巖棉作為A級(jí)防火的綠色建筑材料,在國(guó)外,尤其是歐洲建筑市場(chǎng)得到了大量使用,已形成了成熟的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和系統(tǒng)認(rèn)證指南。北歐人均消耗量在20千克以上,美國(guó)人均消耗量為5~10千克。由于防火問(wèn)題,在美國(guó)巖棉、礦渣棉占70%,在德國(guó)超過(guò)22米的建筑外保溫幾乎全部采用巖棉。在我國(guó),巖棉作為建筑保溫材料的使用率這兩年提升得也非?,特別是在對(duì)防火要求很高的公共建筑和高層建筑領(lǐng)域,其在民用建筑領(lǐng)域的使用率也在穩(wěn)步提高。而根據(jù)測(cè)算,外墻建筑中每使用一噸巖棉保溫產(chǎn)品,一年可節(jié)約1.5噸左右的標(biāo)煤,按巖棉產(chǎn)品25年的生命周期算,共計(jì)可節(jié)約40噸左右標(biāo)煤。以每噸巖棉生產(chǎn)能耗約400千克標(biāo)煤算(3000~4000千瓦時(shí)),能耗之比大約是100倍。這種節(jié)能效果是相當(dāng)可觀的。
巖棉在建筑上的應(yīng)用主要有外墻外保溫、防火隔離帶、屋面保溫3種應(yīng)用形式。
外墻保溫巖棉板具有較高的抗壓和抗拉伸強(qiáng)度、較低的吸水和吸濕性、尺寸穩(wěn)定性良好、不會(huì)產(chǎn)生熱膨脹或收縮、耐老化等優(yōu)點(diǎn),能與外墻系統(tǒng)兼容,對(duì)建筑物提供有效的保溫節(jié)能、防火及極端氣候保護(hù)等多種性能。巖棉不燃燒,不釋放熱量和有毒煙氣,火災(zāi)發(fā)生時(shí)還可以有效隔斷火焰蔓延,防火性能卓越。另外,巖棉對(duì)碳鋼、鋁(合金)、銅等金屬材料及建筑物中各種構(gòu)件均不產(chǎn)生腐蝕,具有高效的吸音降噪和彈性消振的物理特性,不吸濕、耐老化,性能長(zhǎng)期穩(wěn)定。
巖棉帶可以作為防火隔離帶,與燃燒性能達(dá)不到A級(jí)的保溫材料配套使用,以提高建筑物外墻的消防防火功能。外保溫系統(tǒng)中采用巖棉作為防火隔離帶能有效地阻止火焰在系統(tǒng)內(nèi)部的傳播。在火災(zāi)條件下,防火隔離帶既要阻止或減緩火源對(duì)直接受火區(qū)域內(nèi)外保溫系統(tǒng)的攻擊,又要阻止火焰通過(guò)外保溫系統(tǒng)向外傳播。同時(shí),還要能夠維持自身阻火構(gòu)造體的穩(wěn)定存在及維持系統(tǒng)保護(hù)面層的基本穩(wěn)定。
高強(qiáng)度的防火巖棉板可以作為保溫層和承載層,與柔性防水卷材、隔汽層、系統(tǒng)緊固件組合形成的屋面系統(tǒng),一般應(yīng)用于工業(yè)廠房、機(jī)場(chǎng)、商場(chǎng)、體育場(chǎng)館及倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)施等鋼結(jié)構(gòu)或混凝土平頂屋面。這種系統(tǒng)是一種具有安全防火、高效節(jié)能和吸音隔音功能的新型屋面體系,目前在歐美等國(guó)家已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。
當(dāng)然,巖棉作為一種保溫材料,首先是出現(xiàn)在工業(yè)領(lǐng)域中。在一些廠房車間中,只要有傳熱情況的發(fā)生,基本上都能看到巖棉的身影,比如在鍋爐上使用巖棉,構(gòu)建成輕質(zhì)爐墻,在保溫的同時(shí),也可以減輕大型火力發(fā)電鍋爐或快裝鍋爐整體重量;此外,由于巖棉板可以作30°以內(nèi)的彎曲,同時(shí)具有半硬質(zhì)和軟質(zhì)的雙重特點(diǎn),可用作大直徑的設(shè)備管道保溫,非常便于施工。
除此之外,巖棉的優(yōu)異性能也吸引了其他特殊領(lǐng)域的注意,比如造船行業(yè)和農(nóng)業(yè)。船只是一類特殊的交通工具,尤其對(duì)遠(yuǎn)洋船只,一旦發(fā)生災(zāi)難,會(huì)出現(xiàn)救援困難、補(bǔ)給困難、人員逃生幾率低等困境,為防患于未然,此類行業(yè)對(duì)材料的選擇尤為重視。在國(guó)內(nèi)的造船行業(yè)中,到上世紀(jì)末,各大造船廠基本完成了復(fù)合巖棉板取代硅酸鈣板的過(guò)程。
在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域,無(wú)土栽培技術(shù)逐漸受到重視。由于巖棉不含化學(xué)添加物,本身也體現(xiàn)出極好的化學(xué)惰性,質(zhì)輕、多孔,對(duì)化學(xué)施肥不產(chǎn)生任何影響,并且作物根部氣相比例高,疏水性強(qiáng),是水培系統(tǒng)中比較理想的基質(zhì)。我國(guó)上世紀(jì)90年代引進(jìn)使用效果良好,受到園藝種植者的青睞。
巖棉的綠色生產(chǎn)
