所有对材料的评价都是主观的,因为我们不可能用类似数学的精确方法去比较“苹果和梨子”。在本书中,我们运用了以下方法:首先,检测其化学成分以便发现哪些材料含有对环境有害的化学物质。然后,比较相似功能材料的环境信息,例如天花板和地板材料。最后,将材料划分为三个范围——推荐使用材料、可使用材料以及应避免使用材料。
1)我们的选择
下面是一篇关于欧洲环境机构如何评价建筑材料,以及值得信赖的作者写的关于建筑材料方面的书籍的概要。其结论按照材料的不同范畴列了出来。
指导资料源自下列机构和书本:① 德国:Holger König,健康建筑之路,Ökobuch, 1997。② 德国:Thomas Smitz-Günter,生活空间——生态建筑和设计,Ökotest,Könemann,1999(“Ekologiskt byggande och boende”, Könemann, 1998)。③ 挪威:Björn Berge,建筑材料的生态性,第二版,建筑出版社,2009。④ 奥 地 利:Österreichisches Institut für Baubiologi und Ökologi (IBO),若干刊物。⑤ 荷兰:Michiel Haas, Nederlands Instituut voor Bouwbiologie en Ecologie (NIBE),若干刊物。⑥ 荷兰:Stuurgroep Experimenten Volkhuisvestin,可持续建筑手册,James & James,1995。⑦ 瑞士:Bosco Büeler,建筑生物学信息注册合作社(GIBB),建筑生物学评级,2001。⑧ 瑞典:Birger Wärn, Tyréns Ingenjörsbyrå, 选择材料指南,数据库,2003。⑨ 瑞典:健康建筑,建筑产品信息库(2009),参考了瑞典化工部的指南。⑩ 瑞典:ABKs(AB Kristianstadsbyggen),环境与质量需求,Kristianstad,1998。⑪瑞典:Göran Stålbom,环境手册,VVSinformation,1999。⑫瑞典:技术手册2009,VVS Företagen。所有的这些机构和专家并没有对全部的材料进行评价,并且所有的评价方式都略有不同。
2)地面材料
一座建筑周围的地面材料会在很多方面影响环境。不仅仅因为材料的生产需要耗能,更是由于一些地面材料含有危险的化学成分。此外,地面材料是否具有渗透性会影响到地表水的处理。它们还会影响微气候,这取决于它们能够吸收多少太阳辐射,蒸发多少水分。这样的覆盖物能够承载汽车交通吗?这些地面材料会怎样被雨、雪和霜冻影响?另一个因素是维护,例如怎样将杂草从砾石路除去?
(1)沥青(柏油)。它是石油精炼过程中的残留物。有一种沥青可以让水穿透过去,因此可以轻松解决排水问题。它可以从大多数沥青厂得到。这种材料可以在停车场使用,或用于防水层的面层。当灰尘积聚在沥青上时会导致阻塞,必须用高压喷雾清洗干净。
(2)混凝土板。它有多种形式、尺寸和颜色,表面可以是光滑的或有图案的。一块标准的混凝土板的尺寸是450 mm×450 mm×40 mm,或 者350 mm×350 mm×50 mm(或70)mm。为了节省材料,应尽量少使用整块的混凝土作铺地。垫层可以是35 mm厚的细砂层。缝隙应当仔细地填上细砂或由细砂和水泥以6∶1的比例混合的干硬性砂浆。将细沙或灰浆扫入连接处,并清除掉多余的砂浆。在混凝土上洒上水来清洗块或板,同时使接缝处潮湿以便水泥变硬。
(3)草。它可以用在草坪或绿地。草割得越勤快,所消耗的能量自然也越多。草面具有很好的透水能力。草面对种植环境很敏感,特别是在春天,尽管表面是柔软的,下层土壤也可能是冻结的。
(4)强化基层草坪。使用强化基层草坪可以在草坪表面铺设一条几乎隐形的路。我们时常会需要一个可以承载机动车的表面来应付紧急情况下的机动车通行。强化基层的停车位并不太显眼。在布下强化层之后,填入土壤和草种。铺路石由多种材料制成,外表变化丰富。最常见的材料是水泥或塑料。
(5)地砖和瓷砖。它们既耐日晒雨淋,又防滑,并且有各种颜色可供选用。较高的烧制温度和板岩黏土增加了抗冻性。在交通量较小的小片区域内,需要30—100 mm的砂垫层。交通量较大的路面需要在砂层之下铺设150—200 mm的碎石垫层。砂层需要夯实平整(图1-24、图1-25)。
(6)块石。块石铺地在花园小径和平台上几乎到处可见,可铺制在夯土、沙或混凝土垫层上。天然石块的厚度各不相同,因此砂层的厚度(约50 mm)需要根据石头来调整。基础必须稳定,这样完成的路面才是平坦和水平的。如果需要的话,石块可以用1∶3的水泥砂浆固定,连接处可以用1∶6的干硬性水泥砂浆填缝(图1-26)。
(7)无机的松散铺地材料。例如细砾石或不同颜色的碎砖,或在道路上使用的大块砾石。砾石的表面需要定期维护,填入新的砾石。天然砾石是一种不可再生资源。目前,有越来越多的可再生填充材料可以用来代替砾石。在斜坡上的砾石很容易被雨水冲走,因此需要除去所有的植物并在区域内下挖50 mm深。地面必须向某一方向倾斜以便于排水。一种防止杂草的方法是在整个区域下铺上塑料或致密的土工织物。为了避免使用除草剂,杂草可以手工去除或用热蒸汽烧掉(已经有用来喷射蒸汽除草的专用装置)。
(8)有机的松散铺地材料。例如用在地面或路面上,围绕着树或在花园地面上的树皮或木片。木片和树皮是最适合用在需要中等硬度表面的材料。四年之后需要补充新的材料。由于要避免使用经过浸渍处理的木材,可以使用石块、砖或水泥作为边缘材料。
图1-24 地砖人行道
这是恩厄尔霍尔姆市(Ängelholm)的地砖人行道
图1-25 砖地面
这是奥地利伽特纳霍夫(Gärtnerhof)生态村的砖地面
图1-26 块石人行道地面
(9)木地板。户外木地板会腐烂,因此最好以平台的方式将木材架空于地面。木材在淋雨后需要完全干燥。最好选择生长缓慢的芯材,如橡树、落叶松、松树和榆树。底部烧过并插在沙子里的橡树木块是耐久的。由于环境原因,要避免使用经过浸渍处理的木材,不过定期的油处理可以延长木材的寿命。目前可以见到用亚麻籽油处理的压力浸渍木材。另一种让木材防水的方式是将其暴露在高压和高温中。这个过程改变了木材的细胞结构,令其具有更耐久的特性。
3)土工材料
土工材料是指在土地里用来分隔、加强、排泄、过滤或者防止地下水或腐蚀的织造或非织造的纺织品、网、垫或膜。土工产品在世界各地都有生产。它们的使用年限估计超过60年。
(1)排水衬垫。它由聚丙烯或聚乙烯制成。其他可用的材料有:包裹着聚酯外壳的尼龙线。排水衬垫可以用来替换在建筑基础、道路排水沟和路基周围的地下管道中的级配砾石。
(2)土工加固(土工网,腐蚀垫)。可以人工合成或使用天然材料。合成品种通常由聚乙烯、聚丙烯或者聚酯制成。其他合成材料可能是尼龙、聚乙烯酒精和聚芳族酰胺纤维。椰纤维是可使用的天然材料。土工加固可以用来稳定和加强斜面及路基,同样可以用来强化路基和地下结构。它也被用来防止腐蚀和支持植物生长。
(3)土工膜。是由聚乙烯、聚丙烯和聚酯制成的。可能含有紫外线稳定剂(如2%的炭黑)。一种土工膜是在两层土工织物之间包裹着膨润土(与水接触时会膨胀的黏土材料)。丁基橡胶的土工膜包含其他聚合物,如EPDM橡胶、炭黑、填料、粒状硼酸、抗氧化剂和硫化物。有的土工膜由PVC制成,有的包含一层铝箔层。在选用材料之前,需要仔细检查合成橡胶土工膜的化学成分。土工膜被当作土中的气候保护层使用,有时用来将污染物(靠近垃圾掩埋地)与径流划分开来,也在建造池塘时使用。同样的,因为它们既不透水也不透气,可以用在建筑基础中来抵御氡。
(4)土工织物(土工布)。由含有紫外线稳定剂的聚丙烯,或是与聚酯或聚乙烯混合的聚丙烯制成。土工织物主要用来隔离材料。它们也能起到多孔膜的(分离和过滤)作用。土工织物也用来保护土工膜。
(5)地表覆盖织物。在耕作的过程中用来保持土地水分,降低底部温度变化,防止野草生长,为植物生长提供良好的环境。有合成的地表覆盖织物,也有由包裹着双层轻质可降解塑料膜的椰壳纤维制成的可降解地表覆盖织物。
小结。地面材料和土工材料的环境评估见表1-5。
图1-27 地面材料环境信息比较
如果比较结构材料的各项环境效应,木材总是要比钢筋混凝土好。资料源于《建筑与环境——建筑材料形式和对环境的影响》,罗伯 马什(Rob Marsh),迈克 劳宁(Michael Lauring),埃贝 郝莱瑞斯 彼得森(Ebbe Holleris Petersen),丹麦,2000
表1-5 地面材料和土工材料的环境评估
注:* 钢筋混凝土板是不可接受的,推荐使用含有可回收骨料的混凝土板。** 塑料强化草坪只有在使用可循环PP或PE塑料时是可接受的。*** 沥青的使用不可避免,但使用沥青表面的尺寸应尽量减小。
图1-28 用玻璃纤维代替金属对混凝土建筑基础进行加固的实例
资料源于瑞典布胡斯省(Bohuslän)科维克斯海姆(Kovikshamn)托克尔宅(Hus Torkel)
4)结构材料
对于绿色建筑来说,寻找比钢筋混凝土和金属更环保的材料是非常重要的。有些结构材料自身就可以保温隔热,例如:轻质混凝土、膨胀黏土、灰砂砖、泡沫混凝土、泡沫玻璃和刨花水泥板。从环境角度来看,砖与灰砂砖结合的填充墙也是可以接受的。最环保的结构材料是木材和黏土。建造12层以下的实木房屋经济上都是可以接受的(图1-27)。
(1)混凝土(见第1.1.3节“关于材料的知识”中的“矿物材料”)。可以现场浇注也可以预制成型。大多数混凝土结构通过添加钢筋实现预应力。因为混凝土有很好的抗压和防潮作用,它也是重要的建筑基础材料。混凝土拥有很高的强度,加入了螺纹钢筋和其他非金属的加强件后(例如:玻璃纤维)(图1-28),混凝土甚至还有抗拉的能力,因此被广泛用于柱子、梁和楼板结构。
(2)泡沫混凝土(见“保温材料”)。可用于实体结构中,既作为承重材料又作为保温材料。
(3)玻璃(见“立面材料”)。
(4)泡沫玻璃板。由85%的疏松泡沫玻璃和15%的黏合剂制成。它被作为承重和保温板使用。它形态稳定、防霜冻、防霉、防火,并且不含有害添加物。这种板材与轻质复合板材作用相同。
(5)黏土材料(见“黏合剂”)。被用于建筑已有数千年的历史。有许多不同的加工技术。人们使用生黏土、熟黏土和混有稻草或其他材料的黏土作为建筑材料。传统上,建筑是由就地挖掘的泥土或草泥块来建造的(图1-29)。例如冰岛的“草屋”。
(6)金属(见第1.1.3节“关于材料的知识”)。现代建筑的建造离不开金属。钉子、螺栓、金属配件和钢筋是必不可少的。在特定的结构中,钢结构构件是不可缺少的。
(7)砌体结构。如果采用砖或灰砂砖作为承重结构,需要同时补充其他材料作外围护结构的保温。而膨胀黏土或轻质混凝土,在低层或多层建筑中都可以直接作为承重材料和保温材料。
(8)灰砂砖。由生石灰和沙子制成。白灰砂砖由白石灰和沙子制成。灰砂砖是由5%—8%的生石灰、92%—95%的石英砂与水混合并压制成砖形状的块。这些灰砂砖在温度200—300 ℃的烧窑中,加压4 8 h硬化成型(压热器法)。这个过程释放出二氧化硅与熟石灰混合生成结晶体混合物,同时也含有少量的沙粒和有色粉末(低于重量的1%)。烧制灰砂砖所需要的能量比普通黏土砖少。这种材料吸收水分的能力只有普通砖的1/3,但是加入石膏后,该材料仍然有很好的保温防潮能力。市面上的灰砂砖材料制品有建筑用砖、建筑墙体板材和外墙饰面板材,它具有很长的使用寿命并且基本上是免维护的。德国北拜仁(Nordbayern)生产一种轻质灰砂砖,这种材料的生产方式与灰砂砖相类似,但主要成分是高达90%的膨胀黏土。轻质灰砂砖的特性与膨胀黏土块相近。两者唯一的不同是轻质灰砂砖所用的黏合剂不是水泥而是石灰,这样更加环保。轻质灰砂砖的导热性系数是0.13 W/(m · K)。
(9)轻质混凝土。由磨得很细的砂岩或石英砂(占总重量的70%)、石灰(占总重量的7%—20%)、水泥(占总重量的7%—18%)、生石膏(占总重量的3%—7%)、水和少量的沙组成。加入占总重0.1%的铝粉作为发泡剂。在向混合原料加入铝粉的过程中会产生氢气,它可以使混合物膨胀并在内部产生气泡。当混合物凝结以后就可以切割出需要的尺寸,然后放入蒸压器中使之硬化。硅和纤维素衍生物可作为添加剂。轻质混凝土被制成板材、砌块用于墙、天花板和楼板结构。它具有一定的隔音功能,较差的防潮能力,较好的吸收水分能力,中等的蓄热性和较好的耐压性能。与其他材料相比,轻质混凝土墙体需要做得比较厚以获取较好的保温效果。其使用寿命很大程度上依赖于黏合剂的性能(水泥)。轻质混凝土结构常采用钢筋进行加固。
(10)膨胀陶粒。是将黏土原料放入1 250 ℃高温的旋转锅炉中煅烧而成。黏土膨胀并形成外部坚硬,内部由充满空腔分隔的球体形状。膨胀陶粒被广泛用于基础的保温材料。陶粒板材和构件由陶粒与水泥混合而成。它包含占总重75%的陶粒、23%的波特兰水泥(普通水泥)和2%的水。减少陶粒的比例能使材料更加坚固。有时会加入少量的多孔材料。它具有相对较好的耐压能力,隔音和保温、防潮性能。该材料运用于建筑室内外和地下室的墙体。膨胀黏土板材可被用作三层以下建筑结构的承重墙。在交接处加入一些加固构件。该板材也可包裹保温材料用于建筑外墙。需要注意的一点是陶粒的生产能耗较高。
(11)砖(见第1.1.3节“关于材料的知识”)。
(12)木材(见第1.1.3节“关于材料的知识”)。以前被用作阁楼、柱板结构或木墙体建筑的支撑结构。今天木材被广泛用于建筑的结构框架,如实心托梁和轻质托梁。最新的做法是将分层胶合的实木用于天花板、墙体和楼板。
图1-29 用木结构承重建造黏土砖墙面的建筑
资料源于瑞典布胡斯省(Bohuslän)科维克斯海姆(Kovikshamn)托克尔宅(Hus Torkel)
(13)木梁和托架。传统的木梁和托架受限于木材的长度和厚度,较大的梁有断裂的危险。现在已经发明了将小木料粘接成梁从而具有较大承载能力的方法,有胶合木梁、轻质梁、木桁架。胶合木梁比实木梁更便于设计且拥有更好的承载能力。
(14)木桁架。经常在建造独立住宅的屋顶时使用。这些桁架大多以板材用钉子连接成为整体。木制构架甚至可以做到长达20 m以上的跨度。木桁架屋顶同样运用于其他建筑,例如机械厂房、饲料库、牲口厩栏。许多桁架可以完全由木材建造,而有些则需要使用钢筋或钢索加固受拉构件。
(15)轻型梁。螺栓连接的轻型梁是另一种有效利用木材的方法。可以利用木螺丝和硬纤维板做成工字形或箱形梁。用同样的方法还可以制造用于更小场合的层压板木梁或框架。这种梁相对于其自重有较好的承载力。它们被用于跨度不太大、承载要求不太高的地方。在屋顶桁架中它们被做成工字形或T字形断面。
(16)胶合木梁。是由木片(通常为云杉木)黏结经高压处理而制成梁。不同长度和厚度的胶合木梁均有生产。它最多可以做到30 m长,2 m高。同等尺寸的胶合木梁比实木梁拥有更大的承载能力。它唯一的缺点是生产过程中需要黏合剂,黏合剂通常含有酚甲醛树脂或聚氨酯(异氰酸酯)。大多情况下使用的黏合剂是酚醛树脂或聚氨酯(含异氰酸酯)。酚醛树脂是一种苯酚树脂黏合剂和甲醛胶黏剂的混合物(参见复合黏合剂)。黏合剂使用量往往小于3%,黏合剂接触到空气的区域一般较小,因此释放到空气中的量还是较少的。在瑞士如果产品所含黏合剂含量小于3%,那么该材料是被评估机构推荐使用的,含量在3%—5%之间的也是可接受的。有时候局部采用螺栓连接的格构梁可以取代胶合木梁(图1-30)。
(17)定向刨花板梁。它是一种新产品,由许多木片胶合形成,形成不同外形的梁。整个梁柱建造系统都是这样制成的。该产品最新的一种应用是使用白杨木片,它是一种廉价的材料。利用这项技术可以将梁做得很薄但又很强韧。
(18)实木构件。它是利用现代的方法将木构件接合起来,形成梁或板。这种板可以用钉子、螺丝、榫钉或黏合的方式接合在一起。从环境的角度来看没有黏合剂的构件是首选。实木构件可做成梁和板,用于天花板、墙壁和楼板结构。实木板非常牢固,12 cm厚的板材可制成跨度5 m的梁。实木板有一定的防火、隔音和防潮性。在公寓单元间的墙体以及楼板与天花板托梁的交接处,该板材必须辅以其他材料以达到单元之间的隔音效果。有的公司也生产可作为大型木砖建材的实木板材(图1-31、图1-32)。
(19)木丝水泥板(见“保温”)。
小结。结构材料环境评估见表1-6。
图1-30 胶合木制作结构构件
在丹麦科灵城堡(Koldinghus)的修复中,用胶合木制作新的承重结构。建筑师:约翰内斯 艾斯纳(Johannes Exner)
表1-6 结构材料的环境评估
注:*钢筋混凝土是高耗能材料,需要限量使用。钢筋混凝土有时可被其他结构材料代替。**钢制品既消耗大量能源又会对环境造成破坏,然而建造现代建筑离不开钢材。钉子、螺丝钉、金属配件和金属加固件是必不可少的。在特定的结构中,钢梁和钢柱是不可或缺的。限制钢材的使用或使用其他材料代替钢材是非常重要的。螺丝钉可以用木销钉代替,钢筋可以用玻璃纤维增强物代替等。连续的钢结构以及网状钢筋加固件和金属螺栓都应该避免使用,以减少它们对建筑电磁场的影响。
图1-31 某实木构件构造
承重的实木构件与木钉的斜撑连接在一起,并没有使用胶。外侧是立面材料,然后是1.5 in的空气间隔、防水的硬质板材、数英尺的保温层、胶合板(5/8 in)和3 in的实木斜撑。资料源于佐姆(Sohm),澳大利亚
图1-32 瑞典瓦斯泰纳(Vadstena)生态建造者(Ekologybyggarna)公司开发的实木建筑系统
资料源于《可持续住宅——2002环境创新决赛作品》,玛丽亚·布洛克(Maria Block)和瓦里斯·博卡德斯(Varis Bokalders)
5)保温材料
大多数保温材料主要是利用空气隔离层保温,因此它们包含许多小空腔。它们可分为耐潮湿环境的保温材料和必须保持干燥的保温材料。材料质量的关键是它是否能储存热量和水分,是否排列密实,以及是否能承受压力。保温材料,可做成松散的充填物、板材和块体。也有一些特殊产品,如管道保温。新型保温材料,包括用于基础的贝壳保温材料、大麻纤维保温材料以及含有空气层的薄铝箔保温材料等。λ值越低,保温能力就越好(图1-33)。
(1)棉花[ λ = 0.04 W/(m · K)]。具有良好的保温性能,使用形状松散的块状保温。它不需要防虫,但要加入硼酸作为阻燃剂。棉花的种植、采摘、加工和运输即耗时又耗工。棉花生产者在种植和加工棉花的过程中会使用大量的农药,但在成品材料中并没有农药的残留。
