第一篇：新型水玻璃自硬砂在鑄造上的應用

新型水玻璃自硬砂在鑄造上的應用(2011-06-05 21:01:23)轉載▼

標簽： 雜談

作者：沈陽匯亞通鑄造材料 張俊法 關紅宇

摘要：本文對目前國內鑄鋼件用 造型制芯工藝及材料進行了詳細的論述，對各種工藝的優缺點進行了分析，認為酯硬化水玻璃自硬砂工藝是鑄鋼件生產中最為合適的工藝，我單位在原酯硬化工藝的基礎上，對水玻璃砂粘結劑體系進行活化改性架接，成功地研制出新型水玻璃自硬砂工藝及材料。通過對新工藝的工藝性能試驗、經濟技術分析，以及多個生產應用廠家的生產應用表明，新型水玻璃自硬砂工藝具有水玻璃加入量低（≤3%），型砂強度高，（抗拉0.5-1.4Mpa）,型砂硬透性好，硬化速度 可調，型砂潰散性好，舊砂易于干法再生回用，回用率≥80%，生產成本低，無毒無污染，澆注出的鑄伯無裂紋及氣孔缺陷，鑄件質量和尺寸精度可與呋喃樹脂砂工藝相媲美。因此，該工藝是一種先進可靠的工藝，預計會在國內鑄造行業推廣應用，將會取得明顯的經濟及社會效益。

前言

造型制芯工藝在鑄件生產過程中占有十分重要的地位，它直接影響鑄件的質量，生產成本，生產效率及環境污染。隨著機械工業的發展，對外經濟貿易的擴大，以及環境污染、能源緊張、材料漲價等問題的日益嚴重，對鑄造生產和鑄件質量提出了更高的要求，尤其是跨入二十一世紀的今天。

為了適應二十一世紀綠色、集約化鑄造的需要，符合可持續發展戰略，新一代造型制芯工藝必須滿足下述幾個方面的要求：

1．生產的鑄件質量好，鑄造缺陷少。2．勞動條件好，對生態環境污染少。3．最大限度地利用自然資源，節省能源。4．生產成本低，生產效率高。

我單位開發的新型水玻璃自硬砂工藝在這方面具有很大的優勢，是符合可持續發展模式的綠色環保型造型制芯工藝。

目前國內鑄鋼件生產用造型制芯工藝及材料現狀

目前，國內鑄鋼件用造型制芯工藝主要有兩大類，無機類粘結劑系統以水玻璃砂工藝，有機類粘結劑系統以呋喃樹脂砂工藝為主，兩種工藝上前的使用現狀主發展前景如下。

一．水玻璃砂工藝

水玻璃砂工藝具有設備簡單，操作方便、無毒味、成本底廉等特點，從50年代開始廣泛地用于國內鑄鋼件的生產，尤其是CO2水玻璃砂工藝。

CO2水玻璃砂工藝使用過程長期存在的主要問題：型砂強度低，冬季硬透性差，型（芯）潰散性差，鑄件清理困難，舊砂廢棄造成生態環境污染大等，這些問題嚴重制約了水玻璃砂工藝的應用及發展，為了最大限度地改善水玻璃砂工藝存在的問題，國內外鑄造工作者付出了艱辛的努力，經過了幾十年的開發研究，先后開發出許多新的材料和工藝，如水玻璃的物化改性或特殊添加材料制成的改性水玻璃或潰散劑，清理采用水爆（浴）清砂，七零砂（石灰石砂），這些方法在一定程度上滿足了當時的生產急需，并且許多工藝沿用至今，但是未能在根本上解決問題，水玻璃加入量居高不下，潰散性的解決受到限制，舊砂再生還未解決，鑄件質量較差。

八十年代以來，水玻璃砂工藝相繼出現了許多新工藝，如酯硬化法，VRH-CO2法，微波硬化法等，這些工藝在提高水玻璃的粘結力，降低加入量，改善潰散性方面對玻璃砂工藝的發展起了顯著的作用，但是這些工藝在大量生產使用過程中也存在許多問題。

1．普通酯硬化水玻璃砂工藝粘結劑和固化劑配套性差，型砂硬性能較差，冬季硬化時間長、硬透性差、舊砂回用率低，再生砂綜合性能差，難以實現生產線的批量生產。2．VRH法工藝：設備投資大，維修費用高，對鑄件批量生產有一定限制。

這些問題限制了水玻璃砂新工藝的大面積推廣應用。

二．呋喃樹脂砂工藝

八十年代后期，隨著對鑄件質量要求的提高，樹脂砂工藝在國內外得到了大面積推廣及應用，尤其是呋喃樹脂砂工藝，呋喃樹工藝具有鑄件質量好，尺寸精度高，型芯潰散好，舊砂回用方便，回用率高等特點，這些優點備受鑄造工作者的青睞，但是，該工藝在使用過程中出現了許多新問題，鑄件表面滲硫和型（芯）高溫退讓性差引起鑄件出現裂紋，尤其是薄壁類鑄鋼件，加上生產成本高，環境污染嚴重，雖經廣泛地開發研究，但是至今未能徹底解決這些問題，使得該工藝在鑄鋼件及球鐵件的應用受到限制。

近幾年，樹脂工藝在鑄造上生產過程中出現的鑄年質量問題，加上生產成本、環境保護等方面的壓力，使無機類的水玻璃砂系統再度成為人們關注的熱點，水玻璃砂工藝只有解決了多年存在的老大難問題，解決了水玻璃加入量的問題，粘結強度的問題，型砂綜合性能的問題舊砂回用的問題，才能更好地在鑄件生產中推廣應用。

因此，只要開發一種新的工藝，兼顧樹脂砂和水玻璃砂的優勢，才能適應目前高質量，低成本鑄鋼件生產的需求，尤其是市場經濟條件下，企業追求效益、成本、質量、環保的今天。

新工藝的特點

我們針對目前鑄鋼件生產用造型制芯工藝的現狀，結合國內生產工藝的需求，經過多年的開發研究，成功地研制出了鑄造用新型水玻璃自硬砂工藝及材料，新工藝是我們在原水玻璃砂工藝的基礎上開發研制出的新一代自硬砂工藝，它采用了我們研制的高強度、低粘度的新型水玻璃和專用酯類固化劑，通過對水玻璃粘結體系進行離子活化處理，使水玻璃砂樹脂化，提高了型砂的工藝性能，改善了型（芯）砂的潰散性，實現了舊砂的干法再生回用，改善回用砂的工藝性能，舊砂回用率接近樹脂砂的水平。

新工藝的工藝特點：粘結劑加入量低（≤3%），型砂工藝性能良好，冬季硬透性好，硬化速度通過粘結劑和固化劑種類依生產及環境條件可調（5-80分鐘），型芯砂潰散性好，鑄件出砂清理容易，舊砂易干法再生回用，回用率≥80%，鑄件質量和尺寸精度可與樹脂砂相媲美，型砂熱塑性好，發氣量低，可防止鑄件產生裂紋及氣孔缺陷，在所有自硬砂工藝中生產成本最低，環境污染少。

新工藝的工藝性能

1、新工藝用原輔材料

1.原砂：新工藝對原砂的要求與樹脂砂類似，但比樹脂對原砂的敏感性小，并且原砂適用范圍廣，可以用硅砂，鉻鐵礦砂，鎂橄欖石砂等多種砂，其要求指標：粒度：40-140；角形系數，<1.30；微粉及含泥量<1.0%；含水量<0.8%；化學成分依鑄件材質砂種而定。

