环保复合材料在建筑结构中的应用趋势

  复合材料日益在大型商业结构中获用,以增添建筑色彩。位于意大利米兰机场的新喜来登酒店因其用玻璃纤维复合材料制作的曲面墙面板的独特外观非常吸引人眼球。上海世博会中埃及馆的创新设计堪称独树一帜,其外部和内部曲面以及拱形入口用手糊成型的阻燃玻璃纤维复合材料制成。世博会中另一个馆的屋顶由透光的FRP板构成。FRP板能透过近90%的自然光线,可减少对电照明的需求。所用屋面板的面积超过15 979 平方米,是用玻璃纤维增强树脂制成。

  目前国内生产的建筑用板材多是使用木屑加尿醛素作粘合剂,其中的甲醛对人身伤害较大,并且无法重复使用。而且我国是森林资源十分匮乏的,年木材缺口高达300万立方米,更加大了市场对代木材料的需求。新型高密度复合材料,其主要工艺原理是以稻草、麦秸、木屑等农业废弃物作原料,以聚乙烯、聚丙烯及其废弃物,如汽水瓶等或塑料薄膜、塑料制品的城市废弃物(白色垃圾)等作粘合材料,并加入一定量的添加剂等,在一定工艺条件下合成。被联合国工业发展组织誉为“21世纪新材料”。它的特点是不使用木材,可以保护生态环境,缓解了实行天然林保护后木材缺乏的问题;利用废弃物,使得物尽其用,节约能源,保护环境;无毒无害,没有尿素和甲醛的成份,不会对人体产生危害;产品密度高,强度好,木材、刨花板、中密度板等均易受到厌氧菌、霉菌、甲虫、白蚁、蛀虫等生物的侵害和海水的腐蚀,而该工艺生产的板、型材均不受以上生物的侵害,吸水率低,不受海水的腐蚀;属于无三废工艺,可多次回收废料并反复利用,节约并降低成本;产品有很强的可塑性,可根据用户需要,替换不同的模具或模板,直接生产出各种各样的板材和型材,有极大的市场价值;防火性能好,有良好的阻燃性能。高密度复合材料技术的实现不仅解决了农业废弃物和城市废弃物的污染排放问题,还节省了有限的林业资源,必将对我国的21世纪的环保产业产生巨大影响。

  复合材料产物在建筑业中的12个主要利用范畴包括:门、窗、钢筋、电线杆、桥面板、隔栅、冷却塔、浴缸、玻璃钢平板以及其它范畴。据有关部门估算,2013年,亚洲复合材料在建筑市场中的利用产值将到达49亿美元;这些利用范畴包括玻璃钢门、玻璃钢窗、栅栏、玻纤浴室浴盆以及其它建材范畴。现在,复合材料产物利用范畴愈来愈普遍,越来越受到消费者的青睐。

  日前,财政部、住房和城乡建设部联合发布《关于加快推动我国绿色建筑发展的实施意见》,提出力争到2020年,绿色建筑占新建建筑比重超过30%,这是我国次以正式文件形式提出绿色建筑的发展目标。力推绿色建筑,将催动建材、化工、新能源等下游产业的转型升级。同时,业界也期待着绿色建材在技术和政策配套方面取得双突破。2012年经济将逐步复苏,建筑业的发展速度也将开始缓慢回升,建筑业发展前景看好,建筑塑料材料用量将稳步增长,在亚洲、南美的新兴市场增速会较快。据统计,每年建筑业消耗塑料约占塑料总产的1/4,位居应用塑料的位。

  十二五期间我国节能环保领域累计投入将超过5万亿元币,其中建筑节能行业有望获得1万亿元投入,外墙保温材料领域将迎来绝佳的发展机遇。建筑使用阶段能耗占建筑能耗6成以上,其中墙体能量损失约5成,墙体保温成为推进建筑节能的重要环节。外墙保温普及率仅为1成,节能标准显著落后于发达,未来市场空间广阔。发达经验表明政策刺激对建筑节能有效推广显著奏效。近两年外墙保温市场由于房地产调控以及火灾事故等原因出现了短暂停滞,未来随着建筑节能细则的推出,保温材料市场有望迎来爆发式增长。

  国内的建筑结构决定了外墙外保温体系成为保温主流体系。2010年上海胶州路大火事故后,公安部强制要求民用建筑外保温材料必须采用燃烧性能为A级的材料,使有机保温材料(有机材料基本都属B级)市场需求陷入危机,而以无机材料为主的A级材料在使用过程中也存在诸多问题无法满足行业需求,外墙保温行业发展出现短暂停滞。而2011年12月国务院发布46号文明确规定“外保温材料一律不得使用易燃材料,严格限制使用可燃材料”,这一举动表明对曾经将有机保温材料一刀切的限制规定已经有所松动,为有机保温材料市场重燃希望。而聚氨酯保温材料综合性能优越,阻燃性优于另一有机保温材料聚苯板(包括XPS和EPS)。预计聚氨酯保温材料在市场或将大有可为。十二五期间聚氨酯保温材料年需求复合增长率有望超过60%,未来3年外墙保温市场的需求爆发或将抬升MDI行业开工率至83%。聚氨酯硬泡材料在保温性、抗吸水性、抗拉抗压性能方面表现优异,预计未来聚氨酯硬泡在保温材料中的应用比例将从2011年的10%提升至2015年的36%,年需求复合增长率有望超过60%。

  据分析,建筑塑料市场潜力巨大,发展建筑塑料刻不容缓。一方面,随着经济逐步复苏,建筑业的发展速度也逐步开始缓慢回升。受此影响,建筑塑料的需求量将逐步得到释放。事实上,在亚洲、南美等一些新兴市场,建筑塑料的需求量已经明显回升。尤其是木塑符合材料的需求量,每年在以13%的增长需求上涨,创收2015亿美元。

  建筑工业在国民经济中占有很重要的地位,不论是哪一个,建筑工业是国民经济的支柱产业之一。随着社会的进步,人们对居住面积、房屋质量和娱乐设施等提出越来越高的要求,这就是推动建筑工业改革发展的动力。当前,节能和环保已成为人类改善生存环境和社会寻求良性发展的主题,因此,推进建筑节能是我国走可持续发展之路的必然趋势,特别是采用环保复合材料对既有建筑的节能改造和新建建筑的节能选材设计是未来一段时间内降低建筑能耗的必由之路。