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揭秘!亞運場館外墻這樣實現“滴水無痕”
2022-06-02 14:52:49來源:人民網編輯:賈曉茹責編:趙銀平

  擁抱亞運,期待“蓮”開。近日,人民網浙江頻道走進杭州奧體中心(“大小蓮花”)。遠遠望去,HPC和諧光催化專業團隊為杭州奧體中心進行的光催化外墻自清潔(罩面)塗料的生態噴塗項目,正在緊鑼密鼓施工中。

  光催化是什麼?此種生態噴塗有什麼科學原理?又能産生怎樣的效果?一起來看看吧!

  催化分解抵禦污染 外墻自潔歷久彌新

  杭州奧體中心主要由體育場“大蓮花”、體育館/游泳館“化蝶”、網球中心“小蓮花”、綜合訓練館“玉琮”等組成,可舉辦世界性、洲際性綜合運動會。在建設方面,杭州奧體中心更是將杭州亞運會“綠色、智慧、節儉、文明”的辦賽理念體現在方方面面。其中,正在施工的光催化外墻,便在環保節能方面起到了很大作用。

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正在施工中的杭州奧體中心體育場的光催化外墻面。浙江和諧光催化科技有限公司供圖

  光催化反應的具體過程是怎樣的呢?浙江和諧光催化科技有限公司副總經理、環境工程技術研究中心主任鄭凱介紹,光催化材料是一種以納米級二氧化鈦為代表的具有光催化功能的光半導體材料的總稱,將它涂覆于基材表面,在紫外光及可見光的作用下,能夠産生強烈高效的催化降解功能效果:能有效地將墻體表面及空氣中各種有機污染物、有毒有害氣體,分解成少量二氧化碳和水;有效殺滅多種細菌,並將細菌或真菌釋放出的毒素分解及無害化處理;具備除甲醛、除臭、殺菌、自潔抗污等功能。

  “光催化材料噴塗一次,墻面的自清潔效果可持續5到8年,性價比遠遠高於僅僅保持幾個月的傳統外墻清洗,在改善環境品質、降低能耗、減少碳排放等方面具有巨大的應用前景。”鄭凱説。

  那麼,表面涂有光催化材料的建築材料是如何完成自清潔的呢?據了解,在紫外光太陽光的照耀下,水在光催化材料涂層薄膜表面的接觸角會降低至10°以下或接近0°,表現出超親水性能。具備超親水性能的薄膜具有優異的防霧性能,同時還具備良好的有機物分解能力。這種超親水性和分解有機物的能力,使其具備了可循環的自清潔功能。

  “超親水性通過一個小實驗來展示更為直觀。”來到位於杭州市蕭山區的浙江和諧光催化科技有限公司內,工作人員現場演示了一組效果對比試驗。兩塊瓷磚面板,一塊噴塗了光催化塗料,另一塊則噴塗普通塗料,往兩塊瓷磚上滴水,未經過光催化處理的瓷磚表面測出的傾斜角度為58.33°。經過光催化處理的瓷磚的表面,它形成的接觸角只有14.56°,符合國家標準中對於超親水性的要求。

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顯微鏡下,材料在噴塗了光催化塗料後表現出的超親水性。浙江和諧光催化科技有限公司供圖

  此外,工作人員還通過一塊玻璃展示了光催化噴塗的效果。“正常狀態下,下雨後玻璃上都會留有水痕,長時間會積攢灰塵。”據工作人員介紹,通過光催化技術可使雨水在玻璃表面形成水膜,雨水便會順利滑落,帶走灰塵,保證玻璃表面的清潔。

  “將一塊鋁面板一分為二,一塊噴塗光催化涂膜,另一塊不噴塗。用有機染料筆模倣外界污染物,在兩塊材料表面標記後,通過一分鐘紫外光燈照射,可看出噴塗了光催化涂膜的瓷磚鋁板部分染料降解效果明顯更高。”工作人員告訴人民網浙江頻道,根據國家權威檢測機構的實驗證明,每噴塗1立方米的光催化涂膜,就能清除95%的甲醛。