2.新型水玻璃：我單位研制的粘結劑指標，見表一。表一粘結劑指標

3.專用酯類固化劑：我單位研制的固化劑指標，見表二。表二自硬酯類固化劑性能指標

二．新工藝的型砂配制

1．型（芯）砂的配比，見表三。表三 推薦配比

以上為新砂對型（芯）砂的配比。若批量生產采用舊砂回用時，可適當降低粘結劑及酯化劑的加入量。

2．混砂設備和工藝

1）推薦采用高效樹脂砂混砂機

用量較小時，宜采用間隙式碗形樹脂砂混砂機或雙攪拌強碾混砂機；用量較大時，宜采用葉片式連續混砂機。混砂工藝

原砂＋酯固化劑――粘結劑――出砂

2）也可采用碾輪式混砂機（無樹脂砂設備）

雙砂三混工藝

一半砂與固化劑，一半砂與粘結劑，混碾1-1.5分鐘，最后依生產情況將二部分砂放混砂機中一起混碾1-1.5分鐘。

原砂+酯固化劑 混拌1.5-2分鐘+粘結劑 混拌1-1.5分出砂 采用碾輪混砂機混自硬砂時，應將碾輪抬高30-5毫米。

采用碾輪式混砂機時，型（芯）砂的可使用時間和終強度比高效樹脂砂混砂機要低得多。

3)型（芯）砂可以采用雙砂制，即面背砂，也可以采用單一砂制。

三．新工藝砂硬化性能的調整

型砂的硬化 性能受原砂質量，粘結劑和固化劑的種類及加入量、外界環境條件、混砂工藝設備等因素影響，使用廠可根據現場原砂的種類、狀態，型（芯）砂的生產工藝要求，外界條件（溫度、濕度）選擇相應的粘結劑、固化劑的種類及加入量來調整型砂的硬化性能，滿足鑄件生產的要求。

1.新型水玻璃自硬砂工藝的硬化性能

原砂

（1）原砂的狀態對型砂硬化性能的影響。（2）砂溫對型硬化性能的影響。

（3）原砂的含水量對型砂硬化性能的影響。

水玻璃 水玻璃加入量對性能的影響，不同原砂推薦的加入量如表

表四 不同原砂，不同水溶性粘結劑加入量對型砂工藝性能影響

（2）不玻璃種類對性能的影響，見表五 表五 不同粘結劑種類對型砂強度的影響

從表可知

▲新型水玻璃粘結劑的自硬砂24H抗拉強度比普通水玻璃自硬砂高30%左右。

▲型砂的硬化性能優于普通水玻璃的自硬砂，尤其是氣溫較低的冬季，型砂硬透性、硬化速度遠優于普通水玻璃砂，可以滿足正常生產要求。▲不同的粘結劑，型砂具有不同的硬化性能，即通過調整粘結劑種類來調整硬化性能滿足生產要求。

酯類固化劑對型砂硬化工藝性能的影響

(1)酯類固化劑種類對型砂強度的影響，見表六 表六 酯類固化劑種類對型砂強度的影響

注：原砂（標準砂）100%+ZCS粘結劑3%+固化劑045% 由表六可知▲我公司生產的專用有機酯比市場售的有機酯在相同條件下有較佳的硬化性能，尤其是冬季，終強度提高30%左右。▲在相同的條件下，不同的固化劑、型砂的硬化速度有很大差別，終強度也有差別。▲在不同的外界條件下，同種固化劑具有不同的硬化性能，通過調整固化劑種類，可以調整型砂的硬化性能。

（2）酯類固化劑加入量對型砂工藝性能的影響，見表七 表七 酯類固化劑加入量對型砂工藝性能的影響

酯類固化劑作為一個反應組份參與整個體系的反應，因此，必須達到一定的量，加入量較低，反應不完全，粘結劑作用不充分，隨著加入量增加，固化劑提供的活性離子增多，反應越來越激烈充分，硬化速度提高，強度增加，達到一定量后，有部分固化劑未參與反應，殘留于粘結劑結構中，降低型砂的終強度，因此，綜合考慮型砂的硬化性能，終強度和成本兩個方面因素，酯類固化劑的加入量為≤20%。

外界條件對型砂工藝性能的影響

（1）氣溫

表八 不同氣溫對型砂強度的影響

注：1粘結劑加入量3%；2 固化劑加入量 0.45%(2)相對濕度

表九 不同相對濕度對型砂強度的影響

由表八

九、可知▲新工藝在不同的氣溫、濕度條件下具有良好的性能。在氣溫較低的季節，型砂也具有較好的性能。▲根據不同的外界條件，通過調整粘結劑種類。固化劑種類可以調整型砂的硬化性能。

型砂的潰散性

型砂的殘留強度與溫度的關系：新型水玻璃粘結劑自硬砂的殘留度在溫度≥400℃以上時≤0.5MPa，均比CO2水玻璃砂低，尤其是溫度≥800℃以上，殘留度約為CO2水玻璃砂的1/10，其主要原因為對粘結劑體系進行復合有機改性，400℃以上時，有機物分解，破壞了粘結膜的連續性，降低了為粘結劑的殘留強度，改善了型砂的潰散性。

型砂的發氣性

新工藝的舊砂及再生回用

新工藝的粘結劑加入量少（≤3%），型砂澆注受熱后潰散性顯著改善，介于水玻璃砂和樹脂砂之間，接近樹脂砂，舊砂易破碎成單個砂粒，這為舊砂再生創造了條件，型（芯）砂澆注受熱后，舊砂表面的殘留膜脆性較大，并且成不連續狀態，易于通過機械再生除去，同時通過工藝材料配套機械再生處理保證回用砂的綜合性能。克服和減輕舊砂殘留粘結劑膜對回用砂性能（可使用時間、工藝強度等）的影響。

1.舊砂再生回用的工藝方法 新工藝的舊砂回用可以采取兩種再生方法，即干法再生回用和干熱聯合再生回用，兩種工藝再生回用率為75-90%，其工藝流程見圖。

◆ 干法再生回用

舊砂-砂塊破碎-機械干法再生（2-3 級硬）--風選--砂溫調節 ◆ 干熱聯合再生回用

舊砂-砂塊破碎-低溫加熱（150--250℃）--機械干法再生（1-2級硬再生）--風選--砂溫調節

2．再生砂質量控制指標

殘留NA2≤O1%微份含量（150目以下）≤1%；砂溫≤35%℃；回用砂工藝性能控制。

3．再生回用砂的工藝性能，見表十。表十 再生砂的工藝性能

注：

1、海城水洗砂為大連某廠生產用新舊砂，再生工藝為干法再生回用；

2、內蒙擦洗砂為華北某廠生產用新舊砂，再生工藝為干法+熱法再生工藝 新工藝及材料的生產用設備情況

八十年代以來，呋南樹脂自硬砂工藝已在國內大面積推廣應用，為滿足國內樹脂工藝應用和發展的需要，國家部委，研究所和有關鑄機廠，通過技貿結合等方式，在消化、測繪引進設備的基礎上，吸收國外樹脂砂設備的先進技術，開發研制出符合國內需要的樹脂砂專用設備，經過近幾年的發展，樹脂砂設備的整體水平、設備的元器件、備件的配套性得到大幅度提高，產品水平已達到了國外同類產品水平，新工藝用生產設備與樹脂砂工藝的設備基本類似。