(2)硅酸钙板。由石灰、氧化硅以及3%—6%的纤维素组成。其λ值为 0.045—0.065 W/(m · K)。板材可以承受极高的温度,可以防潮和防霉。该板材可以切割、锯和钻孔。生产过程需要较高的能耗(图1-34)。
(3)泡沫玻璃板[ λ = 0.042 W/(m · K)]。其是将空气和煤粉吹入融化的玻璃中,产生含有很多小气泡的封闭结构。该材料致密无孔,防水性好,也不会燃烧和发霉,并有很长的寿命,但生产该材料的能耗较高。它适用于基础。由于泡沫玻璃具有较高的耐压强度,这就意味着在地面上使用时完全不需要混凝土板。如果将其垫在混凝土板下面,混凝土板可以做得更薄。该材料可以完全消除热桥,它有足够的强度能让汽车在上面行驶且不破坏其保温层。有时也用于墙体和屋顶(图1-35)。
图1-33 每平方米纤维素纤维和聚苯乙烯[实现U值0.2 W/(m2·K)的厚度]保温层环境信息比对
对比显示出塑料保温材料比纤维素纤维保温材料对于环境的压力高很多。资料源于《建筑与环境——建筑材料形式和对环境的影响》,罗伯 马什(Rob Marsh),迈克 劳宁(Michael Lauring),埃贝 郝莱瑞斯 彼得森(Ebbe Holleris Petersen),丹麦,2000
图1-34 硅酸钙板
图1-35 泡沫玻璃板作为保温材料
以泡沫玻璃板作为基础可同时满足保温要求,而且不需混凝土浇筑。资料源于Foamglas公司
(4)泡沫玻璃块[ λ = 0.15 W/(m · K)]。其是由松散的泡沫玻璃(85%)和黏合剂(15%)制成。被用来作为建筑的承重和保温块材。它的形态稳定,能够防霜、防霉、防火,并且不含任何有害的添加剂。
(5)泡沫玻璃松散充填材料[ λ = 0.1—0.11 W/(m · K)]。其是由回收的废玻璃融化吹制而成。正常晶粒尺寸范围为10—60 mm。泡沫玻璃松散充填材料常常作为基础的保温层,即置于地面的楼板之下。这种轻质填充材料还可以作为防水、排水层和霜冻的隔离层。在将泡沫玻璃松散充填材料安装到承重结构上的过程中,松散充填物将被压缩,以获得一个稳定的和最佳的承载能力。相对于其他板材该材料非常便宜。
(6)泡沫塑料[ λ = 0.036—0.04 W/(m · K)]。其是由EPS(模塑聚苯乙烯)或XPS(挤塑聚苯乙烯)制成。EPS由占总重91%—94%的聚苯乙烯,4%—7%的戊烷和1%的阻燃剂组成。泡沫塑料被制造成保温板。在紫外线的照射下,泡沫塑料会解体,因此不能用于室外环境。泡沫塑料只吸收少量的热量和水分,离开了室内环境将没有任何效果。该材料生产过程复杂,能量消耗大且对环境有害,不过生产过程是在封闭的环境中。粗苯从石油中提炼出来,是致癌物质并影响免疫系统,它可用于生产苯乙烯(会扰乱荷尔蒙)。生产过程中和制成成品材料后的两到三个月会释放二甲苯和苯乙烯。另外泡沫塑料含有溴化阻燃剂,密度大于20 kg/m3。加入石墨之后其λ值可以减小到0.032 W/(m · K)。如果泡沫塑料着火了,它将会迅速烧毁。
(7)纤维素纤维[ λ = 0.04 W/(m · K)]。保温材料是由旧报纸或新的纤维素制成。将报纸碾碎,加入硼酸、硼砂、水玻璃或聚磷酸铵以降低材料易燃性,并减少对真菌和昆虫的吸引。添加剂最多可以占到该材料总重的14%—25%。在欧盟添加剂含有硼酸和硼砂将受到来自健康方面的质疑,而含有聚磷酸铵的纤维素纤维相对更好,该材料具有良好的保温值,并能吸收和缓解水分。如果施工得当,纤维素纤维具有高度气密性,它能在保温层中阻碍空气流动(对流)。纤维素纤维相对较重,因此有良好的隔声效果。材料在压缩机驱动下以一定的压力喷射出来,有效地填补空间并没有沉淀物出现。纤维素在喷涂过程中会产生灰尘因此必须对呼吸采取保护措施。纤维素纤维的生产是以再生纸为原料,能源利用效率较高,而新生产的纤维素需要更多能源(图1-36、图1-37)。
(8)羊毛[ λ = 0.04 W/(m · K)]。这种保温材料通常需要添加约占重量3%的硼酸,并混合最多18%的聚酯纤维以使板材硬化。具有一定的防火性能并有良好的吸收、存储和释放水分(最大可达到其自重的30%—40%)能力。硬的压缩羊毛也用作隔声材料。由于羊毛易受虫蛀,所以要将其浸泡在衍生有机卤素化合物中,如Eulan® SPA01[1]和Mitin FF[2]中。羊毛若无防蛀保护会受蛀虫侵害(图1-38)。
(9)稻草[ λ = 0.07—0.085 W/(m · K)]。既可以用作保温材料也可以作为墙体承重材料使用。最重要的是要有适合的基础和坚固的屋顶来保持稻草的干燥。稻草保温层可以松散地填充,捆装成板或包。每个稻草包尺寸约为35 cm×35 cm × 60 cm,重约20 kg。稻草包必须妥善地压缩、干燥(10%—16%的水分),并防止一切霉变的迹象。
(10)大麻纤维[ λ = 0.038—0.04 W/(m · K)]块。是厚度压缩至30—180 mm的大麻纤维。由于大麻天生具有良好的抗菌性能,大麻保温材料并不需要浸泡。大麻可以防水并能提供良好的隔音效果。大麻是一种耐寒植物,易于管理,无需施肥和打农药。提取纤维的大麻(工业大麻)含有极少量的麻醉成分。大麻保温材料往往会混合聚酯纤维(15%)使其更加稳定,并加入纯碱使其防火(图1-39)。
(11)椰壳纤维[ λ = 0.045—0.05 W/(m · K)]块或板。由纯椰子纤维黏结在一起而成。这种材料可燃,容易着火,因此需要浸泡磷铵、硼酸或水玻璃提高防火性能。椰子纤维材料有防潮性能和抗腐蚀、抗菌能力。该材料的弹性好且耐用。椰子纤维被用作包装材料和保温隔热。但是由于产地在热带地区,运输路线往往较长。
(12)软木[ λ = 0.045 W/(m · K)]。由西班牙、葡萄牙和北非的软木橡树皮制成。软木可以在种植25年后开始收获。软木树每8—15年可剥皮一次,每次最多剥皮1/3。软木在市面上以板状或颗粒状销售,耐潮湿和腐烂,防虫蛀。如果材料长时间受潮将会发霉。软木受温度影响产生的变形非常小。为了增加其保温能力,通常的方法是在压力罐中用蒸汽加热到380℃使软木膨胀。然后高压压制成板材或预制成管型保温材料。软木通过黏合剂使材料接合在一起。软木板强度较好,具有良好的弹性,因此可用于需要承受压力的保温材料,如阳台屋顶的室外保温(保暖屋顶)。软木屑也可用于地板保温。
(13)刨花木屑[ λ = 0.06—0.08 W/(m · K)]。在过去常用作松散填充物填充墙体和天花板。将木屑干燥,使水分含量低于20%,填充入墙体中并封好。在填充木屑几年后,被填充的结构必须可以补充更多的木屑。该材料吸收和释放水分的方式与木材相同。可添加约5%的熟石灰以减少虫蛀的危险。此外,加入5%—8%的硼砂或氯化镁能降低其可燃性。
(14)亚麻纤维[ λ = 0.04 W/(m · K)]块。是由亚麻纤维组成,对于纤维产品来说亚麻纤维很短。这种材料天然抗虫蛀、防水、不易燃。它具有优良的湿度缓解性能(最高可达自重的25%)和隔音性能。为了使亚麻纤维块硬化,可加入占重量2%—18%的聚酯纤维。亚麻种植并不需要大量使用化肥或杀虫剂。纤维在短时间加热过程中黏合在一起,并形成块状。亚麻纤维保温材料也可加入阻燃添加剂(图1-40、图1-41)。
图1-36 纤维素纤维作为保温材料
纤维素纤维作为保温材料用于许多绿色建筑中,它被喷洒在箱式结构内。纤维素纤维由回收报纸或新的纸浆浸渍在硼酸和聚磷酸铵中制成
图1-37 喷洒松散的纤维素纤维
图1-38 德国生态建筑产品展上销售的保温材料
这里展示的是由羊毛、亚麻和棉花制成的保温材料
图1-39 大麻纤维保温材料
大麻纤维保温材料非常环保,德国许多卖环保建筑材料的商店都有销售,在丹麦也能买到
图1-40 安装在样板墙上的亚麻材料保温板
图1-41 亚麻纤维保温毛毡
(15)轻质混凝土[ λ = 0.1—0.20 W/(m · K)](“见结构材料”)。用于墙壁、天花板和地板结构作为承重和受压保温材料。Xellas公司生产的Multipor板材(最多200 mm厚)由沙、石灰、水泥和水制成。它具有较好的保温性能[ λ = 0.045 W/(m · K)]。
(16)膨 胀 陶 粒[ λ = 0.13W/(m · K),松 散 填 充;λ= 0.15—0.20W/(m · K),块](见“结构材料”)。板和砌块用于墙壁、天花板和地板结构作为承重和受压保温材料(图1-42)。
(17)黏土和稻草混合物[ λ = 0.2—0.4 W/(m · K)]。轻质黏土结构,被用来作为建筑材料已有数百年历史。黏土保存有机物质而稻草保温。用轻质黏土做墙体的建筑需要一个木质框架支撑。将稻草小心浸泡在黏土水中。轻质黏土墙体被做成倾斜面的形式或使用预制砖。该混合物压得越硬,其保温性能越差。使墙体达到恰到好处的干燥是很重要的。建筑保温性能很好的房子需要很厚的墙壁。轻质黏土中可以使用膨胀黏土代替稻草。
(18)矿棉[ λ = 0.033—0.045 W/(m · K)]。可以是玻璃棉或石棉。它可以是松散的也可以成板、成块或打包成片。矿棉具有良好的隔音、防火能力。装有矿棉的建筑应该密闭,使纤维不能进入室内空气中,并防止其扩散,使内部的水分不会进入到结构中去。由于材料不能缓解水分,所以水分可以通过并破坏木质结构。当受潮时,将发生甲醛扩散;在发生火灾时,会释放有害气体,主要是苯酚。由于矿棉中含有尿素,因此它受潮时能闻到臭味。这些材料包含相当多的纤维,如纤维直径小于5 μm和长度超过3mm时可引起肺损伤。这一问题迫使矿棉生产者开发出新产品,一些生产商转而生产其他不会对肺造成损伤的纤维。① 石棉。石棉由辉绿岩和白云石组成。少量的尿素以及苯酚甲醛树脂作为结合剂。同时,添加占重量1%的硅或矿物油以减少灰尘和提高防潮性。原材料混合并在1 350—1 500℃时熔化。熔融材料通过喷嘴吹制在旋转面上,使矿物纤维形成。该纤维用苯酚甲醛树脂黏合,在220 ℃时硬化。生产过程中会消耗大量能源。② 玻璃棉。在玻璃棉中,石材被石英砂(占重量的30%)、长石和白云石(占重量的30%)、烧碱(占重量的10%)以及回收玻璃(占重量的30%)代替。现在回收玻璃的比例已经大大增加。ISO-soft是一种美国产的保温材料,具有长而有弹性的玻璃纤维,由丙烯酸纤维缠绕,不含甲醛或尿素。该保温材料类似于羊毛,和矿棉具有相同的保温性能。ISO-soft不会像矿棉或玻璃棉那样让人瘙痒或沾染灰尘,对于容易过敏的人是一个好的选择。
(19)珍珠岩[ λ = 0.044—0.053 W/(m · K)]。由源自火山的天然玻璃加热到1 000 1 100℃而成。该材料的体积会膨胀到原来的15 20倍。原材料开采自冰岛、希腊的米洛斯岛、匈牙利和土耳其。珍珠岩不会燃烧,且与其他建筑材料不产生化学反应。它可以零用,具有极高的抗压强度,可以用作架空地板的衬层。在呈颗粒形态时,它被用作地板和填充空心墙的保温材料。在欧洲珍珠岩还以板状销售。Hyperlite[3]是在400 ℃高温下喷洒占重量0.2%的硅酸盐的珍珠岩,这样能使其具有防水性能。用沥青处理过的珍珠岩会释放有毒气体,不能用于室内(图1-43)。
(20)泡沫混凝土[ λ = 0.1 W/(m · K)]。用于实体构造中作为支撑和保温材料。泡沫混凝土需要大量的黏合剂,它由含有50%的水泥、50%的矿渣、水以及发泡剂(采用普通可降解的表面活性剂)的水泥浆制成。用于地基的膨胀黏土球也是如此。这是一种相对较轻和坚实的材料。在工厂,它可以被铸造成块状或条状。条状泡沫混凝土加入镀锌钢板网后可以作为支撑材料。为了保证条状泡沫混凝土的运输,首先需要对其进行加固。这种材料不可用来防水。泡沫混凝土是一种相对较新的材料,这意味着对它的使用经验是有限的。
(21)泥炭[ λ = 0.08 W/(m · K),松散填充物;λ = 0.038 W/(m · K),板]。在过去被用作保温材料,与刨花使用方式相同。如今它并不常用。泥炭可作为松散填充物,板状或块状使用。泥炭提取物来自沼泽的最上层部分,该部分没有进行太多的分解过程,因此纤维还是完好无损的。泥炭填充剂被干燥、磨碎并加入约5%的石灰。泥炭具有较低的pH值,能抑制细菌和真菌的生长。瑞典的泥炭资源非常丰富,但其增长缓慢。一定量的泥炭被加入到墙体中,并且需要补充。在填充过程中会产生灰尘。
(22)织物纤维垫。由不同厚度的织物废料用聚酯纤维绑在一起制作而成。生产过程的能耗较低,其值与矿棉和纤维素纤维近似(图1-44)。
(23)透明保温材料。是一种能让光线通过的未来的塑料保温材料。这种材料的结构(包括蜂窝状、纤维状或管状)以及其特性(例如它包含了大量的空气)都被加以利用。它们通常由聚碳酸酯或气凝胶组成。目前该材料非常昂贵,主要用于提高被动式太阳能采暖系统和太阳能集热器的能量转移效率(图1-45)。
(24)真空熔融二氧化硅保温材料[Vacupor®①λ = 0.005 W/(m · K)]。具有极好的保温性能。这是一种多微孔的无机材料,由85%的硅氧化物(SiO2)和15%的硅碳化物(SiC)组成,厚板中间是由铝质的金属封条封闭的真空空腔。材料被抽成真空,完全阻止任何对流造成的热传递。核心材料的生产没有任何排放,不易燃,通常不包含任何暴露在热环境下会释放有害分解物的有机组成部分。该产品可以回收,工业卫生专家认为该材料不存在任何健康危害。材料昂贵但非常节省空间。
图1-42 膨胀陶粒墙
如果用膨胀陶粒作为主要墙体材料,墙体必须做得特别厚或添加保温层,因为膨胀黏土本身的保温性能一般。这里展示的是以木丝水泥板做保温层的膨胀陶粒墙
图1-43 不同的保温材料
左边是纤维素纤维,中间是珍珠岩,右边是矿棉
图1-44 织物纤维垫
织物纤维垫由织物废料用塑料包裹而成
图1-45 透明塑料保温层墙体
位于瑞典斯莫兰地区(Småland)阿讷比市(Aneby)的Ecotopia实验中心,其透明塑料保温层墙体可以透过光线
图1-46 用木丝水泥板建造的房子
在瑞典斯塔凡斯托普(Staffanstorp)用木丝水泥板建造的房子。建筑师:马蒂亚斯 鲁科特(Mattias Rückert)
图1-47 含有矿物填充料的蜂窝砖
由玄武岩制成,产自德国厂商Unipor。Unipor公司生产一种名为Coriso的产品是特别为低能耗被动式房屋开发的,其值为0.08 W/(m · K)
(25)木质纤维板[保温板λ= 0.037 W/(m · K);多孔板 λ= 0.045 W/(m · K),硬质纤维板λ= 0.17 W/(m · K)]。由切碎和碾碎的木材(纤维质的)加水稀释,然后利用高温和高压压缩而成。木材中的木质素起黏合剂的作用。软木纤维保温板(厚度40—200 mm)从德国进口,包含作为黏合剂的聚烯烃和作为阻燃剂的聚磷酸铵。德国硬木纤维保温板通常包含一些聚氨酯树脂(约4%),是一种不被推荐的物质。瑞典生产的木纤维板有硬的、中等硬度的和多孔板。木纤维多孔板(12—40 mm)主要用于保温、隔音和吸音。在某些情况下,加入硫酸铝(1%—3%)以防止生霉,加入硫酸铵以防火。有些板表面有一层蜡。浸油木纤维板防潮性能更好,通常含有松脂。使用了黏合剂的木材纤维板应避免对环境造成影响。
(26)木丝水泥[ λ = 0.09—0.15 W/(m · K)]板。其由木丝(占重量的35%)以及水泥或菱镁矿作为结合剂(占重量的65%)组成。添加氯化钙(占重量的0.2%)可以控制硬化。这种材料防潮、吸湿、吸声、耐压、不易燃,并具有较高的pH值,能抑制霉菌生长。它常常被用作室内游泳池、健身房和浴室的天花板。木丝水泥板很重,因此能隔音。由于其表面粗糙,所以适合抹灰处理。有一些低矮的建筑物使用的木丝水泥板,既起到支撑作用又有保温效果。也可用杉木对宽度小于3 m的木丝水泥板进行加固。各种木丝细度的预漆木丝板都可见到。水泥的生产能耗较大(图1-46)。
(27)蛭石[ λ = 0.053—0.065 W/(m · K)]。由云母制成。当这种材料被加热到800 1 000℃时,会分为薄片和卷曲成为轻质多孔的块,不论是松散填充物还是板都可用作保温材料。它也可以按6∶1的比例与混凝土混合,使其重量更轻并提高其保温性能。膨胀蛭石具有化学惰性,不燃且能耐高温。蛭石可以吸收更多的水分,这一点使其与珍珠岩相比具有更大的风险。该产品的生产能耗较大(图1-47)。
小结。保温材料的环境评估见表1-7。
表1-7 保温材料的环境评估
续表1-7
注:*纤维素纤维、亚麻纤维与羊毛保温层对环境的影响取决于该保温材料所含的添加剂。这些材料通常含有阻燃剂及防霉剂,如硼盐、硼酸、聚磷酸铵或水玻璃等。亚麻纤维保温层有时混合聚酯纤维以增加材料的强度。**石棉在防火方面很有价值。***也可用矿物颗粒填充。
6)立面材料
木材是对环境影响最小的面层材料。如果一座建筑以砖为建造材料,在单纯墙体和复合墙体的建造中,砖都可以作为立面材料使用。一些板材也可以作为立面材料。许多材料都可以通过抹灰或油漆的方法给予立面一个特定的形象(图1-48、图1-49)。
(1)水泥板(“见板材”)。
(2)玻璃。由石英砂、碱或碳酸钾和石灰石制成。其熔点约1 400—1 550℃。玻璃的类型很多。旧玻璃可以回收生产新的玻璃。其生产能耗较大。安装时应尽量采用物理安装以避免对环境有害的密封剂。① 平板玻璃可用作窗户、中庭屋顶、墙面板片、立面遮盖和室内家具。现在几乎所有的平板玻璃都是采用皮尔金顿有限公司的浮法玻璃技术制造。② 节能玻璃涂有一层薄薄的涂料,如氧化锡,它很坚固,可用于室外;或涂上薄薄的一层银或金,由于很容易刮伤,它们只能用于室内的复合窗玻璃中。涂层能阻碍长波辐射(热能)从窗口散失。可添加氧化磷(P2O3)以使紫外线穿过。③ 保温窗是由两块或三块玻璃面板由充满清洁、干燥空气的密封腔分隔而制成的。铝和软衬垫是最常用的垫片。为了减少热量损失,密封腔里的空气可用密度较大的气体代替,如氩气,使热交换变得缓慢。现在也有采用真空密封腔的技术。④ 遮阳玻璃用于减少由强光照射和高温引起的室内不适。这种玻璃通常以吸收或反射的方式运作,且往往二者并存。还有一种类型的遮阳玻璃可以通过电子信号来控制不同的遮阳的等级。⑤ 玻璃砖(“玻璃混凝土”)是一个特定形状玻璃制品的例子。它可用于外墙和内墙。玻璃块也可用于承受一定重量的结构,如庭院平台。由于玻璃混凝土结构包含许多导热的玻璃砖,因此热损失相对较大。⑥ 夹丝玻璃是将金属丝网嵌入的平板玻璃,具有防火性能。夹丝玻璃的耐用性比同等的单质玻璃差。⑦ 有两种类型的安全玻璃:钢化玻璃和夹层玻璃。钢化玻璃是将普通玻璃加热到600 ℃,然后迅速冷却下来。如果钢化玻璃被打破,其碎片是许多小立方体形状的碎块,使人们不易被碎块割伤。夹层玻璃是由两层或两层以上的玻璃黏合而成,其中层与层之间加入塑料薄片。这种类型的玻璃被用于诸如防盗或防弹玻璃。生产钢化玻璃比生产非钢化玻璃耗能更高(图1-50)。
