環保復合材料在建筑結構中的應用趨勢

  復合材料日益在大型商業結構中獲用,以增添建筑色彩。位于意大利米蘭機場的新喜來登酒店因其用玻璃纖維復合材料制作的曲面墻面板的獨特外觀非常吸引人眼球。上海世博會中埃及館的創新設計堪稱獨樹一幟,其外部和內部曲面以及拱形入口用手糊成型的阻燃玻璃纖維復合材料制成。世博會中另一個館的屋頂由透光的FRP板構成。FRP板能透過近90%的自然光線,可減少對電照明的需求。所用屋面板的面積超過15 979 平方米,是用玻璃纖維增強樹脂制成。

  目前國內生產的建筑用板材多是使用木屑加尿醛素作粘合劑,其中的甲醛對人身傷害較大,并且無法重復使用。而且我國是森林資源十分匱乏的,年木材缺口高達300萬立方米,更加大了市場對代木材料的需求。新型高密度復合材料,其主要工藝原理是以稻草、麥秸、木屑等農業廢棄物作原料,以聚乙烯、聚丙烯及其廢棄物,如汽水瓶等或塑料薄膜、塑料制品的城市廢棄物(白色垃圾)等作粘合材料,并加入一定量的添加劑等,在一定工藝條件下合成。被聯合國工業發展組織譽為“21世紀新材料”。它的特點是不使用木材,可以保護生態環境,緩解了實行天然林保護后木材缺乏的問題;利用廢棄物,使得物盡其用,節約能源,保護環境;無毒無害,沒有尿素和甲醛的成份,不會對人體產生危害;產品密度高,強度好,木材、刨花板、中密度板等均易受到厭氧菌、霉菌、甲蟲、白蟻、蛀蟲等生物的侵害和海水的腐蝕,而該工藝生產的板、型材均不受以上生物的侵害,吸水率低,不受海水的腐蝕;屬于無三廢工藝,可多次回收廢料并反復利用,節約并降低成本;產品有很強的可塑性,可根據用戶需要,替換不同的模具或模板,直接生產出各種各樣的板材和型材,有極大的市場價值;防火性能好,有良好的阻燃性能。高密度復合材料技術的實現不僅解決了農業廢棄物和城市廢棄物的污染排放問題,還節省了有限的林業資源,必將對我國的21世紀的環保產業產生巨大影響。

  復合材料產物在建筑業中的12個主要利用范疇包括:門、窗、鋼筋、電線桿、橋面板、隔柵、冷卻塔、浴缸、玻璃鋼平板以及其它范疇。據有關部門估算,2013年,亞洲復合材料在建筑市場中的利用產值將到達49億美元;這些利用范疇包括玻璃鋼門、玻璃鋼窗、柵欄、玻纖浴室浴盆以及其它建材范疇?,F在,復合材料產物利用范疇愈來愈普遍,越來越受到消費者的青睞。

  日前,財政部、住房和城鄉建設部聯合發布《關于加快推動我國綠色建筑發展的實施意見》,提出力爭到2020年,綠色建筑占新建建筑比重超過30%,這是我國次以正式文件形式提出綠色建筑的發展目標。力推綠色建筑,將催動建材、化工、新能源等下游產業的轉型升級。同時,業界也期待著綠色建材在技術和政策配套方面取得雙突破。2012年經濟將逐步復蘇,建筑業的發展速度也將開始緩慢回升,建筑業發展前景看好,建筑塑料材料用量將穩步增長,在亞洲、南美的新興市場增速會較快。據統計,每年建筑業消耗塑料約占塑料總產的1/4,位居應用塑料的位。

  十二五期間我國節能環保領域累計投入將超過5萬億元幣,其中建筑節能行業有望獲得1萬億元投入,外墻保溫材料領域將迎來絕佳的發展機遇。建筑使用階段能耗占建筑能耗6成以上,其中墻體能量損失約5成,墻體保溫成為推進建筑節能的重要環節。外墻保溫普及率僅為1成,節能標準顯著落后于發達,未來市場空間廣闊。發達經驗表明政策刺激對建筑節能有效推廣顯著奏效。近兩年外墻保溫市場由于房地產調控以及火災事故等原因出現了短暫停滯,未來隨著建筑節能細則的推出,保溫材料市場有望迎來爆發式增長。

  國內的建筑結構決定了外墻外保溫體系成為保溫主流體系。2010年上海膠州路大火事故后,公安部強制要求民用建筑外保溫材料必須采用燃燒性能為A級的材料,使有機保溫材料(有機材料基本都屬B級)市場需求陷入危機,而以無機材料為主的A級材料在使用過程中也存在諸多問題無法滿足行業需求,外墻保溫行業發展出現短暫停滯。而2011年12月國務院發布46號文明確規定“外保溫材料一律不得使用易燃材料,嚴格限制使用可燃材料”,這一舉動表明對曾經將有機保溫材料一刀切的限制規定已經有所松動,為有機保溫材料市場重燃希望。而聚氨酯保溫材料綜合性能優越,阻燃性優于另一有機保溫材料聚苯板(包括XPS和EPS)。預計聚氨酯保溫材料在市場或將大有可為。十二五期間聚氨酯保溫材料年需求復合增長率有望超過60%,未來3年外墻保溫市場的需求爆發或將抬升MDI行業開工率至83%。聚氨酯硬泡材料在保溫性、抗吸水性、抗拉抗壓性能方面表現優異,預計未來聚氨酯硬泡在保溫材料中的應用比例將從2011年的10%提升至2015年的36%,年需求復合增長率有望超過60%。

  據分析,建筑塑料市場潛力巨大,發展建筑塑料刻不容緩。一方面,隨著經濟逐步復蘇,建筑業的發展速度也逐步開始緩慢回升。受此影響,建筑塑料的需求量將逐步得到釋放。事實上,在亞洲、南美等一些新興市場,建筑塑料的需求量已經明顯回升。尤其是木塑符合材料的需求量,每年在以13%的增長需求上漲,創收2015億美元。

  建筑工業在國民經濟中占有很重要的地位,不論是哪一個,建筑工業是國民經濟的支柱產業之一。隨著社會的進步,人們對居住面積、房屋質量和娛樂設施等提出越來越高的要求,這就是推動建筑工業改革發展的動力。當前,節能和環保已成為人類改善生存環境和社會尋求良性發展的主題,因此,推進建筑節能是我國走可持續發展之路的必然趨勢,特別是采用環保復合材料對既有建筑的節能改造和新建建筑的節能選材設計是未來一段時間內降低建筑能耗的必由之路。