根據(jù)國(guó)際能源協(xié)會(huì)2014年報(bào)告，建筑消耗了全球三分之一以上的能源和一半的電力，同時(shí)產(chǎn)生了全球三分之一的碳排放。此外，考慮到預(yù)計(jì)到2050年世界人口將增加25億，建筑能耗將給全球能源系統(tǒng)帶來(lái)更大壓力。2020年全球潛在的能源節(jié)約占比53%的住宅和商業(yè)建筑行業(yè)沒(méi)有雄心勃勃的能效目標(biāo)，可持續(xù)性轉(zhuǎn)型就不會(huì)成功，而這個(gè)比例里，其次是交通運(yùn)輸(24%)和制造業(yè)(23%)。
隨著2016年全球所有行業(yè)能效投資同比增長(zhǎng)+9%，并已經(jīng)取得了顯著進(jìn)展。在2016年全球能源效率投資的2310億美元中，1330億美元分配給建筑部門(mén)，其中~50%投資建造圍護(hù)結(jié)構(gòu)解決方案。
供暖分別占住宅和商業(yè)建筑能耗的60%和50%。隔熱與其他宏觀和微觀設(shè)計(jì)因素(如建筑形式、朝向和體量、景觀美化、通風(fēng)、被動(dòng)式太陽(yáng)能設(shè)計(jì)、熱質(zhì)量和玻璃技術(shù))一起，在建筑能耗合理化方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。
在全球能源結(jié)構(gòu)中增加可再生能源的同時(shí)，通過(guò)優(yōu)化建筑材料的碳足跡和提高能效能力來(lái)顯著降低我們的能源需求，將促進(jìn)可持續(xù)轉(zhuǎn)型。因此，建筑行業(yè)需要
I)設(shè)計(jì)最大限度減少熱量損失和最大限度提高能效的材料，以及ii)從產(chǎn)品成分和供應(yīng)鏈流程的角度實(shí)施可持續(xù)的隔熱產(chǎn)品制造流程。
通過(guò)使用具有復(fù)雜固體路徑的低密度材料，以及具有減少熱傳導(dǎo)的截留氣穴的蜂窩狀或纖維狀結(jié)構(gòu)，最大限度地提高了其隔熱性。與基準(zhǔn)建筑相比，建筑隔熱可以通過(guò)采用有機(jī)天然纖維或蜂窩狀隔熱材料可以節(jié)省10倍的降低供暖/制冷成本，這為經(jīng)濟(jì)理念增加了積極的碳足跡影響。
根據(jù)道奇數(shù)據(jù)分析公司的“2016年世界綠色建筑趨勢(shì)”調(diào)查，生物源/天然纖維絕緣[3]僅占建筑絕緣市場(chǎng)的5%,而礦物棉和合成保溫分別占55%和40%。根據(jù)這項(xiàng)調(diào)查，保溫市場(chǎng)將在未來(lái)幾十年內(nèi)繼續(xù)增長(zhǎng)3%至5%。通過(guò)兩位數(shù)的增長(zhǎng)，天然纖維市場(chǎng)將獲得越來(lái)越大的市場(chǎng)份額，并可能在未來(lái)逐步取代大多數(shù)其他絕緣體。
目前的市場(chǎng)份額是歷史性的，這是因?yàn)楹铣珊偷V物保溫材料仍然是熱效率相當(dāng)高(λ)的最便宜的絕緣材料之一。對(duì)于同等或更好的測(cè)量熱效率，其成本可降低至50%。
然而，這種熱效率特性需要仔細(xì)考慮。λ 是在生產(chǎn)線的末端測(cè)量的。如果幾年后再次測(cè)量，特別是在礦物保溫材料體的潮濕條件下，熱效率將顯著下降，而生物纖維無(wú)論從尺寸還是λ角度來(lái)看都將保持非常穩(wěn)定。
另一個(gè)重要的考慮因素是這種材料不僅能抵御寒冷，還能抵御夏季供暖，這是用“相移”來(lái)衡量的。
相移是熱量進(jìn)入棲息地所需的時(shí)間。這通常能夠避免使用空調(diào)，特別是在環(huán)境上昂貴的空調(diào)。為了獲得出色的夏季舒適性，除了保溫功率之外，考慮保溫材料具體構(gòu)造的材料和保溫本身的技術(shù)指標(biāo)也很重要。數(shù)值越高，材料能夠吸收的熱量就越多，從而更長(zhǎng)時(shí)間的保持家居內(nèi)部的新鮮度。
對(duì)于木棉或GRAMITHERM(一種創(chuàng)新的天然纖維絕緣材料，由草甸草制成，我們將在本文中重點(diǎn)介紹)度量大約是11小時(shí)。對(duì)于礦物纖維或合成絕緣體，它是4-7小時(shí)，這意味著在一種情況下，熱量需要11個(gè)小時(shí)才能穿過(guò)GRAMITHERM保溫層，而在礦物纖維/合成絕緣體的情況下只需要7個(gè)小時(shí)。舉個(gè)例子，如果太陽(yáng)從上午10點(diǎn)開(kāi)始加熱屋頂，自然隔熱層不會(huì)讓熱量在晚上9點(diǎn)之前通過(guò)。到那時(shí)夜幕將會(huì)降臨，輻射將會(huì)停止。因此，天然纖維可以防止太陽(yáng)輻射，并在不使用冷卻系統(tǒng)的情況下提供最佳的夏季舒適度。
一些其他的品質(zhì)，如聲音吸收或容易鋪設(shè)沒(méi)有保護(hù)罩也影響一種類(lèi)型的保溫材料的選擇。此外，由于人們對(duì)氣候全球變暖的認(rèn)識(shí)日益提高，保溫市場(chǎng)的發(fā)展也將受到生態(tài)因素的驅(qū)動(dòng)，包括碳足跡、可回收性、健康影響和原材料消耗標(biāo)準(zhǔn)。