图1-48 用不同立面材料处理的两面相似外墙面的环境信息
一为木质立面,一为砖立面。资料源于《建筑与环境——建筑材料形式和对环境的影响》,罗伯 马什(Rob Marsh),迈克 劳宁(Michael Lauring),埃贝 郝莱瑞斯 彼得森(Ebbe Holleris Petersen),丹麦,2000
图1-49 海斯特拉的住宅
位于瑞典布罗斯(Borås)地区海斯特拉(Hestra)的住宅,建筑的立面和屋顶均为黑色波纹水泥板(纤维水泥板)。建筑师:延斯 阿尔弗雷德(Jens Arnfred),Vandkunsten,丹麦
(3)硅酸钙板(见“板材”)。
(4)灰砂砖(见“结构材料”)。
(5)胶合板(见“板材”)。
(6)轻质混凝土(见“结构材料”)。
(7)膨胀陶粒骨料(见“结构材料”)。
图1-50 玻璃建筑
德国鲁尔地区黑尔纳市塞尼山索丁根(Mont-Cenis Sodingen)的镇中心和继续教育学院。这个中心是由一个大玻璃建筑中的各种小建筑构成的。这个玻璃建筑由木结构支撑。建筑的屋顶有太阳能光电板,通风经由地下管道自然通风。因此,整个区域中心形成了一个微气候。资料源于建筑师布鲁 约尔达 帕鲁丁(Büro Jorda et Perraudin)
(8)石膏(见“抹灰和砂浆”)。
(9)石材(见“地面材料”)。石材作为外立面由特殊的金属构件锚固,通风道位于其背后。
(10)砖(见第1.1.3节“关于材料的知识”)。砖作为立面材料,既可作为承重结构也可作为立面饰面材料。
(11)木材(见第1.1.3节“关于材料和建造材料的知识”)。木镶板作为习惯沿用了30—50年。立面饰面和地面之间需要留有一定的空隙(图1-51、图1-52)。
(12)木丝水泥板(见“保温材料”)。该板材有非常适合抹灰的表面,并适合用在需要灰泥立面的木建筑中。
小结。立面材料的环境评估见表1-8。
表1-8 立面材料的环境评估
注:*压力浸渍木材应该避免使用。**加入了泡沫塑料的陶粒制成的夹心板应该避免使用。***钢筋混凝土和金属片需要消耗较多能量且对环境有很大影响,但难以完全避免使用。
7)屋面材料
屋面材料的选择取决于屋顶的坡度。在斯堪的纳维亚的气候下,屋顶必须有一个较大的坡度以保护建筑物免受雨雪的侵害。如在某些情况下采用了相对平坦的屋顶,则可以使用绿化草皮或种植屋面。
(1)水泥瓦(屋面坡度>14º)。由沙(占重量的75%)、水泥(占重量的25%)和水制成。有时会添加石灰矿渣、硅酸盐和氧化铁(不到重量的1%)。它们具有良好的抗压性和防冻性。生产水泥瓦耗能比瓷瓦少,但水泥生产能耗较大且会对环境造成破坏。还有经过表面处理的水泥瓦,它的外层涂有丙烯酸。本地生产的屋面瓦应优先考虑,以降低运输成本。
(2)纤维水泥板(屋面坡度>14º)。用于屋面,可成波浪起伏状和平板状。由于该板相对较轻,因此屋顶桁架的尺寸可比重型屋顶小。纤维水泥板包含水泥(占重量的65%—80%)、填料(石灰石或白云石)和纤维素纤维(占重量的6%)。纤维素纤维需浸渍在硅酸(占重量的8%)中,以使它在碱性环境下不会断裂。所使用的硅酸盐是非结晶状的。该板材也可以用2%的PVA(聚乙烯醇)纤维和玻璃纤维加固。纤维水泥板可以涂上油漆或腈纶染色颜料。安装时以螺丝固定。水泥制品耗能较大。生产较小尺寸的纤维水泥板可以不需要纤维加固。
图1-51 斯德哥尔摩安德斯坦雪登生态村(Understen shöjden)
其木质面层用廉价的绿矾处理。部分面层由砖砌成,其后是完全用无机材料建造的浴室
图1-52 未经处理的落叶松木面层
斯德哥尔摩郊区提瑞斯塔(Tyresta)国家公园中的建筑。资料源于建筑师佩尔 莱德那(Per Liedner),Formverkstan建筑公司
图1-53 景天属植草屋面
资料源于VegTech公司
图1-54 位于瑞典谢尔特镇(Yxhult)的景天属植物屋顶
资料源于VegTech公司
图1-55 混合景天属植物的绿色屋顶特写
资料源于VegTech公司
(3)玻璃(见“立面材料”)。有时用于玻璃墙面房间和庭院的屋顶。
(4)绿化屋面(屋顶坡度3º—45º)(见植被和耕作)。是绿化种植屋面的通称。土层的厚度可在30—150 mm之间,作为屋顶花园甚至可以更厚。绿色屋面有许多好处:降低噪音;植物的蒸发作用可改善当地的气候;净化空气,植被层吸收和吸附灰尘及绒毛并释放氧气。植被层吸收了高达50%—80%的雨水,从而减轻排水系统的压力。它提供了鸟类和昆虫栖息的生态环境。景天属植物屋面几乎不需要维护,而植草屋面需要维护并有在炎热夏季缺水的问题。150 mm厚覆土的植草屋面具有较高的热容量,因此与普通屋顶相比是冬暖夏凉的。① 屋面的坡度。完全平坦的屋面排水能力较差且植被容易受到伤害。较缓的坡度(3º—7º)需要有排水层,较陡的坡度则需要蓄水层。屋面坡度在7º—10º之间是最理想的。当种植屋面的坡度大于14º,植被层必须固定在下部垫层上。在坡度更大的斜坡上,重叠的聚乙烯层可作为防水层。植草屋面可以放置在高达45º倾斜的屋面上,但如果坡度大于20º,屋面必须设锚固层(如黄麻编织能保持砂和土壤不会流失)。此外,陡峭的植草屋面需要沿屋檐设置排水管。薄的景天属植物屋面(苔藓—景天属植物垫)30 mm厚,但在坡度较小的屋面上需额外加设30 mm的排水层。厚的草本植物屋面(景天—草本植物垫)有约3 cm的矿物质土壤,约3 cm的排水层和3 cm蓄水层(相当于总共9 cm)。② 植草屋面的厚度。一个真正的植草屋面(景天—草本植物—草坪垫)厚度在120—150 mm之间。它至少有30 mm厚的种植土层,而排水层和蓄水层的厚度取决于屋顶的坡度。植草屋面有很长的寿命,而且几乎免维护。防止根部穿透的保护层对于植草屋面来说尤为重要。这个保护层应防止植物根系破坏隔气层。保护层提供了第二道防水层,并作为一层额外的隔气层,这对于屋顶是非常好的,因为平屋顶往往有渗漏的问题。冷屋顶意味着保温层在隔气层之下,而且隔气层位于保温层和面层之间。热屋顶是保温层处于隔气层之上,因此保温材料需要有防潮能力。景天属植物屋面与草屋面具有相似的属性。由于它们更薄,其吸水性和热容量就较小。景天属植物厚20—60 mm。肉质植物(景天属植物)特别适合这些屋顶,如英国景天。景天属植物屋面不需要浇水,因为景天科植物自己就能蓄水。现在约有40种不同颜色的景天科植物可使用(图1-53至图1-55)。③ 适用于屋顶绿化防水层的制成。它由聚乙烯、聚丙烯、聚烯烃、合成橡胶(三元乙丙橡胶和丁基橡胶)和塑料改性沥青(APP和ECB)制成。聚乙烯(泡沫片形成了一个隔气层)不能联结或黏合在一起。防水层必须重叠安放在坡屋面上(最小15º)。聚烯烃垫专为烟囱和管道定制,留有凹口和凸缘。三元乙丙橡胶的价格比塑料材料贵,并含有一些对环境有害的溶剂。根据德国Ökotest的说法,从生态的角度来说最好的材料是塑料改性沥青,一种沥青与弹性塑料的混合物。这种材料易于使用,但比较适合小型屋顶。植草屋面很重(在饱和的状态可达120—150 kg/m2),所以可能需要加强屋顶结构。一个草本植物屋顶的重量为110—120 kg/m2。薄的景天属植物屋顶在雨水较多的国家重量为40—50 kg/m2,通常并不需要加固屋顶。
(5)金属屋面(铜屋面>3º,双缝直立锁边>6º,单缝直立锁边>14º)。其生产耗能非常大并且生产过程中会释放许多有害物质。当然,由于是使用薄金属,每平方米屋顶材料的能耗是适中的。不过,有环保意识的建筑承包商应有节制地使用金属(图1-56)。
(6)薄钢板。其主要成分是铁元素(占重量的98%),是金属中能耗最小的,但它易生锈,必须喷涂表面防锈层保护,但很少有防锈涂料是环保的。用于屋面的薄钢板涂有锌和/或铝以防锈蚀。在雨水中有一定量的电镀锌会从表面流失。铝锌涂层比热浸镀锌钢板流失的锌少。大量的锌排放对环境具有一定的危害,特别是对水生生物而言。金属电镀工艺生产会排放镍、铬、氰化物和氟化物。用于屋面的彩色涂层钢板含一层PVC、聚酯或PVF2。彩色涂层的预期寿命至少十年。实际使用的钢板很薄,由热浸电镀而成。在给钢板涂上PVC层前,先要涂一层底漆,如丙烯酸酯、环氧树脂和聚酯。背面也涂上一层薄环氧树脂。塑胶涂料由聚氯乙烯、软化剂、有机溶剂、金属盐和色素组成。这样做的原因是防止油漆成块剥落。目前,有一种塑胶涂料完全不含邻苯二甲酸盐,它使用聚合物或植物石油作软化剂。随意的燃烧PVC会产生二英(在氧气有限且温度不够高的条件下)。
(7)不锈钢。是一种包含至少10.5%—20%的铬和最多1.2%的碳的铁基合金。根据金属所处的不同环境,它也包含了不同程度的镍(0.5%—14%)和钼(< 3%)(改善耐腐蚀性)。用于各种不锈钢的铬和镍是没有危险的,也不会引起过敏。例如,用在沿海地区和受污染城市或工业区周围的不锈钢板成分为约17%的铬、11%的镍、3%的钼,其余是铁。该产品使用寿命与建筑寿命相同,但是在很大程度上也取决于环境的腐蚀性。不锈钢应该以有利于回收再利用的方式使用。
(8)铝。其生产需要大量的能源。在生产过程中,会排放有毒的氟化物和产生大量废渣对环境造成危害。生产再生铝的能耗还不到用铝土矿生产新铝耗能的5%。一般来说,铝的使用寿命与建筑相同。通常,铝不需要表面处理,但在空气和工业污染严重的城市中其腐蚀变得严重,因此需要表面处理,如上漆或阳极氧化法。
图1-56 常见的金属屋顶防锈处理实例
(9)锌合金(例如莱茵辛克钛锌合金和镀铝锌钢板)。相对稳定,但生产锌耗能较大且会释放许多有害物质到空气中。例如生产1 t锌会释放约10 kg的锌、1.8 t铅和0.1 kg砷。锌是动物必需的微量元素,少量的锌对环境没有危害,但大量的锌会危害环境,特别是对水生生物。
(10)铜片。柔软而又坚韧,因而可以被用作覆盖复杂形状的屋顶。铜片在其他领域的使用有水槽、排水管道和门。铜会释放铜离子,对水生生物有害。斯德哥尔摩市政府估计,市内污水中含有8 t的铜,1 t由工业释放,1 t来自铜屋顶,6 t来自建筑物内的锈蚀铜管道。根据斯德哥尔摩市2003年生效的环保政策,铜只能用在有文化历史价值的建筑物上。铜片主要含纯铜(大于99%)。用于屋顶和墙面的铜片通常有很长的使用寿命。在城市环境中,铜表面腐蚀的速度约为每年0.9 μm左右。斯德格尔摩城市有一项政策是:在排水未经处理的新建设区域,不得在屋顶和立面材料中使用铜。
(11)海藻(大叶藻)。被用作老房子的屋顶材料和保温材料,这些屋顶很陡并且非常厚(600—800 mm)。因为海藻含有大量的二氧化硅,它们可使用数百年之久。一些海藻在清洗、晾干、切碎后可作为建筑物的保温材料。
(12)页岩(屋面坡度,双层页岩>25º)。屋面由薄的页岩片制成(但不小于6 mm厚)。页岩具有防水、防冻和耐热性,并耐空气污染。页岩屋顶被认为是最耐用的屋顶之一(至少100年)。它们很容易打孔并用钉子固定在屋顶结构上。瓦片需要重叠较多层(三层)。旧页岩瓦片可重复在新的屋顶上使用,而批量生产的石材瓦片耗能就比较大。对环境影响最大的是产品从矿山运送到消费者的过程。因此,当地的石材应该被优先考虑。有一种名为Skifferit的人工合成屋面材料,由约75%的页岩颗粒、碳酸钙、黏合剂和聚酯树脂组成。表面与页岩相似。但是,其耐用性不如天然的页岩好(图1-57)。
(13)茅草屋面(由芦苇、大苔草或稻草组成,屋面坡度>45º)。在过去是经常使用的屋面形式。芦苇是用来做茅草屋面最好的材料,在临海地区大苔草屋面是很常见的。黑麦或小麦秸秆常被采用,燕麦、大麦、亚麻也被使用。稻草必须是成熟、长势较好并脱掉稻谷的。这种屋面的一大缺点就是易燃,从而导致较高的保险费用。阻燃剂可用于秸秆,但它们并非特别环保。芦苇和大苔草没有稻草那么易燃。由专业人员制作的稻草屋顶是比较持久耐用的(约30年),并有一定保温和隔音性能。稻草通常绑扎在一起或捆压后用木质梁承托(图1-58)。
(14)屋面油毡(屋面坡度,三层油毡>0.5º,两层油毡>3 º)(沥青屋面防水卷材)。由浸渍了改性沥青聚合物的合成油毡制成。无论是聚酯油毡或矿物基础油毡(如玻璃纤维),都是经过改性沥青聚合物(占重量的60%—70%)和苯乙烯保泰松制剂合成橡胶(10%)浸渍的。通过涂抹不同颜色的粉碎矿物质使其表面免受太阳紫外线的侵害,例如,石灰石粉、沙或页岩片。屋面油毡可以以片或卷的方式重叠放置。油毡片由油毡钉固定在下层衬垫之上然后再与其他片相连。屋面油毡能使用大约30年。有各种不同类型、不同的属性的聚合物改性沥青,例如,APP(无规聚烯烃)和SBS(苯乙烯丁苯)。目前生产的绝大部分屋面油毡都包含SBS添加剂。从环境的角度来看最好的沥青是塑料沥青(APP和ECB)。沥青产品不应该暴露在室内空气中,因为它们会释放多环芳烃(PAHs)。有一种名为Sarnafils TG66-15的屋面防水卷材获得了Sunda住房公司的认证,它是由柔软的聚烯烃制成,不含任何对环境或健康有害的物质,可用于单层防水或与其他防水材料组合成复合防水层(图1-59)。
图1-57 位于瑞典达尔斯兰省的刚奈尔奈斯庄园(Gunnarsnäs)的建筑
该建筑屋顶和外墙面都采用页岩板
图1-58 位于爱沙尼亚塔林的露天博物馆Rocca al Mare的茅草屋顶
(15)屋面瓦(屋面坡度,没有槽口的>22º,有槽口的>14º)。是由在900 1200℃高温下煅烧的黏土制成。黏土的质量决定了屋面瓦的耐久性、抗冻性和颜色。屋面瓦叠置于木板条之上,在有强风风险的地方,需要用钩子扣在木板条之上。屋面瓦可以使用很长时间,要更换单独的瓦片也相对容易。烧制屋面瓦耗能很大。屋面瓦片可以上釉面或涂以颜料(氧化铁),以增加其使用寿命和上色。生产表面处理的瓦片比生产不做表面处理的瓦片需要更多的能量。应优先考虑当地生产的瓦片,以减少运输量(图1-60至图1-62)。
图1-59 油毡屋面
油毡屋面看起来是环保的,但现在的油毡屋面往往是合成材料制成的,例如:浸渍编织玻璃纤维的沥青。浸渍机织羊毛的沥青可以接受,但它很难获得。资料改编自《木材信息与木材建筑手册》
图1-60 中国的黏土瓦屋面
中国有三种瓦片:屋脊瓦、屋面瓦和屋檐瓦。屋檐瓦是为了提供协调的屋顶收头。在中国瓦屋顶外沿的木质挡风板的使用方式和欧洲国家是不同的
图1-61 黏土瓦屋面
根据产品设计环境优先策略(EPS),从环境角度上看,黏土瓦屋面被认为是最好的选择。这项策略建立于生命周期评价系统之上,它是由马丁 厄兰德森(Martin Erlandsson)在斯德哥尔摩皇家工学院建筑材料系所完成的。在那里,他进行了黏土瓦、混凝土和金属板屋顶的比较分析。资料源于《木材信息与木材建筑手册》
图1-62 两种屋顶的环境信息比较(瓦屋顶和锌合金屋顶)
资料源于《建筑与环境——建筑材料形式和对环境的影响》,罗伯 马什(Rob Marsh),迈克 劳宁(Michael Lauring),埃贝 郝莱瑞斯 彼得森(Ebbe Holleris Petersen),丹麦,2000
(16)木屋面[屋面坡度,木板屋面>27º(某些例子中,如落叶松>15º),木瓦屋面>45º]。由劈开的原木、板或木瓦组成,这些材料通常来自森林地区。木材如云杉、松树、橡树、白杨、雪松和落叶松等都可以使用,并且应该尽量的直且少有分枝。大多数类型的芯材和含丰富树脂的树木,如落叶松是最持久耐用的。木屋顶必须始终保持通风。压力浸渍木材应当避免使用。使用进口的木材,如杉木或落叶松意味由于运输耗能增加了整个生产运输过程的耗能。手工劈切屋面瓦能使用很长时间(30—100年)。木瓦是由原木顺着纹路劈切而来。机器劈切会割裂树木的所有纹路,因此,这种木瓦没有用手工劈切的木瓦持久耐用。木瓦必须重叠放置,因此会覆盖三层。厚瓦是非常耐久的,在旧教堂经常可以发现。屋顶越陡,木瓦使用年限越长。雨水必须迅速排掉以避免损坏木瓦。浸油的木瓦或定期涂焦油的木瓦使用年限最长。一般来说木板屋顶使用年限为30—50年。木板是重叠的和带槽的(指有一个纵向的槽)用于改进排水(图1-63至图1-65)。
小结。屋面材料的环境评估见表1-9 。
图1-63 有凹口的木屋顶
即有细槽的木板能使水易于排出,这是在瑞典耶夫勒市郊的依格斯赫顿(Engeshöjden)生态村的一座建筑的测试结果。资料源于建筑师安德鲁斯 尼奎斯特(Anders Nyquist)
图1-64 挪威木构教堂的木瓦屋顶
图1-65 木板屋面构造
表1-9 屋面材料的环境评估
注:*金属片屋顶在有的情况下是有效的选择。**油毡屋顶的好坏取决于它的成分,但它通常含有对环境有害的化学物质。
8)隔气、防潮材料
需要隔气、防潮材料的场合多种多样:① 用于墙体和屋面的具有不同程度渗透性的气密层。② 在潮湿地区,耐候材料用于不耐潮气的结构上,如木结构;地面和屋面防水层用于绿化屋顶和池塘(见“土工材料”)。③ 潮湿房间、地面、绿化屋顶和池塘的防水层将在同一张列表中进行比较。
