智能建筑材料在生态节能建筑中的应用

    1)室外净化空气涂料

    外墙涂料在阳光下爆晒后激活其中的光催化剂捕捉空气污染物,由于表面不易产生静电作用,抗污性好,易清洁,雨水也能够将被吸收的污染物冲刷。这类涂料在国外已进入实用阶段,如意大利Ecopaint产品,据称在5年使用周期内可大量吸收汽车尾气和有毒烟雾等有害气体。此类涂料的净化原理之一是涂料中的二氧化钛和碳酸钙球形粒子与多孔硅酮材料混合,通过紫外线把大气中的氮氧化物和硫氧化物等转变成硝酸和硫酸,从而被冲刷或中和。

    2)室内环境净化涂料

    添加稀土激活无机抗菌净化材料,能够较好地净化VOC、NOx、NH3等室内环境污染气体,其净化原理与室外涂料类似;同时,在光催化反应过程中生成的自由基和超氧化物,能够有效分解有机物,从而起到杀菌作用;此外,利用表面二氧化钛的超亲水效应,使表面去污方便快捷。为充分发挥上述自清洁效果,也可把纳米成份用于瓷砖表面,使用在室内厨房、卫生间或内墙等部位;或用于玻璃表面,使用在汽车、建筑的采光玻璃上,使清洗变得容易。

    3)智能乳胶漆

    在组分中加入“可逆变光剂”、“复合高分子稳定剂”等符合材料,使产品可自动调节光亮度自动适应环境。

    4)负离子功能涂料

    增加室内空气中负离子浓度,产生具有森林功能的效果,吸收二氧化碳及有害气体,抑菌除臭。

    5)阻热防水涂料

    其关键组分是有无数闭合腔体的微泡玻璃球,当用于金属表面时,可堵漏隔热防锈。当用于沥青表面时,可反射几乎全部的太阳能量,且增强沥青的抗老化性能。用于刚性防水屋面也能发挥极佳的防水隔热效果。此类产品当前有美国专利索士兰防水涂料、台湾快意断热胶等。

    6)露珠仙外墙涂料

    仿生荷叶叶面微结构,利用荷叶效应产生自清洁效果,让尘埃易随雨水清除,同时抑制菌类藻类繁殖,并具有防水防紫外线、透气耐侯性好等特点。

    4、玻璃

    玻璃作为建筑采光材料具有不可替代性,玻璃及其深加工制品作为装饰装修材料的应用面正在逐年扩大,利用玻璃材料独具的光电特性制造的多功能材料将会在节能绿色建筑中扮演重要角色。除了传统的节能玻璃制作工艺如中空玻璃、吸热玻璃和热反射玻璃以外,近年来出现了很多的新技术新产品。

    低辐射(Low－E)玻璃:附加一层金属氧化膜,可通过太阳辐射中的可见光,阻隔占太阳辐射能量49%的红外频谱部分,与普通透明玻璃相比,它可以反射40%～70%的热辐射,但只遮挡20%的可见光,与普通玻璃配合使用,组成双层中空窗,有很好的保温隔热节能效果。同时由于对可见光的反射率低,用于玻璃幕墙减低反射光引起的光污染。

    智能玻璃:玻璃在不同太阳辐射作用下,能够根据需要改变遮阳系数,从而减少日射得热。根据变色原理,可分成以下几种。

    1)光致变色玻璃利用金属卤化物或光学变色塑料,当阳光中的紫外线越强,变色材料越暗,减少可见光通过、吸收热辐射。

    2)热变色玻璃热变色材料会随着温度变化而改变其光学特性,受热引起化学反应或材料的相变,从而改变颜色,使太阳辐射被散射或被吸收。如在双层玻璃夹层中含有一层水溶性聚合纤维,由聚合物分子受热产生定向排列使透明度改变。

    3)液晶玻璃分散液晶在电场作用下产生定向排列,改变透明度。如其中的针状液晶通电时晶体水平排列,玻璃变透明,断电时晶体竖直排列,玻璃吸收散射太阳辐射。

    4)电致变色玻璃通过低压直流电的驱动,使电变色材料(如W03)变暗,能够根据需要连续调光,同时能消除日照中99%的紫外线。

    5)电泳玻璃双层玻璃面上有透明的导电涂层,中间充满悬浮液,当通电时,悬浮液中的黑色针状悬浮颗粒产生定向排列,改变透明度,根据电压大小也可连续调光。

    上述各种智能玻璃的应用多侧重于减少太阳能对室内的热辐射,若从相反的能源利用的角度出发,可使用德弗恩霍夫太阳能研究所发明的一种透光隔热材料,将阳光转变为热能,通过窗体导入室内,同时又能保护室内热量不向外散发,可有效节约冬季取暖能耗。

    日本日前开发一种镶有发热玻璃的窗户叫“窗暖”,是在玻璃中熔入导电金属元素,通入小功率电流使玻璃发热,可防止冬季结霜,消除室内空气因受冷而向下流动,夏季阻挡红外线等。

    5、其它

    1)环保砖一种使用形式是利用自身多孔结构和表面涂覆材料,有效吸收汽车尾气和一氧化碳等有害气体;另有一种“烧结型透水保湿路面砖”,用工业废料制成,具有良好的透水透气性,实现环保加生态的双重效果。

    2)碳纤维电热板材在吊顶板、墙板、地板或其它装饰板制作中加入碳纤维,通电辐射供暖,热效率高近100%,安全节能无污染,方便操作,散热均匀,温度可自由调节,是一种典型的智能化多功能板材。

    3)智能毯用柔性聚酯膜材料做基层,上面喷涂照明、供暖、能量存储、信息显示等微元素粒子,利用有机光电太阳能电池供电,制成电子墙壁,提供变换多姿的装饰效果,其中的相转变材料可在白天蓄热,晚上供热。

    4)功能型高晶板材传统的石膏板具有保温隔热装饰性好等诸多优良的功能特点,以及特殊的“呼吸”作用,即可以调节室内的空气湿度,在此基础上,在基本材料中加入富含银离子的纳米无机抗菌材料,或掺入负离子经化学反应增加空气负离子浓度,可起到杀菌抑菌除臭作用,有效用作内墙板、吊顶板、防火面板等。

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