草磚是將植物秸稈進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業廢物資源(稻草、麥秸稈),替代浪費土地資源和能耗較高的傳統紅磚,具有保溫、保濕、造價低廉、節約燃煤、抗震性強、透氣性能好和減少二氧化碳排放、降低對大氣污染、保護耕地等優點,是典型的資源節約型可再生環保建筑材料。草磚可用于建造節能生態型住宅、溫室、畜禽舍等。以草磚為基本建材建成的草磚房,是典型的資源節約型環保建設項目。草磚房(也稱為節能高效房和生態房)起始于美國北部,時間為1890 - 1935年,當時美國北部由于缺少傳統的建筑材料和受運輸條件大困擾,人們開始注意以麥草為原料,打成草磚建草磚房,并逐步發展起來。進入80和90年代以來,由于人們環保新理念的形成,草磚房建筑開始向全世界擴展。現巳在加拿大、法國、澳大利亞、英國、荷蘭、中國、蒙古、阿根廷、新西蘭等其它國家推廣,并受到建房使用者的歡迎。
本通過對草磚標準進行研究可為我國特別是北方地區大力推廣應用可再生節能環保型的建筑材料做貢獻,探索資源節約與綜合利用之路,推進我國農村建筑向生態可持續發展。
一、草磚的發展與應用研究
從草磚房建筑技術發展的100多年歷史來看,它經歷了多種結構上的改變與創新,經過時間、歷史和科學測試檢驗,逐漸走向正規化、正式化、規范化。在美國就有好幾套草磚房建筑技術規范。20世紀80年代以來,環境保護及節能需求日益高漲,促進了草磚建筑熱在全球再度興起。美國、德國、英國、澳大利亞、蒙古等國已有大量推廣應用。近年來用草磚蓋房成為一種新興的建筑業,在有些地方,其每年增長率幾乎達到30%。
近5年來,在黑龍江省佳木斯市和湯原縣、遼寧本溪以及內蒙赤峰翁旗還分別建成了20.30套的草磚房陽光示范小區、溫室蔬菜大棚,以及節能草磚小學校舍。節能草磚房的示范與推廣對我國北方農村地區的住房建設、消除我國廣大農村地區焚燒秸稈的環境污染及其對空港、高速公路造成的嚴重危害、節約農村耕地資源,以及探索農村地區的可持續發展建筑模式都產生了非常積極的影響,農作物秸稈可以經過
秸稈顆粒機、
秸稈壓塊機壓制成生物質成型燃料,這樣做不僅可以做到農作物秸稈的綜合利用,而且還可以使老百姓的收入增加,何樂而不為呢。
國內外對草磚保溫性能也作了充分的研究。同濟大學暖通空調及燃氣研究所對我國遼寧省本溪市草磚房的全年采暖能耗進行了模擬計算,發現具有很好的節能特性。中國環境無害化技術轉移中心跟蹤測試表明:在同一時間內,草磚房的能效比普通磚房高685。根據2000年、2001年冬天對黑龍江省湯原縣示范草磚房與傳統磚房進行連續兩年的實時監測結果表明前者具有以下優點:①能源效率高:新建草磚房的總體能源效率要比傳統磚房高出72%;②節煤:新建草磚每年冬天每戶的節約取暖燃煤50%;③保溫效果好:根據監測結果,新建草磚房與傳統磚房冬天室內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磚房在保(恒)溫方面的較大優勢。
草磚在我國的推廣應用存在的主要問題是草磚的尺寸規格還沒有走向規范化,草磚質量還沒有標準,草磚的機械化生產機具種類少,草磚的生產沒有形成規模,農民單獨生產草磚難度較大,草磚建筑還沒有形成完整的技術體系和規范。人們對草磚建筑的優點還沒有形成普遍地認識。這些都需要不斷地進行研究和發展。
二、草磚標準研究的內容和應解決的關鍵問題
可再生節能型墻體材料草磚標準研究的主要研究內容應包括:草磚的尺寸標準(長×寬×高),草磚的密度標準,草磚的質量含水率標準,草磚的導熱系數標準,草磚的承壓能力標準。對這些指標進行研究,為草磚的規范化提供理論依據,為我國特別是北方地區大力推廣應用可再生節能環保型的草磚做貢獻,推進我國農村建筑生態可持續發展。
應解決的關鍵問題是:制作草磚的標準,規范草磚的生產和使用,使其能科學有效地應用,符合建筑材料尺寸模數和長期使用的要求,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用的要求;草磚的機械化生產中利用干草打包機或飼草壓捆機,使一機多用,提高機器利用率,尋找降低草磚生產成本的途徑;研究草磚質量的檢測方法及檢測標準,促進草磚生產的專業化和產業化。
三、研究方注及可行性分析
針對中國北方的氣候條件和農作物秸稈條件,利用建筑學、建筑工程材料學、傳熱學、建筑環境學、農業物料學、農業機械學等專業知識,對草磚標準進行基礎的理論和實驗研究。
標準建設是各行各業發展的基礎。以科學、技術和實踐經驗的綜合成果為基礎,對草磚的規格、生產、使用、質量等做的統一規定,可以使草磚應用規范化,可獲得巨大的經濟、社會效益和生態效益。所以進行可再生節能型墻體材料草磚標準研究是可行的,也是必要的。符合我國建設社會主義新農村節約型社會的需求,符合可持續發展的需求。
四、研究的創新點
結合國際前沿和國家社會與經濟發展的戰略需求,開展前瞻性基礎研究。草磚與傳統磚相比有諸多優勢:①能充分利用農業廢物資源(稻草、麥秸稈),替代浪費土地資源和能耗較高的傳統紅磚;②與紅磚相比,造價低;③保溫性能好,冬暖夏涼;④隔音好;⑤提高室內空氣質量,能保持較好的適合健康居住的室內濕度;⑥抗震性能好;⑦價格低,適合我國北方農村推廣,可用于建造節能生態型住宅、節能日光溫室、畜禽舍等。通過對草磚的標準及草磚質量的檢測方法及檢測標準進行基礎研究,可為草磚生產、使用的規范化提供基礎理論依據,為我國特別是北方地區大力推廣應用可再生節能環保型的建筑材料做貢獻,推進我國農村建筑向生態可持續發展。
五、結束語
隨著人們對綠色時尚的追求及節能意識的不斷增強,草磚的應用在全球開始興起,在我國特別是北方地區發展前景光明,后續發展潛力巨大。研究草磚的標準及草磚質量的檢測方法及檢測標準,推進草磚的機械化生產,降低草磚的生產成本,可推動草磚的推廣應用和產業化,推動應用可再生節能環保型的建筑材料,推進我國農村建設的生態可持續發展,為社會主義新農村建設做貢獻。
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