(1)耐候气密层。建筑物应建得防风密闭以免气流、能量损失和潮气侵袭。在不密闭的建筑里,潮气侵害会发生在暖空气泄漏的地方。因此,将气密耐候材料重叠放置并用胶粘、压胶或夹固的方法使之相连是非常重要的。同样重要的是完成所有位置的密封,尤其注意山墙面、烟囱和通风道的密封。甚至室内立面层和屋顶构造都需要防风以避免保温层中发生空气流动。要使结构持久耐用,要点是密封胶应具有较长的寿命,并需要经过测试。当使用有机保温材料时,气密层的不透气性不能太强,因为这会阻止构造层中水蒸气的扩散,从而减弱了防潮特性。虽然大多数室内空气水分是通过换气通风设备排到室外的,但如果外墙材料没有很高的隔气性能,仍有约2%的水蒸气是通过外墙扩散出去的。材料的透气能力通过水蒸气不渗透性测量。不渗透性较低的材料可以让更多的水分通过。建筑工程师认为,建筑构造内部的隔气性能应比建筑表面高5—10倍,这样水分才能排出。不论怎样建造建筑,重要的是使水分排出比进入更容易。建筑室内水蒸气的不渗透性等于内表面所使用各种材料的水蒸气不渗透性之和。许多构造本身就有气密性,如混凝土或实木建筑。对于这样的建筑,尤为重要的是确保接头处用衬垫和化合物密封剂密封。在较轻的构造中需要使用气密层来防风,减少能耗和防止潮气侵害。塑料布经常使用,但它们往往是不透气的。在绿色建筑中,我们的目标是有这样一种围护结构,它既能遮蔽风雨,又能透气,所以这种材料的吸湿性能有助于达成更好的室内气候。① 纸面石膏板(见“板材”)。它是防风的,被用来抵御外部风力。为了使石膏板形成良好的防风层,妥善的密封节点与边缘是很重要的。防水石膏板覆盖了一层由石蜡或硅密封胶制成的乳状石蜡,以此来防止水分通过。在某些情况下,它们可能含有杀菌剂。② 硬木纤维板(见“板材”)。它也是防风的。硬木材纤维板(3—6 mm)可作为屋顶内部的耐候材料或墙体建造中的室内气密材料。在潮湿环境中,木材纤维板需要经松油或沥青浸渍再使用。部分板材外部涂有蜡。③ 建筑用纸/毛毡。曾被广泛用于隔绝外界气候,如今已被塑料布所取代。然而,建筑用纸/毛毡仍然在绿色建筑领域有所应用。有多种类型的建筑用纸/毛毡,如纤维素和纺织品。可以找到无涂层的建筑用纸/毛毡,不过对材料进行浸渍可以使其或多或少具有更好的气密性。浸渍材料主要有油、树脂或沥青。也有单面或双面涂有聚乙烯、聚丙烯和聚酯,或是铝箔的建筑用纸/毛毡。后者也具有气密性。涂有薄层聚乙烯的羊毛纸板与黄麻纤维毛毡相对可渗透,更多是作为防水,而非气密层。当需要抗风时,可以用二氧化钛和紫外线稳定剂作为添加剂。牛皮纸板因含有织物而具有抗撕性。为了实现建筑用纸/毛毡的良好抗风性,关键在于密封节点与边缘。建筑用纸/毛毡一般重叠放置,各张之间通过折叠方式加以固定。未浸染的建筑用纸的蒸汽阻挡率大约为1×103s/m(秒每米)。使用寿命估计为40—50年,无需维护。羊毛毡由再生纸和至少15%的羊毛制成。它柔软且透气,常用在地板中使用以减少噪音(图1-66)。④ 塑料薄膜。通常是由聚乙烯(PE)与添加剂,如色素、钛氧化物、紫外线稳定剂等合成。常用于立面覆盖内部以阻止保温层内的空气流动。塑料薄膜的其他应用有:基础、墙面与屋顶的防水层;混凝土与木地板间的防潮层;设备间地面的防潮层;以及作为施工阶段的建筑材料。聚乙烯防潮层通常为0.2 mm厚。在某些情况下塑料薄膜通过玻璃纤维与聚酰胺(尼龙)进行加强。常见的塑料薄膜是不透气的,不过也有防风却透气的塑料布,如聚烯烃制成的防风织物。后者的气孔较小,不能渗水,但是足以使水蒸气透过。所有的塑料薄膜都是石油产品。所有的接缝应密封,可使用丁基胶带。使用寿命大约为50年。透气塑料布的蒸汽阻挡率是2.7×103s/m(秒每米),而气密塑料布的蒸汽阻挡率则是2 000×103s/m(秒每米)。
小结。耐候气密材料的环境评估见表1-10。
图1-66 荷兰某生态建材商店销售的防水和防风建筑用纸/毛毡
表1-10 耐候气密材料的环境评估
(2)防水层。潮湿房间的建造必须避免出现湿气问题。最好使用可承受湿气的石材建造,从而避免使用防水层。在木建筑中的潮湿房间需要在地板与墙面布置防水层,从环境角度上来说没有很好的替代品。可用的替代物是聚合物基底漆、橡胶或以釉面瓦和炉渣或沥青涂层、板材保护的塑料片(见第1.1.5节中的“潮湿房间”)。① 防水层。用于建筑内部或周边以防止建筑进水,例如,种植屋面、路面与基础的防水层。路面防水经常用于诸如截水沟或底部会受到雨水冲刷的路基。建造截水沟时是否需要防水层取决于场地土壤的类型。有些时候并不需要使用防水层来保持截水沟中的水分。② 膨润土(钠膨润土)。这是一种黏土,遇水则膨胀成为坚硬且防水的黏土块。这种材料用于绿化,但必须覆盖至少40 cm厚的土壤以提供足量的反压力。材料含有由聚丙烯或聚乙烯土工织物封装起来的膨润土所制成的块与垫。另外还有在混凝土浇筑中应用的节点密封胶膨润土。膨润土在欧洲只有少数地区可见,主要是德国南部和希腊(米洛斯)。世界上主要的膨润土产地是美国。③ 沥青。石油炼制的副产品,由碎石与柏油原料混合而成。一些沥青被质疑为致癌物质,例如某些含有焦油成分与裂变产品煤焦油,含有大量的多环芳烃(PAHs)。然而仔细蒸馏的纯沥青并不含有任何不健康的物质。如果沥青免受阳光直射、温度变化以及土壤中大量酸性湿气侵蚀,则会拥有相当长的寿命。沥青的生产需要消耗大量能源且对环境具有破坏性,但是其危害性低于塑料的生产。暴露在阳光下的沥青会释放不健康的元素(多环芳烃),这就是其不可暴露于室内空气的原因。④ 沥青涂层(石油沥青涂层)。用于基础与地下室墙壁的防水,并可作为地基墙体与建筑之间的气密层。潮湿房间的地面、墙壁和屋顶可以涂以沥青来防止水分渗透。沥青也可以在安装泡沫玻璃板时作为黏合剂使用。氧化沥青是将热空气(约250℃)通过蒸馏沥青而成的。这一过程产生的沥青比蒸馏沥青更硬并更像橡胶。将氧化沥青加热(最高180℃)后才可作为涂层(热沥青)使用。沥青产品含有溶剂(如石油溶剂油、苯、汽油和二硫化碳)以使产品更易使用(如冷沥青)。在使用含有沥青、某些种类的聚合物、某些类型的胺以及有机溶剂(可占60%—70%)的石油沥青砂胶时,沥青底漆被用在最外层。应避免使用含有(在瑞典化学品监察局PRIO数据库中列出的)胺和溶剂的沥青底漆。⑤ 沥青防水卷材。以碎纸板、矿物纤维、聚酯或聚乙烯毛毡作为基础结构层,由沥青和石灰石粉或沙进行覆盖。沥青涂层纸也被用作屋顶瓦面下防渗水的保护层,并应避免阳光直射。它吸收并排放水分,具有水分平衡的功效,有效年限大约为50年。不同种类的沥青涂层纸以一个或多个字母进行识别,如下列括号内所示。对于防水基础墙体来说,适用的是浸渍(A)的沥青或背面附着建筑纸、聚酯(P)或矿物纤维(M)的沥青(Y)。在某些情况下,也可外涂聚丙烯薄膜或页岩颗粒(S)。在卷材的内表面也可以设置一个隔离保护层(Ko)。这类产品可以由涂有3—4 mm沥青的玻璃纤维织物制成。所用的添加剂必须严格检查。沥青卷材可用于潮湿房间中的防潮,且其包括65%的沥青和24%的聚丙烯(PP)。作为支撑材料的玻璃纤维织物和作为基底的聚酯毛毡(无纺布)将防潮层结合起来。木质纤维板也可以通过浸渍沥青(沥青涂层纸板)来增加其防潮性。⑥ 橡胶垫。适合于在潮湿房间内使用。因其防水性,该材料常用于大厅和入口等有大量人流交通的部位。它具有高度耐磨和防滑的特性,作为垫子或瓦都是可见的。橡胶也可以用作水平(或轻微倾斜)屋面的隔离层。合成橡胶(丁苯橡胶和三元乙丙橡胶)是用于制造水管装置与门窗中挡风雨条的密封圈。天然橡胶地板(NR)除了橡胶成分还含有30%重量的硫、染色剂、高岭土和白垩填料。还含有以硬脂(2.5%重量)形式存在的硫化剂、稳定剂、阻燃剂(通常为氧化锌)和润滑油。此外,天然橡胶地板往往需要混合3%—50%重量的合成橡胶以改善其特性。合成橡胶地板常含有丁苯橡胶(SBR)。丁苯橡胶的添加剂有以下几种:稳定剂、阻燃剂、硫化剂和柔软剂。丁苯橡胶的生产逐渐减少。在其生产过程中,会释放有毒的亚硝胺。丁二烯是丁苯橡胶产品中包含的一种致癌物质,并会对人体基因合成造成伤害。 三元乙丙橡胶(EPDM)是完全抗臭氧的,有良好的热工性能和耐腐蚀性,因此常用于室外橡胶部件,例如挡雨封条和玻璃压条。它也可以用作种植屋面的防水层。三元乙丙橡胶垫的橡胶颗粒来自回收的轮胎。其最大的优点是消声和耐候性。丁基橡胶(IIR)最显著的特点是其高扩散阻力,常用于屋顶和蓄水池的防水层。⑦ 桦树皮。是一种传统材料,被用在种植屋面(3—20层)的防水,地板与地基之间的防潮处理,以及木材与石砌体接触的地方。桦树皮具有持久性与耐腐蚀性。它还有水分平衡的功效,比沥青屋面毛毡更适合保护嵌入石砌体的木材两端。如今,桦树皮常在旧建筑修复中用作保护层。在每个木材与石砌体接触的地方,都可以使用桦树皮(图1-67)。⑧ 塑料(同见第1.1.3节“关于材料的知识”)。大多数塑料防水卷材是由聚氯乙烯(PVC)制成,还有更为环保的替代品,如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)以及聚烯烃的混合物。有塑料布形式的聚乙烯和聚丙烯空隙防水卷材。它们不可融合或黏合在一起,必须相叠安置。塑料片常用于坡屋顶(至少15º)、地下室墙面外层,有时也用作混凝土基础地板下的防潮层。其目的是同时形成防水层和可以提供通风与防止毛细作用的空气间隙。这样的塑料片应有至少0.35 mm厚的高密度聚乙烯(HDPE),具有可形成空气间隙的凹痕。聚烯烃垫可用于烟囱和管道的交接处的密封。由低密度聚乙烯(LDPE)和聚丙烯制成的塑料薄膜可作为潮湿房间地面和基础的隔气层。还有用玻璃纤维或聚酰胺(尼龙)加强的塑料片。塑料薄膜在接缝处可用胶带粘住。塑料隔离层包含紫外线稳定剂与其他添加剂,如防腐剂、抗氧化剂、稳定剂以及阻燃剂。⑨ 塑料沥青防水材料。是将沥青与某些合成材料混合制成,并以此提高特定的技术性能,这种混合物被称为聚合物改性沥青。大致可以分为三类:苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SBS沥青)、聚磷酸铵(APP)和乙烯共聚沥青(ECB)。塑料沥青应隔绝阳光、热和氧气。该产品生产过程会对环境产生一定破坏,但其成品本身并不含有害物质。苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物在低温条件下尤其能提高阻隔材料的特性。该产品由60%—70%的SBS改性沥青和10%的丁苯橡胶(SBR)组成。通过玻璃纤维、聚酯或黄麻以及填料进行加强。以沙或石粉作为外覆盖层。据德国Ökotest测试,从生态角度来看绿色屋顶的最佳隔绝材料是APP和ECB。该材料易于使用,尤其适合小屋顶的建造。APP沥青制成的隔绝垫应采用聚酯毛毡进行强化。⑩ 聚合物底漆。用来防止水通过瓷砖间的缝隙渗入下层板材或混凝土基础中。聚合物或橡胶散料通过刷或滚压安置在墙面上。当其干燥时,裂缝上也会产生防水弹性膜。这些底漆往往含有聚合物分散体(如丙烯酸酯分散液)。对于潮湿房间来说,以橡胶溶剂为基底,并含有不超过50%矿物填料的液体防水隔层材料也是常见的。常用的填料有石灰石和白云石。添加剂包括防腐剂和增稠剂。大多数的防腐剂会导致过敏。瓷砖和填料的密封剂含有氯化石蜡。基于丙烯酸酯聚合物的是公认对环境危害最小的聚合物底漆。其使用年限大约为40年。聚合物与合成橡胶分散体的原料是石油。
小结。防水材料的环境评估见表1-11。
图1-67 桦树皮在教堂建筑中的使用
在1990年代火灾后进行的斯德哥尔摩卡塔琳娜教堂修复过程中,桦树皮被用在木材与石砌体交接的部位以防潮气侵入木材
表1-11 防水材料的环境评估
注:* 对于合成橡胶以及天然、人工橡胶的混合物,很难具有普适的评价标准。有些橡胶混合物中的成分还有待检测。** 屋面油毡的好坏取决于使用的原料,但其中通常含有对环境有害的化学物质。
9)板材
板材可以使用在房间内部与外部,可以用于干燥区域或潮湿房间,用于外表面或室内构造,也可以作为耐候材料或是承重材料使用。
(1)沥青薄板。是经过沥青浸渍的木质纤维板。原料沥青占薄板重量的12%。沥青薄板还包含纸筋、明矾和膨润土(黏土)添加剂。其胶状物里含有一定比例的游离甲醛(约0.1%),相当于约7mg/kg薄板。在一些情况下也会加入硫酸铝(保护模具)。沥青薄板产于斯堪的纳维亚半岛,有硬、中硬和多孔浸渍木材纤维薄板。常被用在室外潮湿环境中做防水防风层。沥青是在炼油过程中产生的副产品,由于其排放多环芳烃( PAHs )的特性,不应用于室内。
(2)水泥基板材。种类繁多,其共同特点是均以硅酸盐水泥作为黏合剂。其种类有利用纤维素、玻璃或塑料纤维强化的水泥基纤维板和水泥基木屑板。水泥基板具有防潮、防霜冻、耐火的特性,但是水泥的生产需要消耗大量能源。① 水泥基木屑板。水泥基木屑板非常平整,将菱镁矿作为黏结剂的木屑板也是可以使用的。尽管它们要贵些,但是相较于胶合木屑板来说,则更加环保。该产品较重,主要用于墙壁和地板的建造,如水泥基木屑企口地板。② 水泥基纤维板。有波纹板和平板两种。波纹板可以用作屋面或立面覆盖物。平板则可用在潮湿房间、建筑立面或者用来防风。水泥基纤维板包含水泥(65%—80%)、填料(石灰石或白云石)和纤维素纤维(6%)。为了防止纤维素在碱性环境中分解,这些纤维需要经过硅酸(8%)浸渍。部分板材含有大约2%的合成纤维(聚醋酸乙烯、聚丙烯或硅酸钙),有些板材还用玻璃纤维进行加强。这些板材表面可能会涂有丙烯酸树脂,也可能涂上颜色。硬脂酸铝有时被用作添加剂。
(3)纤维石膏板。含有石膏和纤维素纤维,纤维素纤维由浸水并高压压缩的再生纸制成。石膏纤维板可能含有马铃薯淀粉结合剂,有的有硅密封胶的表面涂层(重量比为0.3%)。石膏纤维板强度大于石膏板,具有防风、防火、储存热量、缓冲水分和吸声的功能。它可以在潮湿环境下使用并不含添加剂,例如用作底层地板。(www.xing528.com)
(4)纸面石膏板。含有一个石膏(硫酸钙)的心层(约95%),两面均以硬纸板胶合以提供充分的拉伸强度和弯曲强度。其中有两种形式的石膏:天然石膏和工业石膏。在产品中使用的添加剂大多在生产过程中消耗,例如表面活性剂、分散剂、缓凝剂和催化剂。淀粉胶或聚醋酸乙烯酯(约总重的1%)被用于石膏和硬纸板的黏合。石膏板具有抗风性、耐火性、热储存性、缓冲水分和吸音的特性。它们被用在室内墙壁和天花板,也可以用作外部抗风。防火石膏板含有高岭土(黏土)和蛭石,并用玻璃纤维进行加强。防水石膏板外表有石蜡或硅密封胶蜡乳液涂层。这些板材有时会含有一定量的杀菌剂。石膏板具有低排放的优点。
(5)秸秆板。可由小麦、大麦或亚麻的秸秆制成。秸秆是由其自身木质素黏合而成。在潮湿环境下容易滋生真菌。
(6)硅酸钙板。由硅酸钙(生石灰和石英砂或碎砂岩组成)、水泥及填充物(云母,珍珠岩或蛭石)组成。此类板材由少量纤维素纤维进行加强。其在高湿和高温下蒸压(硬化)以获得良好的形状稳定性。该板材具有耐久性、防潮性、防霉变性和耐火性。适用于建筑内外,卫生间、通风导管和防火要求较高的地方。
(7)胶合板。适用于室内外的高强度板材。具体可以用作墙面镶板、模板、木工板或是结构构件。胶合板主要由取自云杉、松树、桦树的木材经车床加工而成。它们被切割成合适的尺寸,晾干并黏合成板。胶合板至少由三层带有纤维的薄板胶合在一起,且每一层纤维的走向与相邻层垂直。最常用的黏合剂是酚醛树脂胶(PF),占有5%—10%的比重。酚醛树脂胶合板释放甲醛小于0.01 mg/m³。
(8)夹层芯板。是由木条内芯和薄木片外层贴面组成。芯材要按照尽量防止潮气运动的方式制作,薄木片是由被车床加工成片的薄板胶合在一起的。木芯板包括木板条和胶水,其显著特点是具有高度的耐久性和灵活性。叠片芯板用作木工和室内构件。其最主要的环境问题在于酚醛树脂胶中所含的甲醛。但是,由于该板材仅在薄片接合处使用胶黏剂,其释放的气体相较木屑压合板要低很多。
(9)层压板(塑胶木屑层压板)。被用于对卫生有较高标准要求的场合,如地板、家具、吊顶和柜台面。木屑层压板中含有木屑(约87%)和胶(脲醛树脂)。脲醛树脂可能含有少量的游离甲醛。该产品的外表面包裹了含有三聚氰胺塑料层的贴纸。其他添加剂(比重< 1%)包括蜡、尿素、氨水和硫酸铵。木屑层压板的甲醛测量值约为0.07 mg/m3。甲醛也可能存在于三聚氰胺涂层,但在固态下,其泄露的危险较小。
(10)用芦苇加强的黏土板。主要成分是铝硅酸盐,这种混有精细石英砂和小云母片的黏土建筑材料具有良好的水汽缓冲性能。在德国,涂上黏土并经芦席加强的建造板材是可以使用的。它们主要用于室内以增加内墙的水分缓冲性能。
(11)中密度纤维板(MDF)、高密度纤维板(HDF)和低密度纤维板(LDF)等纤维板(干木材纤维板)。在化学成分和生产工艺上和刨花板非常类似。干燥处理的纤维板的黏合剂含量比重是5%—10%。经干燥处理的木材纤维板是由木材和脲醛胶组成的。它也可能含有少量的蜡、尿素、硫酸铵和硫酸铁添加剂。酚醛树脂可能含有少量的游离甲醛。木材纤维板可用于墙板、底层地板、屋顶吊顶、天花板、强化木地板和家具的生产中。定向刨花板(OSB,又称欧松板)是由长而细的木片(0.6—65 mm)制成,这些木片经干燥过后,相互平行摆放整齐,并在表面涂以黏合剂。在每一块板材中,三个木片层相互垂直地黏合在一起。当长木片层与下层呈垂直放置的时候,OSB的强度会远远大于普通的刨花板。它还具有良好的尺寸和形状的稳定性。由于其强度较高,该板材常用于建筑结构,诸如梁等,而且也可用于室内家具的制作。酚醛树脂胶中的甲醛是定向刨花板最主要的环境问题。但是,黏合剂的比例只占2%—3%(常见刨花板的黏合剂用量则达到7%),因此该板材释放更少的甲醛,比普通刨花板更适合室内使用。
(12)大麻纤维板。由一种大麻纺织产品产生中的废料制成。这一中密度纤维板不含甲醛,并且不含挥发性有机化合物(VOC),但其中也含有黏合剂。它外表类似于定向刨花板,主要销售于德国。
(13)普通刨花板。由木片和黏合剂(7%—10%比重)组成。所使用的黏合剂主要是甲醛树脂或脲醛树脂塑料黏合剂(尿素甲醛)。黏合剂含有少量的甲醛和苯酚。所有的甲醛不会完全硬化,且气体的释放需要很长一段时间。如果刨花板受潮,也会释放部分甲醛。E1级认证的刨花板释放最高不超过0.1 ppm的甲醛,相当于约0.015 mg/m³的室内空气。一些毒理学家认为这一排放量过高。如果一个小房间里放满此类板材制成的家具,且这些板材并未油漆,或是板材的孔洞和锯边与空气接触,房间内甲醛含量则会超过安全数值。附加的添加剂(比重< 1%)为蜡、尿素、氨水和硫酸铵。该板材可用于地板、墙壁、天花板和家具等地方。
(14)异氰酸酯刨花板。如MDI板,含有二苯基甲烷- 4、4-二异氰酸酯。有毒的光气和致癌的芳香胺反应产生氯,而异氰酸酯则产生于这一危险且能源消耗量大的过程中。
(15)木质纤维板(湿法工艺)。对木材进行切磨,将其加入水稀释,并使用热压进行压缩而制成。木材的木质素可用作黏合剂,因而只需要很少(比重< 2%)或不需另加黏合剂。如需添加的话,所用的黏合剂则为酚醛树脂胶或酚醛甲醛胶。木质纤维板的生产采用湿法工艺,其甲醛的释放量非常低。硬、中硬和多孔板均可使用。所用的添加剂(1%—3%)包括硫酸铝(模具保护)、硫酸铵(增加防火性)和硫酸铁。这些盐类不会威胁健康。在潮湿的环境中,木质纤维板需涂油或浸渍沥青使用(图1-68)。
(16)木丝水泥板(见“保温材料”)。
(17)芦苇垫。一种传统建筑材料,作为在木墙上涂抹灰泥的基底,具有悠久的历史。芦苇具有良好的隔热性和防潮性,因其硅酸含量较高,也具有足够的防火性,因而不需要用阻燃剂浸渍。芦苇秆被紧密地平行放置,由镀锌铁丝或麻线固定,从而形成2—10 cm厚的具有一定灵活性的垫子。该产品易于切割与加工。
