智能建筑材料在生态节能建筑中的应用

    当前,以智能大厦和智能小区为代表的智能建筑,主要指的是利用现代先进技术对楼宇、社区进行控制、通信和管理。如智能大厦是以综合布线为基础,结合楼宇自动化系统(BA)、办公自动化系统(OA)、和综合通信系统(CA)等子系统实现现代办公和生活的理想场所。而智能小区则由小区网络通信、闭路电视监控、周界防范、可视对讲、小区一卡通、停车场管理、智能化物业管理、智能家居等子系统组成,以提供一个安全、舒适、便利的社区居住环境。

    上述传统智能化技术的应用有诸多缺点。例如,这些基于电气自动化计算机技术的系统过于复杂,维护工作量大;且存在建筑物使用周期长而智能化技术更新周期短的矛盾;据报道,许多智能化集成系统建成后利用率低,甚至是闲置不用从而不可避免地迅速贬值进而成为负担;更重要的是,过分强调现代通信电子技术的使用,带来建筑物的高能耗,直接提高了使用成本,比如北京上海一些高档写字楼,由于使用能耗过高导致出租率租金偏低。

    要实现真正意义上的智能型建筑,不仅体现在建筑内部弱电系统的应用,还应该把节能、环保、绿色、生态等发展可持续建筑的战略思想宗旨融入建筑的智能化建设中去,实现资源的有效持续利用,节能节水节地,减少废弃物,减低或消除污染,减小地球负荷,体现社会、经济、环境效益的高度统一。

    所以,智能建筑的建设不应仅局限于建筑内部子系统,还应包括能源优化系统、生态绿化系统、废弃物管理与处置系统、水热光气声环境优化系统等,充分体现建筑与周围环境的协调关系以及自身的稳定性可持续性,充分体现绿色建筑节能建筑和生态建筑的思想内容。要实现上述目标是一个复杂的系统工程,这其中,基于智能建筑材料的开发应用是非常重要的一方面。

    1、智能建筑材料

    智能材料是指模仿生命系统,能感知环境变化,并及时改变自身的性能参数,作出所期望的、能与变化后的环境相适应的复合材料或材料的复合。仿生命感觉和自我调节是智能材料的重要特征。

    智能材料在建筑中的应用广泛,结构型智能建筑材料可对建筑结构的性能进行预先的检测和预报,不仅大大减少结构维护费用,更重要的是可避免由于结构破坏而造成的严重危害。而本文讨论的功能型智能建筑材料,则主要体现出在节能环保、绿色生态等智能化建筑元素中的作用。

    以建筑中的功能元素之一湿度调节为例,若使用当前的智能建筑技术,需要通过HVAC(Heating,Ventilating,andAirConditioning)系统实现,能耗很大。而一些建筑材料本身具有调节湿度的功能,可以充分加以利用。传统材料如木材的平衡含水率、石膏的“呼吸”作用,二者都可随空气湿度的变化吸收或放出水分。新开发的某些智能材料其调湿作用更加明显,如下文讨论的调湿混凝土、相转变材料等。

    2、混凝土

    除水泥、水、砂、石及化学外加剂外的添加第六组分,不仅可以改善混凝土的使用性能,一些特殊的功能型智能型添加物以及一些特种混凝土,可提供特殊的绿色节能生态功能。

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