（一）混砂設備

◆ 混砂量較小時推薦采用間隙式碗形混砂機或雙攪拌強碾混砂機。◆ 混砂量較大時推薦采用連續式混砂機，與呋喃樹脂工藝的主要差別是：燭結劑粘度較大，定量泵，可選擇齒輪泵，螺桿泵，雙隔膜泵

（二）造型制芯設備：與樹脂砂工藝相同

（三）舊砂再生設備：近幾年，國內外在水玻璃砂舊砂再生回用方面從再生機理、再生工藝及再生設備等進行了多方面的開發研究，相繼開發出一系列水玻璃砂舊砂再生工敢及設備、并已有部分投入生產應用；如日本新東公司（干法）的再生設備，濟南鑄鍛所研制的S586（干熱聯合）再生成套設備。這些設備為水玻璃砂工藝的推廣應用創造了條件，尤其是新型水玻璃自硬砂工藝。

新工藝的技術經濟分析

1．幾種型砂工藝的技術經濟比較，見表十一 表十一 幾種自硬砂工藝的技術經濟對比

2．綜合社會效益

采用新型水玻璃自硬砂工藝及材料，可以降低CO2水玻璃砂工藝和呋喃樹脂砂工藝造成的廢品，提高鑄件的質量，減少水玻璃堿性廢棄砂對生態環境的污染，節約廢棄砂的運輸，占地等費用，節約優質硅砂資源，具有深遠的社會經濟效益。

新工藝的生產應用情況

一．鑄鋼方面

1．98年7月，我們和大連某合資企業合作，成功地將原呋喃樹脂砂生產線改造成國內第一條新型水玻璃自硬砂生產線，該廠主要生產不銹鋼閥門，軸承及其它各類鑄鋼件，采用新型水玻璃自硬砂工藝澆注的鑄件無裂紋等缺陷，尺寸精度，表面質量與樹脂砂工藝類似，且鑄件落砂清理容易，型芯砂工藝性能優良，回用率80%左右，98年7月至今，生產出核電站及水電等部門各類鑄鋼件，2000余噸，該廠型砂工藝為：海城水洗砂+粘結劑3.2%+固化劑0.4%，混砂機為國產連續混砂機，再生機為日本產干法離心撞擊式再生機。

2．99年初，鞍鋼機械制造公司用新型水玻璃CO2法工藝取代原普通的CO2水玻璃砂工藝制芯，生產鑄鋼件，采用新工藝后，型（芯）砂工藝性能優良，硬透性好，潰散性好，鑄件清砂容易，提高了鑄件質量，98年至今共生產各類鑄鋼件1000余噸，其型砂工藝為：海城水洗砂+粘結劑3-3.5%，吹氣硬化。

3．98年8月，我們和寶雞橋梁廠合作將原VRH生產線改造為VRH+增強劑的硬化新工藝，該廠主要生產錳鋼轍叉，采有新工藝后提高了型砂的綜合性能，其型砂工藝為：面砂：鎂橄欖石砂+粘結劑3-3.5%+增強劑0.2+0.3%；背砂：鎂橄欖石再生砂+粘結劑3-3.5%；該廠已將新工藝作為下一步改造的首選工藝。

新工藝從96年推出至今，我們在國內多家大中型企業鑄鋼分廠（車間）進行了生產應用和中試，產品為各種鋼鑄件，原廠采用CO2水玻璃砂工藝，采用新工藝后，水玻璃加入量在原來基礎上降低了65%左右，型芯砂潰散性好，鑄件清理容易，鑄件質量好。

二．鑄鐵方面：

98年11月，我們和國內某廠合作，成功地將該廠原生產線改造成國內第一條鑄鐵件新型水玻璃自硬砂生產線，該廠主要生產鑄鐵及球鑄鐵件。生產線原工藝為酯硬化水玻璃砂工藝，存在問題：水玻璃和固化劑配套性差，型砂工藝性能差，冬季硬透性差，型（芯）易蠕變，回用砂水玻璃加入量高（4.5%），回用率低（59%左右），鑄件尺寸精度和質量較差,98年12月采用新工藝后，粘結劑加入量2.5-2.8%（原砂用圍場擦洗砂）舊砂回用率90%左右，型（芯）砂冬季硬透性好，克服了蠕變現象，鑄件尺寸精度提高，提高了生產率，該廠98年12月-99年元月期間，月生產率達到歷史最高水平。

三．鑄銅方面：

99年10月，某船廠采用新工藝代替傳統的CO2水玻璃砂和合脂油砂工藝生產鑄銅件，型砂工藝為大林擦洗砂100%+新型水玻璃3%固化劑0.4-0.5%自硬，澆注后，型（芯）潰散性好，提高了鑄件的表面及內部質量，尺寸精度，該廠已將新工藝作用為近期改造的首選工藝。

該新工藝自推廣以來，我們在國內幾十家大中型企業推廣，有重型機械、礦山、煤礦、鐵路、水泥機械、工程機械等行業，對新工藝非常感興趣，尤其是國內目前采用的呋喃樹脂自硬砂生產鑄鋼件的企業，若企業能走出生產的低谷，該工藝可在國內大面積推廣使用，具有很強的市場潛力，預計會取得較大的經濟和社會效益。

結 論

新型水玻璃自硬型砂工藝性能、鑄件質量和尺寸精度可與樹脂砂相媲美，生產成本低，比樹脂自硬砂每噸型砂降低成本30%以上，對環境無污染，勞動條件好，型（芯）砂潰散性良好，鑄件出砂容易，可以克服呋喃樹脂砂生產鑄鋼件（閥門、泵類薄壁件）易出的的裂紋氣孔缺陷、克服CO2水玻璃砂存在的工藝問題和鑄件質量缺陷，因此，新型水玻璃冷硬砂工藝無論型砂工藝性能，鑄件質量，還是生產成本、環保等方面比其它三種工藝更具競爭力，是目前鑄鋼件生產最佳的造型制芯工藝，尤其是閥門、水泵、鐵路、機車等行業。

第二篇：快速成型技術在鑄造中的應用

快速成型技術在鑄造中的應用

快速成形制造技術是目前國際上成型工藝中備受關注的焦點。鑄造作為一項傳統的工藝，制造成本低、工藝靈活性大，可以獲得復雜形狀和大型的鑄件。充分發揮兩者的特點和優勢，可以在新產品試制中取得客觀的經濟效益。

快速成形制造技術又稱為快速原型制造技術(Rapid Prototyping Manufacturing，簡稱RPM)，是一項高科技成果。它包括SLS、SLA、SLM等成型方法,集成了CAD技術、數控技術、激光技術和材料技術等現代科技成果，是先進制造技術的重要組成部分。與傳統制造方法不同，快速成型從零件的CAD幾何模型出發，通過軟件分層離散和數控成型系統，用激光束或其他方法將材料堆積而形成實體零件，所以又稱為材料添加制造法(Material Additive Manufacturing 或 Material Increase Manufacturing)。由于它把復雜的三維制造轉化為一系列二維制造的疊加，因而可以在不用模具和工具的條件下幾乎能夠生成任意復雜形狀的零部件，極大地提高了生產效率和制造柔性。與數控加工、鑄造、金屬冷噴涂、硅膠模等制造手段一起，快速自動成型已成為現代模型、模具和零件制造的強有力手段，是目前適合我國國情的實現金屬零件的單件或小批量敏捷制造的有效方法，在航空航天、汽車摩托車、家電等領域得到了廣泛應用。

