揭秘!亚运场馆外墙这样实现“滴水无痕”

点击:175时间:2022-05-25 08:31:35 来源: 创始人

拥抱亚运,期待“莲”开。近日,人民网浙江频道走进杭州奥体中心(“大小莲花”)。远远望去,HPC和谐光催化专业团队为杭州奥体中心进行的光催化外墙自清洁(罩面)涂料的生态喷涂项目,正在紧锣密鼓施工中。

光催化是什么?此种生态喷涂有什么科学原理?又能产生怎样的效果?一起来看看吧!

催化分解抵御污染 外墙自洁历久弥新

杭州奥体中心主要由体育场“大莲花”、体育馆/游泳馆“化蝶”、网球中心“小莲花”、综合训练馆“玉琮”等组成,可举办世界性、洲际性综合运动会。在建设方面,杭州奥体中心更是将杭州亚运会“绿色、智能、节俭、文明”的办赛理念体现在方方面面。其中,正在施工的光催化外墙,便在环保节能方面起到了很大作用。

正在施工中的杭州奥体中心体育场的光催化外墙面。浙江和谐光催化科技有限公司供图

光催化反应的具体过程是怎样的呢?浙江和谐光催化科技有限公司副总经理、环境工程技术研究中心主任郑凯介绍,光催化材料是一种以纳米级二氧化钛为代表的具有光催化功能的光半导体材料的总称,将它涂覆于基材表面,在紫外光及可见光的作用下,能够产生强烈高效的催化降解功能效果:能有效地将墙体表面及空气中各种有机污染物、有毒有害气体,分解成少量二氧化碳和水;有效杀灭多种细菌,并将细菌或真菌释放出的毒素分解及无害化处理;具备除甲醛、除臭、杀菌、自洁抗污等功能。

“光催化材料喷涂一次,墙面的自清洁效果可持续5到8年,性价比远远高于仅仅保持几个月的传统外墙清洗,在改善环境质量、降低能耗、减少碳排放等方面具有巨大的应用前景。”郑凯说。

那么,表面涂有光催化材料的建筑材料是如何完成自清洁的呢?据了解,在紫外光太阳光的照耀下,水在光催化材料涂层薄膜表面的接触角会降低至10°以下或接近0°,表现出超亲水性能。具备超亲水性能的薄膜具有优异的防雾性能,同时还具备良好的有机物分解能力。这种超亲水性和分解有机物的能力,使其具备了可循环的自清洁功能。

“超亲水性通过一个小实验来展示更为直观。”来到位于杭州市萧山区的浙江和谐光催化科技有限公司内,工作人员现场演示了一组效果对比试验。两块瓷砖面板,一块喷涂了光催化涂料,另一块则喷涂普通涂料,往两块瓷砖上滴水,未经过光催化处理的瓷砖表面测出的倾斜角度为58.33°。经过光催化处理的瓷砖的表面,它形成的接触角只有14.56°,符合国家标准中对于超亲水性的要求。


显微镜下,材料在喷涂了光催化涂料后表现出的超亲水性。

浙江和谐光催化科技有限公司供图

此外,工作人员还通过一块玻璃展示了光催化喷涂的效果。“正常状态下,下雨后玻璃上都会留有水痕,长时间会积攒灰尘。”据工作人员介绍,通过光催化技术可使雨水在玻璃表面形成水膜,雨水便会顺利滑落,带走灰尘,保证玻璃表面的清洁。

“将一块铝面板一分为二,一块喷涂光催化涂膜,另一块不喷涂。用有机染料笔模仿外界污染物,在两块材料表面标记后,通过一分钟紫外光灯照射,可看出喷涂了光催化涂膜的瓷砖铝板部分染料降解效果明显更高。”工作人员告诉人民网浙江频道,根据国家权威检测机构的实验证明,每喷涂1立方米的光催化涂膜,就能清除95%的甲醛。