(18)厚纸板。被用作屋顶基底的边缘以保证适当的隔热,而使空气间层不受阻碍。厚纸板也可以用于阁楼天花板的隔热。
小结。板材的环境评估见表1-12。
图1-68 用于住宅内墙的硬木质纤维板
位于瑞典斯凯尔哥的斯塔德(Skärgårdsstad)托瑞斯陶特(Toresdotters)家中的内墙在石膏板外侧使用了硬木质纤维板。墙壁上挂满织物,因而所有的墙面可以作公告栏使用
表1-12 板材的环境评估
注:*瑞士有对甲醛黏合剂含量的规定。含胶量低于3%的板材(层压板)是推荐使用的。3% 5%的含胶量(定向刨花板)则是允许使用的,含胶量较大的(刨花板和中密度纤维板)应避免使用。
10)抹灰和砂浆
抹灰和砂浆是由结合剂、骨料、水和添加剂所混合而成。抹灰是用美观的方式,对墙面进行保护,降低一些气候对墙面的影响。通常包括三个层次:薄划痕灰浆层或叫抓痕面,毛坯抹灰层,以及最终涂层。冲洗薄的抹灰层是带出衬底纹理的一种方式。抹灰不能比衬底的硬度大,否则将容易脱落。抹灰需要大量的劳力,但是做得好的抹灰具有40—60年的使用寿命。
(1)水泥抹灰。主要用于外墙。它可用于混凝土墙、混凝土砌块或陶粒和轻质混凝土砌块。首先,所有的裂缝和不均匀的地方必须使用1∶3水泥砂浆进行嵌缝或抹平。然后,在表面以相同体积比刷上水泥浆。最后,在表面抹以水泥抹灰,固体混凝土使用1∶1水泥砂浆,混凝土砌块、轻集料(LWA)和轻质混凝土使用1∶3水泥砂浆。只需要抹灰最外层的这一小部分发挥作用,其表面就几乎可以满足防水要求。水泥生产需要消耗大量的能源。
(2)水泥砂浆。其体积比为一份水泥比三(或四)份沙,并加水。砂浆的强度很大,但缺乏弹性。它的吸水性较弱,具有抗霜冻性且硬化较为缓慢。水泥砂浆主要用于铺设瓷砖。由于水泥砂浆强度太高,用水泥砂浆铺过的瓷砖或砖块不能被重复使用。
(3)水泥石灰混合抹灰。常用于室外。它比石灰抹灰强度大,且比纯粹的水泥抹灰更有弹性。外墙抹灰由水泥或含有沙子和多种添加剂的石灰砂浆组成。通常情况下水泥中的结合剂占30%—50%的比重。如果在外墙抹灰中大量使用水泥,墙面则会更为紧密且形成气密层。抹灰中过多的水泥使墙体内的水分不能蒸发,造成部分砂浆松弛。水泥石灰混合抹灰相较于石灰、石膏、黏土抹灰来说具有较低的水汽缓冲性。其中再添加25%的珍珠岩会形成一个防水的抹灰层。
(4)石灰水泥砂浆。由体积比为1∶2∶10、1∶1∶7或2∶1∶11的石灰、水泥和沙组成。石灰水泥砂浆必须包含至少占总体积35%的水泥。石灰水泥砂浆强度大,具有弹性和耐霜冻的能力。它有一个相对比较良好的吸湿能力且硬化相对较慢。可用于所有类型的砖石建筑的内部和外部。由于石灰水泥砂浆强度低于砖,所以用石灰水泥砂浆砌的砖可以重复使用。
(5)石灰石膏抹灰和石灰石膏砂浆。由10份的石灰,1—5份的石膏和30—40份的沙组成。人工搅拌时用砂较少而机器搅拌时用砂较多。为了取得更好的和易性,可能会加入淀粉,这对于用机械混合抹灰尤为重要。石灰石膏抹灰不防水,但可用于卫生间瓷砖的基层。如果水直接喷在抹灰上,抹灰将会损坏。抹灰对调节空气湿度很有效。这个过程中发生了矿化作用,氢氧化钙通过吸收来自室内空气中的二氧化碳,转化为石灰。为了能够涂刷混有石灰涂料的抹灰,需要预先处理基底。
(6)石灰抹灰。包含熟石灰、沙(体积比1∶3)和水。这种抹灰既能吸收水分又能释放水分。石灰在1 000度高温下煅烧成烧石灰,然后与水混合制成熟石灰。生产石灰所消耗能源比生产水泥消耗得少。石灰有消毒作用,因此特别适合作为连接处或者抹灰的黏合剂。石灰抹灰要刷很多层直到厚度达到约1.5 cm。色素添加剂必须是耐碱性的且不能超过总重的10%。
(7)石灰砂浆。是由1份石灰、2—3份沙再加上水制成。砂浆有弹性且相当坚硬,但它的防水防霜冻性能不太好。砂浆硬化很快,可以吸收水分,并有助于平衡湿度。由于石灰砂浆强度低于砖,所以用石灰砂浆或石灰水泥砂浆铺砌的砖可以重复使用。
图1-69 不同自然色的黏土抹灰
(8)水硬石灰砂浆。由比例为1∶2到1∶4间的水硬石灰和砂,另加水组成。水硬性石灰一个显著特点是它需要通过和水的反应硬化成为一种具有防水性的物质。砂浆有弹性且相对较硬,可平衡湿度,抗霜冻,同时硬化速度快。它可用于所有类型的砖石建筑的内部和外部。
(9)水硬石灰抹灰。由某一特定类型的石灰石组成,除了碳酸钙,它还含有硅酸、氧化铝和氧化铁。水硬石灰抹灰(或石灰火山灰质水泥砂浆)强度大于普通石灰抹灰。
(10)黏土抹灰。包含占总重75%的沙子和占总重20%的黏土。秸秆、亚麻、大麻、动物毛发可作为增强剂。它具有很强的水汽缓冲性能。黏土抹灰用无机颜料染色,或者用乳胶漆或石灰涂料油漆(图1-69)。如果晾干得太快就会发生开裂。对于黏土墙来说,垫层的水分含量小于5% 是很重要的。对于室外抹灰而言,其受天气的影响就相当大了。涂层需要2—3 cm厚。许多制作黏土抹灰和胶泥篱笆墙的老配方包括蚁丘、苔藓和马牛粪。动物黏合剂有时也用在黏土抹灰上。在德国,即用型的黏土抹灰以粉末状销售,这样可以在施工现场与水混合。黏土抹灰需要粗糙衬垫以使之固定在墙上。木材墙壁可以被刨出凹凸或绑扎芦苇垫子以便于黏土固定其上。黏土抹灰和砂浆可用水溶解后重复使用。
(11)黏土砂浆。由5份黏土和一份沙加水混合而成。黏土砂浆有弹性,但强度和防水抗冻性较弱。黏土砂浆可用于砌筑黏土块、黏土秸秆或轻质烧砖。黏土砂浆也用于砌筑砖炉灶,易于拆卸。
(12)二氧化硅抹灰。是用于室外矿物质垫层下的厚度为1—3 mm的薄抹灰。硅酸钾溶液是抹灰的黏合剂。它是强碱性的,因此不需要防腐剂。硅酸钠与矿物垫层反应产生一个防水但透气的外表面。它具有很好的耐久性。抹灰只能用耐碱颜料染色,如氧化铁和氧化钛。市场上也有含有游离合成树脂的二氧化硅抹灰。
小结。抹灰和砂浆的环境评估见表1-13。
表1-13 抹灰和砂浆的环境评估
注:*指苯乙烯丙烯酸乳液。
11)墙面织物和壁纸
大多数基于植物纤维素的墙纸都有一层塑料涂膜,以便于擦洗。如果需要具有表面结构的可涂饰墙面,也可以使用玻璃纤维自由纤维素织物。黄麻纤维墙纸具有粗糙,凹凸不平的结构。墙面织物也可以由其他天然纤维如棉花、亚麻、大麻和羊毛制成,但这些并不常见。有时加入玻璃纤维以增大强度。
(1)纤维织物。用作可涂刷的墙面衬垫,主要成分是纤维素和黏合剂,在某些情况下还含有聚酯。关于黏合剂的信息往往不够充分。纤维素织物可能会经过阻燃剂处理。该材料具有毛毡结构并相对较软,易于安装使用。
(2)玻璃纤维织物墙纸。由玻璃纤维浸渍在聚醋酸乙烯酯(PVAc)和淀粉中形成。在施工阶段,玻璃纤维可导致瘙痒、皮肤刺激等不适的反应。
(3)黄麻纤维墙纸。通常具有相对粗糙的结构。种植、收获和照料这些植物会消耗大量的劳动力,但黄麻产量是大麻的2倍,是亚麻的5倍。世界上约96%的产品来自亚洲。黄麻墙纸非常吸水,因此可以先用油性底漆处理然后再涂上另一种类型的油漆。
(4)普通墙纸。可以由纤维素、矿物纤维或用印刷油墨的塑料制成。大多数的普通墙纸都涂有塑料(丙烯酸酯/醋酸乙烯酯)作保护层,所以可以被清洗。
小结。墙面织物和壁纸的环境评估见表1-14。
表1-14 墙面织物和壁纸的环境评估
注:*取决于使用何种纤维。
12)地板材料
地板是建筑物中暴露出的最易受损耗、最易污染的部分。在选择地板材料时,重要的是要考虑清洁、维护和预计的使用年限。干燥区域的地板和潮湿区域的地板,硬地板和软地板,公共场所的地板和家庭使用的地板应该有所区分。地板通常包括三层:结构层、找平层和面层。找平层可用平整的合成材料、垫子或板材。架空地板是悬浮式的(浮于地面),铺在底层地板或托梁上。地板怎样固定对其周围的环境是有影响的。从环境的角度来看胶水总是一个问题。因此,地板和地板的构造间应该不用或少用胶。小房间里的地毯可以松散放置并可用踢脚线固定,但通常它们被用胶固定在毛地板上。用钉子将它们固定,隐藏在踢脚线的下面的办法也是可行的。
图1-70 竹地板
一种涂油处理的竹地板,北欧竹业公司销售
图1-71 天然橡胶制成的地板
Nora®地板材料由天然橡胶制成,完全不含PVC软化剂(邻苯二甲酸盐)和卤族元素(例如氯),这是迈向正确方向的一步
图1-72 三种地面材料:油地毡、木地板和瓷砖
(1)竹子。与其他乔木相比实际上是一种草,在中国,它被大规模种植并能长到35 m高。竹子生长极快,每年最少可以长7 m。它的生长常常不用化学方法控制,比橡树坚硬,耐光性能良好。竹地板可以用砂纸打磨后使用。它的颜色可以从浅色变化到深棕色,这取决于它在制造过程中在炉子里加热的程度。由于竹材不耐虫蛀,因此需要进行防腐处理(图1-70)。
(2)混凝土。被用于工业地板的外表面或次要区域,例如车库。通常情况下,硬化水泥和混凝土能够耐静止的水、碱性物质、油和弱酸物质。生产出来的混凝土地砖看起来像人造石材并用氧化铁着色。为了避免灰尘的问题,混凝土地板都用如硅酸盐或混凝土用油这样的涂料或灰尘黏合剂进行了处理。
(3)水泥马赛克(水磨石)。地板由水泥浆、碎石和颜料制成。通常使用大理石或石灰石,花岗岩、长石或石英可以用来制作强度更高的地板。水泥马赛克耐用且防滑,但不能承受重压。表面机械抛光而成,释放粉尘比混凝土楼板少,并且易于清洁。水泥马赛克可定点浇注(15—20 mm)或做成地砖(40—60 mm)。它们常常用在公共场所,如杂货店、车站、学校以及卫生间。可以用硅酸盐或肥皂对其做必要表面处理。
(4)橡胶(见第1.1.3节“关于材料的知识”)(图1-71)。
(5)矿渣板。耐磨耐潮,在原则上免维护且易于清洁,但它的生产耗能较大。矿渣由特殊的黏土混合铝硅酸盐、石英和白垩制成。矿渣瓷砖用1 200 1 300℃高温煅烧而成。它们可以上釉也可以不上釉。上釉是将矿物颜料烧制在其表面。不上釉的瓷砖在煅烧之前需要高压使之成型。这种方法制成的不上釉表面与上釉的表面具有相同的密度,但是抗划伤性比上釉瓷砖好十倍。矿渣可用水泥砂浆与水泥连接,或用胶和黏结砂浆与水泥胶结。一个矿渣铺设的表面因为有连接部位的存在,所以并非是完全不漏水的,因此,其垫层必须是耐水的矿物质或者铺设防潮层。对于地板而言需要良好的防滑性,可以使用一种表面为硬矿物颗粒的特殊瓷砖。带有铅釉的瓷砖应该避免使用。这些瓷砖瑞典已不再生产,但可以进口。本地生产的瓷砖应优先考虑,因为陶瓷十分重且运输耗能较大(图1-72)。
(6)软木(见“保温材料”)。提供了一种耐磨、柔软、容易清洗的地板。大多的软木砖表面都涂有塑料树脂,例如PVC塑料。他们甚至可能把PVC涂料用于垫层。应避免软木砖涂PVC。目前可以获得没有表面涂层的软木砖,这种软木砖经木蜡油处理过。软木砖用胶黏结在毛地板上。
(7)碳酸钙地板。由50%—80%重量比的碳酸钙、20%—45%重量比的热塑性聚合物、颜料以及用于表面加固的丙烯酸聚合物组成。LifeLine牌碳酸钙地板由芬兰的主要地板生产商Upofoor Oy开发生产,可用在公共区域,这种地板不含任何有害物质并且使用环保型的胶安装。其安装四周之后检测出的有机挥发物(TVOC)相当低,小于5 µg/m2。LifeLine牌地板可以使用于不同类型的公共环境中,其产品被Sunda Hus(健康建筑)数据库推荐使用(图1-73)。
(8)层压板(见“板材”)。
(9)油地毡。由一种黄麻织物作衬垫,面层是由黏合剂(氧化亚麻油或天然树脂)、填料(木粉、软木粉或石灰岩)和颜料制成。油地毡混合物必须彻底硬化,以避免释放过多的有害气体。油地毡耐磨且能抑制噪音,但对水分敏感。有时也会添加碳酸锌添加剂。油地毡面层通常涂有一层聚氨酯清漆、丙烯酸酯或PVC塑料,并且常用EVA黏合剂(乙烯-醋酸乙烯共聚物)胶黏在毛地板上。油地毡地板应定期打蜡和干洗。应避免使用泡沫塑料衬里的油毡。松香是一种过敏原,也是一种天然树脂,它往往少量地存在于油地毡中(图1-74)。
(10)塑胶地板。是由聚氯乙烯、聚氨酯或聚烯烃制成。聚氯乙烯和聚氨酯对环境有害,应避免使用。聚烯烃(聚乙烯、聚丙烯和它们的混合物)是相对环保的塑料,同时也取决于使用的添加剂。聚烯烃地板更难以维护,且不如其他塑胶地板耐磨。聚烯烃地板对地板垫层的处理要求很高。塑胶地板还在发展中,希望寻找到更好的原料。市场上的聚烯烃地板可能含有砂、石灰石、铝化物、阻燃剂、抗静电处理、氧化保护层和颜料。聚烯烃的卷材和块板在市场上都可以买到,这些产品往往有聚氨酯(PUR)或丙烯酸酯的耐磨表面。它们跟地板用胶黏合,接缝处用聚烯烃焊接棒密封。不能承重,不耐水,并且因为很难被紧紧地密封,所以不能用在潮湿房间中。塑胶地板往往会产生静电,但可以通过抗静电处理消除。
(11)石材地板。很耐磨。板岩、石灰岩、大理石、皂石、花岗岩都是做石质地板的合适材料。大理石是天然杀菌剂,很适合用在餐厅、厨房和浴室。石质地板可以直接铺设或者用机器刨,然后抛光,这样做是为了有利于清洁,但可能会比较容易滑倒。天然石材可以用砂浆黏结在混凝土上铺设。在附属建筑、冬季花园等地方,石材可直接铺设在沙和土地上而不用作任何嵌缝。应利用本国的石材以减少运输带来的能源消耗。一些石料会释放氡。石质地板可以通过上油、皂洗或者打蜡来避免油渍一类的东西。石料会被强碱或强酸物质腐蚀。
(12)砖(见“结构材料”)。作为地板是嵌入砂浆或沙子里的。如果砖嵌入沙子或石灰砂浆中,可以被重复使用。砖表面可以用亚麻油进行处理。
图1-73 碳酸钙地板
这是Upofloor Oy公司生产的生活线(LifeLine)牌碳酸钙地板
图1-74 生产油地毡的原材料
油地毡由天然材料制造,但通常会涂一层薄薄的塑胶层作保护
(13)陶砖。是由氧化铝在900 ℃的相对低温中煅烧而成的。可以用蜡或油进行表面处理。常用于家庭地板。陶砖不防水,这种材料多孔,具有渗透性,并会影响室内的湿度平衡。大多数用于满铺地面地毯的织物是合成材料,如聚酰胺、聚酯或聚丙烯腈。地毯有一层聚丙烯织物或聚酯织物的衬里,和一层合成橡胶(SBR)或聚氨酯(PUR)的塑料泡沫衬底。合成树脂地毯含有各种添加剂,如抗静电剂、防污垢剂、消毒剂和阻燃剂。天然材料也可用于制造地毯,包括羊毛、山羊毛、椰壳纤维、剑麻和大麻。黄麻织物可用作衬垫,纺织品、橡胶或聚氨酯作为衬底。天然的材料应避免添加阻燃剂和防蛀剂,也应避免地毯使用聚氨酯衬底。有的地毯由合成树脂和天然纤维混合物制成。纺织地毯通常用胶黏在地板上,为了避免胶黏可以用“魔术贴”(Velcro[4])代替,这是一种基于仿生学开发的成熟产品。地毯容易吸灰尘,且难以清理,相对来说使用年限较短。
(14)实木地板。耐磨性好,可更新,大致包括企口地板、镶木地板和端纹木地板。木地板可用钉子固定,用螺丝钉拧紧、咬接,用胶粘或用螺丝钉固定在护壁板上或金属带上。使用胶粘或钉子的木地板难以重复使用。在斯堪的纳维亚半岛适合做木地板的是松树、云杉和白杨(软质);桦木、榉木、橡木、白蜡木(耐磨),以及榆树和枫树。用白杨做的木地板不会开裂(图1-75至图1-77)。
(15)胶合木地板。由几层木材用胶黏接在一起。芯材可能是实木、木屑压合板或木材纤维板。实木面层不应小于2.5 mm厚。胶是主要的环境影响因素。甲醛树脂水基胶(脲醛树脂胶)或聚醋酸乙烯酯(PVAc)是最常见的。紫外线丙烯酸清漆是工厂产成品地板的最常用漆。对胶合木地板的环境评价需要综合考虑芯材、用胶量和表面处理三个方面。
小结。地板材料的环境评估见表1-15。
图1-75 经过上油和打蜡处理的软木地板
图1-76 经涂油处理的端纹木地板
图1-77 一种免钉的木地板铺设系统
表1-15 地板材料的环境评估
注:*注意阻燃剂和防蛀剂的使用。
13)找平材料
固体腻子和液体腻子(自流平)是有区别的。混凝土楼板在铺设地板前通常需要表面找平。液体腻子是以普通水泥或铝质水泥为基础的并可加入一些普通水泥添加剂,不加也可。还有的液体腻子是由铝质水泥、普通水泥和粒状高炉矿渣的混合物制成。生产水泥耗能较大。
(1)普通水泥液体腻子。由普通水泥(30%—40%)、沙(45%—50%)和填料,即精细的矿物材料(5%—15%)组成。在以前加入了干酪素添加剂的液体腻子与普通水泥结合使用可能会产生不良气味。高pH值的普通水泥与混凝土里含量高的水分结合会使胶和地毯释放有害气体。
(2)高铝水泥液体腻子。由铝质水泥(30%—40%)、沙(45%—50%)和填料,即精细矿物材料(5%—15%)组成。还有基于低碱性高铝水泥的含酪液体腻子。与早期的基于普通水泥的含酪添加剂液体腻子相比,这种水泥产生气味的问题就相当小了。
(3)高铝水泥。含有石灰、泥灰岩和砂岩,以及石膏。石灰石粉、白云石、粉煤灰和矿渣用作填料。用于找平的聚合物材料大多是乙烯基醋酸酯。添加剂包括矿物质形式的消泡剂(< 1%)或硅油,无机盐,纤维素和经稀释的三聚氰胺(< 1%)。液体腻子可经稀释使用也可不稀释使用。目前,主要使用的液体腻子是经稀释剂稀释的三聚氰胺甲醛树脂,它在碱性环境中稳定。经稀释剂稀释的三聚氰胺可能会释放少量的甲醛。
小结。找平材料的环境评估见表1-16。
表1-16 找平材料的环境评估
注:*找平材料避免使用增塑剂。
14)腻子
腻子通常呈糊状,但是粉状的与水混合后同样可以使用。腻子可以手工使用或喷涂。包括双组分腻子和单组分腻子。在加工单组分腻子过程中防腐剂和黏合剂的过敏性物质会对健康产生危害。油性腻子应该使用在油漆层之下。在使用时,应当把注意力集中在基础层的处理上从而减少腻子的使用。水性腻子通常含有杀菌剂。如果腻子还含有石灰或者水泥,那么就可以避免使用杀菌剂。
(1)石膏腻子。由熟石灰、石膏和沙组成。
(2)轻质腻子和含沙腻子。含有大量白云石。其他原材料可能有纤维素、石膏、铝化合物和塑料添加剂。通常这种腻子也含有杀菌剂。其他可能含有的添加剂还包括消泡剂、色素、附加剂等等。
(3)双组分腻子。包括活性成分(比如环氧树脂)、溶剂、填充料和硬化剂。用来填充木材、混凝土、塑料和金属。在加工双组分腻子过程中,对健康的危害主要来自腻子中所含的过敏性物质,如环氧固化剂和过氧化苯甲醛等。另外环氧固化剂具有腐蚀性。其他可能产生问题的成分包括异氰酸盐(过敏素),其中的甲苯异氰酸盐(TDI)会致癌。溶剂对神经系统有影响。在欧盟,苯乙烯因有害健康而被质疑使用(会造成人体内分泌失调)。在许多案例中发现,防腐剂对水产品具有毒性。还包括软化剂、二丁基邻苯二甲酸盐被归入对环境有害成分。
小结。腻子的环境评估见表1-17。
表1-17 腻子的环境评估
