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1、可持續性材料與建筑的關系當今21世紀的中國推崇的是可持續發展的理念，即“既滿足現代人的需求并以不損害后代人滿足需求的能力”。尤其是在當今建筑的高消耗和高污染的發展模式下，更應走向綠色的、環保的可持續發展的生態模式。本篇論文我也將對我所學專業對可持續性建筑的貢獻進行論述。即“可持續性材料與建筑的關系”。 大部分建材在制造時都要消耗和產生大量的熱能和機械能，從而對環境產生多重污染，生態型建筑就應從節約能源和和尋找低能耗低污染的材料的角度出發，并盡可能的實現資源的重復利用和循環利用，減少廢棄物的產生。在當下視覺為主導的世界里，材料似乎更多的與建筑的形象聯系在一起：色彩、光學特性、和表面肌理、板塊的邊2、界狀況，都讓每一位建筑師為此著迷。當然我們試圖與視覺暫時脫開一點距離而關注材料在另一個方面的表現可持續性。關于這一點，我們就會想到材料工程師工作的范疇：材料在保溫、隔聲、循環利用、碳排 放等方面的物理特性。這些似乎不是建筑師的專長，然在這種把技術與藝術割裂的前提下抵達的 可持續性，往往不那么靠得住。一方面，被標準化的緑色建筑技術正通過PV板、自動百葉、 呼吸幕墻構造等司空見慣的手段越來越為一種新材料的可持續性的建筑裝飾：另一方面，很多在這種模式下建造出 來的建筑既不省錢，也不節能，更不低碳。連理 查羅杰斯自己都承認，號稱“零碳”的高技術玻璃 建筑只有在建筑建成至建筑拆除這段周期內是“零 碳”，3、如果追溯至玻璃的高溫生產加工，延伸到玻璃的降解，則實在“高碳”。 學習傳統建筑中的材料智慧是非常重要的，建筑與自然的共生來使我們的建筑系統獲得更好的自我持續性。能否在材料的來源方面更多地發掘地方材料的可能，使材料的加工、生產與運輸更少地耗費能源；能否向當代產業化的材料廠商提出挑戰，請他們發出更有機、更具可滲透性的材料，使現代建筑材料本身能夠容納微觀的生態系統，從而大大簡化建筑壽命之后材料的降解過程。更重要的是， 我們可以發掘建筑材料深層的文化價值，使得建筑背后與其獨特的文化藝術相得益彰。從而延展其對社區和城市的服務壽命，加強對建筑本身的保護并因之抵達更好的可持續性。 談到材料，就不得不提到一種4、新型的獨特的技術納米材料和技術。納米材料以其特有的光、電、熱、磁等性能為建筑材料的發展帶來了一次前所未有的革命。利用納米材料的隨角異色現象尅發的新型涂料，利用納米材料的自潔功能而開發的抗菌防霉涂料、PPR供水管，利用納米材料具有的導電功能而開發的導電涂料，利用納米材料屏蔽紫外線的功能科大大提高PVC塑鋼門窗的抗老化黃變性能，利用納米材料可大大提高塑料管材的強度等。由此可見，納米材料在建筑中具有十分廣闊的市場應用前景和巨大的社會效益。1991年，日本電氣公司的專家制備出了一種稱為“納米碳管”的材料，它是由許多六邊形的環狀碳原子組合而成的一種管狀物，也可以是由同軸的幾根管狀物套在一起組成的。這種單5、層和多層的管狀物的兩端常常都是封死的，這種由碳原子組成的管狀物的直徑和管長的尺寸都是納米量級的，因此被稱為納米碳管。它的抗張強度比鋼高出100倍，導電率比銅還要高。通常這種納米鋼管的實用性和使用壽命都可以比普通鋼管的高處幾倍，既減少了能源的消耗還增強的鋼管使用的可持續性。在空氣中將納米碳管加熱到700 左右，使管子頂部封口處的碳原子因被氧化而破壞，成了開口的納米碳管。然后用電子束將低熔點金屬（如鉛）蒸發后凝聚在開口的納米碳管上，由于虹吸作用，金屬便進入納米碳管中空的芯部。由于納米碳管的直徑極小，因此管內形成的金屬絲也特別細，被稱為納米絲，它產生的尺寸效應是具有超導性。因此，納米碳管加上納米絲可6、能成為新型的超導體。納米技術在世界各國尚處于萌芽階段，美、日、德等少數國家，雖然已經初具基礎，但是尚在研究之中，新理論和技術的出現仍然方興未艾。我國已努力趕上先進國家水平，研究隊伍也在日漸壯大。風能，也是一種非常重要的可持續能源和材料。它不僅十分容易獲取更便于利用。國家近幾年對風能的開發與利用也是十分的重視。在2013年全國青少年科學創新性實驗知識的競賽中，“風能的利用”也作為試題之一對學生們的能力進行考驗。風能地球表面大量空氣流動所產生的動能。