快速成型技術能夠快捷地提供精密鑄造所需的蠟模或可消失熔模以及用于砂型鑄造的木模或砂模，解決了傳統鑄造中蠟模或木模等制備周期長、投入大和難以制作曲面等復雜構件的難題。而精密鑄造技術（包括石膏型鑄造）和砂型鑄造技術，在我國是非常成熟的技術，這兩種技術的有機結合，實現了生產的低成本和高效益，達到了快速制造的目的。

RPM技術的特點

快速成型的過程是首先生成一個產品的三維CAD實體模型或曲面模型文件，將其轉換成特定的文件格式，再用相應的軟件從文件中“切” 出設定厚度的一系列片層，或者直接從CAD文件切出一系列的片層。這些片層按次序累積起來仍是所設計零件的形狀。然后，將上述每一片層的資料傳到快速自動成型機中去，用材料添加法并以激光為加熱源，依次將每一層燒結或熔結并同時連結各層，直到完成整個零件。成型材料為各種可燒結粉末，如石蠟、塑料、低熔點金屬粉末或它們的混合粉末。

快速成型技術與傳統方法相比具有獨特的優越性，其特點如下：

1.方便了設計過程和制造過程的集成，整個生產過程數字化，與CAD模型具有直接的關聯性，零件所見即所得，可隨時修改、隨時制造，緩解了復雜結構零件CAD/CAM過程中CAPP的瓶頸問題。

2.可加工傳統方法難以制造的零件材質，如梯度材質零件、多材質零件等，有利于新材料的設計。

3.制造復雜零件毛坯模具的周期和成本大大降低，用工程材料直接成形機械零件時，不再需要設計制造毛坯成形模具。

4.實現了毛坯的近凈型成形，機械加工余量大大減小，避免了材料的浪費，降低了能

源的消耗，有利于環保和可持續發展。

5.由于工藝準備的時間和費用大大減少，使得單件試制、小批量生產的周期和成本大大降低，特別適用于新產品的開發和單件小批量零件的生產。

6.與傳統方法相結合，可實現快速鑄造、快速模具制造、小批量零件生產等功能，為傳統制造方法注入新的活力。

RPM技術在鑄造中的應用

（1）精密鑄造

精密鑄造是所有鑄造方法中最精確的一種，精度一般優于0.5％，且可重復性好，鑄件只需少量的機加工就可以投入使用。由于鑄模是一次性使用，使得制造內部結構復雜的零件成為了可能，能生產鍛造或機加工不能生產的零件。盡管精密鑄造有著很多的優越性，但其生產過程復雜且冗長。壓制蠟模的鋁模制作，視其復雜程度和尺寸大小，一般要花幾周到幾個月時間。得到鋁模后，還要幾周時間才能得到鑄件。這幾周主要是用于制作型殼。除了耗時外，精密鑄造還很費工，50％～80％的費用都出自于人工。此外，小批量生產中的模具費用分攤至使單價昂貴。快速成型和精密鑄造是互補的，這兩種方法都適用于復雜形狀零件的制造。如果沒有快速自動成型，鑄模的生產就是精密鑄造的瓶頸過程；然而沒有精密鑄造，快速自動成型的應用也會存在很大的局限性。快速成型技術在精密鑄造中的應用，可以分為三種：一是消失成型件（模）過程，用于小批量件生產；二是直接型殼法，用于小量生產；三是快速蠟模模具制造，用于大批量生產。

圖1 快速蠟模模具制造流程圖

（2）快速鑄造

在制造業特別是航空、航天、國防、汽車等重點行業，其基礎的核心部件一般均為金屬零件，而且相當多的金屬零件是非對稱性的、有著不規則曲面或結構復雜而內部又含有精細結構的零件。這些零件的生產常采用鑄造或解體加工的方法，快速鑄造是所有采用快速成型件做母模或過渡模來復制金屬件的方法中最具吸引力的一種。這是因為鑄造工藝能生產復雜形狀的零件。

在鑄造生產中，模板、芯盒、壓蠟型、壓鑄模的制造往往是用機加工的方法來完成的，有時還需要鉗工進行修整，周期長、耗資大，從模具設計到加工制造是一個多環節的復雜過程，略有失誤就可能會導致全部返工。特別是對一些形狀復雜的鑄件，如葉片、葉輪、發動機缸體和缸蓋等，模具的制造更是一個難度非常大的過程，即使使用數控加工中心等昂貴的設備，在加工技術與工藝可行性方面仍存在很大困難。

RPM 技術與傳統工藝相結合，可以揚長避短，收到事半功倍的效果。利用快速成型技術直接制作蠟模，快速鑄造過程無需開模具，因而大大節省了制造周期和費用。圖2為采用快速鑄造方法生產的四缸發動機的蠟模及鑄件，按傳統金屬鑄件方法制造，模具制造周期約需半年，費用幾十萬；用快速鑄造方法，快速成型鑄造熔模3天，鑄造10天，使整個試制任務比原計劃提前了5個月。

（3）石膏型鑄造

精密鑄造通常被用來從快速成型件制造鋼鐵件。但對低熔點金屬件，如鋁鎂合金件、石膏型鑄造，效率更高。同時鑄件質量能得到有效的保證，鑄造成功率較高。在石膏型鑄造過程中，快速成型件仍然是可消失模型，然后由此得到石膏模進而得到所需要的金屬零件。

石膏型鑄造的第一步是用快速成型件制作可消失模，然后再將快速成型消失模埋在石膏漿體中得到石膏模，再將石膏模放進培燒爐內培燒。這樣將快速成型消失模通過高溫分解，最終完全消失干凈，同時石膏模干燥硬化，這個過程一般要兩天左右。最后在專門的真空澆鑄設備內將熔溶的金屬鋁合金注入石膏模，冷卻后，破碎石膏模就得到金屬件了。這種生產金屬件的方法成本很低，一般只有壓鑄模生產的2％～5％。生產周期很短，一般只需2～3周。石膏型鑄件的性能也可與精鑄件相比，由于是在真空環境完成澆注，所以性能甚至更優于普通精密鑄造。

第三篇：新型節能環保材料在建筑中的應用范文

新型節能環保材料在建筑中的應用

【摘要】節能環保型建材具有低物耗、低能耗、少污染、多功能、可循環再生利用等特征，集可持續發展、資源有效利用、環境保護、清潔生產等綜合效益于一體,成為未來建筑材料發展的方向和趨勢，符合人類的需求和時代發展的潮流。本文闡明了新型節能環保材料在建筑中的必要性，分析研究了新型節能環保材料在建筑中的應用。

【關鍵詞】新型節能環保材料建筑應用

中圖分類號：TE08文獻標識碼：A 文章編號：

新型環保型節能建材, 是人們提高生活質量的重要保證, 隨著人們生活水平的不斷提高, 對居住環境也有了一個更高的標準。綠色建材, 環境保護, 清潔生產已成為人類永恒的主題。因此, 我們要提高對綠色環保型節能建材的認識, 加強對綠色環保型節能建材的研究和推廣, 建立有效的機制和科學的評估體系, 制定切實可行的方案, 盡全力搞好新型環保型節能材料的推廣應用, 使人們有一個優良的生存環境, 為人們的健康發展盡一份力量。