有机污染物降解褪色对比实验演示。浙江和谐光催化科技有限公司供图

院士领衔 产学研创新发展

作为一项新兴的绿色环保技术,目前,光催化技术已在杭州亚运会重点场馆建设、未来社区及城市标志性交通枢纽工程等领域进行推广应用示范。光催化技术产业迎来了快速发展的契机。

杭州奥体中心体育场是国内目前第三大体育场馆,将作为杭州亚运会的主体育场,承担开幕式、闭幕式和田径比赛。近日,浙江和谐光催化科技有限公司正在为杭州奥体中心体育场“穿”上科技“防护服”。

来到工程现场时,该公司的技术团队正在对杭州奥体中心体育场馆的外立面进行清洗,祛除表面油渍和污垢,再喷涂企业自主研发的一种二氧化钛水溶性溶胶涂料——HPC光催化自洁涂膜。“光线射入时,涂膜内部会形成光柱,光催化材料会被激活,持续光催化反应。”郑凯介绍,HPC光催化自洁涂膜的二氧化钛纳米粒子粒径保持在5至30纳米级,整个性状非常稳定,从而保证了涂膜在喷涂墙上后长时间保持良好的光催化反应效果长效性和高活性。

此外,据科学研究表明,在每200平方米的建筑外墙上喷涂HPC光催化绿色环保科技产品相当于14棵大白杨树的空气净化能力,而正在施工中的杭州奥体中心体育场光催化外墙面积约15.6万平方米,相当于种上了1万多棵大白杨树。“杭州奥体中心体育场的建筑表面有两种材质,在喷涂上有一定的难度,因此在喷涂配方、工艺和工程实施都须严格按照相关规程来进行,确保光催化材料喷涂的质量。”浙江和谐光催化科技有限公司董事长陈纳新表示,如果加上省市公建项目和亚运会场馆等,和谐光催化累计工程量储备约70万平方米,相当于为城市种上了4.9万棵大白杨树。

杭州奥体中心体育场外墙上喷涂HPC光催化绿色环保科技产品。

浙江和谐光催化科技有限公司供图

“我们深度参与了杭州亚运会的主场馆外立面自洁、抗老化、环保节能等项目。”陈纳新表示,除杭州奥体中心体育场外,富阳、绍兴等地的亚运场馆项目工程也正在深度推进中。

科技项目的成果转化离不开专家团队的助力。据了解,由中国工程院院士,福州大学校长、党委副书记付贤智领衔的院士专家工作站于2021年正式成立了未来社区环境工程技术研究中心,启动筹建的HPC和谐光催化环境产业研究院,研发人员有40余名。同时,该工作站还在杭州、上海设立研发分部机构,主要开展光催化产业核心技术、共性关键技术和重大战略性前瞻性技术等研究与开发,储备产业未来发展的战略性、前瞻性技术和目标产品。

院士专家工作站。浙江和谐光催化科技有限公司供图

院士专家团队的主要工作是什么呢?首先便是决策咨询,包括关注国内外光催化学科与产业动态;制定浙江和谐光催化科技有限公司的技术研发计划(包括储备技术);桥联院士团队与浙江和谐光催化科技有限公司技术人员队伍;实施产品研发项目和解决实际工程问题;对浙江省内光催化产业发展调研,并向相关部门领导提出促进产业发展的扶持相关产业的建议等。

“我们和付贤智院士的团队合作多年,联系紧密。付贤智院士带领的团队是院校类国家级平台,专门从事光催化的技术理论研究、产业化研究和重大科技难题的突破。”陈纳新介绍,专家团队的进驻为企业在技术成果转化过程中提供了支持,帮助企业在科技难点、痛点、堵点等方面进行了细致的梳理和服务,“福州大学的专家教授与企业技术开发中心的高端智力人才通过‘产学研’的方式不断磨合,对技术难题联合攻关,从而不断研究推进光催化新技术、新产品的落地和产业化发展。”

