建（jiàn）築物外牆保潔研究的意義和現狀（zhuàng）

研究的必要性（xìng）

建築物外牆清洗保潔是一個較（jiào）複雜的工程，是采用物理或（huò）化學或兩者相結（jié）合的方 法除去建築物表麵（miàn）附著的灰塵、汙漬、汙垢，使（shǐ）其恢複到原（yuán）有的本色，呈現幹淨、 美觀，而同時又（yòu）保證（zhèng）建築物表麵不受破壞的過程（chéng），對建築物進行定期清洗保潔的必（bì） 要性主要體現在以下幾個方麵：

一、 保持（chí）建築景觀，提升城市品位的需求

為了提高（gāo）城市（shì）的知名度，增（zēng）加城（chéng）市的競爭力，越來（lái）越多的城市（shì）加入全國文明（衛（wèi） 生）城市（shì）的評比活動中。每2年t次的全國範（fàn）圍的衛（wèi）生城市評比活動，把保持建築表 麵清潔列為考核的重要指標之一肉。而高層建築外牆醒目、突出，自然（rán）也就成為檢查 的重點，因為它關係著一個城市乃至國家的形象，例如在北京申奧期間政府花了巨 大的費用來（lái）對全市所有建築物的外牆進行更新，以期（qī）達到美（měi）化（huà）城市的效果；海爾集 團就將“清潔（jié）"、“清掃”寫入了企業管理，在企業樹立良好的形象（xiàng）方麵起著很大 的作用。

二、 法律法規的要求

世界各（gè）國對建築物外牆的清洗越來越重視，在發達國家甚至以法（fǎ）律的形（xíng）式明確規 定，建築物的表（biǎo）麵必須定期清洗，不然會受到嚴厲（lì）的處罰，國外新加坡政府規定每 年必須（xū）清（qīng）洗數次，國內南京市政府部門（mén）規定每年高樓外牆必須清洗（xǐ）1次（cì），上海市職 業技（jì）術培訓教材編（biān）審委員會專門編寫了建築物清潔保養書籍，廣州（zhōu）市環衛局有關人 士表示（shì），隨（suí）著城市市區高層（céng）高樓建築（zhù）的迅速增多（duō），樓盤外牆是否整潔對城市整體容 貌的影響越來越大，廣州至少（shǎo）半數的樓盤已有3年沒有洗過“臉”了，而現在樓（lóu）盤 外牆無論是清洗還是（shì）粉刷，一次的（de）成本至少在1000元（yuán）以上，有些樓盤清（qīng）洗一次外牆 不下四五萬元，而過去的規定最（zuì）高是能罰1000元，對不清洗外牆的樓盤缺乏威懾力， 導致很多樓盤的責（zé）任人寧可認罰也不願履行清洗樓盤的責任，對此（cǐ）該人士認為，大幅度提高處罰標準可以對那些常年不洗外牆（qiáng）的（de）樓盤起到威（wēi）懾作用。近年來，我國（guó）各 級政府的（de）環保意識發生很大變化，國內一（yī）些大、中（zhōng）城市，特別是旅遊、開放城市（shì）及 旅遊景點和景區，為保持建築物表麵的清潔，都製定出台了相應的法律和（hé）法規。
國務院頒布的有《城市市容和環境衛生管理條厠》、近幾年（nián）一些城市也先後出台 了地方性規定條例，有《天津市市容和環境衛生管理條例》、《江蘇省城市市容和環 境衛生管（guǎn）理條例》、《北京市市容環境衛生條例》、《無錫市城市市容和環（huán）境衛（wèi）生管理 條例（lì）》、《廣州市市容環境衛（wèi）生管理規定》、《上海市市（shì）容環境衛生管（guǎn）理條例》、《石家 莊市城市市容和環境衛生管理條例》、《長沙（shā）市城市容貌規定》等。如於2006年6月 1日起執（zhí）行的《長沙（shā）市城市（shì）容貌規定》中明確說明（míng）位於A、B級道路的建（構）築物的 外牆麵，采（cǎi）用玻璃幕牆的每年至少清洗一（yī）次；采用塗料裝飾的3年至少粉刷一次： 其（qí）他形式的2年至少清洗一次。位於C級道的的建（構（gòu））築物的（de）外牆麵，采用玻璃幕牆 的（de）2年至少（shǎo）清（qīng）洗（xǐ）一次；采用塗料裝飾的4年至少粉刷（shuā）一（yī）次；其（qí）他形式的3年至少清 洗（xǐ）一次。同時，也規定公共設施報刊亭、公（gōng）用電話亭和公交線路站（zhàn）應造型（xíng）美觀，設（shè） 置合理，每天進行抹洗。

