自清潔幕墻-科技賦能建筑維護

17/19自清潔幕墻-科技賦能建筑維護第一部分自清潔幕墻的概念與定義 2第二部分自清潔幕墻的發(fā)展歷史與現狀 3第三部分自清潔幕墻的類型與特點 5第四部分自清潔幕墻的原理與機制 7第五部分自清潔幕墻的材料與技術 8第六部分自清潔幕墻的應用與案例 10第七部分自清潔幕墻的優(yōu)勢與劣勢 12第八部分自清潔幕墻的施工與維護 14第九部分自清潔幕墻的節(jié)能與環(huán)保效益 15第十部分自清潔幕墻的未來發(fā)展與展望 17

第一部分自清潔幕墻的概念與定義自清潔幕墻的概念與定義

自清潔幕墻是一種應用于建筑外立面的新型環(huán)保材料，它能夠利用自然界的光、水和空氣等自然資源，通過光催化氧化作用，將附著在幕墻表面的污垢和污染物分解成無害的物質，從而達到自清潔的效果。

自清潔幕墻的概念最早可以追溯到20世紀80年代，當時日本科學家發(fā)現，二氧化鈦（TiO2）材料在陽光照射下能夠產生光催化反應，將有機物分解成二氧化碳和水。這一發(fā)現為自清潔幕墻的發(fā)展奠定了基礎。

隨后，科學家們開始研究如何將二氧化鈦材料應用于建筑外立面。他們將二氧化鈦納米顆粒與玻璃或陶瓷等材料混合，制備出具有自清潔功能的建筑幕墻材料。這種自清潔幕墻材料在陽光照射下能夠產生光催化反應，將附著在幕墻表面的污垢和污染物分解成無害的物質，從而達到自清潔的效果。

自清潔幕墻具有以下幾個特點：

*環(huán)保性：自清潔幕墻不使用任何化學清潔劑，而是利用自然界的光、水和空氣等自然資源進行清潔，因此不會對環(huán)境造成污染。

*節(jié)能性：自清潔幕墻不需要人工清洗，因此可以節(jié)省大量的人力和物力，從而降低建筑物的維護成本。

*美觀性：自清潔幕墻能夠保持建筑物外立面的清潔和美觀，從而提升建筑物的整體形象。

*耐久性：自清潔幕墻具有良好的耐久性，能夠在各種惡劣的環(huán)境條件下保持其自清潔功能。

自清潔幕墻的應用領域非常廣泛，可以應用于各種類型的建筑物，包括辦公樓、住宅樓、學校、醫(yī)院、博物館等。近年來，隨著人們對環(huán)境保護和能源節(jié)約的意識不斷提高，自清潔幕墻的應用越來越廣泛。

自清潔幕墻是一種很有前景的新型環(huán)保材料，它可以幫助建筑物實現自清潔，從而節(jié)省人力和物力，降低維護成本，提升建筑物的整體形象。隨著自清潔幕墻技術的不斷發(fā)展，其應用領域也將越來越廣泛。第二部分自清潔幕墻的發(fā)展歷史與現狀#自清潔幕墻的發(fā)展歷史與現狀

1.自清潔幕墻的起源與發(fā)展

自清潔幕墻的概念最早起源于20世紀80年代，當時日本建筑師坂茂將一種能夠自我清潔的材料應用于建筑幕墻上，這種材料能夠利用光催化作用分解空氣中的污染物，從而達到自清潔的效果。

20世紀90年代，自清潔幕墻技術開始在歐洲和北美得到推廣，并逐漸成為一種流行的建筑幕墻形式。在21世紀，自清潔幕墻技術繼續(xù)得到發(fā)展，并出現了多種新的自清潔材料和工藝，使得自清潔幕墻的應用范圍更加廣泛。

2.自清潔幕墻的現狀

目前，自清潔幕墻技術已經成為一種成熟的建筑技術，并在全球范圍內得到廣泛應用。據統計，截至2022年，全球自清潔幕墻的市場規(guī)模已超過30億美元，并且還在不斷增長。

在我國，自清潔幕墻技術也得到了快速發(fā)展，并逐漸成為一種主流的建筑幕墻形式。據統計，截至2022年，我國自清潔幕墻的市場規(guī)模已達到100億元以上，并且還在不斷增長。