据了解,浙江和谐光催化科技有限公司以国家环境光催化工程技术研究中心为技术依托平台,已建有省级高新技术企业研发中心,现有高级技术人员20人,中级职称以上达30人,申请专利近55项,已授权30余项。

“截至目前,院士专家工作站已在中共一大会址‘清水砖’、玻璃自清洁、光伏板表面光电转化效率提升等项目上解决了技术性难题。下一步,我们将继续与专家团队开展密切合作,计划成立浙江和谐光催化技术研究院,与福州大学联合成立产业研究院,为中国光催化产业的高质量、规模化发展尽绵薄之力。”陈纳新说。

2021年4月,中共一大纪念馆外墙喷涂了光催化材料。浙江和谐光催化科技有限公司供图

助力未来社区建设 打造蔚蓝光洁城市

未来社区是浙江在全国首创的民生工程,也是浙江以开放、创新思维系统性重构传统城市社区建设模式的探索。近两年,杭州以打造更多更具归属感、舒适感和未来感的新型城乡功能单元为出发点,掀起了未来社区建设高潮。

随着新一轮科技革命和产业变革的深入,社区作为城市的基本功能单元,也是城市文化融合、市民凝聚力和幸福感提升的重要场所。在此基础上,未来社区将更加智慧、低碳、充满人文关怀,成为“让老百姓幸福”的新平台。在这个新平台的搭建过程中,HPC和谐光催化绿色环保科技产品的应用,为未来社区绿色低碳工程的进一步提升提供了无限可能。

“光催化技术具有分解有机物和自清洁功能,可以让我们居住的大楼保持常新的面貌,永远‘年轻’。同时,它的净化空气功能可以提升居民居住环境质量,从而使城市外墙披上HPC光催化‘绿色健康肌肤’,让整座城市沉浸在‘森林氧吧’中。”郑凯表示,光催化材料涂覆于大气污染城市区域的高楼大厦,不仅可以实现大厦的自清洁,还可以有效分解大气中汽车排放、各种油烟及其他众多污染物,因此,“光催化生态路面涂膜”项目应用应运而生,目前有三个:上海崇明生态大道建设项目(10公里)、绍兴智慧城市快速道路项目(10公里)和衢州衢江区沿江公路绿道项目(9公里)。据了解,该产品的使用可有效抑制道路扬尘,降解道路表面25%至30%的汽车尾气污染,调节道路及周边空气环境。

光催化技术生态道路应用。浙江和谐光催化科技有限公司供图

“HPC光催化绿色环保科技是城市美好环境的守卫者,可有效降解空气中如工业废气、汽车尾气等有机污染物,其作为一项环保高新技术,是适应绿色城市建设发展的,在实现‘碳中和’的各项工作中也发挥着重要作用。”陈纳新表示,在市场化演变过程中,光催化技术从原来的基础研究、中试研发到产业化研究,目前正广泛应用于政府的重点标志性项目以及民生工程项目,其中就包括未来社区的高质量建设发展。

据了解,2021年,浙江和谐光催化科技有限公司建立了未来社区环境工程技术研究中心,并依托未来社区试点打造了一批实际成效明显的光催化技术应用样板工程,积极推动光催化产品在各未来社区试点的标志性建筑中率先示范应用。截至目前,浙江和谐光催化科技有限公司已参与了浙江省多个未来社区的建设项目。在此基础上,HPC和谐光催化的项目还将延伸至未来社区试点更多公共建筑上推广应用。

“未来社区注重生态建筑、低碳化和生命健康。通过大范围建筑外立面的光催化材料喷涂,使老百姓的生活环境得到优化,从而提升社区综合治理,助力群众高品质生活。”陈纳新表示,光催化技术在建筑外立面的一种深层次大规模应用对未来城市的有机更新,以及未来高质量环境、高品质生活的打造有着深远意义,“未来社区领域的探索实践给予了我们很大鼓舞,相信光催化产业将拥有蔚蓝的前景。”

(责编:方彭依梦、康梦琦)
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