注:*如果可能,避免使用含杀菌剂的腻子。
15)复合黏合剂
复合黏合剂用于黏结瓷砖,在室内外都得到广泛使用。水性黏合剂通常含有杀菌剂,如果黏合剂中包含石灰或者水泥就不需要添加杀菌剂了。
(1)水泥复合黏合剂。含有波特兰水泥、沙、石灰岩粉及少量纤维素和干燥剂。这种产品也可能同时含有塑料添加剂如多乙酸乙烯酯、丙烯酸酯和甲酸钙。含塑料添加剂的黏合剂含有杀菌剂。应当避免在水泥复合黏合剂中添加塑料添加剂。
(2)塑料复合黏合剂。含有双组分环氧树脂。硬化剂可能包括胺类和苯类物质,填充料由玻璃粒或者木屑组成。塑料质黏合剂含有杀菌剂。所以应当避免使用。
小结。复合黏合剂的环境评估见表1-18。
表1-18 复合黏合剂的环境评估
注:* 如果可能,避免使用含有杀菌剂的复合黏合剂。
16)涂料
涂料含有黏合剂、颜料、溶剂和添加剂。由于每种涂料的用法都不同,不可能从环境的长远影响上确定某种涂料的好坏。为了更有把握,应当弄清楚涂料的成分(表1-19)。欧盟之花是用于涂料和表面处理的环境认证。欧盟之花中关于涂料对健康和环境的影响标准有:① 对于白色颜料的使用有特别的限制。② 挥发性有机化合物(VOC)的含量不能超过规定值,例如在涂刷不光滑表面和吊顶时不超过15 g/L(含水),在涂刷光滑的墙和顶棚时不超过60 g/L(含水)。③ 成品墙体涂料中易挥发的芳族烃的含量不应超过总重量的0.15%。④ 混合成分或者配制剂中不能含有镉、铅、六价铬、汞、砷、钡(硫酸钡除外)、硒中的任何一种或者含有它们的复合物。固定含量的钴作为干燥剂使用也是可以接受的。⑤ 产品不能是1999/45/EG标准中列为剧毒、有毒、对环境危险、致癌、生物毒素、诱导机体突变物或者具有刺激性(R43风险组除外)类别的物质。对一些如甲醛、异噻唑啉酮类化合物、乙醛乙醚等成分应当有更为具体的要求(图1-78、图1-79)。
表1-19 涂料和表面处理的使用推荐
图1-78 涂料成分
图1-79 一种现代涂料的成分
饼图统计表显示出黏合剂(4%)可能危害到环境和健康。添加剂比如杀菌剂同样也会危害到环境和健康。一些溶剂和颜料可能也有问题。资料源于《油漆与环境》,Alcro-Beckers公司宣传手册
(1)醇酸树脂油涂料。含有醇酸树脂、有机溶剂、色素和添加剂。醇酸树脂油的做法是加热油、酸和酒精的混合物直至沸腾。油可以是亚麻油、大豆油、妥尔油、桐油或者蓖麻油。在这个过程中油分子变大,从而缩短干燥时间并提高黏合剂对化学作用和气候影响的抗性。醇酸树脂涂料具有一种类似亚麻籽油涂料的功能。尽管如此,其白色涂料含有的是二氧化钛而不是氧化锌。一般采用惰性碳化合物作为填充料。在亚麻籽油涂料中使用的同样类型的干燥剂也被用在醇酸树脂涂料中,杀真菌剂也几乎总被使用。还有抗起皮成分(大约0.3%)和甲基乙基甲酮肟[5](一种过敏源)。最终涂刷醇酸树脂油性涂料通常需要35%的有机溶剂。醇酸树脂油性涂料从环境角度来说并不是很好的选择,因为它们含大量的有机溶剂和添加剂。
(2)耐火涂料。现在产的耐火涂料在某些情况下比以前更加环保。它可以有许多不同的成分并要注意添加剂的使用。采用喷淋装置是一种不用耐火涂料保护木结构多层建筑的现代方法。可以通过使用耐火材料的方法,比如使用比较厚的构件或者用石膏覆盖,对木结构提供保护以达到防火的目的,而不会产生过多的环境影响。钢结构同样可以用石膏覆盖。
(3)乳胶漆(蛋彩颜料)。通常的做法是将油与色素/填充物添加剂(10%—50%)的混合物在水中乳化后制得。通常使用的乳化剂如鸡蛋(蛋清油彩)、酪蛋白(酪蛋白蛋彩画),也起到类似于黏合剂(10%—50%)的作用。成品涂料通常含有少量防腐剂、干燥剂(0.1%)和增稠剂(微量纤维素提取物)。亚麻籽油、妥尔油或者烷基油都是经常使用的溶剂油,有时也添加蓖麻油防止变黄。乳胶漆有利于环保,但也可能含有有害环境的添加剂。应当避免使用含有烷基苯酚的涂料,含钴/锆盐类干燥剂(是过敏源并会对水生生物产生毒害),含异噻唑啉酮防腐剂如卡松(Kathon)、比特(Bit)[6]或者溴硝醇等。在没有防腐剂的情况下,罐装涂料的保质期虽然比较短,但使用方便。乳胶漆的干燥需要明亮的光线和良好的通风,因为许多成分会在干燥过程中被释放出来。油漆工有时会抱怨使用乳胶漆会感觉头疼眼睛痛,或者支气管不舒服,但其中释放出的物质不会对健康或环境产生长久的影响。这种涂料可以用水稀释并可以用在绝大多数物体表面,被用作覆盖层或者上光,并能从平滑到高光,产生不同的光泽度。乳胶漆的干燥过程很费时,表面干燥需要24 h,彻底干燥需要3周时间。这种涂料如果使用过程中不小心涂错,就很难去修改。最有利于环保的做法就是现场调配蛋彩颜料(鸡蛋或鸡蛋粉、油、水和颜料)(图1-80)。
(4)纤维涂料。一种用纤维增强致使外观看上去像抹灰表面的涂料。纤维涂料可能含有纤维、水、黏合剂、填充剂(如碳酸钙和云母)和防腐剂。常见的纤维涂料是用植物纤维作黏合剂的涂料,同时其中的纤维素纤维也起到强化作用。
(5)底油和底漆。可能含有大量的有机溶剂(通常是石油溶剂油)但也有水性的替代品。当涂刷室外木料时,第一步是使用有渗透性的底油浸渍端头的木纹表面、接头处和钉孔。木材涂过底油准备妥当之后再涂刷一到两道面漆即可完工。水性油料混合物或者由不同黏稠度的亚麻籽油混合而成的油料混合物都可使用。底漆不仅应具有良好的渗透性和防水性,而且要提供一个好的表面使得后面的几道涂料可以很好地黏合住。底漆含有渗透油、溶剂和颜料或填充料。普通底漆通常含有杀菌剂。应首选不含有机溶剂的底漆。
(6)两种浸渍木材的做法。有两种浸渍木材的做法使其免受真菌和虫类破坏,即预防性措施和主动的防治。在薄弱位置使用高质量木材,比如在立面上主要使用松木或落叶松的心材,在地下部分则使用橡树心材。尽可能在干燥且通风良好的位置使用木材。真菌只会生长在潮湿的木材中。一种做法是将垂直木材构件与地面之间留不小于30 cm的间隙,从而避免木材端部吸收潮气。由多种材料混合构成的建筑构件,在材料相接的地方容易出问题,比如木材与灰泥,或木材与金属的连接处。① 被动浸渍法。常作为木材从被砍伐后到运到堆木场之前采取的预防法,可以通过保护性的表面处理方式达到被动浸渍的目的(比如用亚麻籽油),或者燃烧木材表面形成烧焦的面层来保护木材使其他部分完好。一种可供选择的能够替代木材防腐剂使用的方法是热处理。这些替代的方法可以使原木在地面上使用时完全能够抵抗环境的影响。然而,热处理会降低木材的强度,也就意味着经过热处理的原木不能被用作受力较大的部件。② 主动浸渍法。通常是用有毒物质,这种做法必须克制使用。根据建筑师比约·贝格(Björn Berge)的研究,毒性最小同时有效性也最低的主动浸渍物(需要反复处理)是诸如焦油、苏打加碳酸钾和绿矾。常见的防腐剂有铜化合物,常和胺化合物、有机杀真菌剂或铬混合使用,也有可能和砷结合使用。这些水溶性的木材浸渍物,经常用于木材处理(往往是松木),并产生了具有特点的绿色。经过压力检测的浸渍原木被贴上北欧木材保护委员会的标签(NTR)。处理产生的废弃物必须按照市政的相关规定进行处理。现在经过亚麻籽油压力浸渍的原木也开始被使用了。还有无毒的乙酰化木材(Titan Wood[7]),和经糠基乙醇溶液处理的糠基化的木材,也是一种再生的原材料(Kebony[8])。不过这些替代产品比传统的浸渍原木更加昂贵(图1-81至图1-89)。
图1-80 瑞典耶纳(Järna)郊区萨尔泰密尔(Saltå mill)教堂用的釉面涂料
(7)绿矾。是硫酸铁的水合物(FeSO47H2O),具有抑制真菌的效果。制成的液体是无色的(为了看出哪些地方是涂过的,可以加入少量颜料使用)。木材涂刷之后表面会呈绿银灰色,随后会发生与木材有关的化学反应,颜色逐渐变深或成为银灰色。绿矾同样可以用于矿物材料防腐,产生赭石黄或者铁锈红的石材。绿矾会刺激到皮肤,对水生有机物有危害,但不会在生物体内累积并且被认为对环境也没有什么不良影响。一种已经证实的好办法是保持建筑立面不经任何处理地暴露在空气中一年的时间,使木材的表面张力丧失,然后再用绿矾处理。不过这样做的缺点是与普通木材相比材料强度会下降一半(图1-90)。
(8)石灰涂料和石灰水泥涂料。含有熟石灰(黏合剂和颜料)和水,在石灰水泥涂料中还含有水泥。填充料可采用白云石。如果需要白色以外的其他颜色,就要使用耐石灰的颜料(比如矿物颜料)。工厂生产的石灰涂料可能含有苯乙烯、纤维素和乳胶。在德国含有酪蛋白的石灰涂料甚至适合用于处理粗糙的锯材。应当避免使用含有苯乙烯的添加剂。石灰涂料具有很强的碱性,所以在操作过程中必须注意保护眼睛和皮肤。石灰涂料有着悠久的使用历史,并且是一种环保材料。石灰涂料一般需要涂五到六道,第一道必须是纯石灰水。工厂生产的石灰涂料和石灰水泥涂料只需要两道。在阳光强烈或者有霜冻危险时不宜使用涂料。涂料随着时间流逝会逐渐风化,所以必须经常性地重新涂刷。在酸性环境下石灰涂料更容易损坏。石灰水泥涂料对酸性环境的敏感度较弱,因此会形成更坚固稳定的表面。
(9)酪素涂料。其中的黏合剂由天然乳酸干酪素制成。酪素涂料同样含有方解石和白垩填充料以及颜料(如白色二氧化钛)。可能还含有香精油(如百里香、薰衣草和桉树)、亚麻籽油、蜂蜡、虫漆、硼砂、碳酸钾、沸石和白色熟石灰。这种涂料可用水稀释。酪素涂料是一种室内涂料,适用于多种表面,可作为底漆或是上光剂,例如蜂蜡上光剂。酪素涂料在使用时应当涂刷得薄一些,否则会有开裂的危险。这种涂料完工后的完成面无光泽,防水防尘。罐装的酪素涂料易变质,并且有有效期的限制,通常约为半年,当产生腐臭味道时就不能使用了,这点从味道上很容易分辨。酪素涂料也可制成粉末状在使用时现场混合配制,柑橘皮油(柑橘松节油)是比较常用的溶剂。柑橘皮油有产生过敏反应的危险,所以在使用含有柑橘皮油的涂料时应当注意保护皮肤,应该保持良好的通风,并佩戴活性炭过滤器面罩(图1-91)。
图1-81 推荐用涂料进行表面处理的情形
对于石膏、纸质或者木质天花板或室内墙体推荐用涂料进行表面处理,这同样适用于处理易损木材和木工作业
图1-82 木板房间的涂刷和表面处理的例子
色胶涂料可能会多少有些脱落
图1-83 适宜木材立面的涂刷和表面处理方式
图1-84 适合矿物材料地板的表面处理方法
图1-85 可被用于室外砖墙表面处理的环保型涂料类型
图1-86 环保型表面处理的例子
可用于轻质混凝土、石膏或天然石材室外立面的环保型表面处理的例子
图1-87 卫生间中材料、涂料和表面处理的例子
图1-88 内部木门窗表面处理的建议方法
最简单的处理方式是每隔5年刷一次油漆。为防止变黄,木材表面必须先经处理或者在油料中加入白
图1-89 适合有机地板材料的表面处理方式
(10)黏土涂料。正如它的名字是由黏土制成。这种涂料在德国十分流行并被Ekologiska Byggvaruhuset公司推介到欧洲其他国家。这种涂料以粉末状出售,与水现场混合使用。它可涂刷在室内所有的具有吸水性的表面上。它由黏土土和天然土壤颜料制成。不含塑料或者添加剂。
(11)清漆。例如UV紫外线固化丙烯酸清漆,对现代家具工业来说很重要。清漆中的黏合剂含有聚酯纤维、聚氨酯或环氧树脂,一般不含有机溶剂。尽管如此,丙烯酸单体可导致过敏,所以在工厂中这种清漆不宜采用手工喷雾。聚酯纤维清漆、氨基甲酸乙酯清漆和纤维素清漆也是经常使用的清漆品种。很难找到溶剂或其他危险成分不挥发的清漆。水性清漆被用来提高工作环境质量,例如桌面、柜台、凳子表面、厨房和卫生间的处理,但这种清漆的技术性能指标劣于溶剂类清漆。防止紫外线辐射的清漆可以防止木料变黄,其原材料来自于石油化工业。清漆提供了一种持久的表面但难以修复,重涂之前要将以前涂刷的表面用砂纸磨光。Le Tonkinois是一家老牌法国公司,销售高品质的漆,含有下面的成分:70%的亚麻籽油(生冷压处理并精炼)和30%的重油(中国木油)。Le Tonkinois不含芳香剂和氯化物,或者一些皮肤接触或呼入会产生危险的物质。
(12)胶彩(胶质涂料)。含有约1%的胶水(黏合剂)、33%的水(溶剂)和66%的白垩(颜料),纤维素或者动物胶也会被使用。胶彩中的白色颜料是白垩(CaCO3),但其他色彩颜料也可使用。少量(不超过1%)的酪蛋白(作为乳化剂)加入胶彩中以减少灰化。完全无防腐剂的胶彩是可以使用的(保质期有限)。购买时必须核对生产日期以防产品老化。胶彩同样也可制成粉状以此节约运费,因为其中的水不用运输。用亚麻籽油加强的胶彩同样可以使用。加入的亚麻籽油会使涂料表面易于清洗。避免在胶彩中加入有害环境的添加剂。市场上有售添加塑料和防腐剂的胶彩,如异噻唑啉酮,卡松(Kathon)、比特(Bit)[9]或溴硝醇(会产生过敏并对水生生物有剧毒)。胶彩可用于室内墙面及天花板的各种基层,可以形成有光泽但不反光的完成面。胶彩的涂刷层要很薄。一旦修复就很容易看出来。涂层对物理损坏很敏感并且也容易被磨掉(在没有亚麻籽油加强的情况下)。
(13)亚麻籽油涂料。含有40%—50%的亚麻籽油(黏合剂)、30%—40%的颜料(氧化锌或氧化钛),有时可用填充物部分替代(碳酸钙或者硫酸钡),以及浅色颜料(通常是矿物颜料)。涂料中还含有约0.1%的干燥剂(金属化合物形式)和约1%的生物杀菌剂。在最后一道中可加入最多5%的有机溶剂以达到良好的涂刷性能。头两道漆通常要使用大量溶剂稀释,可以使用不含有机溶剂的亚麻籽油底漆。亚麻籽油可能含有一定量的熟亚麻籽油[10]。应避免亚麻籽油涂料含有超过5%的溶剂及其他不环保的成分。钴或锆化合物通常被用作干燥剂。亚麻籽油涂料中含有的生物杀菌剂可能致癌。可以允许含有少量氧化锌。在干燥过程中,可以闻到不同成分物质挥发出来的气味,这些物质具有刺激性,但不会危害健康。亚麻籽油涂料从18世纪就开始使用在室内外木材处理中。这种涂料持久耐用具有防潮性。涂刷作业需要在好的天气条件下进行。木材表面通常涂刷三遍,两道底漆一道面漆。亚麻籽油干燥时间较长,热处理(熟亚麻籽油)、光照处理或者用干燥剂可以减少干燥时间。在使用亚麻籽油的过程有一定的危险,被亚麻籽油浸泡后的碎布和废棉可能会自燃,因此必须把它们储存在密封玻璃容器中。
图1-90 经绿矾处理的海边房屋
瑞典哥德堡海边的房屋,立面木材经绿矾处理,建筑师耶特 温佳德(Gert Wingård)
图1-91 涂有酪素涂料的墙
这段黏土砖(土坯砖)墙涂有酪素涂料并用蜜蜡上光
(14)碱液和漂白液。可以改变各种木材的外观。碱液可用来减淡或加重木材的色调。地板使用的碱液中可能含有苛性钠(氢氧化钠溶液或者苛性钠溶液),碳酸钠(洗涤碱或者纯碱),次氯酸钠(氯)和硼砂。通常溶液中此类物质的含量在1%—10%。在用碱液处理过地板后,还要进行打肥皂、涂油或者是上蜡的处理。由于碱液有腐蚀性,所以需要使用防护设备。碱液常用于处理松木地板。氢氧化钠溶液处理后的木材的边材保持淡色调,而心材则变成红棕色。氢氧化钠溶液处理过的杉木地板呈淡灰色,橡木和山毛榉经处理后呈淡褐色。各种木材在经过碱液处理后都会呈现出不同的色调,所以在决定之前应当使用小块材料进行表面实验。可使用不同色调的碱液处理地板。符合期望的最终呈现在完成地板上的色彩需要经过精心选择。淡黄色的松木和云杉可通过在碱液中加入漂白剂来进一步增强效果,比如二氧化钛、石灰、白垩或者滑石粉。油、肥皂或蜡被用来保护碱液处理过的材料,它们中通常都含有漂白剂(图1-92)。
(15)溶剂和稀释剂。这两者是不同的。稀释剂(或稀释液)被用来稀释涂料达到期望的黏稠度而不改变它的成分。而溶剂将固体物质溶入涂料中。但是也有同样的液体被同时用作溶剂和稀释剂。现在最常用于表面处理和涂料中的稀释剂和溶剂,除了水,就是石油溶剂油。由石油制成的矿物溶剂有很多商品名,如香蕉水、石油溶剂油、二甲苯、甲苯等等。在低芳香石油溶剂油或者异噻唑啉酮中,最危险的碳氢化合物(芳族烃)已被移除。松节油是不同种类溶剂的总称,它是石油溶剂油进入市场以前最常用的有机溶剂。脂松节油由针叶树的树脂蒸馏制成;柑橘松节油(由柑橘皮制成)被愿意采用绿色建材的企业使用。脂松节油的主要成分3-蒈烯[11]是一种过敏源。柑橘松节油含有柠檬油精,对水生生物有毒,会在体内积累并影响肝脏。有机溶剂导致了地面臭氧形成的问题,这种臭氧的形成能够破坏植物,刺激呼吸道并加剧温室效应,长期使用还会破坏人和动物的中枢神经系统。涂刷和表面处理工作应尽量不用或少用有机稀释剂和溶剂。
图1-92 木地板经过碱液处理的住宅
位于斯科讷省(Skåne)斯塔凡斯托普(Staffanstorp)的建筑师马蒂亚斯 鲁科特斯(Mattias Rückerts)的住宅,木地板经过碱液处理,墙体采用木丝水泥板
(16)天然涂料。它产生于德国环保运动。天然原料制成的涂料有一个重要卖点,就是对环境和健康的长远发展有好处。尽管如此,天然产品也可能对健康有害,所以即使选择天然涂料依然要十分当心。天然涂料含有黏合剂(如蜂蜡、天然树脂、香精油和酪蛋白)、溶剂、填充料、天然色素,有时还含有干燥剂。在某些天然涂料中使用的天然松香树脂是过敏源。这些涂料的共同点是它们都不含软化剂或者强溶剂,比如石油溶剂油。然而在某些产品中,异噻唑啉酮产品和柠檬皮产品被用作溶剂。这些溶剂如果被吸入的话,比石油溶剂油危险性小,但柑橘产品也会有产生过敏反应的危险。长时间处于异噻唑啉酮和柑橘松节油产品中产生的危险,同处于石油溶剂油产生的危险是相当的。一些涂料含有钴锆类颜料,如果以粉尘的形式吸入体内会致癌。
(17)木工油。各种品种的木工油都是可以使用的。一般来说,木工油是由很多成分混合而成的,包括醇酸树脂、树脂(天然树脂=不同树种的胶质)、香脂(松香和易挥发油脂的混合物)和溶剂。为使产品更快干燥,通常添加含有钴或锰的干燥剂。一些木工油中还会加入蜡作为额外的保护,防止木材受潮气影响。一些油可以轻微渗入木材从而给予更深层次的保护。另外一些则维持在木材表面防止磨损。木工油可以被染色并用来上光。木工油通常含有大量的有机溶剂。油料可以在水中乳化(被精细地分开),这个过程可以除去其中的有害溶剂。也有不含任何有机溶剂或者水的木工油。在油料被水乳化的情况下,需要对其中的杀菌剂和防腐剂给予关注。虽然也有动物油和矿物油,但用于表面处理的木工油产品多由植物制成,比如合成树脂和醇酸树脂就是来自于后者。