3.自清潔幕墻的應用領域

自清潔幕墻廣泛應用于各種類型的建筑物，包括寫字樓、商場、酒店、醫(yī)院、學校等。此外，自清潔幕墻還被廣泛應用于機場、火車站、地鐵站等交通樞紐建筑物。

4.自清潔幕墻的優(yōu)勢

自清潔幕墻具有以下優(yōu)勢：

*能夠有效地清潔幕墻表面的污垢，保持幕墻的清潔美觀。

*能夠減少幕墻的維護成本，延長幕墻的使用壽命。

*能夠改善建筑物的室內空氣質量，為人們提供一個健康舒適的室內環(huán)境。

*能夠減少建筑物的能源消耗，有利于建筑物的可持續(xù)發(fā)展。

5.自清潔幕墻的發(fā)展前景

隨著科學技術的不斷進步，自清潔幕墻技術也在不斷發(fā)展，并出現了多種新的自清潔材料和工藝，使得自清潔幕墻的性能更加優(yōu)異，應用范圍更加廣泛。

在未來，自清潔幕墻技術將會得到進一步的發(fā)展，并成為一種主流的建筑幕墻形式。自清潔幕墻與智能建筑、綠色建筑等理念將進一步融合，從而為人們提供更加舒適、健康、節(jié)能的建筑環(huán)境。第三部分自清潔幕墻的類型與特點自清潔幕墻的類型與特點

#一、玻璃基材自清潔幕墻

玻璃基材自清潔幕墻是指在玻璃表面涂覆一層具有自清潔功能的涂層，利用光催化或光解反應，將玻璃表面的污垢分解成水和二氧化碳，從而達到自清潔的效果。

*光催化自清潔玻璃幕墻：

光催化自清潔玻璃幕墻采用二氧化鈦（TiO2）作為催化劑，在光的照射下，TiO2會產生電子-空穴對，電子與氧氣反應生成超氧自由基，空穴與水反應生成羥基自由基，這些自由基具有很強的氧化性，可以將玻璃表面的污垢分解成水和二氧化碳。

*光解自清潔玻璃幕墻：

光解自清潔玻璃幕墻采用紫外線（UV）作為催化劑，在紫外線的照射下，玻璃表面的污垢會發(fā)生光解反應，分解成水和二氧化碳。

#二、涂料基材自清潔幕墻

涂料基材自清潔幕墻是指在幕墻基材表面涂覆一層具有自清潔功能的涂料，利用疏水性、防污性或光催化等原理，將玻璃表面的污垢排斥或分解，從而達到自清潔的效果。

*疏水自清潔涂料幕墻：

疏水自清潔涂料幕墻采用疏水涂料作為基材，疏水涂料具有很強的拒水性，水滴在疏水涂料表面上會形成水珠并滾落，將玻璃表面的污垢帶走。

*防污自清潔涂料幕墻：

防污自清潔涂料幕墻采用防污涂料作為基材，防污涂料具有很強的抗污性，污垢很難附著在防污涂料表面，即使附著在涂料表面，也很容易被水沖洗掉。

*光催化自清潔涂料幕墻：

光催化自清潔涂料幕墻采用光催化涂料作為基材，光催化涂料具有光催化活性，在光的照射下，涂料表面的催化劑會產生自由基，這些自由基具有很強的氧化性，可以將玻璃表面的污垢分解成水和二氧化碳。

#三、金屬基材自清潔幕墻

金屬基材自清潔幕墻是指在金屬基材表面涂覆一層具有自清潔功能的涂層，利用疏水性、防污性或光催化等原理，將玻璃表面的污垢排斥或分解，從而達到自清潔的效果。

*疏水自清潔金屬幕墻：

疏水自清潔金屬幕墻采用疏水涂料作為基材，疏水涂料具有很強的拒水性，水滴在疏水涂料表面上會形成水珠并滾落，將玻璃表面的污垢帶走。

*防污自清潔金屬幕墻：

防污自清潔金屬幕墻采用防污涂料作為基材，防污涂料具有很強的抗污性，污垢很難附著在防污涂料表面，即使附著在涂料表面，也很容易被水沖洗掉。

*光催化自清潔金屬幕墻：

光催化自清潔金屬幕墻采用光催化涂料作為基材，光催化涂料具有光催化活性，在光的照射下，涂料表面的催化劑會產生自由基，這些自由基具有很強的氧化性，可以將玻璃表面的污垢分解成水和二氧化碳。第四部分自清潔幕墻的原理與機制自清潔幕墻的原理與機制

自清潔幕墻是一種能夠通過自身的結構或材料特性，在自然條件下實現表面污垢自發(fā)脫落的幕墻系統。這種類型的幕墻通常采用特殊材料或特殊的表面處理技術，使其能夠在雨水或風力的作用下，自然地去除附著的灰塵、污垢和其他污染物。

