再使用,可避免废弃物过多产生,保护自然资源,且一些废弃材料中的历史价值是当前新材料中所不具备的,在费用投资上,对比使用新材料,可节约50%～90%费用,但在有用废弃物发现、准备、安装时会耗费更多的时间,用于重新加工、组装等。在废弃物再使用方面,需注意以下问题:

(1)一些景观材料、建筑材料可再次使用,包括重木板材、设备、砌块、金属制品、管道系统、门窗、五金器具等,要实现这些环保建材的使用,需将其提前分拣出来,且在初期阶段的概念设计至后续的施工过程中都需要对其加以仔细考虑,避免其与整体绿色建筑的风格、使用性能等产生冲突,保证这部分环保建材的使用效果[4]。

(2)部分建筑施工、拆除、场地清理时形成的废弃物亦可加以分离,当作可回收材料进行简单加工,再次应用到生产中,这部分回收物包括石膏板、玻璃、塑料、干净整木、饮料罐、沥青、混凝土砌块、金属、纸板等,在建筑废弃物回收时,为保证回收率,应挑选一部分经验丰富、专业水平过关的人来完成材料收集,避免收集到过多不可利用或者利用程度较低的废弃物,影响施工进度、质量。

(3)在废弃物回收、利用时应形成规范的、有规划的管理过程,包括引入具备许可证的废物处理设备、回收运输机,保证效率;制定废品拆毁、处理、回收计划,形成完整的废物处理、回收、再利用流程;最后在废弃物环保型材利用时应对其进行层层检验、检查,保证其质量达到应用标准。

2.4 建筑材料循环利用

在绿色建筑设计时实现环保建材的循环利用,可在一定程度上增加含回收物质建筑产品使用量,避免因过多提炼新材料可能形成的负面影响,起到保护自然资源,减少污染物、废弃物出现的作用。虽然前期投入过多环保建材可能会增加成本,但就综合、长远前景分析,经济效益明显,可从以下多个方面入手:

(1)尽可能提高具备回收物质成分环保建材在建筑整体材料中的比例,以此来保证建筑本身的环保性、可持续发展性,但是也需考虑建筑的成本投入、整体架构、施工水平等,确保环保建材的融入不会对建筑产生负面影响。

(2)明确可回收物质成分的建筑产品,主要涉及砂砾铺砌系统、草地、结构钢、钢筋、混凝土、水泥、瓷砖、地毯、保温材料、顶棚材料、隔墙、墙体等,亦可结合建筑工程的实际情况来融入对应的环保建材,从而实现其有效的循环利用[5]。

2.5 环保建材取材多样化

环保建材在生产设计阶段即定义为:通过清洁生产技术,尽量避免使用或者少使用天然能源、资源,大量使用城市或者工业固体废弃物生产的无放射性、无污染、无毒害等且利于人体健康、环境保护的建筑材料,故而在进行建筑材料选择时,应突出多样化特征,考虑到环保建材带来的利好,在建筑设计阶段即将各项材料的特性、使用性能考虑在内,从而以适宜的环保建材来取代传统的建材,达到环保、绿色的建筑建设目的。

从以下数点举例分析:以混凝土空心砌块、矿渣粉、粉煤灰等材料来进行墙体建设;以矿渣粉、粉煤灰等工业废料逐步代替水泥,以此来减少自然能源、资源的损耗,降低二氧化碳排放,其中混凝土空心砌块是当前建筑结构砌块的核心品种。由部分建筑废料、河砂、水泥等作为原料进行砌块砖生产,生产工艺成熟、制取方便、砌砖简单,可迅速得到大规模、广范围应用;此外可选择速生木材为基础加工制作新木材,以此来保留传统木材调温、隔热的自然属性,又可以解决传统木材使用时展示的自然缺陷,提升木材艺术感,使其颜色、纹理更符合当前的审美,装饰性能凸显。

2.6 环保建材在绿色建筑设计中的应用实例分析

针对环保建材在绿色建筑设计中的合理应用,应关注设计方案本身的有效性,体现设计方案与环保建材的结合度,以此来发挥出环保建材的最大价值,从以下数点举例分析:

(1)GRC 应用。GRC,即Glass fiber Reinforced Concrete,意思是玻璃纤维增强混凝土,其是在抗碱玻璃纤维中加入适量低碱水泥砂浆,在硬化后形成强度较高的复合物,该种材料抗老化、强度高、质量轻、耐水湿,加工方便、施工快捷、造价低,可应用在建筑屋顶花园、室内外结构中,并可加工为各种类型的复杂形体,与建筑水景、植物等配搭,提升景物的表现力,更具变化性,最重要的是环保特性十足,可取代真石材。

(2)新型岩棉材料应用。分析新型岩棉材料的特性来说,其同样可在绿色建筑设计中发挥关键作用,如其本身的耐久性,可维系建筑各个区域保温结构稳定性,并在抗压强度、透气性等方面表现出理想价值,改进以往建筑隔音不强、抗火灾能力弱等问题[6]。

(3)节能玻璃。当前阶段应用比较广泛的节能玻璃主要包括热镜中空玻璃、低辐射玻璃、Low-E玻璃等,以热镜中空玻璃来说,其将低辐射塑料薄膜张悬在两片玻璃之间形成的双中空玻璃结构,选择具备对应光学性能的薄膜来达到对应的需求标准,其技术指标如下:k值1.24,普通中空玻璃背温达到51℃,热镜背温为23℃,并具备以下性能:防结霜、阳光控制、高透光率、高效屏蔽紫外线、高效隔音、有效节约能源,主要适用于对节能环保、温度控制等要求较高的建筑,比如室内滑雪场、游泳馆等

3 结语

综上,文章就环保建材在绿色建筑设计中的应用进行了论述与分析,强调了其重要性与必要性,建议给予其足够的重视,分析其应用优势与不足,发扬优势的同时,针对具体的不足提出建设性意见,制定对应的解决方案,凸显环保建材价值与使用效果,以此来提升建筑整体质量、环保性、居住体验等,这对于绿色建筑的长远发展来说至关重要。