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绿色建筑化工产品新舞台
2011年15期 发行日期:2011-04-19
作者:史献平
绿色建筑化工产品新舞台
石油和化学工业规划院副院长  史献平
  建筑的建造及其使用运行、改造和寿命终结后的处理对全球能源和环境都会带来巨大影响。据统计,建筑耗
能大约占世界总能耗的40%,所排放的温室气体量大约占世界温室气体排放总量的30%。由于所处地理位置的独
特性,我国大部分地区具有冬天湿冷、夏季闷热的气候特点,维持健康舒适的居住环境消耗能量较大,加之城镇
化进程加速带来了建筑规模的不断扩大,我国的建筑节能面临较大压力。发展绿色建筑,强化建筑节能是我国建
筑行业的必由之路。建筑绿色化主要涉及采暖、水循环、外墙保温、绿色建材、空调、照明、智能自动化等系统,
化工产品在绝大部分系统中都可以找到用武之地。
                  绿色舞台新角色
  角色1:保温隔热材料
  保温材料对建筑节能至关重要,关键是要采用高性能产品,同时降低生产和安装成本。目前国内化学保温材
料的主体为聚苯乙烯挤出板(XPS)、可发性聚苯乙烯板材(EPS)及聚氨酯喷涂和夹心材料。聚苯乙烯材料成本
低,易于大规模生产,适用于大型建筑物外墙保温;聚氨酯保温材料保温和耐久性好,适用于小型独栋式建筑和
老旧建筑物改造。
  美国陶氏化学公司生产的The THERMAX Wall System,基于聚氨酯泡沫喷涂技术,应用在建筑物上可使节能
效果提高40%。另一种聚苯乙烯类的保温材料SIS在使用后可使住宅的采暖和制冷费用每年节约300~400美元。
  德国拜耳公司以聚氨酯为填充材料的预制房屋墙壁和屋顶具有良好的隔热性能,而且轻便、厚度薄、易于安
装,可缩短建筑周期和降低建筑成本,用这种保温预制板建造的房屋全年采暖耗能仅为21kW·h/m2。巴斯夫公司
的隔热保温材料Neopor?誖制成的板材,因为含有红外吸收成分,保温板保温效率可比EPS板提高20%。由赢创
AEROSIL?誖气相法二氧化硅超级隔热材料填充制得的超级隔热砖,结合了标准砖的所有建筑优点,并具有卓越的
隔热性能和较高的耐火等级,还可确保建筑中的最佳气候条件。
    角色2:内外装饰材料
  内外装饰材料中化工产品占较大比例,其中主要的一类就是各种内外墙涂料。绿色建筑对建筑涂料的环保性
提出了较高的要求,主要是低碳化和低污染。为了使用碳排放低的颜料来代替钛白粉,陶氏化学公司开发出了一
种有机聚合物来提高涂料的遮盖力,阿克苏诺贝尔公司开发的Ecosure系列产品有机挥发物含量低,其另一种涂
料Freshair的有机挥发物已降低到零。
  为满足绿色建筑的需要,今后要重点发展水性涂料、粉末涂料和以可再生原料生产的涂料。
  角色3:密封剂和胶粘剂
  密封剂和胶粘剂在绿色建筑中起着重要作用。有机硅类密封剂和胶粘剂具有品种多、设计灵活、抗张力强等
特点。此外,有机硅也是一种环保材料,可减少有机溶剂的使用和废物的产生。因此,有机硅密封剂和胶粘剂的
使用可提高建筑物的节能效果,同时减少维修工作量和环境污染,是绿色建筑中的绿色材料。美国道康宁公司开
发的新一代建筑用有机硅密封剂和胶粘剂可以满足绿色建筑提出的较高标准,这些产品已成功应用在香港交易广
场大楼等建筑上。
   角色4:采光照明材料
  采光材料分自然采光和人工光源两种。绿色建筑倡导有条件时尽量采用自然采光,同时辅以节能照明。自然
采光材料国外多采用聚碳酸酯材料,聚碳酸酯具有强度高、透光性好等优点,特别适合用于屋顶采光系统,可以
安全高效地透过自然光。节能照明主要发展趋势是LED照明,其发光部件和封装材料也大部分为化工产品,包括
聚碳酸酯、有机硅及有机发光材料等。