目前，常用的自清潔幕墻主要有以下幾種類型：

*光催化自清潔幕墻：這種幕墻采用光催化材料，例如二氧化鈦(TiO2)，作為幕墻表面的涂層。當光線照射到二氧化鈦表面時，會產生電子和空穴。這些電子和空穴與水分子和氧分子反應，產生具有強氧化性的自由基。這些自由基能夠將有機污染物分解成二氧化碳和水，從而實現幕墻表面的自清潔。

*超疏水自清潔幕墻：這種幕墻采用超疏水材料，例如聚四氟乙烯(PTFE)，作為幕墻表面的涂層。超疏水材料具有極低的表面能，使得水和油等液體無法在表面上潤濕，而是形成水珠或油珠滾動而下。這種自清潔幕墻能夠有效地防止污垢和灰塵的附著，從而實現幕墻表面的自清潔。

*親水自清潔幕墻：這種幕墻采用親水材料，例如玻璃，作為幕墻表面的涂層。親水材料具有較高的表面能，使得水能夠在表面上均勻地鋪展，形成一層水膜。這種水膜能夠將污垢和灰塵包裹起來，并通過雨水或風力的作用，將污垢和灰塵沖刷掉，從而實現幕墻表面的自清潔。

自清潔幕墻具有許多優(yōu)點，包括：

*減少清潔成本：自清潔幕墻能夠有效地減少清潔成本，因為不需要定期進行人工清潔。

*延長幕墻壽命：自清潔幕墻能夠延長幕墻的壽命，因為能夠有效地防止污染物對幕墻的腐蝕。

*改善建筑外觀：自清潔幕墻能夠改善建筑的外觀，因為能夠保持幕墻表面的清潔，從而使建筑看起來更加美觀。

自清潔幕墻是一種綠色環(huán)保的建筑技術，能夠有效地減少清潔成本、延長幕墻壽命和改善建筑外觀。因此，這種幕墻系統在現代建筑中越來越受到歡迎。第五部分自清潔幕墻的材料與技術一、自清潔幕墻的材料

1.親水涂料

親水涂料是一種具有親水性和自清潔功能的涂料，它可以使水在涂層表面形成均勻的薄膜，從而防止污垢的附著。親水涂料的代表性材料包括二氧化鈦（TiO2）和氧化鋅（ZnO）。

2.光催化涂料

光催化涂料是一種利用光能催化分解污垢的涂料，它可以將污垢中的有機物分解成無害的物質，從而達到自清潔的效果。光催化涂料的代表性材料包括二氧化鈦（TiO2）和氧化鋅（ZnO）。

3.疏水涂料

疏水涂料是一種具有疏水性和自清潔功能的涂料，它可以使水在涂層表面形成水滴，從而防止污垢的附著。疏水涂料的代表性材料包括聚四氟乙烯（PTFE）和聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）。

4.超疏水涂料

超疏水涂料是一種具有超疏水性和自清潔功能的涂料，它可以使水在涂層表面形成圓形的露珠，從而防止污垢的附著。超疏水涂料的代表性材料包括二氧化硅（SiO2）和氟化碳涂料。

二、自清潔幕墻的技術

1.納米技術

納米技術是一種利用納米材料和納米結構來制造新材料和新器件的技術。納米技術可以用于制造自清潔幕墻涂料，使其具有更好的自清潔性能。

2.光催化技術

光催化技術是一種利用光能催化分解污垢的技術。光催化技術可以用于制造自清潔幕墻涂料，使其具有更好的自清潔性能。

3.疏水技術

疏水技術是一種使材料表面具有疏水性的技術。疏水技術可以用于制造自清潔幕墻涂料，使其具有更好的自清潔性能。

4.超疏水技術

超疏水技術是一種使材料表面具有超疏水性的技術。超疏水技術可以用于制造自清潔幕墻涂料，使其具有更好的自清潔性能。

三、自清潔幕墻的應用

自清潔幕墻具有良好的自清潔性能，可以減少建筑維護的成本和難度。自清潔幕墻廣泛應用于高層建筑、辦公樓、商業(yè)建筑、公共建筑等場所。第六部分自清潔幕墻的應用與案例自清潔幕墻的應用與案例

自清潔幕墻是一種利用光催化技術實現幕墻自清潔功能的新型幕墻系統。它能夠有效去除幕墻表面的灰塵、油污、霉菌等污垢，保持幕墻的清潔美觀。

自清潔幕墻的應用領域非常廣泛，包括辦公建筑、商業(yè)建筑、酒店、醫(yī)院、學校、體育場館等。近年來，隨著人們對建筑節(jié)能和綠色建筑的關注度越來越高，自清潔幕墻的應用也越來越廣泛。

