[01311095]基于低成本、高性能绿色建筑节能关键技术研究

本课题依托“十二五”国家科技支撑计划项目“夏热冬冷地区建筑节能关键技术研究与示范”（2011BAJ03B00）,本研究以其中的“低成本、低能耗建筑节能关键技术集成研究与示范”课题（2011BAJ03B03）作为支撑。 能源是人类社会存在与发展的基石,是新世纪发展的动力,也是制约我国经济发展的重要因素。2013年,我国能源消耗达37.5亿吨标准煤（国家统计局）,其中建筑能耗约占全社会能源消费的28%～30%,达10.5-11.25亿吨,排放NOx、SO2和粉尘量分别为896.9万吨、720.6万吨和270.3万吨。可见,建筑能源消耗已成为我国建筑能耗的重要组成部分,采取必要的措施减少建筑能耗已成为保障我国能源安全、改善生活环境的必要举措。 在建筑领域,2013年全国新增节能建筑14.4亿平方米,可形成1300万吨标准煤节能能力;全国城镇累计建成节能建筑88亿平方米,约占城镇民用建筑面积的30%,共形成8000万吨标准煤节能能力。同时,全国共有1446个项目获得了绿色建筑评价标识,建筑面积超过1.6亿平方米,其中2013年度有704个项目获得绿色建筑评价标识,建筑面积为8690万平方米。建筑节能是提高人居环境质量、减少温室气体排放、保护环境的重要手段。建筑能耗指建筑使用能耗,包括采暖、空调、热水、供应、照明、炊事、家用电器等方面的能耗。我国的建筑能耗量占全国总用能量约三分之一,居耗能首位,而我国节能研究与发达国家相比起步较晚,能源浪费也十分严重。如我国的建筑采暖耗热量：外墙大体上为气候条件接近的发达国家的4-5倍,屋顶为2.5-5.5倍,外窗为1.5-2.2倍;门窗透气性为3-6倍;总能耗是3-4倍。事实证明,这些能源大多是通过保温隔热性能差的外墙、屋顶和窗户损失掉了。 与此同时,我国固体废弃物排放量已超过70亿吨,尤其是磷石膏等废弃物由于含有一定的酸性物质和少量重金属,对土地、水源等造成了严重污染,已被列为危险废弃物。迫切需要找到可靠、性价比合理的规模化处理方法,尽管目前利用磷石膏制备石膏建材的研究已经有报道,但由于其关键预处理技术不成熟,产品性能波动大,致使这类材料设计的总体成本较高,性能也不理想,因此应用规模小。围绕高性能绿色建筑材料的研发与建筑节能设计与构造技术,通过高性能墙体节能砌块及其配套材料的研究与开发,同时通过磷石膏处理技术的优化与改性,研发新型磷石膏基可循环绿色建筑材料,并结合建筑室内环境优化、节能设计技术与建筑墙体节能构造技术,以实现建筑节能关键技术低成本、低能耗的集成示范应用。 共申报国家发明专利19项,其中授权15项;获得软件著作权1项;发表学术论文28篇;培养博士、硕士研究生16名;编制标准、导则、规程、图集共10件,其中已颁布标准、导则共6件,已送审标准2件、图集2件。课题建立了考虑室内外协同的自然通风设计方法与竖壁贴附射流通风气流组织设计方法,并开发了竖壁贴附气流组织设计软件;研发了高性能墙体节能砌块、专用薄层砌筑胶浆、功能型抹灰石膏及其集成应用技术,结合所开发的宏观-微观热桥处理技术,实现了建筑围护结构的低成本、高效节能;利用湖北省磷石膏资源,研究了磷石膏高效预处理技术,实现了磷石膏原料的低环境负荷预处理,发明了α高强石膏的常压水热法制备工艺,大大降低了α高强石膏制备工艺的复杂性;研发了磷石膏基轻质砌块、新型轻质预制内墙材料与新型快速固化内墙材料建立了磷石膏在建筑中规模化利用的材料与施工体系基础。 本课题所研究与开发的产品制备工艺成熟,技术已在多家企业获得应用,效果良好,产品满足国家相应标准要求;相关产品及其应用技术已在多个工程获得有效利用,施工方便快捷,效果明显。 本课题研究成果可广泛应用与公共建筑与居住建筑,应用效果明显,体系安全可靠,可广泛推广。课题研究成果在湖北盛宛建材有限公司、武汉华源丰建材有限公司、钟祥三和建材有限公司、荆门市自强石膏有限公司、钟祥市春祥化工有限公司和武汉邱式石膏节能建材有限公司共6家企业的支持下开发了高性能墙体节能砌块和磷石膏绿色建筑材料系列产品;相应设计技术、节能技术产品和应用技术已在广电兰亭时代、钟祥盛世滨江小区、武汉建设大厦与武汉市汉秀剧场4项工程,共23.5万平米建筑中进行集成示范应用。 武汉建设大厦示范工程获得“全国绿色建筑创新奖一等奖”,并获得“三星级绿色建筑设计标识”。