三、環境（jìng）意識（shí）增加的（de）要求
隨（suí）著生活水平的提高，人們的思想觀念也在不斷變化（huà）。人們不僅僅關心物質文明（míng）， 對生活和工作的環境也越來越重視，對環境汙染（rǎn）的防治也日益關心如同（tóng）時，從安全 心理學的角度來看，當人們處於美好的環境中工作的熱情和積（jī）極性有著很大的區別。 因此，建築物（wù）外牆的清潔對於（yú）改善（shàn）環境是必要的。

研究的意義
定（dìng）期對建（jiàn）築物外牆進（jìn）行清洗防護的意義體現在；

一、 美化環境
建築物在城（chéng）市中（zhōng）占的地位非常重要，當（dāng）建築物外牆附上一層汙染（rǎn）物以後，使建 築物表（biǎo）麵失去了（le）原有的色澤和光亮度，變得汙濁灰（huī）暗、破舊不堪，嚴重影響了人們 的視覺效果和建築（zhù）物景（jǐng）觀如通過清洗可以使建築物外牆恢複（fù）原來亮（liàng）麗的外貌，為人 們的生活和工（gōng）作增加一道美（měi）麗的（de）風景線，為人們工作和生活提供一個舒（shū）適的外部環 境。

二、 保護建築物
由於長期的風吹雨打，以及（jí）大氣層中的塵埃，有害氣體如硫化氫、二氧化碳和陽 光紫外線等有害物（wù）質的附著和作用（yòng），如果長時間不清除（chú）建築物表麵的汙染層，致使 這些汙染物對建築物表（biǎo）麵形成嚴重腐蝕、剝落和褪色等，影響其使用壽命如定期對 建築物外牆（qiáng）進行清（qīng）洗（xǐ）可以避免其發生（shēng），從而可以延長其壽（shòu）命，可以節約大量的資源，對創建節約型（xíng）社會有著重要的意義.

三、能夠創造就業機會和經濟效益價值
近幾年我國清洗保潔（jié）公（gōng）司越來越多.也有越來越多的人從事（shì）清洗保（bǎo）潔服務工作， 其中就包括建築（zhù）物外牆清洗，同時也會推動相關行業（化工、機器人、機械（xiè）等（děng））的 發展。關於建築物外牆清洗保潔的相關產（chǎn）品，比如清洗劑、防汙（wū）劑和防水劑等也逐 漸興起（qǐ）。如石材方麵的化工產品有：石（shí）材清洗劑、去鏽劑、去蠟去漆劑、石材滲透 防護劑、石（shí）材防汙粉、大（dà）理石結晶劑、大理石結晶粉、花崗岩結晶劑。從目前的狀 況來看，一方麵建（jiàn）築物外牆清洗保（bǎo）潔行業能（néng）夠創造很多就業機會，緩解我國就業（yè）形 勢；另外一方麵，帶動了相關行業的發展，比如化工、機械行業，為國家帶來經濟 效益。

研究現狀

一、建築物表麵汙染原因分析（xī）現狀
汙染物按照來源分類有：一些（xiē）是（shì）來自於自（zì）然（rán）界的，另一些是來自於人類活動造成 的。來自（zì）於自然界的主要是灰塵和微生物，造成這些汙（wū）染物附著（zhe）在外牆飾麵的方式 主要有（yǒu）下列幾種形式。

1.空氣中塵埃（āi）的附著和沉降造成汙染
在建築物外立麵（miàn）上特別是在頂麵，天長日久肯定會有空氣中的塵埃和灰土依靠 重力作用沉積。這些積存（cún）的（de）汙物在雨天時，就會隨著雨水流淌，並附著在牆壁上， 在新的位置形成（chéng）汙染。雖然雨水也能對汙物（wù）起到衝刷作用，但在房（fáng）簷、窗戶、陽台 等能起到擋雨（yǔ）作用部位下方的牆壁上，仍有塵埃附著形成的汙（wū）垢。
1） 氣流造成（chéng）的衝擊汙染。刮風造成的氣流運動，使煤（méi）灰、粉塵等汙物顆（kē）粒撞（zhuàng）擊 建築物外牆（qiáng），並粘附（fù）形成汙垢。
2） 靜電與溫差造成的汙染。空氣中的塵埃粒子（zǐ）表麵往往帶有電荷，會在建築物 表麵帶有相反電荷（hé）的部位，發生靜電（diàn）吸引而粘附並形成汙垢。
3） 澱射形成的汙染。雨天時因（yīn）雨水落地澱射，把地麵上的泥水澱到靠近地麵附 近的外立麵形成汙垢-在這些形成汙垢餡過（guò）程中，風雨特別是雨水起著重要的作用。 在雨水的作用（yòng）下，水夾帶（dài）著汙垢在牆麵上鋪展，雨水帶著汙物在建築物外立麵上流 動時，會把汙染物擴散到更多（duō）的（de）部位（wèi），由於雨水流淌運動是不均勻的，在雨水幹（gàn）燥 後就會在牆麵上形（xíng）成分布不均的線條狀的汙染痕跡，造成（chéng）斑駁陸離的（de）外觀。

