草磚是將植物秸稈進(jìn)行打壓捆扎而成的磚狀建筑墻體材料。使用草磚可充分利用農(nóng)業(yè)廢物資源(稻草、麥秸稈),替代浪費(fèi)土地資源和能耗較高的傳統(tǒng)紅磚,具有保溫、保濕、造價(jià)低廉、節(jié)約燃煤、抗震性強(qiáng)、透氣性能好和減少二氧化碳排放、降低對(duì)大氣污染、保護(hù)耕地等優(yōu)點(diǎn),是典型的資源節(jié)約型可再生環(huán)保建筑材料。草磚可用于建造節(jié)能生態(tài)型住宅、溫室、畜禽舍等。以草磚為基本建材建成的草磚房,是典型的資源節(jié)約型環(huán)保建設(shè)項(xiàng)目。草磚房(也稱為節(jié)能高效房和生態(tài)房)起始于美國(guó)北部,時(shí)間為1890 - 1935年,當(dāng)時(shí)美國(guó)北部由于缺少傳統(tǒng)的建筑材料和受運(yùn)輸條件大困擾,人們開始注意以麥草為原料,打成草磚建草磚房,并逐步發(fā)展起來(lái)。進(jìn)入80和90年代以來(lái),由于人們環(huán)保新理念的形成,草磚房建筑開始向全世界擴(kuò)展。現(xiàn)巳在加拿大、法國(guó)、澳大利亞、英國(guó)、荷蘭、中國(guó)、蒙古、阿根廷、新西蘭等其它國(guó)家推廣,并受到建房使用者的歡迎。
本通過(guò)對(duì)草磚標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行研究可為我國(guó)特別是北方地區(qū)大力推廣應(yīng)用可再生節(jié)能環(huán)保型的建筑材料做貢獻(xiàn),探索資源節(jié)約與綜合利用之路,推進(jìn)我國(guó)農(nóng)村建筑向生態(tài)可持續(xù)發(fā)展。
一、草磚的發(fā)展與應(yīng)用研究
從草磚房建筑技術(shù)發(fā)展的100多年歷史來(lái)看,它經(jīng)歷了多種結(jié)構(gòu)上的改變與創(chuàng)新,經(jīng)過(guò)時(shí)間、歷史和科學(xué)測(cè)試檢驗(yàn),逐漸走向正規(guī)化、正式化、規(guī)范化。在美國(guó)就有好幾套草磚房建筑技術(shù)規(guī)范。20世紀(jì)80年代以來(lái),環(huán)境保護(hù)及節(jié)能需求日益高漲,促進(jìn)了草磚建筑熱在全球再度興起。美國(guó)、德國(guó)、英國(guó)、澳大利亞、蒙古等國(guó)已有大量推廣應(yīng)用。近年來(lái)用草磚蓋房成為一種新興的建筑業(yè),在有些地方,其每年增長(zhǎng)率幾乎達(dá)到30%。
近5年來(lái),在黑龍江省佳木斯市和湯原縣、遼寧本溪以及內(nèi)蒙赤峰翁旗還分別建成了20.30套的草磚房陽(yáng)光示范小區(qū)、溫室蔬菜大棚,以及節(jié)能草磚小學(xué)校舍。節(jié)能草磚房的示范與推廣對(duì)我國(guó)北方農(nóng)村地區(qū)的住房建設(shè)、消除我國(guó)廣大農(nóng)村地區(qū)焚燒秸稈的環(huán)境污染及其對(duì)空港、高速公路造成的嚴(yán)重危害、節(jié)約農(nóng)村耕地資源,以及探索農(nóng)村地區(qū)的可持續(xù)發(fā)展建筑模式都產(chǎn)生了非常積極的影響,農(nóng)作物秸稈可以經(jīng)過(guò)
秸稈顆粒機(jī)、
秸稈壓塊機(jī)壓制成生物質(zhì)成型燃料,這樣做不僅可以做到農(nóng)作物秸稈的綜合利用,而且還可以使老百姓的收入增加,何樂(lè)而不為呢。
國(guó)內(nèi)外對(duì)草磚保溫性能也作了充分的研究。同濟(jì)大學(xué)暖通空調(diào)及燃?xì)庋芯克鶎?duì)我國(guó)遼寧省本溪市草磚房的全年采暖能耗進(jìn)行了模擬計(jì)算,發(fā)現(xiàn)具有很好的節(jié)能特性。中國(guó)環(huán)境無(wú)害化技術(shù)轉(zhuǎn)移中心跟蹤測(cè)試表明:在同一時(shí)間內(nèi),草磚房的能效比普通磚房高685。根據(jù)2000年、2001年冬天對(duì)黑龍江省湯原縣示范草磚房與傳統(tǒng)磚房進(jìn)行連續(xù)兩年的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)結(jié)果表明前者具有以下優(yōu)點(diǎn):①能源效率高:新建草磚房的總體能源效率要比傳統(tǒng)磚房高出72%;②節(jié)煤:新建草磚每年冬天每戶的節(jié)約取暖燃煤50%;③保溫效果好:根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果,新建草磚房與傳統(tǒng)磚房冬天室內(nèi)的平均溫差幅度分別為3.04℃和3.91℃,表明了新建革磚房比傳統(tǒng)磚房在保(恒)溫方面的較大優(yōu)勢(shì)。
草磚在我國(guó)的推廣應(yīng)用存在的主要問(wèn)題是草磚的尺寸規(guī)格還沒(méi)有走向規(guī)范化,草磚質(zhì)量還沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn),草磚的機(jī)械化生產(chǎn)機(jī)具種類少,草磚的生產(chǎn)沒(méi)有形成規(guī)模,農(nóng)民單獨(dú)生產(chǎn)草磚難度較大,草磚建筑還沒(méi)有形成完整的技術(shù)體系和規(guī)范。人們對(duì)草磚建筑的優(yōu)點(diǎn)還沒(méi)有形成普遍地認(rèn)識(shí)。這些都需要不斷地進(jìn)行研究和發(fā)展。
二、草磚標(biāo)準(zhǔn)研究的內(nèi)容和應(yīng)解決的關(guān)鍵問(wèn)題