  绿色建筑最重要的一个内涵是节能,很多建筑物都自己配套可再生能源系统,以降低对外供能源的需求。目
前建筑物自配的可再生能源大都为太阳能发电。安装在建筑物屋顶的太阳能电池组提供了建筑物所需要的大部分
能量。为了不影响建筑物的美观,太阳能电池组越来越多地采用新型超薄电池,可紧贴屋顶面敷设,并随屋顶形
状变化。有些绿色建筑中太阳能电池可提供建筑物所需70%的能量。阿克苏诺贝尔正试图研制出能够产生能量的
涂料,通过在涂料中融入太阳能光伏技术,一个200m2的屋顶将产生足以供一个工厂使用的电能。化学工业可为
绿色建筑的照明系统提供各种光伏材料、氟树脂基材及热塑性聚氨酯(TPU)封装材料等。
    角色5:制冷材料
  尽管通过保温隔热材料的使用可大幅降低建筑物室内采暖和制冷能耗,但要提供健康舒适的环境,特别是在
气候极端的地区,人工采暖和制冷系统必不可少,而且要求系统不仅高效节能,还要绿色环保。这对建筑物的空
调系统采用的制冷剂提出了较高的要求,绿色制冷剂目前主要是对臭氧层无破坏作用的氟烷烃,主要为HFCs系
列产品,包括HFC-134a、HFC-152a、HFC-125、HFC-32、HFC-245fa等。根据蒙特利尔公约,对臭氧层有破坏作
用的CFCs和HCFCs系列产品最终都要被HFCs替代,不仅绿色建筑要采用绿色制冷剂,其它制冷设备也有大量需
求。
  使用能够快速、均匀散热的材料,可大大提高表面采暖和制冷系统的效率。西格里集团采用天然膨胀石墨制
成的ECOPHIT?誖 建筑材料能确保良好的热量分配,大大改进现有建筑自身恒温系统的性能。翻新改造的德国法
兰克福的德意志银行总部大楼(人称“绿色大楼”)正是采用了这种天然膨胀石墨制成的天花板制冷系统。
  另外,绿色建筑需要的一些传统的建筑用化学品也要向绿色方向发展,如混凝土用化学品,包括减水剂、助
流剂、增强剂和防裂剂等。绿色建筑使用对环境影响较小的化学产品代替影响较大的产品,如用成本较低的聚羧
酸酯类产品替代萘系列和木质素类产品,诸如此类还有沥青用化学品、防水材料等。
                    绿色建筑先行者
  国外绿色建筑的理念提出较早,绿色建筑已发展到很高的水平。其绿色建筑概念已远不仅仅局限于建筑物本
身,而是集成了建筑物、建筑物内外设施、建筑物使用和管理模式,甚至是延伸到其它行业的一个非常宽泛的概
念。从量上看,美国绿色建筑市场份额大约占18%~23%。在一些地区得到认证的绿色住宅已占到1/4。2011年美
国绿色建筑十大发展趋势包括:
  ①绿色建筑低成本化。通过采用新技术、新材料及新经营方式,绿色建筑将成为普通消费者所能支付得起的
商品。②住宅能耗数据共享化。通过联网和其它方式对建筑能耗数据进行共享和比较,以随时进行优化。③注重
对老建筑和不合理系统进行改造。④社区集体参与,降低建筑绿色化成本。通过调动整个或几个社区的积极性,
共同参与特定项目,如采用可再生能源,提高同供应商的谈判能力,降低采购成本,使绿色建筑更加普及。⑤建
筑智能化、电器智能化和电网智能化将进行三位一体融合,精确安排用电时间。⑥在主体建筑周边增建较小面积
的辅助建筑来满足扩大面积的需求,从而达到节能的目的。⑦对房屋的保温、供暖及供冷系统改造,减少或停止
外部供暖或供冷。主要是通过采用高效保温材料改造建筑外墙和屋顶的保温层和强化建筑密封来提高建筑保温水
平,同时将各种管线嵌入保温后墙壁中以提高节能效果,必要时采用热泵或高效小功率供热制冷装置供暖或供冷。
⑧尽量使用中水满足建筑的用水需求。⑨加强对小型商用建筑的绿色化改造。⑩对所选取的建筑材料进行全生命
周期分析,以确保其对环境影响最低和最具可持续性。
                   绿色舞台新商机
    中国绿色建筑的发展趋势与其他发达国家有着明显的不同,首先发展水平还存在较大差距,目前中国绿色建