一、新型節能環保材料在建筑中的必要性

1、室內污染的主要來源

室內裝飾材料污染物對人們尤其是兒童存在潛在的健康危害，主要污染物包括以下3 類：

（1）甲醛

甲醛是造成室內空氣污染的第一大殺手，是一種無色有刺激性氣味的有毒化學品，被世界衛生組織確定為強致癌和致畸物。通常情況下，裝修完成后都要進行室內裝飾和購買家具，由于裝修和家具制造要使用大量人造板材，而生產人造板需大量使用毒性高的甲醛為原料制造的膠粘劑。由于膠粘劑中的甲醛釋放期很長，一般長達15 年，導致甲醛成為室內空氣中的主要污染物。

（2）苯及苯系物

苯系物包含苯、甲苯、二甲苯等，被國際癌癥研究機構確認為有毒的致癌物質。苯在各種建筑材料的有機溶劑中大量存在，比如各種油漆的添加劑和稀釋劑，一些防水材料的添加劑中，在日常生活中，苯也用作裝飾材料、人造板家具和殺蟲劑的溶劑。苯系物被人體吸人后，可出現中樞神經系統麻醉作用；可抑制人體造血功能，可導致胎兒的先天性缺陷等。

（3）氨

氨是一種無色而具有強烈刺激性臭味的氣體。氨的主要來源有建筑材料中的混凝土外加劑；采用含有尿素組分膠粘劑的木制板、以氨水作為添加劑與增白劑的涂料。

氨對人體會產生嚴重危害：

① 以氣體形式吸入肺泡，與血紅蛋白結合，破壞運氧功能；

② 氨具有堿性，對動物或人體的上呼吸道有刺激和腐蝕作用；

③ 長期接觸氨后可能會出現皮膚色素沉積或手指潰瘍等癥狀。

2.生態環保型建筑成為國內發展主流

近年來，隨著國內外低碳環保消費理念的廣泛倡導，環保型消費形式逐步占據主流，住宅建筑的生產商和消費者都對建材提出了安全、健康、環保的要求。采用清潔衛生技術生產，減少對天然資源和能源的使用，大量使用無公害、無污染、無放射性，有利于環境保護和人體健康的環保型建筑材料，是住宅建筑發展的必然趨勢。

發達國家相繼根據各自的特點，在生態建筑發展過程中建造了一系列生態建筑示范項目。建筑形式包括辦公、住宅、學校、商場等。這些示范建筑通過精妙的總體設計，結合自然通風、自然采光、太陽能利用、地熱利用、中水利用、綠色建材和智能控制等高新技術，充分展示了生態建筑的魅力和廣闊的發展前景。

而我國建筑業也日漸擴展了對環境問題認識的范圍和深度，而且把環境問題與經濟、社會的發展相結合，從根本上認識環境問題的重要性，對建筑裝修所使用的材料給予了硬性規定。

二、新型節能環保材料在建筑中的應用

1、新型墻體材料

墻體材料在房屋建材中約占70％，是建筑材料的重要組成部分。綠色建材是建材發展的方向，因而發展墻體材料,一定要按照建材綠色化的要求，與資源綜合利用、保護土地和環境緊密結合起來,由于水泥和鋼材的都具有快速傳導的特性，大面積用在建筑上，對建筑的節能就造成很大的影響，就很自然的造成大量的建筑能耗的浪費。眾所周知的，墻體是外圍護結構的主體，其所用材料的保溫性能直接影響建筑的耗熱量。我國基本上是以黏土磚為墻體材料為主，保溫性能不能滿足設計標準。因而在節能的前提條件下，我們應該進一步推廣空心磚墻及其復合墻體技術。通過限制黏土磚，優化墻體材料產業與資源、環境、社會發展的關系，實現墻體材料的可持續發展，促進人與自然的和諧發展。

2、保溫隔熱材料

墻體特別是外墻的傳熱在建筑物總體傳熱中占比例最大，我國多采用保溫節能墻體。墻體保溫式根據保溫層位置的不同可分為:外墻外保溫、外墻內保溫和中空夾心復合墻體保溫等3 種。目前我的外墻保溫技術發展很快，是節能工作的重點。外墻保溫技術的發展與節能材料的革新是密不分的，建筑節能以發展新型節能建材為前提，必須足夠的保溫隔熱材料作基礎。而節能材料的發展必須與外墻保溫技術相結合，才能真正發揮其作用。

3、防水密封材料

防水材料是建筑業及其他相關行業所需要的重要功能材料，是建材工業的一個重要組成部分。隨著我國國民經濟的快速發展，工業建筑與民用建筑對防水材料提出了多品種高質量的要求，而在橋梁、隧道、國防軍工、農業水利和交通運輸等行業和領域中也都需要高質量的防水密封材料。

4、節能門窗和節能玻璃

目前我國市場主要的節能門窗有:PVC 門窗、鋁木復合門窗、鋁塑復合門窗、玻璃鋼門窗等。就玻璃鋼門窗而言, 其型材具有極高的強度和極低的膨脹系數，具有廣闊的發展前景。除結構外，對門窗節能性能影響最大的是玻璃的性能。目前，國內外研究并推廣使用的節能玻璃主要有:中空玻璃、真空玻璃和鍍膜玻璃等。在建筑節能中門窗的節能是不可忽視的，外門窗是住宅能耗散失的最薄弱部位，其能耗占住宅總能耗的比例較大，其中傳熱損失為1/3，冷風滲透為1/3，所以在保證日照、采光、通風、觀景要求的條件下,盡量減小住宅外門窗洞口的面積，提高外門窗的氣密性，減少冷風滲透，提高外門窗本身的保溫性能，減少外門窗本身的傳熱量是建筑中門窗節能的必要措施。社會上普遍存在的問題是往往考慮的僅僅是采光、通風、經濟和美觀等方面的問題，而沒有好好的去考慮有關節能的問題。其具體節能措施有:

（1）控制住宅窗墻比。住宅窗墻比是指住宅窗戶洞口面積與住宅立面單元面積的比值，JGJ26―2010《民用建筑節能設計標準(采暖居住部分)》對不同朝向的住宅窗墻比做了嚴格的規定，指出“北向、東向和西向、南向的窗墻比分別不應超過30％、35％、50％”。

（2）提高住宅外窗的氣密性，減少冷空氣滲透。如設置泡沫塑料密封條，使用新型的、密封性能良好的門窗材料。而門窗框與墻間的縫隙可用彈性松軟型材料(如毛氈)、彈性密閉型材料(如聚乙烯泡沫材料)、密封膏以及邊框設灰口等密封；框與扇的密封可用橡膠、橡塑或泡沫密封條以及高低縫、回風槽等；扇與扇之間的密封可用密封條、高低縫及縫外壓條等；扇與玻璃之間的密封可用各種彈性壓條等。

（3）改善住宅門窗的保溫性能。戶門與陽臺門應結合防火、防盜要求，在門的空腹內填充聚苯乙烯板或巖棉板以增加其絕熱性能；窗戶最好采用鋼塑復合窗和塑料窗，這樣可避免金屬窗產生的冷橋，可設置雙玻璃或三玻璃，并積極采用中空玻璃、鍍膜玻璃，有條件的住宅可采用低輻射玻璃；縮短窗扇的縫隙長度，采用大窗扇，減少小窗扇，擴大單塊玻璃的面積，減少窗芯，合理地減少可開啟的窗扇面積，適當增加固定玻璃及固定窗扇的面積。設置“溫度阻尼區”。在住宅中，將北陽臺的外門、窗全部用密封陽臺封閉起來，外門設防風門斗，防止冷風倒灌，樓梯間設計成封閉式的,對屋頂上孔進行封閉處理等措施均能收到良好的節能效果。