(18)颜料。它是涂料中最重要的成分,因为它决定了涂料的色彩。在建筑领域,颜料可分成三大类:天然无机颜料(如矿物颜料)、无机合成颜料和有机合成颜料。弄清他们在不同混合物中的反应很重要。在石灰混合物中,只有耐石灰的颜料才能够使用。某些颜料更适用于油料混合物。矿物颜料适用于大多数涂料。不同颜料的耐光性不同,在这方面矿物颜料稳定性最高。一般来说,矿物颜料是不同的氧化铁或氢氧化铁,对环境影响很小。① 无机合成颜料通过不同种类金属氧化物和矿物质的化学反应制得。通过这种方法生产的颜料色彩强于无机天然颜料,特别是蓝色和紫罗兰系列。金属氧化物颜料的命名通常都由主要金属成分的名称后加色彩,如铬黄、氧化铬绿或锌白。铜、铬、铅、镉和钴对环境有害,铅、镉和铬化合物对环境危害特别大。二氧化钛是最常用的颜料,对于二氧化钛来说,颜料本身并没有问题,但是制造这种颜料的过程中可能产生有害物质。硫酸盐的制造过程中排放出许多污染气体及硫化废物,氯化过程也会排放出含有氯气的废弃物。欧盟的环境标记文件在关于室内涂料的规定中,对二氧化钛生产过程中的排放物做了要求。② 有机颜料具有很强的色度和明度,通常含有很复杂的成分,如偶氮颜料。淡黄色、橘色和红色颜料都不易制成。耐光抗热等等也有不同。一些涂料中使用的有机颜料,比如偶氮颜料等,会产生芳族胺,对健康和环境都有很大的危害。各国颜料都制定了不同的禁止销售含铅、铬和镉颜料的规定(图1-93)。
(19)塑料涂料(乳胶和丙烯酸涂料)。含有聚合物(黏合剂)、水、颜料、填充物和添加剂。聚合物(塑料微粒)精细地散布于水中。这种涂料的优势在于它们不含有机溶剂;劣势在于它们可能含有危害健康或环境的添加剂,即使量很少。聚合物通常产自石化产品。塑料涂料易于使用,干燥得也快,不会变黄,易于清洁。这种涂料可以产生一系列的光泽度,可作为最后一层面漆或者上光漆。应当选择本地产的低污染,并且不含聚结剂、干燥剂和有害于环境的表面活性剂的涂料。粉状塑料涂料目前也正在研发之中。
(20)防锈涂料。用于金属。为了使防锈长期有效必须清除所有铁锈。通常底层和面层防锈涂料被归于非水醇酸树脂油性涂料,但环氧基或水性防锈涂料同样可以使用。为了把对环境的影响降到最低,应该进行封闭处理,用环氧基树脂漆进行工厂喷漆作业,并且涂刷磷酸锌、亚麻籽油和尽可能少的溶剂;或者使用某些形式的天然石墨涂料或者天然防锈涂料。亚麻籽油养护,是用纯的熟亚麻籽油进行处理的方式(图1-94)。
(21)硅酸盐涂料。过去使用硅酸盐涂料是将其和溶于水的颜料一起使用,然后加入硅酸钾(俗称水玻璃),这种涂料现在依然可以买到。现在成品的混合型硅酸盐乳化漆得到广泛使用,它们含有10%—30%硅酸钾(黏合剂)、25%—45%的白垩、滑石粉或者二氧化钛(颜料和填充料),以及5%的丙烯酸酯共聚物(稳定剂)和20%—60%的水。硅酸盐涂料可能同样含有凝结剂(通常为0.5%—1%的乙二醇乙醚)。丙烯酸酯共聚物通常是苯乙烯/丙烯酸丁酯共聚物,但由于在涂料中用量较少,所以硅酸盐乳化漆涂料被认为是环保型涂料。涂料具有很强的碱性,所以在使用时要采取保护措施。硅酸盐涂料适用于矿物材料。白垩和强着色颜料适用于这种类型的涂料。黏合剂通过化学作用与基底结合形成坚固的涂层。这种涂料可透过水蒸气,持久耐用并具有防水性。从环保的长远角度出发,最好在施工现场采用传统的方法混合涂料以避免使用丙烯酸酯共聚物和凝结剂。
(22)色胶涂料(例如法伦红[12])。含有约65%的水、5%的粉末(黏合剂)、20%的颜料和1%的绿矾(杀真菌剂),现在通常也会加入8%的亚麻籽油来增加黏合力并防止开裂。它的基本组分作为一种相对环保型材料已经被使用了好几百年。在法伦红颜料中含有一些铅(混合之后小于0.15%),根据瑞典化学物品销售指导方针,这是不被推荐使用的。经过健康建筑(Sunda Hus)数据库认证的色胶涂料包括Mäster Olof Naturfärger公司,Kulturhantverkarna公司和AURO公司的产品。开罐即用的涂料同样含有防腐剂(杀菌剂)以防其在罐中变质。而通过使用粉状涂料并现场配制则可避免使用杀菌剂。杀菌剂通常含有会引起过敏的异噻唑啉酮和羟甲基尿素等。如果添加亚麻籽油,就需要使用表面活性剂使油和水混合。市场上还有售含有多乙酸乙烯酯(PVAc)的色胶涂料。色胶涂料适用于室外木材或粗糙的锯材,一道漆可能就足够了。这种涂料呈漫散射,光泽十分柔和。可以有多种色彩供选择:淡红色、暗红色、棕色、黑色、白色、蓝色、黄色和绿色。浅色色胶涂料对于霉变和血液很敏感。真正的法伦红涂料中使用的颜料仅有红色颜料。因为法伦红颜料中含有石英(长时间吸入石英会导致硅肺病),所以在清理涂料时必须使用呼吸保护措施。在现场混合涂料可以不使用防腐剂(图1-95)。
图1-93 不同色彩的颜料
图1-94 环保型防锈处理的做法
(23)肥皂。被用于保护未处理以及碱液或油处理过的木材的表面。肥皂同样适用于石材和混凝土。尽管如此,被用来处理地板的肥皂,不应被误用于清洗。地板处理用的肥皂可能含有皂化植物和干燥油,这种肥皂可以是液态或糊状。应避免肥皂含有对环境有害的成分。肥皂可能含有表面活性剂,虽然可以用来除垢,但有些种类的活性剂是有毒的。绿色的肥皂不能用来清洁木地板,因为它们最终会使地板呈现出淡绿色。在铺设新地板时,因为马上要擦洗,所以地板主要的一面要朝上,否则板材的凹向就错了。每年需用肥皂和冷水用力清洗地板几次,而热水会使地板变灰变暗。虽然新铺的地板很快就会光泽明亮,但是要成为真正的皂化地板也需要经过数年的时间。
(24)木油。用来保护外表未处理或经过浸渍的木材,防止其开裂、霉变或腐朽。通常木油所含的溶剂量都过高,主要是石油溶剂油(达到80%—85%)。应当选择不含有机溶剂的木油。纯粹油性的木油含有杀菌剂如甲苯氟磺胺(少于1%)。有时会加入有机金属盐,比如癸酸锌,来防止腐烂(约1%)。水性油料一般含20%—50%的油。如果油在水中乳化,应当着重注意表面活性剂和助溶剂的成分比如乙二醇醚和杀菌剂。水性木油含有比其他类型木油更多种类的杀菌剂,比如碘代丙炔基氨基甲酸酯。异噻唑啉酮类作为防腐剂被广泛使用。一些木油用蜡作为额外的防水保护。生产木油的原材料是可再生的。蜡可以从植物或石化产品中制得。涂刷的表面每年都要进行处理,同时刷油之前要保持干燥。有些木油可通过加热方法促进表面的渗透。
(25)木焦油。它是由木材蒸馏制得。过去木焦油是通过将焦油压入木炭之中制得的。木焦油富含树脂并具有耐水性。如今木焦油通过在反应器中高温分解得到,同时也制得焦炭。煤焦油比木焦油对健康的危害更大。木焦油从中世纪就开始被人们用于船、码头和房屋的防腐处理(比如木瓦屋顶)。木焦油可以对木材提供很好的保护防止其腐烂,涂刷时也可以选择用压力注入的方式。焦油可以呈现出木材深层次的结构,并且开始涂刷时很光亮但很快就会模糊,经过一段时间后会变得暗淡。将加热后的木焦油涂刷在加热的木材表面,渗透性会加强。木焦油与等量的亚麻籽油和脂松节油混合使用能够很好地渗透进木材中,形成干燥防水表面。这种混合物一直以来被用于船用木材的处理。在北欧不含有害健康和环境物质的木油品牌是贝克(Becker)木油和克莱森(Claesson)木油。
图1-95 对木材表面的不同色胶涂料进行测试
位于瑞典耶夫勒(Gävle)乌普萨拉(Uppsala)之间的基辛格历史建筑保护中心对木材表面的不同色胶涂料进行测试
(26)蜡。这是能够擦除的脂肪性物质。可从植物或动物界中得到,也可以从矿物中或人工合成获得。蜡的熔点相对较低(40 90 ℃),并且也可以溶解在许多种溶剂中。当溶剂蒸发后,几乎所有种类的蜡都会固化。蜡是可以分解的,比如可以精细地分解于水中,这通常被用来替代有机溶剂使用。当使用纯蜂蜡时,通常混合10%的溶剂,比如松节油。要避免使用合成蜡或者含有大量有机溶剂的蜡。蜡的味道不能太强烈,也不适用于潮湿房间。蜡可用于保护已经用地板油处理过的,或被浸渍或涂刷过的木材表面。表面经抛光机或砂纸磨光,呈现出丝绸般平坦的光泽效果。这样的表面不易落尘而且易于保养。蜂蜡因为具有减少静电的能力而出名。清洗蜡被用于蜡处理的地板以保持其光泽度。
小贴士1-2 涂料中应当避免使用的成分
1)胶黏剂
① 脲醛树脂,双组分,冷塑化(释放甲醛);② 环氧基树脂,双组分(与皮肤接触会引起过敏反应);③ 异氰酸酯,聚亚胺酯涂料,PUR 涂料,基于异氰酸酯(吸入或与皮肤接触会引起过敏反应)。
2)颜料等
① 铅化合物,环丙酸铅/辛酸铅(干燥剂),红丹(防锈涂料)(铅是种重金属,具有生物累积性,有害生殖系统健康);② 铬化合物,重金属(一些铬化合物有致癌作用或引起过敏反应);③ 锌化合物,重金属(锌化合物对水生生物有毒);④ 钛,二氧化钛(生产过程破坏环境);⑤ 镉,重金属(瑞典油漆中已不再使用);⑥ 环丙酸铜,防腐成分(杀虫剂,需要特别许可)。
3)溶剂
最好在使用涂料时不使用有机溶剂,避免使用有机溶剂含量超过5%的涂料。挥发性的有机溶剂会破坏神经系统也会产生地面臭氧。① 石油溶剂油,芳香石油溶剂油(氢化石脑油被认为更好些,因为其中芳香剂的含量较少);② 松节油,含有少量3-蒈烯的脂松节油被认为较为合适(较少引起过敏反应),不会产生臭氧;③ 硫酸盐松节油(含有大量3-蒈烯);④ 柑橘松节油(含有的柠檬油精是过敏源,对水生生物有毒,有害肝脏);⑤ 二甲苯(影响人类健康并对水生生物有害);⑥ 甲苯(影响人类健康并对水生生物有害);⑦ 乙二醇醚,溶剂和凝结剂(某些乙二醇醚对健康危害极大,例如2-乙氧基乙醇、 2-甲氧基乙醇、2-丁氧基乙醇、丁基乙二醇、二甘醇单甲醚等)。
4)添加剂(杀菌剂是防腐剂和杀真菌剂的涵盖性术语)
(1)防腐剂(用于防止罐装涂料变质):① 卡松,一种异噻唑啉酮(过敏源并且对水生生物有毒);② 1,2-苯并异噻唑-3-酮,一种异噻唑啉酮(过敏源);③ 1,3-丙二醇(对水生生物有剧毒)。
(2)杀真菌剂(防止涂刷完成后的表面生长水藻或真菌):① 灭菌丹(致癌、过敏源,对水生生物有剧毒);② 沸石灭菌丹(致癌、过敏源,对水生生物有剧毒);③ 苯氟磺胺(致癌、过敏源,对水生生物有剧毒);④ 甲苯磺胺(过敏源,对水生生物有剧毒);⑤ 百菌清(致癌);⑥ 多菌灵(致癌);⑦ 敌草隆(致癌);⑧ 砷化木材防腐剂(致癌,会在生物体内累积,对水生生物有毒)。
(3)分散剂(表面活性剂)(均匀分散涂料中的颜料颗粒):① 烷基酚聚氧乙烯醚(对环境有害);② 壬酚乙醇酯(壬基苯酚),类似雌激素的成分(有害生殖系统,具有生物累积性并且有毒)。
(4)软化剂(防止涂料变脆):① 邻苯二甲酸酯(许多都具有生物累积性,对水生生物有毒);② 氯化石蜡(生物累积,对水生生物有毒,燃烧时产生二恶英);③ 抗起皮剂(防止罐装涂料起皮):④ 甲基乙基酮肟,也被称为2-丁酮肟(过敏源)。
17)管材及其他
建筑内外都有很多种类的管道。有给水管、污水管、落水管、下水管道以及热力管道。檐沟和落水管用来排放屋顶雨水。热力管道要求管道具有保温性能。
(1)地面污水管。通常是水泥制品。如果地下环境有腐蚀性,那么最好选用塑料管道,比如聚丙烯管(PP管)。在欧洲大陆陶瓷管很常用。也有用光滑内管和聚丙烯管套组合的方式。在建筑内部最环保的选择是聚丙烯管、交联聚乙烯管(PEX)和铸铁管。虽然现在的铸铁管材内部常有环氧基树脂的塑胶内层,但其对环境影响最小。PVC管材最常见,但是考虑到环保因素应当避免使用。
(2)地下排水管。可以是瓷质(上釉粗陶)或水泥质地的,也可选择交联聚乙烯(PEX)、聚丙烯(PP) 、陶(无釉陶制品)和聚酯纤维等多种材质。
(3)管道保温。由矿棉或泡沫橡胶作为管道保温很常见。矿棉含有难处理的纤维,而泡沫橡胶可能含有阻燃剂。由软木或绵羊油作为管道保温在德国和瑞士都很常用,也是更为环保的选择。
(4)卫生洁具。比如单杆冷热水混合龙头和水龙头通常是黄铜制品。黄铜一般含有62%的铜、36%的锌和2%的铅。通常表面要做镀铬处理。铬和镍的含量很小(0.1%的铬和0.5%的镍)。使用镀铬的卫生器具已经遭到质疑,因为其表面可能会引起镍过敏的危险。用粉末漆的卫生设备不如镀铬的使用持久。而黄铜中的铅会带来最大的环境问题。不锈钢的洁具(如德国的高仪洁具)也是可以使用的。
(5)屋面排水口。可以采用传统方法处理,比如使用木檐沟,有时檐沟中还铺设了防水层(三元乙丙橡胶或者沥青)。不同于落水管,可以使用链条或木杆引导落水。更现代的做法是使用聚酯纤维的檐沟和落水管。也可以使用铝材和镀锌钢板。铝制品的生产会消耗大量能量而且也对环境有危害。如果镀锌钢板的表面不做处理,会导致锌泄漏(图1-96)。
(6)水管。其选择需要考虑地方因素,因为各地水中化学成分不同;还要考虑水管材料对饮用水质量的影响。聚乙烯(PE)管材可被用作地下水管。也可以选择铸铁管,但铁的寿命很有限。如果水没有腐蚀性且地下环境也不会侵蚀的话,不锈钢是有利于环保的不错的选择。对于室内水管,环保型的聚丙烯管材和聚乙烯管材(交联聚乙烯PEX管材和高密度聚乙烯PE-HD管)可代替铜管。在荷兰,冷热水管通常都使用聚丁烯管材,因为这种塑料被认为是环保的。不锈钢管也是一种选择,但其对环境影响程度比塑料大。出于对环境因素的考虑,应该避免使用铜管,因为它们会使得自来水和污水中含有大量的铜。如果饮水管道使用“管中管”系统,那么外层管(空管)应当使用聚乙烯材质(图1-97)。
(7)室内热力管道。通常采用钢管安装而成,以方便检查维修,在各方面都很合适。现在聚乙烯管也被用来供热,比如地板或墙体供热系统。交联聚乙烯管适用于冷热水管道。在荷兰,聚丁烯被认为是一种环保型塑料而广为使用。
小结。管材的环境评价见表1-20。
表1-20 管材的环境评价
注:*钢管(镀锌)不能和铜管连接到一起,如果这样会在连接处发生电化学反应释放出锌。**内部含有环氧涂层的铸铁管在环境评估中被降为“可接受”。以前内部含有沥青的铸铁管是可以使用的(现在则需要避免使用)。***在腐蚀环境下不锈钢是首选材料,除非别的材料也具有相同的耐腐蚀性。****PVC包含57%的氯,从环保角度来看是有害的。现在北欧国家生产的PVC管使用钙和锌代替铅安定剂。
图1-96 传统屋面排水借助于木质天沟和排水管
木质天沟必须使用木心材,以相互交叠的方式安装并且在边缘部位采用凹槽以利排水。可以在天沟内部衬垫能够延长其使用寿命的材料
图1-97 聚乙烯排水管和上水管
这是一个采用泡沫玻璃作为保温材料的悬浮基础下的照片,展示了聚乙烯排水管和上水管,这种材料比PVC和铜更环保
图1-98 环保建筑中的家具应当采用环保材料
在德国和荷兰,不含合成材料、胶水和金属的床架和床垫随处有售
图1-99 不含金属和合成物质的床垫材料
18)室内设备和家具
室内设备和家具可能是许多对环境有害成分的产生源,比如纺织品和电器设备中的阻燃剂,家具填充成分一旦着火会释放出有毒气体,棉花在种植和加工过程中已经被喷药并用危险的化学品处理过。首选材料应当是实木和木质纤维板,它们都是由木材自身含有的木质素结合在一起的(见“板材”)。
(1)健康卧室。在德国,关心健康问题的人们认为拥有一间健康卧室是至关重要的事,在这里人们晚上可以得到很好的休息。这样的卧室拥有实木制成的家具,室内铺满天然材料制成的地毯,木质床架支撑着天然橡胶制成的床垫并且不含任何金属。床垫心是天然乳胶制成的,含有棉填充物的一面用于冬季,而马鬃的一面用于夏季。床垫和被单所用的布料为有机棉或者亚麻。枕头内塞满羊毛、木棉树的棉花、荞麦壳或这些材料的混合物。除此以外,在保险盒开关的帮助下,可以关掉电源,使得卧室内的电流和磁场达到最小(图1-98、图1-99)。
(2)固定家具。对于固定家具,比如壁橱和橱柜,尤其应当避免使用刨花板。应当将房间内甲醛含量限制到尽可能低的水平。通常来说应当选择由实木、胶合板制成的家具,或者木框架与硬木纤维板围合而成的家具。
(3)家具装饰材料。在我们周围有很多种家具装饰材料。泡沫塑料,如聚氨酯,常作为填充材料。填充物可能是室内家具或固定设备中最大的污染物排放源。在火灾中,点燃的填充物会排放出致命的气体。自然材料比如马鬃、棉花或者荞麦壳是塑料材料的替代品。
(4)纺织品。大约一半的纺织品是棉制品,另一半则是合成材料,很少一部分是由羊毛或纤维胶(由木质纸浆制成)制成的。棉制品应当选择有机生长的棉花。本地产的羊毛是比较理想的材料。亚麻也是一种很好的材料。首选的合成材料是聚酯纤维和聚酰胺。所有纺织纤维都是先被捻成丝状,例如梭织物和针织物,然后漂白、染色并做最终处理。这种做法对环境有影响,而影响的好坏取决于纤维的来源(天然还是人工合成)。粗纺羊毛和温暖的肥皂水用来制造毛毡。① 天然纤维。天然纤维有棉、亚麻、羊毛、丝和大麻。棉花是最常见的天然材料,但如果采用传统的方法种植,每千克棉花在种植、制造、最终处理和储存上需要使用1 kg化学药品。许多化学药品对环境和健康都有影响。一半以上的棉花都是人工灌溉的。使用有机棉的纺织工厂均采用环保健康的生产方法。一个称为国际有机农业运动联盟(IFOAM)的组织试图建立和维护一种有机棉花的基本标准并且对有机棉花进行标识。羊毛本身是难燃的。但是没有环保型方法去制造防蛀羊毛。同棉花一样,在制造过程中需要使用化学制品。现代亚麻种植中同时使用杀虫剂和化肥,但用量不大。以前亚麻先被浸在湖里软化,然后放在雪上并暴露于强烈的阳光下漂白。今天,使用化学药品进行软化和漂白。杀虫剂不能用于丝绸防蛀,所以也不会因为制造丝绸纤维而对环境产生较大影响。② 纤维胶。由漂白木质纸浆制得,也被称为人造纤维。为使木质转化为纺织纤维,大量的有毒物质被使用,其中就含有二氧化硫的硫化物。所有纤维胶纤维成品都要经过漂白,即使它们是由经过漂白的木材制成的,因此几乎所有的纤维胶都被氯漂白过两次。在有些国家,由于清洁不彻底,纤维胶生产过程中的排放危害严重。尽管如此,将纤维素转换成纤维也还是合理的,因为木材是一种可再生资源。不过并不需要用氯漂白两次。此外也可以用不含氯气的方法去漂白木质纸浆。在美国有厂家采用完全不含硫的方法制造纤维胶。③ 合成纤维。最常用的纤维是聚酯纤维、聚酰胺纤维和腈纶。从环保的角度来说,聚酯纤维和聚酰胺纤维要稍优于腈纶纤维,因为腈纶纤维在拉伸成线的过程中需要添加有机溶剂和有害的化学制品。④ 生产过程。纺织品的生产过程开始于纺织厂将动植物纤维纺成线和纱。虽然有其他替代品但是有害环境的纺纱油还是经常被使用。棉花、人造丝和羊毛的纺织只需要很少量的甚至完全不需要纺纱油。合成材料耗油量较大。在编织过程中要浆纱(浆纱是指在纱上施加浆料以提高其可织性的工艺过程),应当保证其可循环使用或者易降解。编织机不需要胶料。避免使用氯漂白棉花、亚麻或者人造丝。不要选择用光学增白剂处理的纺织品。纺织品染色经常会产生环境问题。纤维先经过水洗,然后被染色,最后再用水洗。不同的制造行业都采用这种方式,成百上千的化学制品被使用,但只有小部分会留在布料中,大多最终排入下水道或空气中。洗涤剂可能含有壬酚乙醇酯(一种内分泌干扰物),但是有很好的替代品可供使用。瑞典、丹麦和德国大部分的工厂都不再使用壬酚乙醇酯,但是世界其他国家仍然在使用。有数千种染色剂,它们中的大部分都是合成的。因为好的染色剂要能抵抗日晒并经得起多次的洗涤,并且要不容易褪色,所以,它们对环境都有很大的危害。避免使用含有重金属或对二氨基联苯的染色剂处理过的纺织品。对水和能源的消耗量,以及释放到下水道中的有害成分的含量均高度取决于染色设备的技术进步和下水道中污水的净化处理方式。⑤ 布料处理。为使布料能够抗皱,会在其上留有甲醛残留物。最常使用的清洁剂含有碳氟化合物,对环境有很大危害。为使丝绸布料重一些并且优美地下垂,有时会加入金属盐。加重丝含有25%—60%的磷酸锡。布料处理中加入的各种阻燃剂都是污染排放问题的源泉。经阻燃处理的纺织品在很长时间以后依然会释放出有害成分。从环境保护角度考虑,溴化物阻燃剂污染最严重。防霉菌的物质将会被释放出来并会使人生病。
