星期一, 5月 16

    绿色建筑行业中快速发展的可降解塑胶建材

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    ■资料来源:SPE 北京分会

    前言

    绿色建筑技术重新定义了我们建造和在建筑物中的生活方式。使用这些塑胶材料和加工技术,我们既可以降低建筑物的能耗,又可以同时提供建筑物的所需要的能源。这些塑胶材料和工艺取代了早期技术,并改变了现有市场。接下来让我们深入研究这些涉及塑胶材料和加工方面的新兴绿色建筑技术。

    可持久储热的解决方案—Energain由DuPont开发的Energain技术是一种基於相变材料改进后的持久储热成型板材解决方案,这种技术可以满足环境可持续发展对建材的需求。挤出片材的形状为1198mm(长度)×1000mm(宽度)×5.26mm(厚度)。由60%的聚烯烃共聚物和40%的石蜡组成,所有表面使用铝板覆盖。相变石蜡的采用增加了建筑物对热量的储存能力,或者说增大了整个建筑物的「热惯性」或者说建筑物的「比热容」。白天建筑物的内部温度升高,Energain吸收并储存热量,在晚上随着温度下降,热量会释放出来。这些面板必须在晚上得到冷却,以便第二天再次工作。

    铝制表面可防火,使面板更加坚固,更易于安装,并防止内部相变石蜡的流失。Energain的一般蓄热容量为每平方米143瓦时/平方米。这种薄板型的产品在夏季最高可以让室温降低7摄氏度,来帮助改善夏季时室内的舒适性。Energain与EDF(法国电力公司)合作进行现场测试后发现,对于同一结构的房间,使用Energain对比没使用Energain的情况下,峰值温度平均降低4.5摄氏度,最高可达6.7摄氏度。

    「反射屋顶」涂料,减轻城市岛屿热效应

    在外部,「反射屋顶」涂料正在迅速进入市场。现在屋顶和其他人造表面吸收了很多太阳的热量,产生城市岛屿热效应,与城市环境相比,城市温度可升高1-3摄氏度或更高。如果所有屋顶都涂成白色,那么这个城市岛屿的热效应可以减少33%。此外,白色屋顶显著降低了建筑物内的温度。在平坦或低坡度屋顶上添加一层专门的白色涂层可提供以下主要优点:

    •可延长屋顶的使用壽命,「反射屋顶」通常比典型沥青屋顶低10-27°C。

    •提高热反射率,将年度空调成本降低25%。

    •商业建筑每年 CO2 排放量每万平方英尺减少5吨。

    陶氏化学公司(Dow Chemical)认为其在美国推广的涂覆丙烯酸基弹性体涂料的 Thermo Plastic Olefin(TPO) 屋顶的具有巨大的市场潜力。陶氏估计,美国可进行涂覆的屋顶面积大概为500亿到100亿平方英尺。陶氏与橡树岭国家实验室正在合作推进这项技术,重点是先进的反射技术。陶氏已经将新的「反射屋顶」涂料商业化,这种涂料被广泛认为是提高新建筑和现有建筑能效的一种经济有效的方法。目前这项技术的重点将放在有改善白色弹性屋顶涂料长期使用中的抗污垢能力和抑制微生物表面生长的技术上。这是这种屋顶技术能否得到广泛商业化采用的关键考虑因素。当前的情况是,经过三年的使用后这种涂料会损失高达45%的反射率。美国能源部(DOE)已经实施了一系列举措,以更广泛地推进DOE设施和整个联邦政府的反射屋顶技术。作为这项工作的一部分,所有DOE办公室都被规定在新建筑的屋顶或更换旧屋顶时,在屋顶使用寿命期间,只要有成本效益,就应对屋顶进行涂覆。

     

    图 1:Energain 面板安装(左)/ 其他材料与 Energain 材料储能对比(右)

     

    图 2:陶氏化学进行反射屋顶的涂覆

    图 3:Raugeo 地面回路热交换系统。每个钻孔有两个 U 形弯头,能量提取量高达 20%

    最环保的温度调节系统:地热系统

    最后,在地面回路热交换系统中,塑胶材料和工艺方面的应用技术已经相当成熟。人们已经可以通过适度利用地热这种可再生能源来对生活用水进行加热。美国能源部表示,地热系统是「目前最节能、环保,且具成本效益的温度调节系统」。因为它们仅使用电力来移动能量而不是产生能量,所以地热泵比传统系统更有效。他们通常只使用一个单位的电力就可以移动三到四个单位的能量。Rehau 的 Raugeo 地面环路热交换系统便是一个很好的例子。作为家庭供暖和制冷 的高效地热能源循环系统,Raugeo系统采用先进的高性能元件,包括 PEXa(交联聚乙烯的商品名)管道、双U形弯管和地热歧管。

    PEXa具有出色的抗冲击性同时十分耐用,能够抵抗岩石冲击和地球的运动应力。与需要铺砂的高密度聚乙烯(HDPE)管道不同,PEXa管道可以直接回填, 其成本更低并且提供优异的导热性。PEXa管的卓越柔韧性允许超长长度的连接或者大角度的弯折,适用于U形管的弯曲制造。PEXa内部分子的高度交联使管道具有很强的耐用性和柔韧性,并具有出色的温度性能和长期的使用强度。■

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