5、建筑垃圾的綜合利用

近幾年，我國在建筑垃圾開發利用方面投入了相當大的資金, 不少地區將建筑垃圾作為一種再生資源，對固體廢棄物加以篩分、破碎后制成建筑垃圾磚或用作路基墊層及地基墊層；對不可處理垃圾則堆山造景加以利用。

6、其他節能建筑材料

太陽能是人類可以利用的最豐富、最潔凈、最理想的能源,隨著太陽能光電轉換技術的不斷突破，在建筑中利用太陽能成了可能。

參考文獻：

[1] 曲毅,仝艷時.淺談外墻保溫材料對建筑防火的影響[J].安全, 2008,(11).[2] 張彩鳳,張炳傳.建筑保溫技術的發展趨勢[J].安徽水利水電職業技術學院學報, 2007,(04).[3] 張浩.應大力推廣外墻外保溫技術[J].才智, 2008,(07).[4] 朱巖.談新型建筑材料對建筑工程造價管理的影響――以墻體材料為例[J].才智, 2009,(14).[5] 于志勇,秦忠鵬.關于外墻保溫技術及節能材料探討[J].才智, 2011,(11).注：文章內所有公式及圖表請用PDF形式查看。

第四篇：新型技術在石油地質勘探中的應用

新型技術在石油地質勘探中的應用

[摘 要]隨著社會飛速的發展，社會生產與生活都需要大量的石油資源，致使我國石油氣資源勘探工作的任務加重，因此，必須加強我國新型技術在石油地質勘探的應用，提升石油資源的開采率。文章以石油勘探現狀為出發點，對新型技術在石油地質勘探中應用的意義進行了分析，并對新型技術在石油地質勘探中的應用進行了闡述。

[關鍵詞]新型技術；石油資源；地質勘探；

中圖分類號：TH38 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2018）28-0192-01

隨著科學技術的逐漸進步，人們的生活與生產變得更加便利，同時也使得社會對石油的需求日益增多。目前，石油在多個領域都得到了較為廣泛的應用，其石油產品已經覆蓋了我們生活的很多方面，比如瀝青、石油燃料、殺蟲劑等，這些都是以石油為原料從而生產出來的。而且石油是屬于不可再生資源，因此如何利用新型技術來提升石油開采的效率以及質量，有效地應用在石油地質勘探中，對于我國的發展具有重要意義。石油勘探概述及其現狀

1.1 石油勘探概述

石油勘探主要是為了尋找油氣資源，從而使用多種的勘探手段來了解地下的情況，探析儲油、生油、油氣運移、保存等條件，進而評價含油氣的遠景，準確地確定出油氣聚集的較為有利的地區。并且利用石油勘探還能夠找到儲油氣的圈閉，探析出油氣田的整體面積，查明油氣層的產出能力以及相關的一些情況。石油勘探的過程主要是對其地理環境的巖性、物性以及地質構造等特征進行描述，從而確保提升原有采收率和油田的產量。石油企業是否先進，主要取決于評價決策系統，所以必須及時實行對策、抓住商機，提高評價決策系統的穩定性，進而使得我國石油企業在國際市場上的競爭力有所保障。對程序地層學分析技術的發展。發展迅速的市場經濟已帶動石油資源的大量使用，需要石油企業在進行石油開發的同時，還要考慮到商業的運用，并使用科學的措施，在最大程度上提高石油開發的經濟效益。程序地層學分析技術在我國絕大多數石油企業中已經得到廣泛的運用，并且效果很好，這對我國石油企業的發展具有一定的借鑒作用。

1.2 我國石油地質勘探的?F狀

社會的發展使人們對石油的依賴性日益增加，我國正在不斷加大對石油地質勘探技術的創新與研究，并且資金的投入也在逐漸增加，取得了非常可觀的進步，促進了我國很多個地區的發展與進步。但是，我國的石油地質勘探的新型技術在一定程度上與發達國家相比有很多的不足之處。隨著社會的發展以及我國經濟的增長，對石油資源的需求也會逐漸的增加，如果石油的儲存量不能跟上經濟發展的需求，便會產生較大的石油缺口，從而影響我國經濟的健康發展。目前我國石油的儲量以及后備采儲量存在不足的現象，并且對于新型技術沒有得到很好的突破，因此提升石油的勘探與開采是當前石油產業面臨重要的問題。我國應該對石油地質勘探的工作給予高度的重視，加快新型技術的開發與應用，提升石油勘探和開采的效率，緩解我國石油資源匱乏的重大問題。新型技術在石油地質勘探中應用的意義

隨著科學技術的發展，在石油地質勘探領域不斷的出現新技術。比如：三維地震模擬方法技術在運用上不斷成熟，使石油勘探的相關人員在進行盆地模擬和地下成像的工作時，技術得到進一步提高。在石油勘探過程中，通過運用GPS以及3G網絡技術，使工作人員對數據組織、工程設計的研究都得到明顯的進步。我國的復雜地形很多，給石油地質勘探工作帶來很多困難和挑戰，所以，石油勘探人員不得不研發出一些新技術來處理實際工作中所遇到的困難。石油地質勘探的工作人員通過勘探過程中的新技術，從而研發出陸地、海洋兩種途徑的石油開采，充分的運用我國廣闊的海洋資源；通過對石油地震的勘探以及一維、二維、三維的描述來制定更全面的勘探方案；在進行物探的過程中，通過勘探評價開發等三個階段不斷運用地震勘探技術，使我國的石油勘探水平得以提升，通過不斷使用先進的石油勘探技術，來促進我國石油勘探效率以及我國采集石油效率的提升，進一步使我國石油產業的發展和國家的經濟得到穩步的提升。

2.1測井前沿技術

隨著計算機、信息技術、電子技術的發展，極大地改變了人們的生活方式和生產方式。數據采集、數據處理技術發展迅速，成像測井儀的數據傳輸率快，一定時間內能傳輸更多的數據，極大地擴大了井眼搜索的范圍，并通過技術創新能發現鉆孔附件的盲礦體。此外還有磁共振測井技術、快速平臺測井技術、隨鉆測井技術以及套管井測井技術也得到了進一步的發展。通過這些現代化信息技術，在鉆探之前，可以有效地了解作業區域的地質條件，從而根據鉆井實際情況選擇合適的勘探技術，降低石油地質勘探的成本，從而提高我國石油開采銷量，進一步擴大石油企業的經濟利益。

2.2鉆井技術

鉆井技術是石油地質勘探過程中的常用技術，可以說，石油地質勘探的大部分成本都是花費在了這上面，鉆井工程的重要性可見一斑。石油鉆井技術應在保障鉆井效率及鉆井質量的同時，盡量降低成本。傳統的鉆井技術成本較高，近年來我國在不斷改進原有技術，并研發新的鉆井技術，目的就是為了降低鉆井成本。如欠平衡鉆井技術就是一種比較新型的石油鉆井技術，其不但成本較低，且在鉆井過程中對地表的破壞較少，同時還解決了卡鉆和漏失等常見鉆井問題，大大提高了鉆井速度。該技術十分適合應用于枯竭油層的勘探。不過其也存在一些缺點，例如易腐蝕、安全風險大等，因此還需要進一步進行技術優化，或是聯合運用深井鉆井技術等其他技術。總而言之，只要將鉆井技術合理運用到需要的場合，就能夠發揮其更大的效用。