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有機污染物降解褪色對比實驗演示。浙江和諧光催化科技有限公司供圖

  院士領銜 産學研創新發展

  作為一項新興的綠色環保技術,目前,光催化技術已在杭州亞運會重點場館建設、未來社區及城市標誌性交通樞紐工程等領域進行推廣應用示範。光催化技術産業迎來了快速發展的契機。

  杭州奧體中心體育場是國內目前第三大體育場館,將作為杭州亞運會的主體育場,承擔開幕式、閉幕式和田徑比賽。近日,浙江和諧光催化科技有限公司正在為杭州奧體中心體育場“穿”上科技“防護服”。

  來到工程現場時,該公司的技術團隊正在對杭州奧體中心體育場館的外立面進行清洗,祛除表面油漬和污垢,再噴塗企業自主研發的一種二氧化鈦水溶性溶膠塗料——HPC光催化自潔涂膜。“光線射入時,涂膜內部會形成光柱,光催化材料會被激活,持續光催化反應。”鄭凱介紹,HPC光催化自潔涂膜的二氧化鈦納米粒子粒徑保持在5至30納米級,整個性狀非常穩定,從而保證了涂膜在噴塗墻上後長時間保持良好的光催化反應效果長效性和高活性。

  此外,據科學研究表明,在每200平方米的建築外墻上噴塗HPC光催化綠色環保科技産品相當於14棵大白楊樹的空氣凈化能力,而正在施工中的杭州奧體中心體育場光催化外墻面積約15.6萬平方米,相當於種上了1萬多棵大白楊樹。“杭州奧體中心體育場的建築表面有兩種材質,在噴塗上有一定的難度,因此在噴塗配方、工藝和工程實施都須嚴格按照相關規程來進行,確保光催化材料噴塗的品質。”浙江和諧光催化科技有限公司董事長陳納新表示,如果加上省市公建項目和亞運會場館等,和諧光催化累計工程量儲備約70萬平方米,相當於為城市種上了4.9萬棵大白楊樹。

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杭州奧體中心體育場外墻上噴塗HPC光催化綠色環保科技産品。浙江和諧光催化科技有限公司供圖

  “我們深度參與了杭州亞運會的主場館外立面自潔、抗老化、環保節能等項目。”陳納新表示,除杭州奧體中心體育場外,富陽、紹興等地的亞運場館項目工程也正在深度推進中。

  科技項目的成果轉化離不開專家團隊的助力。據了解,由中國工程院院士,福州大學校長、黨委副書記付賢智領銜的院士專家工作站于2021年正式成立了未來社區環境工程技術研究中心,啟動籌建的HPC和諧光催化環境産業研究院,研發人員有40余名。同時,該工作站還在杭州、上海設立研發分部機構,主要開展光催化産業核心技術、共性關鍵技術和重大戰略性前瞻性技術等研究與開發,儲備産業未來發展的戰略性、前瞻性技術和目標産品。

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院士專家工作站。浙江和諧光催化科技有限公司供圖

  院士專家團隊的主要工作是什麼呢?首先便是決策諮詢,包括關注國內外光催化學科與産業動態;制定浙江和諧光催化科技有限公司的技術研發計劃(包括儲備技術);橋聯院士團隊與浙江和諧光催化科技有限公司技術人員隊伍;實施産品研發項目和解決實際工程問題;對浙江省內光催化産業發展調研,並向相關部門領導提出促進産業發展的扶持相關産業的建議等。

  “我們和付賢智院士的團隊合作多年,聯繫緊密。付賢智院士帶領的團隊是院校類國家級平臺,專門從事光催化的技術理論研究、産業化研究和重大科技難題的突破。”陳納新介紹,專家團隊的進駐為企業在技術成果轉化過程中提供了支持,幫助企業在科技難點、痛點、堵點等方面進行了細緻的梳理和服務,“福州大學的專家教授與企業技術開發中心的高端智力人才通過‘産學研’的方式不斷磨合,對技術難題聯合攻關,從而不斷研究推進光催化新技術、新産品的落地和産業化發展。”

