論不鏽鋼建材的低碳優勢論文

可再生能力強

相比而言，不鏽鋼含有的可再生成分較高，一般在60%～90%，而且，這種比例在不鏽鋼的所有形式中都是一樣的。其他金屬的不同產品含有的可再生成分比例可能是不同的。比如，碳鋼板帶含有的可再生成分比例只有25%～35%;建築用的鋁板，其含有的可再生成分爲零(表1)。建材的回收率方面，不鏽鋼使用壽命結束後，大概92%可以被回收。由此特徵，不鏽鋼可回收製成原來的產品形式，或製成其他形式建材。例如，Wil-liamPennPlace是1952年建成的建築，地處賓夕法尼亞州的匹茲堡，其門廳採用不鏽鋼作爲室內裝修材料，在2002年大廳改造時，將原來的不鏽鋼拆下來進行簡單的清洗後重新安裝利用，效果依然很好(圖1)。還有，紐約的SoconyMolil大樓，其立面建築材料是不鏽鋼產品(圖2)，在使用40多年間，沒有進行過大規模的表皮清洗，承包商僱傭的清潔人員，只是用一些很簡單的清洗劑或者清水就對大樓進行了清洗，而且對環境沒有什麼影響。

使用壽命週期內成本低

不鏽鋼有較長使用壽命，甚至可以和建築同壽命。並且，相比之下，不鏽鋼在壽命週期內的成本最低。由美國某屋面承包商提供的資料中，他們對各種屋面材料的壽命和壽命週期內的成本進行比較，涉及幾種常用的屋面材料(表2)。透過材料的預計壽命和每平方米的初始成本比較，發現鋁的初始成本比較低，但在使用過程中需要更換若干次。而不鏽鋼、銅和瓷磚等材料，都有比較長的使用壽命，可以和建築同壽命。如果以100年爲壽命階段，不考慮通貨膨脹因素，不鏽鋼是壽命週期內需要成本最低的一種材料，這也是爲什麼不鏽鋼被經常用在公共建築中的原因。紐約JamaicaTrainTerminal火車站在設計之初，業主希望建築的使用壽命可以達到100年，同時是免維護或者低維護，設計師最終選用316牌號的不鏽鋼表皮(圖3)。這個火車站處在海邊，而且有中等的城市污染，空氣中的酸、鹼性物質會造成不鏽鋼表面的氧化，影響立面效果，316牌號的不鏽鋼解決了表皮氧化的問題，同時不鏽鋼的使用壽命也滿足業主要求。雖然不鏽鋼表面的鈍化處理能推遲表面氧化的時間，但是建築所處的環境因素是選擇不鏽鋼牌號的重要依據，在選擇不鏽鋼作爲建築表皮時，應該注意［3］。

降低建築能耗需求

不同粗糙、不同光滑程度的不鏽鋼產品，對太陽能的反射量存在差異，所以，根據不同設計要求，應選擇適合的不鏽鋼產品作爲建築表皮，從而降低能源的消耗，減少城市的熱島效應。根據當地的環境條件，選用合適牌號和表面形式的不鏽鋼材料，能起到降低建築製冷能耗的作用。美國綠色建築評價體系(LEED)中規定，對於坡屋面或外牆，坡度大於1∶6時，SRI必需要大於29;對於平屋面和低坡屋面，SRI應該大於79。不鏽鋼材料用作遮陽構件時，SRI也很重要。例如，舊金山的一個聯邦辦公大樓，表皮遮陽屏爲不鏽鋼產品，其減少建築吸熱的效果明顯(圖4)。還有，德國的一個展覽中心，展廳也採用不鏽鋼絲網做成的.遮陽屏，其減少建築吸熱的效果也不錯。根據LBNL提供的CoolRoofingMaterialsDatabase數據和供應商提供的資料顯示，SRI根據不鏽鋼表面的不同，值也不同。黯淡無光的不鏽鋼表面，SRI在39～60之間，適合作屋面材料，鍍鋁不鏽鋼表面的SRI值接近60。表面越光亮的不鏽鋼，SRI值越高，任何帶有白色塗層的不鏽鋼，SRI都比較高，大多高達107(表3)。PittsburghConventionCenter是第一個獲得LEED金牌認證的建築，建成於2003年，也是當時世界上獲得LEED金牌認證最大的建築(圖5)。此建築就地取材，建材都含有高再生成分，與低碳設計的理念相一致。屋面採用304牌號不鏽鋼，可以緩解環境的低腐蝕性影響，且採用扣蓋設計，防止被大風或者颶風掀起。採用不鏽鋼材料之後，建築減少了33%的加熱和製冷的需求，同時符合至少50年設計壽命的要求。

屋面徑流對環境影響小

不鏽鋼作爲屋面材料，或者作爲支撐綠化屋頂中防水膜的結構，都會大大降低屋面徑流中的有害元素，減少徑流對周圍環境的影響。綠化屋頂由於成本低廉、能源消耗小、建築加熱和製冷需求少而被廣泛關注，也是減少城市熱島效應的好方法［4］。綠化屋頂中，支撐防水膜和過濾膜最好的材料是不鏽鋼，而且最好採用316牌號不鏽鋼(圖6)。如果植物使用化肥，會造成對環境的腐蝕性比較強，鋁或者碳鋼材料很快會發生穿孔，不鏽鋼則不會。同時，不鏽鋼作爲屋面材料或者支撐結構，由於其成分和製造工藝的原因，用它作爲屋面材料時，屋面徑流中的有害物質會大大減少，如果屋面材料選擇不好，屋面徑流中可能含有有害物質，所以應限制徑流作爲飲用水或者將其排入水循環系統中。屋面採用不同材料，屋面徑流中的成分也不同。瀝青作爲屋面材料，會造成砷等有害金屬的釋放;採用生了鏽的鍍鋅鋼、鍍鋅鐵皮，或者混凝土磚，屋面徑流中的鋅含量都比較高(表4)，鋅是一種生物殺傷劑，它對魚類和植物有害。新西蘭的屋面評價機構，對屋面材料中鋅的釋放量有規定，因爲它會造成當地水生物的受害。不鏽鋼屋面也做過相應的研究，其徑流中的鋅含量大大低於檢測線，鉻和鎳的含量也都在檢測線之下，遠低於日常飲用水中鉻和鎳的含量(表5)。因此，飲用水緊缺或者受到污染的地區，就可以採用不鏽鋼屋面收集水，收集的水經過循環處理，用作飲用水或者灌溉植物。例如，悉尼奧運會主會場(圖7)，屋面採用316牌號不鏽鋼，所有屋面水都被收集到地下蓄水罐中，用來澆灌草地和衝馬桶。

目前，世界各地很多獲獎作品或創新設計都採用不鏽鋼作爲建築表皮，這些作品利用不鏽鋼獲得具有吸引力的外觀效果和產生低碳性能。透過建築師、開發商、承包商、技術顧問等多方的探討、諮詢，不鏽鋼作爲建築材料在建築設計中的不斷出現，使建築達到了更好的設計效果並滿足低碳的要求。