2.3虛擬現實技術和空中遙測技術

在石油地質勘探工程開展中，信息技術的發展也帶來完全新型化的技術，應用在石油地質勘探工程中。虛擬現實技術，指的就是通過大屏幕可視化環境與計算機輔助可視化環境等多種可視化系統，把石油地質勘探過程中所獲得的所有數據用圖形建立模型或者是采用三維模擬動態圖等形式來表現出來的一項技術。這一項技術應用于石油地質勘探工程中，可以在一定程度上大大節省人力和物力，在節省勘探成本的基礎上提高勘探效率，而且可以在大屏幕上直接觀看顯現的勘探數據和情況，加深了現實效果的模擬性，促使石油地質勘探工作得到更好的發展。與此同時，空中遙測技術也是作為一項新技術應用于石油地質勘探工程開展之中，空中遙測技術指的是通過地震源和石油地質勘探儀器以及相關的軟件進行遙測監控的一項新型技術，這一項技術與成像技術相互結合，在獲得數據的基礎上制作出高清晰的石油地質油藏結構圖，能夠擴大石油勘探范圍，大幅度提高了石油勘探的質量和效率。

3.結語

綜上所述，探討新型技術在石油地質勘探中的應用具有重要的意義。加強對石油地質勘探技術的創新，能夠有效地提升石油勘探以及開采的效率，與國家能源安全以及社會的穩定密切相關。所以相關部門要對新型技術在石油地質勘探中的應用給予重視，加大技術和資金的投入力度，提升石油地質勘探的技術水平，從而有效地保證我國穩定的發展。

參考文獻

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第五篇：新型建筑材料在綠色住宅中的應用

新型建筑材料在綠色住宅中的應用

“綠色住宅”不僅僅是指綠地率，更應遵循“節約能源、節省資源、保護環境、以人為本”的基本理念。而建材的選用是綠色建筑中至關重要的方面。為大力發展和推廣新型建材做示范借鑒。繼智能化住宅之后，綠色住宅、環保住宅、生態住宅、健康住宅等新概念頻繁在各房地產廣告、百姓對住宅的議論與媒體報道中出現。綠色住宅成為房地產商新的賣點，成為近年來興起的一種全新的居住概念。

綠色住宅是指根據自然環境，綜合運用生態學、建筑學的基本原理及現代科學手段，合理安排組織住宅建筑與其他相關因素的關系，使住宅和環境成為一個有機的結合體。可見，建造綠色住宅實際上是以可持續發展的思想為指導的全方位的環保工程。它通過設計建筑內外空間中的各種物態因素，使物質、能源在建筑生態系統內有序循環、轉換并與自然生態相平衡，從而獲得一種高效、低耗、無廢、無污染的生態系統的建筑環境。方面展開，討論一些綠色住宅建筑中廣泛應用的新型建材。

1.建筑節能隨著人民生活水平的不斷提高，對居住條件舒適性的要求也越來越高，過分地依賴人工照明、空調等高能耗的機械設備，必然帶來能耗的增加。而綠色住宅正是通過運用一些成功的新技術、新材料綠色住宅建設離不開科技的進步以及新技術、新工藝、新材料的運用。這種形勢下，住宅建筑材料面臨著一次挑戰和革新，一些不符合要求的傳統建材勢必將被淘汰。上海綠色建筑示范樓借鑒了國內外最先進的生態建筑設計與生態技術成果，在新型建材的運用上做出了示范作用。該工程中的不少先進適用技術已經在許多民用建筑設計中得以推廣應用。本文主要以該示范樓為例，從節能和環保兩來杜絕這種粗放、浪費的模式，以最低的能源和資源成本去獲取最高的效益。

1.1 建筑節能的主要途徑對于建筑物來說，節能的主要途徑是減少建筑物外表面積和加強圍護結構保溫，以減少傳熱耗熱量；提高門窗的氣密性，以減少空氣滲透耗熱量；在減少建筑物總失熱量的前提下，盡量利用太陽輻射熱能和建筑物內部熱能，最終達到節約采暖設備供熱量的目的。

建筑外圍護結構主要包括外墻、屋頂和門窗等。目前，我國絕大多數建筑沒有采用必要的保溫、隔熱材料，仍是沿用傳統的240、370磚墻兼具承重與保溫隔熱功能，這樣既浪費土地資源，又得不到應有的保溫隔熱效果。而屋頂常用一般的爐渣或膨脹珍珠巖等做法，門窗常用鋼窗（單層）、鋁合金（單層）等，這不能滿足保溫隔熱要求，也談不上節能，居住生活環境質量當然也不會好。為了節約能源，提高居住生活環境質量，我國已開發了多種新技術、新材料，并頒布了節能新標準。

1.2 住宅建筑中的新型建筑材料

（1）外墻——保溫隔熱復合墻目前，在建筑中常使用的外墻保溫主要有內保溫、外保溫、內外混合保溫等方法。由于內保溫會多占用使用面積，“熱橋”問題不易解決，容易引起開裂，還會影響施工速度及居民的二次裝修，且內墻懸掛和固定物件也容易破壞內保溫結構，所以外墻外保溫運用最廣泛并日趨成熟。

上海生態住宅示范樓為實現“零（低）能耗”這一目標，圍護結構采用高效外墻外保溫系統，并根據示范樓各種工況，通過能耗指標和節能效果能耗模擬分析，確定了四種復合墻體保溫模式體系東面復合外墻構造體系中采用混凝土空心小砌塊或砂加氣砌塊為主墻體，90 混凝土空心小砌塊為外掛墻，中間填充發泡尿素、聚氨酯等高效保溫層，構成一種隔熱保溫性能優異的新型復合外墻。

（2）門窗——雙層中空Low－E玻璃節能門窗主要應抓好型材、玻璃、五金件、密封件和安裝上墻幾個環節。材料的選擇上，主要選用鋁合金斷熱型材、中空鍍膜玻璃（圖3）。鍍膜玻璃主要有兩大系列：熱反射鍍膜玻璃（或稱陽光控制膜玻璃）和低輻射鍍膜玻璃（或稱Low－E玻璃）。

示范樓外門窗采用斷熱鋁合金雙玻中空LOW-E窗，天窗采用夾膠安全LOW-E玻璃，其表層玻璃具有自清潔功能（圖4~5）；南向局部外窗采用充氬氣中空LOW-E玻璃和陽光控制膜，提高外窗的保溫隔熱性能。這些窗體材料具有保溫隔熱性能，可以有效阻斷紅外光減少輻射。經過特殊處理后，窗玻璃還能根據需求，把陽光折射到室內需要的角度。

（3）屋面——倒置式保溫體系，或結合植被屋面倒置式保溫屋面是20世紀60年代開始在德國和美國被采用，其特點是保溫層做在防水層之上，對防水層起到一個屏蔽和防護的作用，使之不受陽光和氣候變化的影響而溫度變形較小，也不易受到來自外界的機械損傷，是一種值得推廣的保溫屋面。

植被屋面具有很多優點，如：改善氣候環境，過濾空氣，緩解熱島效應；由“功能性” 向“觀賞性”發展的屋頂花園增加了城市公共娛樂休閑空間；延長屋頂結構層、防水層等壽命，隔熱保溫、隔聲效果均很好等。而且隨著技術的發展，以前一直困擾的諸如植被的選擇維護，覆土介質的荷載，尤其是屋頂防水、防根等問題都得到較好的解決。