19) 连接材料
嵌缝材料通常含有危险化学品,所以应尽量少使用。嵌缝材料通常用于密封各种构件连接处及孔洞的周围。谨慎地在连接处安装模制件可以避免使用嵌缝填料或泡沫材料。麻丝也可被用来代替嵌缝填料。另一种嵌缝材料可用来缓冲周围构件的移动而不损害密封性能。嵌缝材料可分为两类:橡胶类,在挤压后可恢复形状。塑料类,不太具有弹性,在挤压后不能恢复。很多建筑中都需要伸缩接头,能够使得构件的移动适应结构的形变。最适于使用嵌缝填料的位置是预置构件之间的缝隙。
图1-100 椰壳纤维填充轻质混凝土墙
(1)填充料。用于密封墙体和构架的填充料通常由矿棉聚氨酯泡沫(PUR泡沫)或类似材料构成。这些可使用由天然材料制成的麻丝替代。① 纤维素纤维(见“保温材料”)。纤维素纤维条被用作填充材料。② 绵羊油(见“保温材料”)。未洗的绵羊油可作填充材料而不需要深度加工。③ 大麻纤维(见“保温材料”)。这种材料常被用于麻丝,由干净的压缩大麻纤维组成。由于大麻具有天然的抵抗真菌和细菌的特性,大麻填絮不需要被浸渍,除非有防火需要。④ 黄麻。属于椴属植物,在椴属的大家庭里包含了约40个物种。他们含有强力纤维,能被用作填絮。大部分黄麻种植于占到世界产量96%的亚洲。⑤ 剑麻。是龙舌兰属植物的纤维。从叶子中萃取的纤维柔韧牢固呈黄白色。剑麻被用于制绳、吊床和制造麻絮。这种植物原产地是墨西哥,需要在热带地区种植。⑥ 亚麻纤维(见“保温材料”)。它是强韧天然纤维中的一种。因其在潮湿环境中不易腐烂,亚麻纤维早已被认为是窗户、门框、船体和管材接头处非常好的一种填充材料。⑦ 椰壳纤维(见“保温材料”)。是一种需要远距离运输的制品。在国际市场上椰壳纤维供应过剩(图1-100)。⑧ 矿棉(见“保温材料”)。可以是玻璃纤维或矿石纤维,成条状,作为填充物使用。
(2)密封条。密封条被用于混凝土的浇注。应当使用含膨润土的密封条代替通常使用的含有软化PVC(聚氯乙烯)的密封条。膨润土密封条(钠膨土)。膨润土密封条中含有的黏土遇水会膨胀,形成一个坚固的防水黏土块状物。有适用与混凝土浇筑的含膨润土的密封条。将密封条放在模板中的适当位置,然后灌注混凝土直到淹没部分密封条,当第一部分混凝土凝固后,继续浇注。通过这种方式,既使之收缩,也可以使结构紧密地连接在一起。
(3)密封胶。应当尽量避免使用密封胶。① 丙烯酸盐密封胶。也被称为乳胶或密封涂料。含有约30%的均匀分散于水中的丙烯酸聚合物(一种橡胶)、表面活性分散剂、约55%的填充料(比如碳酸钙)、约8%的软化剂和颜料。添加剂包括增稠剂、防泡沫剂和增黏剂。通常单体是甲基丙烯酸丁酯、氯乙烯和羟基丙烯酸盐。这些物质只要在被聚合物包裹的情况下就不会对环境产生影响,但其中的单体残留物仍可能对环境和健康产生危害。可能会使用溶剂,如石油溶剂油或乙二醇丁醚乙酸酯,但含量很少(约2%)。乳胶密封剂通常含有杀菌剂。丙烯酸盐密封胶不像其他密封材料那样有弹性,但它们可以有效阻挡紫外线,黏合性好而不需要底漆处理。但它们对于水分和气温变化的适应性很弱,因此几乎只被用于室内。在使用时常常采用涂刷的方式。② 丁基合成橡胶密封胶。是一种单组分溶剂型密封剂。聚合物通常从异丁烯和橡胶的共聚物制得。这种密封胶可能同时含有软化剂、填充料和黏合剂。聚丁烯通常被用来作为软化剂。丁基密封材料很硬,所以吸收不了多少动能。通常在保温玻璃的间隙处使用。③ 软木颗粒密封胶。是一种由软木和天然树脂制成的弹性密封材料。在德国已投入使用而且被德国的建筑生态学家推荐。④ 改性硅烷密封胶。基于聚醚制成,含有烷氧基硅、填充料以及氢化植物油或聚酰胺触变胶。白垩(碳酸钙)通常作为填充材料。添加剂含有硅氧烷(干燥剂约1%)和有机锡化物(催化剂约0.1%)。其在硬化过程中会释放出甲醇和硅氧烷。邻苯二甲酸酯(20%—30%)通常被用作软化剂。也有不含邻苯二甲酸酯的改性硅烷密封胶,但这种密封胶很硬不能用来作为构件连接处的填充材料。改性硅烷密封胶不含异氰酸盐,可以替代聚氨酯(PUR)。可使用的位置与聚氨酯差不多,比如预置水泥构件的结合处以及门窗等位置。在不施底层涂料时黏合力不如室外水泥,在潮湿环境的性能也不如聚氨酯密封胶。⑤ 油性密封胶。属于塑料密封材料的一种。油性密封胶含有植物或合成类油脂、树脂和合成橡胶。可能含有少量有机溶剂,比如溶剂油和二甲苯。白云石和白垩可作为填充料。密封胶中还含有基于钴化物的干燥剂。它们的使用寿命相对较短并且对于动能吸收能力有限,从而限制了它们使用的范围。由亚麻籽油和白垩制成的油灰可以使用并不会产生任何环境问题。这种胶会开裂所以要注意保养。⑥ 聚氨酯密封胶(PUR密封胶)。含有30%—35%二异氰酸盐聚合物、30%—45%的填充料和15%—35%的软化剂。通常使用的填充料是碳酸钙和白云石。一般含有3%—5%的有机溶剂,比如甲苯、二甲苯和溶剂油。有机锡化物被添加作为催化剂。利用异氰酸酯制造的聚氨酯可能导致过敏反应。PUR密封胶比聚氨酯泡沫密封材料含有更少的异氰酸酯。邻苯二甲酸酯通常被用来作为聚氨酯密封胶的软化剂。如果此类密封胶被加热或燃烧起来会释放出异氰酸酯、苯酚、氢氰酸、氮气等有害健康的成分。PUR密封胶可能是建设中最常用的密封材料。在凝固后依然有弹性并可以适应较大的形变。PUR密封胶可以涂刷并能很好地黏合在绝大多数的表面上,并且常常不需要涂底漆。通常被应用立面连接处,即预先建造组合的混凝土预制件之间,并且可作为门窗的密封胶。⑦ 天然材料制成的绳子。如大麻和剑麻,一直用于船体连接处的密封和缓解碰撞。绳子也可应用于建筑中,用来缓解不同材料由于膨胀系数不同产生的变形,比如木地板和石地板之间。但是没有专门用于建筑的产品,就只能采用普通的具有合适厚度绳子替代(图1-101)。⑧ 硅酮密封胶。含有硅聚合物、填充料、一些类型的活性交叉黏合剂,并常含催化剂。硅酮密封胶由石英砂、甲醇和氯气制得,有机锡化物作为催化剂,要注意的是这种成分对环境有害。硅酮密封胶中用的软化剂含有各种类型的硅酮密封胶油,硅酮密封胶油中含有硅酸盐聚合物、氧化物和有机分子。硅油被怀疑是一种稳定的具有生物累积性的成分。一些硅酮密封胶可能含有超过20%的有机溶剂。几乎所有硅酮密封胶中都有杀菌剂,比如有机砷化物、多菌灵、比特和卡松。硅酮密封胶有很多种。在硬化过程中会释放出1.5%—4%的各种成分物质。甲醇或乙醇来自于烷氧基固化硅酮密封胶。甲基酮肟产生于中性固化密封胶。由亚硝基固化的密封胶释放的甲基乙基酮肟会导致过敏反应。胺类固化密封胶释放苯酰胺或有机胺或两者的混合物,以及上面已经提到的一些物质。乙酸处理的密封胶会释放乙酸。乙酸的味道很强烈,但释放出的物质对健康无害。乙酸处理的产品对于水泥类的材料黏合性不高,比如釉面砖填缝剂。硅酮密封胶多用于密封浴室及厨房的潮湿位置。使用硅酮密封胶时应注意保持良好的通风。
图1-101 作为连接材料用在木地板和石地板相交处的绳子
瑞典斯德哥尔摩郊外特瑞斯塔(Tyresta)国家公园内的建筑。建筑师:佩尔 列德内(Per Liedner)
(4)泡沫密封剂。应当避免使用泡沫密封剂,而以填充材料替代。① 聚氨酯密封泡沫(PUR密封泡沫)可以成罐购买。这种产品遇到空气时利用空气中的水分变硬,膨胀20—30倍形成一团泡沫状物质。PUR密封泡沫含有聚氨酯。聚氨酯由异氰酸酯制成,但是这种物质在制造及之后的硬化过程中可能会引起危险的过敏反应。对水生生物非常有毒的有机锡化物被作为催化剂添加其中。邻苯二甲酸酯通常被作为软化剂使用。丁烷或丙烷被用作气体推进剂。使用这种泡沫密封材料的危险是异氰酸酯可能会以悬浮微粒的形式被释放到空气中,从而被人们吸入,尤其是在没有正确使用的情况下,比如气温过低或搅拌不充分。② 尿素甲醛(UF)泡沫由尿酸和甲醛制得,并会释放出甲醛气体。即使很少量的甲醛也可以导致很严重的后果,比如眼睛刺痛,鼻子发痒,喉咙干燥,难以入睡。这种物质可致癌,同时也是过敏源。遇水会膨胀。
(5)挡风雨条。挡风雨条被作为密封材料应用于框架和门窗之间。过去常使用织物作挡风雨条,现在则多使用EPDM合成橡胶或者硅胶制成。对环境的影响取决于使用的添加剂的多少。① EPDM合成橡胶(三元乙丙橡胶)对臭氧有完全抵抗力,具有良好的抗热和抗化学作用性能,因此被用于户外需要使用橡胶的部位,比如挡风雨条和镶玻璃条。② 硅橡胶含有硅、乙烯基塑料和掺入物。硅的原材料来自于其他原料中含有的硅酸盐沙。填充料通常是白垩。
小结。连接材料的环境评价见表1-21。
表1-21 连接材料的环境评价
注:* 注意杀虫剂和邻苯二甲酸酯。
20)胶和糨糊
绿色建筑中通常避免使用胶,尤其是因为其难以循环使用的特点。机械性连接可以避免使用胶。对于胶和糨糊没有明确的区别标准。尽管如此,糨糊的黏合性较弱通常用于贴壁纸、织物、箔片和类似材料。水性胶/糨糊通常含有生物杀伤剂。
(1)动物胶。动物胶的获取基于富含蛋白质的成分,比如牛奶、血液和组织。它们具有水溶性。高质量的动物胶通常含有木屑,非常适用于木材,但这种胶却没有防水性,只能用于室内。① 血蛋白胶由血蛋白、氨水、熟石灰和水制得,有时会含有杀菌剂。通常被用来粘薄木板。物体被粘之前需要预热。② 动物胶由动物组织(比如屠宰场废弃物),有时添加氯化钙和水制成。用来粘接家具和薄木板。骨胶和皮胶需要在使用时加热和加压。鱼胶常温即可使用。③ 酪素胶由牛乳蛋白、石灰和水制成。有时含有杀菌剂,用于粘胶合板和叠层木板。斯德哥尔摩中心车站的梁架就是利用酪素胶黏合叠层木板而成。这种胶的黏性很强,可以作为室内结构用胶。新鲜的酪素胶每天都要均匀搅拌。
(2)矿物胶。矿物胶由随时可以得到的原材料制得,生产过程能效较高,也利于环境保护。① 水泥胶含有普通水泥、石粉和水。这种黏合料被用来黏合瓷砖和轻质混凝土。用铜丙烯酸盐混合后黏合力很强。丙烯酸盐在室内使用时,在其凝固过程中可能会产生问题。② 碱性亚硫酸盐胶含有碱液和水。用来黏合木质纤维板、沥青毛毡层和油毡。③ 硅酸钠胶由硅酸钠、石灰、石粉和水制成。用来粘贴瓷砖、纸、硬纸板,也可以在油灰中使用。硅酸钠对皮肤和眼睛有刺激性。
(3)合成胶。合成胶产自化石燃料。生产过程需要消耗大量的能量并会对环境产生危害。合成胶中对环境影响最小的是聚醋酸乙烯酯胶(PVAc)和乙烯-醋酸乙烯共聚物胶(EVA)。许多合成胶含有甲醛,比如甲醛树脂(UF胶)、苯酚甲醛胶(PF胶)、间苯二酚甲醛胶(RF胶)和苯酚间苯二酚甲醛胶(PRF胶),即使很少量也会对健康产生很大危害。甲醛树脂被作为一种黏合剂,常用来黏合木屑压合板。它主要包括会释放甲醛气体的尿素甲醛树脂和会释放一些含有苯酚气体的具有耐水性的苯酚甲醛树脂。使用这种胶的建筑材料在很长一段时间内都会释放甲醛,即使少量的甲醛也会令人眼睛刺痛、鼻子瘙痒、喉咙干燥或者产生睡眠障碍。这种物质具有致癌性并能引起过敏。即开即用胶及用胶处理过的完成品中游离甲醛含量很低,但是敏感体质者依然会有反应,特别是在房间内含有许多胶黏物时。依据瑞士环保部门的建议,应当避免使用含甲醛量超过5%的胶黏剂。这些胶制品中的其他物质也大多存在环境问题。溶剂的使用会对健康产生危害,特别是对神经系统。它们也可能产生地面臭氧和光氧化剂,因此破坏森林和农作物。在使用这些产品时应当保证有良好的空气流通。一些产品还含有松香和会干扰内分泌的壬基苯酚。几乎所有水性合成胶都含有杀菌剂,通常含有异噻唑啉酮或者溴硝醇。① 丙烯酸酯胶。由石油制成,通常以白垩作为填充料。含有乙烯基醋酸纤维、乙烯酸酯和丙烯酸酯等共聚物。通常的丙烯酸酯是指丙烯腈、乙基己基丙烯酸盐和丙烯酸丁酯。这种胶通常用作地板胶黏合油毡和塑胶垫子,或者粘接木材、陶瓷制品和玻璃纤维制品。它可以是水性的,也可以是溶剂性的。在使用过程中会产生排放物。与水汽接触时,胶会皂化释放出刺激生物体内黏膜的化学成分。这种胶释放出的残留物质还可能引起过敏反应,因此要尽可能地降低此类胶的用量。② 沥青胶。由石油提炼而成,含有沥青、大量有机溶剂和白垩。用于基础、卫生间、黏合屋顶油毡和保温材料,比如发泡聚苯乙烯。沥青胶是含有多种成分的混合物,使用时可能混有水或溶剂,如石脑油。一些沥青胶在使用之前需加热,在加热过程中释放出的胺会刺激咽喉和黏膜,当其硬化后就很少排放了。③ 环氧树脂胶。含有环氧氯丙烷、苯酚和乙醇。水性环氧树脂胶在建筑上也会被使用。它常用于黏合混凝土、石材、玻璃、金属、塑料、瓷砖以及墙体粉刷。环氧树脂是强烈过敏源中的一种。环氧氯丙烷具有致癌性并且也能引起过敏反应。环氧树脂胶还含有烷基苯酚和双酚A,是类雌激素成分。因此在工作环境中需要有防范措施(根据热固性塑料的使用指南)。硬化后的环氧基树脂还是较为安全的。④ 乙烯醋酸乙烯酯胶(EVA胶)。含有乙烯、醋酸乙烯酯和水,有时也含有杀真菌剂。这种胶被用来粘墙上或地板上的塑胶垫子和油毡。胶中可能也含有软化剂,比如DBP(邻苯二甲酸二丁酯),因其会影响神经系统、免疫系统和生殖能力。应当避免使用此类物质。⑤ 苯酚甲醛胶(PF胶)。含有苯酚、甲醛和有机溶剂。这种胶用于矿棉板、防水胶合板和层压板。苯酚有毒,甚至在硬化后还能在树脂中找到少量的苯酚和甲醛。然而,其排放物还算是较少的。⑥ 异氰酸酯胶(EPI胶)。含有异氰酸酯和丁苯烯橡胶或聚醋酸乙烯酯。被用于黏合胶合板、门、窗、家具和金属。异氰酸酯可能导致皮肤过敏和哮喘。这种胶在刚使用没有完全硬化的情况下,房间内会有一定量的排放物。⑦ 氯丁二烯和氯丁二烯橡胶胶黏剂。是万能胶,含有乙炔、氯以及大量的有机溶剂,比如甲苯、二甲苯和正己烷。他们被用于黏合塑料。氯丁二烯被认为会影响生殖能力。这种胶在使用时是最危险的,在已经处理完成的建筑中如果胶体中的反应没有完成,同样会产生排放物。⑧ 聚氨酯胶(PUR胶)。是基于异氰酸酯制成的,异氰酸酯是一组能引起过敏反应的物质,其中的一些被收入瑞典化学制品监察局的PRIO数据库中。胶中还含有多羟基乙醇。此类胶被用来黏合户外门、金属、塑料、混凝土和一些草纸板。其中含有的异氰酸酯在硬化后的过程中也有产生过敏反应的危险。溶剂对健康有危害,特别是对神经系统。它们同样可产生地面臭氧和光氧化剂,从而破坏森林和农作物。当材料被加热时危险成分(包括异氰酸酯)会释放出来。有机溶剂也会释放出来。⑨ MS共聚物胶。同PUR胶的适用场合相同,但其并不像PUR胶那样含有异氰酸酯,因此从环保角度考虑MS共聚物胶比PUR胶更好一些。胶中含有软化剂,比如邻苯二甲酸酯,也有其他替代物可供选择。MS共聚物胶通常需要添加有机锡化物作为催化剂,比如二丁基聚合物。⑩ 聚醋酸乙烯酯胶(PVAc胶)。常常被称为木工胶或白乳胶,适用于家具、窗户及室内木板装饰,也被用作地板胶黏合油毡和塑胶垫子。其中含有乙炔、醋酸盐、乙烯聚合物、乙醇和水或有机溶剂,通常适用白垩作为填充料。PVAc胶是唯一不含甲醛的合成胶。使用这种胶产生的危险主要取决于活性物质和添加剂的残留水平,杀菌剂如卡松或比特,软化剂如DBP(邻苯二甲酸二丁酯)、松香、壬基苯酚和硫胺类药剂。三硝酸铬是一种被广泛使用的硬化剂,具有腐蚀性并可导致湿疹,因此应避免皮肤接触。遇到水汽,胶体会皂化释放出刺激黏膜的化学成分。PVAc 胶也含有损害免疫系统的硫胺类药剂。⑪ 间苯二酚和苯酚间苯二酚甲醛(PRF)胶。含有间苯二酚、甲醛和水,有时含有苯酚。常被用于木承重结构,比如胶合层压板木梁、窗框和外门,也用于黏结夹芯板。间苯二酚可导致皮肤过敏,破坏神经系统并且对环境有害。其中苯酚是有毒物质。残留的间苯二酚和甲醛的含量是非常低的。⑫苯乙烯丁二烯胶(SBR 胶)。是一种混合胶,含有丁二烯、苯乙烯和有机溶剂。用于黏合硬纸板、石膏板、混凝土和地毯。丁二烯具有致癌性。在欧盟,苯乙烯因为对健康的危害而受到质疑(荷尔蒙失调)。⑬脲醛胶(UF胶)。含有尿素、甲醛和水,也被称为尿素胶。被用于黏合薄木片,一些胶合板产品、木工产品、镶木地板、门、底层地板上的毯子和切片板。用UF胶黏合的建筑材料会释放出甲醛。UF胶通常比PF胶、PRF胶和相似的胶释放更多的甲醛。
(4)植物胶。墙纸糨糊和纺织品黏合剂通常由淀粉或者纤维素制得,并且是水性的,通常像粉末一样分解在水中。然而,这种胶一般也含有防腐剂(杀菌剂)。当需要这种糨糊时,只用拌好需要的分量即可。只有当拌好的糨糊需要长时间的储存时才需要添加杀菌剂。① 纤维素糨糊。由甲基纤维素和水混合而成,用来固定墙纸、亚麻织物、油毡和抹墙灰。② 纤维素胶。含有纤维素衍生物和有机溶剂,常被用来黏合油毡。纤维素胶可用于潮湿的环境中。胶中所使用的溶剂通常是松节油或者酒精,有时会达到总含量的70%。生产纤维素胶的过程对环境有害。③ 天然橡胶胶黏剂。含有天然橡胶和有机溶剂。用于粘接瓷砖和油毡。④ 天然树脂胶。是基于天然乳胶的乳浊液。含有木质素、虫胶或者柯巴脂并且通常含有有机溶剂(或水)。这种胶被用来黏合油毡或者木料。使用的溶剂通常是松节油或者酒精,含量达到70%。⑤ 马铃薯淀粉糊。含有马铃薯淀粉和水。也可能含有杀真菌剂。常被用于黏合墙纸。只能在干燥处使用。⑥ 黑麦面粉糊。含有黑麦淀粉和水。同样含有杀真菌剂。用于黏合墙纸、黄麻纤维墙面涂料和油毡。黑麦面粉糊是植物胶中黏合力最强的。⑦ 大豆糨糊。含有大豆蛋白和水,也可含有硅酸钠或者杀菌剂。这种糨糊用于黏合胶合板,只能用于干燥处。
小结。胶和糨糊的环境评价见表1-22。
表1-22 胶和糨糊的环境评价
注:* 要注意杀虫剂和杀真菌剂的使用。
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