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节能是中国的基本国策,是中国能源战略的重要组成部分。随着我国经济社会的发展,人民生活水平的不断提高,全国建筑能耗占总能耗的比重不断提高,建筑节能已成为社会各界关注的热点问题。
据刘教授介绍,“现在人们对居住环境的舒适性要求越来越高,采暖、空调制冷面积不断扩大,建筑能耗总量和占总能耗的比重逐年提高,成为能耗最高的行业。建筑能耗已成为我国最为棘手的“城市病”之一,影响着我国城市的可持续发展。而且,现在中国使用的各种材料都消耗了大量的能源和污染。因此,“发展适合中国国情的建材体系是当务之急。从国家到企业,都要高度重视新材料、新技术。例如,利用太阳能发展建筑外墙技术是非常有前景的,也是我国建筑节能技术的主导方向。”
在我国目前的市场上,用于建筑墙体的保温材料一般是有机化工材料,如聚苯板、聚氨酯、聚苯颗粒砂浆等,在生产过程中,这些材料都消耗了大量的石化原料,如挤塑板的生产,它消耗石油原料乙烯,特别是这些保温材料易燃,容易脱落。
刘外墙保温施工工艺及验收规范明康指出,要从材料生产开始,通过材料、工艺、生产工艺等方面实现节能减排。在研究中,刘教授发现,火山岩喷发后,岩浆将成为一种轻浮石物质。用这种材料制成的保温板在生产和运输过程中不排放有毒物质和污染物,不会对环境造成任何不良影响。在此基础上,以废粉煤灰、石英砂、碳酸钙、滑石粉为主要原料,以发泡剂、水泥为辅料,研制出LxC保温板。努力在生产过程中节约能源,率先降低生产能耗。
太阳能是取之不尽,用之不竭的,但太阳能的储存和控制仍然是新能源利用的一大难题,对相变储热原理的研究将实现建筑材料对太阳能的控制。”相变储热是自然界中物质在一定条件下从一种状态转变为另一种状态的现象,”刘说,相变储热材料白天吸收太阳能,通过从固相转变为液相来储存热能。夜间,当外界温度降低时,这些材料由液相转变为固相,释放热量,从而达到墙体保温的目的。而且,当相变储热材料达到饱和温度时,将不再吸收储存的热量,使其在建筑中的温度调节处于稳定平衡状态。
LxC保温板是根据相变储热原理研制的。它能根据太阳能的多少吸收或释放热量,改变自身的形态,使建筑内的温度保持在25℃左右,达到冬暖夏凉的效果。这种效果相当于更换了常用的空调。据刘教授计算,LxC保温板在满足建筑节能50%的基础上,可节能30%,即在1980-1981年当地住宅总体设计能耗水平的基础上,可满足国家节能65%的要求。在实际的试验运行中,该浮石材料的节能率甚至超过65%。
但刘教授也指出,中国的建筑保温材料现在需要制定行业标准。2005年起,刘教授参与了有关部门制定的“相变储热复合材料”行业标准。该标准一经发布,将极大地促进我国相变建筑节能技术的发展和推广