筑还局限于降低住宅能耗即建筑节能这一单一领域。其次是发展绿色建筑的起点不同,发达国家是在工业化、城
镇化高速发展期之后的后工业化时期才开始绿色建筑进程的,而中国却是在城镇化高速发展的起步阶段同步推进
绿色建筑的。也就是说,在未来20~30年内,中国每年大约有1200万~1500万人口从农村进入城镇,随之带来
住房、商业服务等各类建筑的大幅增加。而建筑尤其是住宅属于长期消费品,不可能进行频繁的更新。延长现有
建筑使用寿命或装修期限,就意味着能源和资源的大量节约。为此,中国提出了建筑节能发展目标:从2010年
到2020年,实现大部分既有建筑的节能改造;新建建筑、东部地区实现节能75%,中部和西部地区争取实现节能
65%。
    1.成立专门的建筑化学材料(品)事业部
  各大过跨国化工公司为了抓住绿色建筑和低碳经济带来的商机,均成立建筑化学品及节能技术服务部门,为
客户提供专业服务,同时占领相应市场。巴斯夫、拜耳及陶氏化学均成立建筑化学事业部,大力推进建设生态及
绿色节能建筑材料的发展。我国化学工业也要向国际同行学习,同建筑行业加强合作,了解需求和有关法规,及
时开发客户需要的产品,并提供优质技术服务。
    2.发展市场需求量大的产品
  我国化学工业首先要大力发展建筑节能用材料,如各种外墙保温材料,特别是大型新建建筑用保温材料。
    3.重视老旧建筑节能改造
  我国存量建筑数量巨大,而且由于历史原因,一般节能效果较差,在绿色化的过程中也急需改造。这些建筑
物结构复杂,对保温材料有特殊要求,聚氨酯喷涂或现场发泡材料对其更为适用,应用技术服务和产品阻燃性对
这类市场尤为重要。
    4.关注农村市场
  随着建筑绿色化进程的发展,农民住宅的节能改造必将会提上政府的议事日程。我国农村住宅形式同国外住
宅更为接近,但由于经济条件所限,建材的成本将是农村住宅节能改造的一个关键因素。我国化工企业要积极开
发低成本建材,并争取政府的补贴,扩大农村市场。
    5.注意高端产品的研发和市场开拓
  随着我国经济水平的不断提高,消费者的需求必然会向高端转移。生产企业要加强同国际同行的合作,了解
发达国家绿色建筑发展趋势,同时结合我国建筑行业特点,开发高端产品,为产品的升级换代做好准备。
  从我国绿色建筑发展趋势看,化学工业应积极参与绿色建筑的发展进程,抓住其所带来的商机。同时应根据
我国绿色建筑的发展特点,把建筑节能和为新建建筑服务作为切入点,开发适用的建筑化学品,为我国绿色建筑
的发展做出贡献。



案例:
  拜耳材料科学公司2009年推出了生态商用建筑示范项目,其与化工有关的产品包括聚氨酯保温板、LED照明
光源、太阳能电池、聚碳酸酯透光材料、各种密封胶、粘结剂及涂料等。其中用于墙体、屋顶及地板的聚氨酯预
制板是建筑节能的主角。以此为理念,2009年11月,拜耳在德国北莱茵河-威斯特法伦州建成了一座1000m2的
生态幼儿园。

  2010年9月,我国天津万通生态城新新家园成为华北地区首家获得住建部绿色三星认证的住宅项目。该项目
通过综合运用22项绿色技术,实现了住宅建筑节能75%,太阳能热水占生活热水总供热量不低于60%,可再生能
源使用大于10%,非传统水源利用率不低于20%的节能环保目标。

  英国伦敦南部有一个零能耗社区贝丁顿生态村(BEDZED)。BEDZED是“零能耗”开发的缩写。约有250人居
住在生态村的100套公寓和住房内。

  我国万达集团早在十年前就开始了“绿色、低碳”之路。目前,已有3个万达广场获得“公共建筑类绿色建
筑设计评价标识”,开创了国内大型商业购物中心获取绿色建筑设计评价标识的先河。其中,广州白云万达广场
获得二星标识,武汉菱角湖、福州金融街万达广场获得一星标识。
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