由于地面各處受太陽輻照后氣溫變化不同和空氣中水蒸氣的含量不同，因而引起各地氣壓的差異，在水平方向高壓空氣向低壓地區流動，即形成風。風能資源決定于風能密7、度和可利用的風能年累積小時數。風能密度是單位迎風面積可獲得的風的功率，與風速的三次方和空氣密度成正比關系。空氣流速越高，動能越大。人們可以用風車把風的動能轉化為旋轉的動作去推動發電機以產生電力， 方法是透過傳動軸，將轉子（由以空氣動力推動的扇葉組成）的旋旋轉力傳送至發電機。到2008年為止，全世界以風力產生的電力約有 94.1 百萬千瓦，供應的電力已超過全世界用量的1%。風能雖然對大多數國家而言還不是主要的能源，但在1999年到2005年之間已經成長了四倍以上。現代利用渦輪葉片將氣流的機械能轉為電能而成為發電機。在中古與古代則利用風車將收集到的機械能用來磨碎谷物和抽水。風力被使用在大規模風農場8、和一些供電被被隔絕的地點，為當地的生活和發展做出了巨大的貢獻。當然，風能在建筑環境中的利用也是絕對不容小覷的。城區建筑環境中的風場有紊流加劇、風速降低的特點。因此，風力強化和集中的問題需要得到解決。目前有非流線體型、平板型和擴散體型三種空氣動力集中形式。在近地氣層中風速隨高度不同而變化。造成風速在近地氣層中垂直變化的有動力因素和熱力因素，前者主要來源于地面的摩擦效應，即地面粗糙程度，后者主要表現與近地大氣層垂直方向溫度梯度的關系。新型節能環保材料不同于一般材料，其主要向綠色化、輕便化、智能化方向發展，并且能可重復利用以增強其對建筑的可持續特性。在節能門窗、保溫隔熱材料、建筑垃圾再生的方面來看就9、有長足的進展。節能門窗，門窗的制作材料從單一的 木、鋼、鋁合金等發展到了復合材料，如鋁合金木材復合、 鋁合金塑料復合、玻璃鋼等。 目前我國市場上主要的節能門窗有 PVC 門窗、UPVC 門窗鋁木復合門窗、鋁木復合門窗、 鋁塑復合門窗、玻璃鋼門窗等。 就玻璃鋼門窗而言，其型材具有極高的強度和極低的膨脹系數，具有廣闊的發展前景。除結構外， 對門窗節能性能影響最大的是玻璃的性能。 目前，國內外研究并推廣使用的節能玻璃主要有中空玻璃、 真空玻璃和鍍膜玻璃等。中空玻璃在發達國家已經是新建住宅法定的節能玻璃，但我國中空玻璃的使用普及率還不到 1%，從國內外的實踐來看，推廣使用中空玻璃將是實現門窗節能的一個10、重要途徑。 真空玻璃在在節能方面要優于中空玻璃，從節能性能比較，真空玻璃比中空玻璃節電 16%18%。熱反射鍍膜玻璃的使用不僅具有節能和裝飾效果，可起到防眩、單面透視和提高舒適度等效果，還可大量節約能源，有效降低空調的運營經費。 保溫隔熱材料，近年來，我國保溫隔熱材料的產品結構發生有明顯的變化：泡沫塑料類保溫隔熱材料所占比例逐年增長，已由 2001 年的 21%上升到 2005 年的 37%；礦物纖維類保溫隔熱材料的 年產增長較快，但其所占比例基本維持不變；硬質類保溫隔熱材料制品所占比例逐年下降。我國目前常用的外保溫技術體 系包括膠粉聚苯顆粒外保溫、現澆混凝土復合無網聚苯顆粒 外保溫、現澆混凝11、土復合有網聚苯顆粒外保溫、巖棉聚苯顆粒 外保溫、外表面噴涂泡沫聚氨酯和保溫涂料等。 在上述幾種保 溫體系中，保溫涂料綜合了涂料以及保溫材料的雙重特點干燥后形成一定強度及彈性的保溫層，符合外保溫材料的要求。建筑垃圾的再生，近幾年，我國在建筑垃圾開發利用方面投入了相當大的資金，不少地區將建筑垃圾作為一種再生資源，對固體廢棄物加以篩分、破碎后制成建筑垃圾磚或垃圾磚取代傳統黏土實心磚 作為砌體材料，凈化了環境，節約了能源，保護了土地資源，是一種具有經濟效益和社會效益的產品，從而使建筑業走上了一 條良性循環的經濟模式，成為建筑業可持續發展的動力。在當今社會資源匱乏和生態環境問題日益突出之時，也向人類提出了嚴峻的挑戰。我們不僅應在大力提升國力和發展經濟的同時致力于對環境的保護、對新型可持續能源的開發和循環使用、對新型材料的研究、更應直視挑戰。這些問題既對國家的科技、經濟、社會發展提出了更高目標,也使經濟發展日益受到人們重視的綜合國力研究達到前所未有的難度。參考文獻：1張利，材料的可持續性J. 2潘遇，陳寶明，建筑環境中風能的利用J. 3艾仕云，催化快速測定的研究J.重慶環境科學，2003。