[发明专利]一种基于叶片仿生结构的建筑外墙砖、其应用及滞尘减霾方法

说明书

本发明涉及一种基于叶片仿生结构的建筑外墙砖、其应用及滞尘减霾方法，建筑外墙砖包括砖体，所述砖体为相框式结构，相框式结构外边框开有与排水脉相通的流水口，砖体相互连接处设有流水槽，相框式结构凹陷内部拱形表面设计了若干滞尘绒毛，排水脉凹陷于拱形表面内，与流水口、流水槽为同一水平面。本发明通过滞尘绒毛，充分的吸附灰尘，同时通过排水脉结合流水槽成功洗脱灰尘，送至地表，可有效缓解雾霾，对滞尘减霾发挥重大作用。

技术领域

本发明涉及一种基于叶片仿生结构的建筑外墙砖、其应用及滞尘减霾方法，属于人居环境科学、城市林业科学领域。

背景技术

雾霾是对大气中各种悬浮颗粒物含量超标的笼统表述，具体表现为空气中的灰尘、硫酸、硝酸、有机碳氢化合物等颗粒物组成的气溶胶系统造成视觉障碍。其中，空气中的二氧化硫、氮氧化物以及可吸入颗粒物这三项是雾霾的主要组成，前两者为气态污染物，而颗粒物则是加重雾霾天气污染的罪魁祸首。它们与雾气结合在一起，让天空瞬间变得灰蒙蒙的，形成雾霾污染大气。颗粒物的英文缩写为PM，尤其是PM2.5（空气动力学当量直径小于等于2.5微米的颗粒物）被认为是造成雾霾天气的“元凶”。

雾霾天气的增多，对人们的健康危害极大。尤其是直径在0.0025-0.01微米以下的飘浮颗粒物，即PM2.5-PM10，可直接通过呼吸系统进入支气管，甚至肺部。PM2.5-PM10等颗粒物除了载有二氧化硫、氮氧化物等含量较高的污染物之外，还可能包括了酸、碱、盐、胺、酚，甚至流感病毒、结核杆菌、肺炎球菌等。因此，雾霾对人的身体健康危害极大。长期生活在雾霾天气中，非常容易发生呼吸道疾病、脑血管疾病、鼻腔炎症等疾病。2013年11月，世界卫生组织宣布空气污染物是地球上“最危险的环境致癌物质之一”。同时，雾霾天气还会提高疾病传播的风险。

近年来，我国的雾霾天气越来越严重。雾霾的形成既有“源头”，也有“帮凶”，其主要源头是颗粒性扬尘微粒，例如我国拥有世界上最大的黄土高原地区，其土壤质地最易生成颗粒性扬尘微粒。有了颗粒性扬尘微粒，工业、汽车尾气等气态污染物便有载体。其次，人为活动带来的运动差非常容易造成扬尘。例如，道路中间花圃和街道马路的泥土下雨或泼水后若有泥浆流到路上，一小时干涸后，被车轮快速辗过就会造成大量扬尘，即使这些颗粒性物质落回地面，也会因汽车不断驶过，被再次甩到城市上空。此外，而一定空间范围内的湿度较高时，颗粒性扬尘微粒和运动过程集聚在这个空间范围内，颗粒物就会与雾气结合形成雾霾。中国近年来的飞速发展的同时，也带来了雾霾的增多。例如，各类化工厂的建设、石材和煤炭等各类矿产的开采、汽车的增加等等，不仅增加了雾霾的载体——颗粒性扬尘微粒，还增加了气态污染物。

如何防治雾霾，是我们亟待研究的重要课题。从雾霾形成的原理和原因来看，防治雾霾的途径主要包括：防止扬尘、减排气态污染物和减霾。其中，防止扬尘和减排气态污染物是从源头出发，例如通过水泥冬季停产可以减少雾霾的载体——颗粒性扬尘微粒；通过关闭化工厂较少气态污染物的排放。近年来，中国在雾霾源头的防治方面做了大量的工作，取得了一定的效果。在减霾方面，相关学者也做了一些研究，例如通过在空中释放静电颗粒捕获雾霾颗粒等，但还一直没有非常有效的实施。

园林植物一直被认为是净化空气的最佳选择，尤其是园林树木的叶片能够有效的滞尘减霾。然而，人居环境建设中，大量的建筑替代了原有的植物群落。由此可见，让建筑具有植物叶片的滞尘功能将是一个有效的滞尘减霾途径。假如每一栋建筑都是一棵大树，那么它的外墙砖可以视为大树的“叶片”。因此，让建筑外墙砖的表面仿生植物叶片的表面微观结构，从而具有植物叶片的滞尘功能，就可以实现建筑的滞尘减霾。

目前，建筑业采用的外墙砖主要有两种，一种是目前利用较多的环保外墙砖，表面仿瓷而光滑，具有无静电、不吸尘的作用。这种外墙砖虽然克服了城市建筑灰尘满面难以清洗的弊端，但对滞尘减霾则没有任何作用。另一种是传统的烧结砖，其表面具有不同程度的凹陷或突起。这种外墙砖对空气中的PM2.5、PM10等颗粒物会有较好的吸附作用，但是雨水却不能完全将吸附的粉尘完全洗脱，那么，这些粉尘将会在风的作用下继续飞入空气中，也不能起到有效的滞尘功能。