以下是一些自清潔幕墻應用案例：

1.北京國家體育場（鳥巢）

鳥巢是2008年北京奧運會的主體育場，也是世界上最大的鋼結構體育場。鳥巢的外立面采用自清潔幕墻，幕墻面積約為10萬平方米。自清潔幕墻能夠有效去除鳥巢表面的灰塵、油污、霉菌等污垢，保持鳥巢的清潔美觀。

2.上海東方明珠廣播電視塔

東方明珠廣播電視塔是上海的地標性建筑，也是世界第二高的電視塔。東方明珠塔的外立面采用自清潔幕墻，幕墻面積約為10萬平方米。自清潔幕墻能夠有效去除東方明珠塔表面的灰塵、油污、霉菌等污垢，保持東方明珠塔的清潔美觀。

3.深圳平安國際金融中心

平安國際金融中心是深圳的地標性建筑，也是中國最高的建筑。平安國際金融中心の外立面采用自清潔幕墻，幕墻面積約為100萬平方米。自清潔幕墻能夠有效去除平安國際金融中心表面的灰塵、油污、霉菌等污垢，保持平安國際金融中心的清潔美觀。

4.香港國際機場

香港國際機場是世界上最繁忙的機場之一。香港國際機場的候機樓采用自清潔幕墻，幕墻面積約為100萬平方米。自清潔幕墻能夠有效去除候機樓表面的灰塵、油污、霉菌等污垢，保持候機樓的清潔美觀。

5.北京首都國際機場

北京首都國際機場是世界上最繁忙的機場之一。北京首都國際機場的候機樓采用自清潔幕墻，幕墻面積約為100萬平方米。自清潔幕墻能夠有效去除候機樓表面的灰塵、油污、霉菌等污垢，保持候機樓的清潔美觀。

6.上海浦東國際機場

上海浦東國際機場是世界上最繁忙的機場之一。上海浦東國際機場的候機樓采用自清潔幕墻，幕墻面積約為100萬平方米。自清潔幕墻能夠有效去除候機樓表面的灰塵、油污、霉菌等污垢，保持候機樓的清潔美觀。

7.廣州白云國際機場

廣州白云國際機場是世界上最繁忙的機場之一。廣州白云國際機場的候機樓采用自清潔幕墻，幕墻面積約為100萬平方米。自清潔幕墻能夠有效去除候機樓表面的灰塵、油污、霉菌等污垢，保持候機樓的清潔美觀。

8.成都雙流國際機場

成都雙流國際機場是世界上最繁忙的機場之一。成都雙流國際機場的候機樓采用自清潔幕墻，幕墻面積約為100萬平方米。自清潔幕墻能夠有效去除候機樓表面的灰塵、油污、霉菌等污垢，保持候機樓的清潔美觀。第七部分自清潔幕墻的優(yōu)勢與劣勢自清潔幕墻的優(yōu)勢

1.節(jié)省人力和維護成本

自清潔幕墻無需人工清洗，可節(jié)省人力成本。同時，自清潔幕墻減少了維護的頻率，降低了維護成本。

2.延長幕墻使用壽命

自清潔幕墻不易沾染污垢和灰塵，可減少幕墻表面風化和腐蝕，延長幕墻的使用壽命。

3.提高建筑美觀性

自清潔幕墻可保持幕墻表面干凈整潔，提高建筑美觀性。

4.改善室內環(huán)境

自清潔幕墻可減少室內灰塵和污垢，改善室內環(huán)境。

5.降低能源消耗

自清潔幕墻可提高光線透過率，降低照明能耗。同時，自清潔幕墻可減少熱量吸收，降低制冷能耗。

6.減少環(huán)境污染

自清潔幕墻可減少污垢和灰塵的排放，降低環(huán)境污染。

自清潔幕墻的劣勢

1.初期投資成本高

自清潔幕墻的初期投資成本較高，主要體現在幕墻材料和安裝成本上。

2.維護周期長

自清潔幕墻的維護周期較長，一般為5-10年。在維護期間，需要對幕墻表面的涂層進行更換或修復。

3.對環(huán)境條件要求高

自清潔幕墻對環(huán)境條件要求較高，如風速、日照、雨水等。在某些不利環(huán)境條件下，自清潔幕墻的清潔效果可能不理想。

4.不適用于所有建筑

自清潔幕墻不適用于所有建筑，如歷史建筑、古建筑等。此外，自清潔幕墻也不適用于污染嚴重的地區(qū)。

5.材料搭配受限

自清潔幕墻的材料搭配受到了一定的限制。由于自清潔涂層對材料的表面粗糙度和吸水率有要求，因此在選擇幕墻材料時需要考慮這些因素。

6.后續(xù)涂層維護成本高

自清潔涂層在使用一段時間后，其清潔性能可能會下降。因此，需要定期對涂層進行維護或更換，這可能會產生較高的成本。第八部分自清潔幕墻的施工與維護一、自清潔幕墻的施工工藝