可再生節(jié)能型墻體材料草磚標(biāo)準(zhǔn)研究的主要研究?jī)?nèi)容應(yīng)包括:草磚的尺寸標(biāo)準(zhǔn)(長(zhǎng)×寬×高),草磚的密度標(biāo)準(zhǔn),草磚的質(zhì)量含水率標(biāo)準(zhǔn),草磚的導(dǎo)熱系數(shù)標(biāo)準(zhǔn),草磚的承壓能力標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)這些指標(biāo)進(jìn)行研究,為草磚的規(guī)范化提供理論依據(jù),為我國(guó)特別是北方地區(qū)大力推廣應(yīng)用可再生節(jié)能環(huán)保型的草磚做貢獻(xiàn),推進(jìn)我國(guó)農(nóng)村建筑生態(tài)可持續(xù)發(fā)展。
應(yīng)解決的關(guān)鍵問(wèn)題是:制作草磚的標(biāo)準(zhǔn),規(guī)范草磚的生產(chǎn)和使用,使其能科學(xué)有效地應(yīng)用,符合建筑材料尺寸模數(shù)和長(zhǎng)期使用的要求,并能較好地保溫隔熱,具有一定的承壓能力、滿足草磚的推廣和應(yīng)用的要求;草磚的機(jī)械化生產(chǎn)中利用干草打包機(jī)或飼草壓捆機(jī),使一機(jī)多用,提高機(jī)器利用率,尋找降低草磚生產(chǎn)成本的途徑;研究草磚質(zhì)量的檢測(cè)方法及檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn),促進(jìn)草磚生產(chǎn)的專業(yè)化和產(chǎn)業(yè)化。
三、研究方注及可行性分析
針對(duì)中國(guó)北方的氣候條件和農(nóng)作物秸稈條件,利用建筑學(xué)、建筑工程材料學(xué)、傳熱學(xué)、建筑環(huán)境學(xué)、農(nóng)業(yè)物料學(xué)、農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)等專業(yè)知識(shí),對(duì)草磚標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行基礎(chǔ)的理論和實(shí)驗(yàn)研究。
標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)是各行各業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。以科學(xué)、技術(shù)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的綜合成果為基礎(chǔ),對(duì)草磚的規(guī)格、生產(chǎn)、使用、質(zhì)量等做的統(tǒng)一規(guī)定,可以使草磚應(yīng)用規(guī)范化,可獲得巨大的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益和生態(tài)效益。所以進(jìn)行可再生節(jié)能型墻體材料草磚標(biāo)準(zhǔn)研究是可行的,也是必要的。符合我國(guó)建設(shè)社會(huì)主義新農(nóng)村節(jié)約型社會(huì)的需求,符合可持續(xù)發(fā)展的需求。
四、研究的創(chuàng)新點(diǎn)
結(jié)合國(guó)際前沿和國(guó)家社會(huì)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的戰(zhàn)略需求,開展前瞻性基礎(chǔ)研究。草磚與傳統(tǒng)磚相比有諸多優(yōu)勢(shì):①能充分利用農(nóng)業(yè)廢物資源(稻草、麥秸稈),替代浪費(fèi)土地資源和能耗較高的傳統(tǒng)紅磚;②與紅磚相比,造價(jià)低;③保溫性能好,冬暖夏涼;④隔音好;⑤提高室內(nèi)空氣質(zhì)量,能保持較好的適合健康居住的室內(nèi)濕度;⑥抗震性能好;⑦價(jià)格低,適合我國(guó)北方農(nóng)村推廣,可用于建造節(jié)能生態(tài)型住宅、節(jié)能日光溫室、畜禽舍等。通過(guò)對(duì)草磚的標(biāo)準(zhǔn)及草磚質(zhì)量的檢測(cè)方法及檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行基礎(chǔ)研究,可為草磚生產(chǎn)、使用的規(guī)范化提供基礎(chǔ)理論依據(jù),為我國(guó)特別是北方地區(qū)大力推廣應(yīng)用可再生節(jié)能環(huán)保型的建筑材料做貢獻(xiàn),推進(jìn)我國(guó)農(nóng)村建筑向生態(tài)可持續(xù)發(fā)展。
五、結(jié)束語(yǔ)
隨著人們對(duì)綠色時(shí)尚的追求及節(jié)能意識(shí)的不斷增強(qiáng),草磚的應(yīng)用在全球開始興起,在我國(guó)特別是北方地區(qū)發(fā)展前景光明,后續(xù)發(fā)展?jié)摿薮蟆Q芯坎荽u的標(biāo)準(zhǔn)及草磚質(zhì)量的檢測(cè)方法及檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn),推進(jìn)草磚的機(jī)械化生產(chǎn),降低草磚的生產(chǎn)成本,可推動(dòng)草磚的推廣應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化,推動(dòng)應(yīng)用可再生節(jié)能環(huán)保型的建筑材料,推進(jìn)我國(guó)農(nóng)村建設(shè)的生態(tài)可持續(xù)發(fā)展,為社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)做貢獻(xiàn)。
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