巖棉作為A級防火的綠色建筑材料,在國外,尤其是歐洲建筑市場得到了大量使用,已形成了成熟的產(chǎn)品標準和系統(tǒng)認證指南。北歐人均消耗量在20千克以上,美國人均消耗量為5~10千克。由于防火問題,在美國巖棉、礦渣棉占70%,在德國超過22米的建筑外保溫幾乎全部采用巖棉。在我國,巖棉作為建筑保溫材料的使用率這兩年提升得也非?,特別是在對防火要求很高的公共建筑和高層建筑領域,其在民用建筑領域的使用率也在穩(wěn)步提高。而根據(jù)測算,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噸左右的標煤,按巖棉產(chǎn)品25年的生命周期算,共計可節(jié)約40噸左右標煤。以每噸巖棉生產(chǎn)能耗約400千克標煤算(3000~4000千瓦時),能耗之比大約是100倍。這種節(jié)能效果是相當可觀的。
巖棉在建筑上的應用主要有外墻外保溫、防火隔離帶、屋面保溫3種應用形式。
外墻保溫巖棉板具有較高的抗壓和抗拉伸強度、較低的吸水和吸濕性、尺寸穩(wěn)定性良好、不會產(chǎn)生熱膨脹或收縮、耐老化等優(yōu)點,能與外墻系統(tǒng)兼容,對建筑物提供有效的保溫節(jié)能、防火及極端氣候保護等多種性能。巖棉不燃燒,不釋放熱量和有毒煙氣,火災發(fā)生時還可以有效隔斷火焰蔓延,防火性能卓越。另外,巖棉對碳鋼、鋁(合金)、銅等金屬材料及建筑物中各種構件均不產(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,性能長期穩(wěn)定。
巖棉帶可以作為防火隔離帶,與燃燒性能達不到A級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。在火災條件下,防火隔離帶既要阻止或減緩火源對直接受火區(qū)域內(nèi)外保溫系統(tǒng)的攻擊,又要阻止火焰通過外保溫系統(tǒng)向外傳播。同時,還要能夠維持自身阻火構造體的穩(wěn)定存在及維持系統(tǒng)保護面層的基本穩(wěn)定。
高強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),一般應用于工業(yè)廠房、機場、商場、體育場館及倉儲設施等鋼結(jié)構或混凝土平頂屋面。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,目前在歐美等國家已經(jīng)得到廣泛應用。
當然,巖棉作為一種保溫材料,首先是出現(xiàn)在工業(yè)領域中。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,構建成輕質(zhì)爐墻,在保溫的同時,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,同時具有半硬質(zhì)和軟質(zhì)的雙重特點,可用作大直徑的設備管道保溫,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,尤其對遠洋船只,一旦發(fā)生災難,會出現(xiàn)救援困難、補給困難、人員逃生幾率低等困境,為防患于未然,此類行業(yè)對材料的選擇尤為重視。在國內(nèi)的造船行業(yè)中,到上世紀末,各大造船廠基本完成了復合巖棉板取代硅酸鈣板的過程。
在農(nóng)業(yè)領域,無土栽培技術逐漸受到重視。由于巖棉不含化學添加物,本身也體現(xiàn)出極好的化學惰性,質(zhì)輕、多孔,對化學施肥不產(chǎn)生任何影響,并且作物根部氣相比例高,疏水性強,是水培系統(tǒng)中比較理想的基質(zhì)。我國上世紀90年代引進使用效果良好,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2萬~3萬噸,然而現(xiàn)有技術已滿足不了更大產(chǎn)能、更低能耗、更加自動化的綠色生產(chǎn)要求。為改善這種局面,我國巖棉產(chǎn)業(yè)已經(jīng)為此做出了很多努力,如南京玻纖院通過自主研發(fā)和部分關鍵部件的引進實現(xiàn)了對年產(chǎn)5萬噸級礦物棉生產(chǎn)線的設計。這類生產(chǎn)線實現(xiàn)了礦物棉規(guī);a(chǎn),同時大大降低了生產(chǎn)能耗;在生產(chǎn)過程中,采用自動化智能化物流系統(tǒng),提高了生產(chǎn)線自動化程度。正是通過這種變革,改變了傳統(tǒng)巖棉產(chǎn)業(yè)粗放式的生產(chǎn)模式,進而轉(zhuǎn)向集約化生產(chǎn)管理模式。
節(jié)能減排是實現(xiàn)綠色生產(chǎn)不可忽視的環(huán)節(jié)。然而,依據(jù)我國礦物棉發(fā)展現(xiàn)狀,節(jié)能減排的任務依然非常沉重。在國家節(jié)能減排的大趨勢下,礦物棉生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢氣、廢水及廢渣(簡稱“三廢”)需要進行綜合治理及管理,符合環(huán)境管理部門檢測,符合國家相關政策要求。
大體上,現(xiàn)代化巖棉生產(chǎn)線若要實現(xiàn)綠色生產(chǎn)目標,往往要著眼于以下幾點。一是回收利用一氧化碳。眾所周知,一氧化碳有毒,且會造成溫室效應。但同時一氧化碳本身又是一種燃料,它是煤氣的主要成分,F(xiàn)代化生產(chǎn)線往往設立了廢氣焚燒裝置,充分燃燒廢氣中的一氧化碳。同時,為了節(jié)能,對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,或加熱自來水,實現(xiàn)工廠生活區(qū)的日常熱水供應,更徹底地實現(xiàn)節(jié)能目標。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。對巖棉產(chǎn)業(yè),污水經(jīng)過過濾裝置處理后,回用至粘結(jié)劑配制站,可實現(xiàn)生產(chǎn)廢水零排放。三是過濾粉塵。粉塵是懸浮在空氣中的細小顆粒,長期吸入會對工人和附近居民的健康造成很大危害。現(xiàn)代化生產(chǎn)線應配備完善的粉塵過濾體系,過濾廢氣中攜帶的粉塵,實現(xiàn)廢氣的達標排放,同時,過濾下來的粉塵應設法回收利用。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,同時也危害人類的生命健康,F(xiàn)代化生產(chǎn)線應配備脫硫系統(tǒng),去除廢氣中的二氧化硫,實現(xiàn)清潔化生產(chǎn)的目標。五是固體廢物的回收。生產(chǎn)線產(chǎn)生的廢渣、廢棉應該通過回用系統(tǒng)重新用于礦物棉生產(chǎn),從而實現(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,對企業(yè)本身來說,實現(xiàn)綠色生產(chǎn)不僅符合國家政策和人們的愿望,同時對企業(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)自身的利益來說,也是一種短視行為。以上文所提到的固廢回收來說,工業(yè)固體廢棄物(簡稱工業(yè)固廢)是在工業(yè)生產(chǎn)過程中排出的采礦廢石、選礦尾礦、燃料廢渣、冶煉及化工過程廢渣等固體廢物。根據(jù)《大宗工業(yè)固體廢物綜合利用“十二五”規(guī)劃》中的相關數(shù)據(jù)統(tǒng)計,大宗工業(yè)固廢總堆存量達到270億噸,堆存將新增占用40萬畝。工業(yè)固廢直接排入環(huán)境會造成嚴重環(huán)境污染,而填埋處理需占用大量的土地資源,同時造成資源的浪費。