上海生態住宅示范樓采用三種復合型保溫體系，保溫層采用耐植物根系腐蝕的XPS板和泡沫玻璃板置于防水層之上，再利用屋面綠化技術形成一種冬季保溫、夏季隔熱又可增加綠化面積的復合型屋面。屋面選用耐寒性、慢生常綠草坪做屋頂綠化，既易于人工保養維護又有提高屋面保溫隔熱效果和儲水功能，能將50%的屋面降水保留在屋面上，然后再通過植物蒸發掉，從而改善了氣候環境。與沒有屋頂綠化的同類建筑相比，夏季酷熱的白天室內溫度可降低3℃～4℃，冬天取暖費可節約1/3。

（4）遮陽——鋁合金電動外遮陽、垂直升降電動百葉遮陽的措施可以分為三大類：利用綠化的遮陽、結合建筑構件處理的遮陽、專門設置的遮陽。

其中專門設置的遮陽包括外遮陽、百葉內遮陽、內遮陽加鍍膜、活動百葉遮陽等。

示范樓根據建筑設計風格和日照規律，采用多種高效智能遮陽系統，包括戶外可調鋁合金百葉簾、可伸縮外遮陽篷、戶外天窗遮陽簾、戶內百葉簾等內外遮陽系列產品；應用了日光增強型百葉簾、太陽能驅動卷閘簾、太陽能驅動風光感應及無線控制器等一些具世界領先水平的遮陽技術產品，使外窗的綜合遮陽系數達到0.4，天窗遮陽系數為0.2。

2.環境保護在選擇建材時，不僅要考慮其性能，更要注重材料的環保情況，并注意以下原則：①其生產所用原料盡可能少用天然資源，大量使用尾礦、廢渣、垃圾、廢液等廢棄物；②采用低能耗制造工藝和不污染環境的生產技術；③在產品配制或生產過程中不得使用甲醛、鹵化物溶劑或芳香族碳氫化合物，產品中不得含有汞及其化合物；④可循環或回收再生利用，無污染環境的廢棄物。上海生態住宅示范樓采用3R大量環保材料。3R材料是指可減量使用、能重復使用和可再生使用（Reduce, Reuse,Recycle）的建筑環保材料。

例如，混凝土采用高性能混凝土，減少建筑中混凝土的使用量；利用粉煤灰和礦渣粉等工業廢料取代水泥作為摻合料，減少自然資源、能源的消耗和二氧化碳的排放；采用再生骨料混凝土，將廢舊混凝土和建筑垃圾加工制成的骨料取代天然碎石，節約天然石材資源，使混凝土成為可再生利用的材料。減少天然用砂25%，水泥用量15%，內外墻均采用有廢渣、廢骨料制成的加氣混凝土或砌塊砌筑而成。選用速生木材加工制成的科技木，既完全保留了木材隔熱、絕緣、調溫、調濕等所有的自然屬性，又避免了天然木材的自然缺陷，同時還可仿制出各種天然珍資樹種甚至更具藝術感的紋理和顏色，大大提高木材利用率和裝飾功能；選用回收舊木材用于部分建筑裝飾環保裝飾裝修材料，100%采用環保低毒產品。

參考文獻

1.顏宏亮.建筑特種構造.上海：同濟大學出版社，2002。

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4.[芬蘭]埃斯科·米耶蒂寧，瑞斯托·薩爾尼.鋼結構住宅.凌珀 譯.天津：天津大學出版社，2004。

綠色建筑材料的選擇和應用 □高欣

綠色建筑材料,即生態建筑材料，是與生態環境相協調的建筑材料。綠色建材作為生態材料的分支,綠色建材必須滿足這些在材料工藝技術性能、環境性能和人體健康等方面的基本要求。

結構建筑材料。從現在的材料技術發展來看,結構用建筑材料在今后幾十年中不會有大的突破,鋼材和混凝土仍將是主要的結構材料。首先，鋼材,鋼材具有不可替代性,要在生產過程中提高鋼材的綠色指標上下功夫,研究發展新技術、新生產工藝,努力降低生產能耗,減少污染物排放,對生產過程中產生的廢棄物資源化,加快鋼材的綠色化進程。其次，混凝土,由水泥和集料組成,是復合材料,它的生產能耗主要是由水泥生產造成的。減少水泥生產中的能耗和污染物排放是主要的方法。近年來,代表著先進生產技術—更清潔、更節能、規模化、大型化的新型干法水泥工藝已經成為業界的共識,全年新型干法水泥新增生產能力達7 000萬t以上,是要研制開發低能耗、高性能的綠色水泥制品和環保水泥品種。

非結構建筑材料。墻體材料：構建節約型社會,對于建筑來說就是要建設節能建筑,而建筑節能主要就是墻體、門窗的保溫隔熱性能。發展新的綠色墻體材料,應大力開發研究和應用工業廢渣如粉煤灰磚、煤矸石磚、頁巖磚、礦渣磚、煤渣磚等代替粘土制造實心磚或空心磚技術;用磷石膏、氟石膏、排煙脫硫石膏等廢渣可代替天然石膏制石膏板、石膏砌塊等技術;建筑垃圾循環利用技術;用廢棄的泡沫聚苯乙烯生產砌塊或墻板技術;高性能外墻外保溫材料;GRC墻板等。門窗材料：目前門窗的主要材料是木、鋼、鋁和塑料。木門窗一是消耗木材資源,二是保溫隔熱性能較差;鋼和鋁門窗的生產耗能是最高的,且保溫隔熱性能也較差。因此塑料門窗相對來說是最綠色的材料。防水材料：建筑防水材料一直是以瀝青油氈為主,由于它在鋪設和使用階段產生大量污染物以及耐久性的特點,屬于非綠色材料。改性瀝青防水卷材、高分子防水卷材和PVC防水卷材克服了瀝青油氈的缺點,是具有綠色建筑材料特征的防水材料,應大力推廣使用。裝飾材料：近年來建筑裝飾產業的迅速發展有力地帶動了裝飾裝修材料的消費,但裝飾材料造成的室內空氣污染,甚至造成人身傷害也時有發生。因此我國綠色環保裝飾材料應大力開發研究和應用。用于內裝飾,具有保濕、驅蟲、保健等功能的環保墻飾材料,如草墻紙、麻墻紙、紗綢墻布等。代替金屬管材具有塑料與金屬的優良性能,不生銹、無污染的塑料金屬復合環保管材,如鋁塑復合管。用于室內外裝飾裝修的環保型漆料,如生物乳膠漆、水性氟碳漆等。

推廣和應用綠色建筑材料已是必然趨勢。構建節約型社會,發展綠色(生態)建材、建設節能建筑,是全社會的共同目標。一是要大力宣傳綠色(生態)建筑材料,讓全社會了解綠色建材的知識,告訴普通百姓怎樣鑒別、購買、使用健康環保、性能最優的建材產品。二是要盡快建立我國的綠色建材評價體制和指標體系,引導建材企業進行技術研究與開發,積極推廣新技術、新工藝,生產更多更新的綠色建筑材料。三是制訂、修訂全國和地方建筑設計規范和規程,從設計上要求應用更多的綠色建材,建設節能建筑。通過在生產、設計和使用三方面的共同努力,才能在全社會建設更好的節能建筑,為構建節約型社會做出貢獻。

（作者單位：石家莊職業技術學院）