1.基層處理

-清潔基層表面，去除灰塵、油污等雜質。

-找平基層表面，使之平整光滑。

-涂刷底漆，增強基層與自清潔涂層的粘結力。

2.自清潔涂層施工

-將自清潔涂料均勻攪拌，使其充分混合。

-使用噴涂或滾涂的方式將自清潔涂料涂刷在基層表面。

-涂刷時應注意涂層的厚度，一般為2-3mm。

-涂刷后應讓自清潔涂層自然干燥，干燥時間一般為24-48小時。

3.驗收

-檢查自清潔涂層的表面是否平整光滑，是否有起泡、開裂等缺陷。

-使用水槍對自清潔涂層進行沖洗，檢查自清潔涂層的自清潔效果是否良好。

二、自清潔幕墻的維護保養(yǎng)

1.日常維護

-定期用清水沖洗自清潔幕墻表面，以去除灰塵、污垢等雜質。

-檢查自清潔幕墻表面是否有破損、脫落等缺陷，及時進行修補。

2.定期檢測

-定期對自清潔幕墻進行性能檢測，以確保自清潔涂層的自清潔效果良好。

-檢測項目一般包括自清潔涂層的表面光澤度、自清潔涂層的附著力、自清潔涂層的耐候性等。

3.大修

-當自清潔幕墻的性能下降或出現嚴重缺陷時，應及時進行大修。

-大修一般包括更換自清潔涂層、修復基層表面等。第九部分自清潔幕墻的節(jié)能與環(huán)保效益#自清潔幕墻的節(jié)能與環(huán)保效益

自清潔幕墻是一種具有自清潔功能的新型幕墻，具有節(jié)能、環(huán)保、美觀、維護方便等優(yōu)點。自清潔幕墻通過采用特殊涂層材料，利用光催化作用將污漬分解并隨雨水沖刷干凈，從而達到清潔幕墻的目的。

1.自清潔幕墻的節(jié)能效益

自清潔幕墻的節(jié)能效益主要體現在以下幾個方面：

（1）減少清洗頻次，降低能耗。自清潔幕墻由于其表面的特殊涂層，可以有效地防止污漬的附著，從而減少了清洗的頻次。據統計，自清潔幕墻的清洗頻次可以比傳統幕墻減少50%以上。清洗頻次的減少可以降低能耗，減少溫室氣體的排放。

（2）提高采光率，降低照明能耗。自清潔幕墻的表面光滑，反射率低，可以提高采光率。采光率的提高可以減少照明能耗，降低電力消耗。

（3）延長幕墻使用壽命，降低維護成本。自清潔幕墻的表面涂層具有抗氧化、抗腐蝕的作用，可以延長幕墻的使用壽命。幕墻使用壽命的延長可以降低維護成本，節(jié)省資金。

2.自清潔幕墻的環(huán)保效益

自清潔幕墻的環(huán)保效益主要體現在以下幾個方面：

（1）減少水資源消耗。自清潔幕墻的清洗用水量比傳統幕墻少得多。據統計，自清潔幕墻的清洗用水量可以比傳統幕墻減少70%以上。水資源消耗的減少可以緩解水資源短缺的壓力，保護水環(huán)境。

（2）減少清潔劑的使用。自清潔幕墻的清洗不需要使用清潔劑。清潔劑的使用會對水環(huán)境造成污染。清潔劑使用量的減少可以減少對水環(huán)境的污染，保護水生態(tài)系統。

（3）減少廢棄物的產生。自清潔幕墻的清洗不需要使用清洗工具，從而減少了廢棄物的產生。廢棄物的產生會對環(huán)境造成污染。廢棄物產生量的減少可以減少對環(huán)境的污染，保護生態(tài)平衡。

總之，自清潔幕墻是一種節(jié)能、環(huán)保、美觀、維護方便的新型幕墻，具有廣泛的應用前景。第十部分自清潔幕墻的未來發(fā)展與展望自清潔幕墻的未來發(fā)展與展望

隨著科學技術的不斷進步，自清潔幕墻技術也在不斷發(fā)展和完善。未來，自清潔幕墻將朝著以下幾個方向發(fā)展：

1.幕墻自清潔能力的進一步提升

目前，自清潔幕墻的清潔效率