目前,國(guó)內(nèi)現(xiàn)有成熟的礦物棉制品生產(chǎn)線單線產(chǎn)能在2萬(wàn)~3萬(wàn)噸,然而現(xiàn)有技術(shù)已滿足不了更大產(chǎn)能、更低能耗、更加自動(dòng)化的綠色生產(chǎn)要求。為改善這種局面,我國(guó)巖棉產(chǎn)業(yè)已經(jīng)為此做出了很多努力,如南京玻纖院通過(guò)自主研發(fā)和部分關(guān)鍵部件的引進(jìn)實(shí)現(xiàn)了對(duì)年產(chǎn)5萬(wàn)噸級(jí)礦物棉生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)。這類生產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)了礦物棉規(guī)模化生產(chǎn),同時(shí)大大降低了生產(chǎn)能耗;在生產(chǎn)過(guò)程中,采用自動(dòng)化智能化物流系統(tǒng),提高了生產(chǎn)線自動(dòng)化程度。正是通過(guò)這種變革,改變了傳統(tǒng)巖棉產(chǎn)業(yè)粗放式的生產(chǎn)模式,進(jìn)而轉(zhuǎn)向集約化生產(chǎn)管理模式。
節(jié)能減排是實(shí)現(xiàn)綠色生產(chǎn)不可忽視的環(huán)節(jié)。然而,依據(jù)我國(guó)礦物棉發(fā)展現(xiàn)狀,節(jié)能減排的任務(wù)依然非常沉重。在國(guó)家節(jié)能減排的大趨勢(shì)下,礦物棉生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢氣、廢水及廢渣(簡(jiǎn)稱“三廢”)需要進(jìn)行綜合治理及管理,符合環(huán)境管理部門檢測(cè),符合國(guó)家相關(guān)政策要求。
大體上,現(xiàn)代化巖棉生產(chǎn)線若要實(shí)現(xiàn)綠色生產(chǎn)目標(biāo),往往要著眼于以下幾點(diǎn)。一是回收利用一氧化碳。眾所周知,一氧化碳有毒,且會(huì)造成溫室效應(yīng)。但同時(shí)一氧化碳本身又是一種燃料,它是煤氣的主要成分。現(xiàn)代化生產(chǎn)線往往設(shè)立了廢氣焚燒裝置,充分燃燒廢氣中的一氧化碳。同時(shí),為了節(jié)能,對(duì)余熱也要加以回收利用,比如可以使用換熱系統(tǒng)首先供暖,或加熱自來(lái)水,實(shí)現(xiàn)工廠生活區(qū)的日常熱水供應(yīng),更徹底地實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)。二是廢水的回收利用。廢水幾乎是所有工業(yè)生產(chǎn)線都要考慮的問(wèn)題。廢水回收系統(tǒng)或廢水凈化系統(tǒng)是現(xiàn)代化生產(chǎn)線所必須的。對(duì)巖棉產(chǎn)業(yè),污水經(jīng)過(guò)過(guò)濾裝置處理后,回用至粘結(jié)劑配制站,可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)廢水零排放。三是過(guò)濾粉塵。粉塵是懸浮在空氣中的細(xì)小顆粒,長(zhǎng)期吸入會(huì)對(duì)工人和附近居民的健康造成很大危害,F(xiàn)代化生產(chǎn)線應(yīng)配備完善的粉塵過(guò)濾體系,過(guò)濾廢氣中攜帶的粉塵,實(shí)現(xiàn)廢氣的達(dá)標(biāo)排放,同時(shí),過(guò)濾下來(lái)的粉塵應(yīng)設(shè)法回收利用。四是避免二氧化硫的排放。二氧化硫是造成酸雨的主要元兇,同時(shí)也危害人類的生命健康,F(xiàn)代化生產(chǎn)線應(yīng)配備脫硫系統(tǒng),去除廢氣中的二氧化硫,實(shí)現(xiàn)清潔化生產(chǎn)的目標(biāo)。五是固體廢物的回收。生產(chǎn)線產(chǎn)生的廢渣、廢棉應(yīng)該通過(guò)回用系統(tǒng)重新用于礦物棉生產(chǎn),從而實(shí)現(xiàn)礦物棉生產(chǎn)線固廢的循環(huán)使用,降低生產(chǎn)成本。
同時(shí),對(duì)企業(yè)本身來(lái)說(shuō),實(shí)現(xiàn)綠色生產(chǎn)不僅符合國(guó)家政策和人們的愿望,同時(shí)對(duì)企業(yè)本身的盈利,往往也有所裨益。生產(chǎn)廢料的亂排放行為不僅損害了環(huán)境和人們的利益,即便從企業(yè)自身的利益來(lái)說(shuō),也是一種短視行為。以上文所提到的固廢回收來(lái)說(shuō),工業(yè)固體廢棄物(簡(jiǎn)稱工業(yè)固廢)是在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中排出的采礦廢石、選礦尾礦、燃料廢渣、冶煉及化工過(guò)程廢渣等固體廢物。根據(jù)《大宗工業(yè)固體廢物綜合利用“十二五”規(guī)劃》中的相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),大宗工業(yè)固廢總堆存量達(dá)到270億噸,堆存將新增占用40萬(wàn)畝。工業(yè)固廢直接排入環(huán)境會(huì)造成嚴(yán)重環(huán)境污染,而填埋處理需占用大量的土地資源,同時(shí)造成資源的浪費(fèi)。