  據了解,浙江和諧光催化科技有限公司以國家環境光催化工程技術研究中心為技術依託平臺,已建有省級高新技術企業研發中心,現有高級技術人員20人,中級職稱以上達30人,申請專利近55項,已授權30余項。

  “截至目前,院士專家工作站已在中共一大會址‘清水磚’、玻璃自清潔、光伏板表面光電轉化效率提升等項目上解決了技術性難題。下一步,我們將繼續與專家團隊開展密切合作,計劃成立浙江和諧光催化技術研究院,與福州大學聯合成立産業研究院,為中國光催化産業的高品質、規模化發展盡綿薄之力。”陳納新説。

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2021年4月,中共一大紀念館外墻噴塗了光催化材料。浙江和諧光催化科技有限公司供圖

  助力未來社區建設 打造蔚藍光潔城市

  未來社區是浙江在全國首創的民生工程,也是浙江以開放、創新思維繫統性重構傳統城市社區建設模式的探索。近兩年,杭州以打造更多更具歸屬感、舒適感和未來感的新型城鄉功能單元為出發點,掀起了未來社區建設高潮。

  隨著新一輪科技革命和産業變革的深入,社區作為城市的基本功能單元,也是城市文化融合、市民凝聚力和幸福感提升的重要場所。在此基礎上,未來社區將更加智慧、低碳、充滿人文關懷,成為“讓老百姓幸福”的新平臺。在這個新平臺的搭建過程中,HPC和諧光催化綠色環保科技産品的應用,為未來社區綠色低碳工程的進一步提升提供了無限可能。

  “光催化技術具有分解有機物和自清潔功能,可以讓我們居住的大樓保持常新的面貌,永遠‘年輕’。同時,它的凈化空氣功能可以提升居民居住環境品質,從而使城市外墻披上HPC光催化‘綠色健康肌膚’,讓整座城市沉浸在‘森林氧吧’中。”鄭凱表示,光催化材料涂覆于大氣污染城市區域的高樓大廈,不僅可以實現大廈的自清潔,還可以有效分解大氣中汽車排放、各種油煙及其他眾多污染物,因此,“光催化生態路面涂膜”項目應用應運而生,目前有三個:上海崇明生態大道建設項目(10公里)、紹興智慧城市快速道路項目(10公里)和衢州衢江區沿江公路綠道項目(9公里)。據了解,該産品的使用可有效抑制道路揚塵,降解道路表面25%至30%的汽車尾氣污染,調節道路及周邊空氣環境。

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光催化技術生態道路應用。浙江和諧光催化科技有限公司供圖

  “HPC光催化綠色環保科技是城市美好環境的守衛者,可有效降解空氣中如工業廢氣、汽車尾氣等有機污染物,其作為一項環保高新技術,是適應綠色城市建設發展的,在實現‘碳中和’的各項工作中也發揮著重要作用。”陳納新表示,在市場化演變過程中,光催化技術從原來的基礎研究、中試研發到産業化研究,目前正廣泛應用於政府的重點標誌性項目以及民生工程項目,其中就包括未來社區的高品質建設發展。

  據了解,2021年,浙江和諧光催化科技有限公司建立了未來社區環境工程技術研究中心,並依託未來社區試點打造了一批實際成效明顯的光催化技術應用樣板工程,積極推動光催化産品在各未來社區試點的標誌性建築中率先示範應用。截至目前,浙江和諧光催化科技有限公司已參與了浙江省多個未來社區的建設項目。在此基礎上,HPC和諧光催化的項目還將延伸至未來社區試點更多公共建築上推廣應用。

  “未來社區注重生態建築、低碳化和生命健康。通過大範圍建築外立面的光催化材料噴塗,使老百姓的生活環境得到優化,從而提升社區綜合治理,助力群眾高品質生活。”陳納新表示,光催化技術在建築外立面的一種深層次大規模應用對未來城市的有機更新,以及未來高品質環境、高品質生活的打造有著深遠意義,“未來社區領域的探索實踐給予了我們很大鼓舞,相信光催化産業將擁有蔚藍的前景。”(記者 方彭依夢)

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