根據(jù)碳足跡，合成保溫材料的資產(chǎn)負(fù)債表最差，平均每公斤產(chǎn)品排放6.5公斤，礦物棉為0.93公斤/公斤，而天然纖維平均每公斤產(chǎn)品吸收0.1公斤二氧化碳，對(duì)氣候有積極影響。
另一個(gè)關(guān)鍵的生態(tài)問(wèn)題是再循環(huán)能力，平均降解時(shí)間超過(guò)500年的合成保溫材料的負(fù)面影響也是不可持續(xù)的。礦物棉也很難回收，因?yàn)榛厥粘杀靖哂谛庐a(chǎn)品制造成本。這不是天然纖維的情況，天然纖維具有天然和完全可回收的優(yōu)點(diǎn)。
關(guān)于健康問(wèn)題，礦物纖維似乎存在一些潛在的吸入纖維的危險(xiǎn)。他們需要像面具這樣的預(yù)防措施來(lái)控制。礦石巖棉體會(huì)向空氣中釋放出幾種有害化合物，聚氨酯也不例外。最近，一些保溫材料公司被指控與安裝了聚氨酯開(kāi)孔噴涂隔熱產(chǎn)品印象房主的健康問(wèn)題有關(guān)。再說(shuō)一次，天然制品保溫材料一般對(duì)健康無(wú)害，只要它們不釋放任何公認(rèn)的有毒化合物，因此有助于對(duì)抗室內(nèi)空氣污染。然而，這些保溫材料必須經(jīng)過(guò)一些額外的處理，特別是保護(hù)它們免受?chē)X動(dòng)物的侵害或使它們防火。這種處理并不總是不含聚酯纖維，聚酯纖維來(lái)自石化產(chǎn)品…
最后，生物來(lái)源產(chǎn)品的主要興趣之一是它們的可再生性。如果每個(gè)人都像澳大利亞人一樣生活，我們將需要5.2顆行星資源。如果我們像美國(guó)人一樣生活，需要5顆行星資源。如果世界其他地方像法國(guó)一樣生活，我們將需要3顆行星資源。按照世界平均水平，我們需要1.7個(gè)星球資源。只有可再生的原材料才能被認(rèn)為是取之不盡的資源，只要它們的開(kāi)發(fā)速度不超過(guò)自然。
GRAMITHERM是一種創(chuàng)新的生物源保溫材料，在綠色保溫材料競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手中提供最佳的碳足跡，使用豐富且未充分利用的原材料:草甸草，同時(shí)也是生物源保溫市場(chǎng)中最具競(jìng)爭(zhēng)力的價(jià)格選擇之一。
制造GRAMITHERM的工業(yè)過(guò)程不產(chǎn)生廢物，并且需要有限的外部能源，這使得它非常適合循環(huán)經(jīng)濟(jì)。根據(jù)蘇黎世大學(xué)2015年進(jìn)行的生命周期分析，制造1千克GRAMITHERM可吸收1.405千克二氧化碳。
禾本科植物涵蓋了一個(gè)地球上四分之一的土地，使其成為可用的最豐富的材料。草地覆蓋物~20%歐洲領(lǐng)土的一部分。因此，草似乎是最豐富的生物量資源之一，同時(shí)也是最未充分利用的資源之一。與大麻或亞麻不同，草不需要專(zhuān)門(mén)的農(nóng)田，如今成功且有利可圖的工業(yè)應(yīng)用太少。
它也是價(jià)格最具競(jìng)爭(zhēng)力的生物源保溫產(chǎn)品之一，標(biāo)價(jià)為10€/平方米。只有已經(jīng)大量生產(chǎn)的木棉在定價(jià)上更激進(jìn)，平均價(jià)格為8-10€/平方米[5]。然而，與木棉不同，GRAMITHERM的安裝是無(wú)塵的。
GRAMITHERM還提供了適當(dāng)隔熱材料應(yīng)具備的所有必要技術(shù)特征和優(yōu)勢(shì)，包括防寒防暑隔熱、防霉防火、防過(guò)敏(無(wú)花粉、細(xì)顆粒或真菌孢子)、吸音、濕度調(diào)節(jié)、尺寸穩(wěn)定性、防嚙齒動(dòng)物(制造過(guò)程中可消化部分與纖維分離)以及材料處理過(guò)程中的其他健康優(yōu)勢(shì)。GRAMITHERM可用于隔熱位于屋頂下和椽子之間的新建筑和翻新建筑的部分，用于外墻和內(nèi)部隔板的雙重隔熱，此外還有木框架以及地板和天花板。
它從周?chē)諝庵形账植⒃诃h(huán)境空氣變得干燥時(shí)釋放水分的非凡能力給人以極大的舒適感。這一特性使GRAMITHERM成為亞熱帶地區(qū)性能最好的絕緣體之一，那里不包括合成和礦物產(chǎn)品。
除了作為具有競(jìng)爭(zhēng)性技術(shù)和價(jià)格特征的絕緣市場(chǎng)的綠色替代品，GRAMITHERM還在其整個(gè)生命周期內(nèi)提供了積極的碳足跡影響。此外，未開(kāi)發(fā)的草的可用性將允許在世界各地生產(chǎn)GRAMITHERM，提供一個(gè)有競(jìng)爭(zhēng)力的生物來(lái)源的保溫解決方案。
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