2.人類活動造成（chéng）汙染
人類活（huó）動造成的建築物外（wài）牆麵汙染主要表現在以下兩個方麵：
1）酸雨造成的汙染。人（rén）類在工業生產過程中，大量使用煤炭作為能源，煤在燃燒過程中不僅會排放大量碳粒，粉塵汙染環（huán）境，而且會排出大量的以二氧化硫為主 要成分的硫氧化物。這些顯酸性的硫氧化物在空氣（qì）中還可以轉化為酸性更強的（de）三氧 化硫。它們（men）落在雨水中就形成酸雨，酸雨會對建築物外牆麵造成腐（fǔ）蝕並（bìng）形成汙垢。 隨著現代文明的發展，汽車數（shù）量也在不斷壇加，汽車行（háng）使（shǐ）過程排（pái）放出（chū）的尾氣中也含 有大量的氮氧化物、硫氧化物。這些物質也是酸雨形成的原因，酸雨是造成各種建 築材料（liào）被腐蝕的（de）重要因素。
2）油垢造成的汙（wū）染。造成建築物外牆麵被油（yóu）垢汙（wū）染的原因有幾（jǐ）種情況：建築（zhù）物 附近的餐廳，廚房（fáng）在烹調時排放出的食（shí）用油的油煙，隨空氣流動沾（zhān）染到牆麵上；建 築裝飾（shì）材料在（zài）機械加工和（hé）施（shī）工（gōng）過程中也會沾染上（shàng）油汙，如（rú）未及時（shí）清除就會最終滲透, 擴散到（dào）建築物外牆麵（miàn）上。當灰塵與酸雨結合後，就會在外牆麵上形成頑固的（de）汙漬， 牢固（gù）地附在外（wài）牆麵上（shàng）。
綜（zōng）上所述，建築物外牆麵上的汙垢主（zhǔ）要有以下幾類：
1） 無（wú）機灰（huī）塵。主要（yào）是砂土、煤灰、石材粉末、水泥（ní）粉塵礦物粉末、金屬粉（fěn）末等。
2） 有機灰塵。動物的糞便、羽毛、植物的花粉、纖維等形成的（de）灰塵。
3） 酸雨汙染物"大氣中的二（èr）氧化（huà）硫等硫氧化物、氮氧化物形成（chéng）的硫酸鈣、硫酸 鐵（tiě）等腐蝕汙（wū）染產物。
（4）油垢。動物脂肪、植物油和礦（kuàng）物油等汙垢。

建築物外（wài）牆清洗（xǐ）保潔技術現（xiàn）狀

1.建築（zhù）外牆清洗機械研究現狀
建築外（wài）牆清洗機械的發展大（dà）致經過以下（xià）三個過程心71：
（1） 傳統設備。最早的方法是搭建腳手架，工人進行手工清洗，完成後再拆除 腳手架。這種清洗方法（fǎ）費時、費工，而且建築物越高搭建拆除腳手架的時間越長， 清洗成本高而效率低下，目前已基本被淘汰。
（2） 載人設備。目前使用的載人設備有升降平台（tái）、吊籃、繩索等，是在建築物 頂層通過絞車，定滑輪等裝置對（duì）其進行升降控製，將工人、清洗工（gōng）具（jù）、清洗材料裝 在（zài）吊籃或升降平台並懸吊到清（qīng）洗麵附近（jìn），由工人進行清（qīng）洗，並（bìng）隨時根據（jù）需要移動位 置，以利於清洗工作的進行。一般清洗操（cāo）作程序是工人站在帛籃（lán）等裝置（zhì）中用滾筒等 工具將清洗劑均勻塗布在需要清洗的部位，待清（qīng）洗劑將汙染麵（miàn）完全浸透潤（rùn）濕後，用 專（zhuān）用刷子對汙垢進行清洗，並用水進行衝洗，最後用幹布進行（háng）擦拭清（qīng）洗。這種方法 是目前許多國家普遍采用的一種方法，比搭建腳手架（jià）效率（lǜ）高，但是人（rén）工清洗，工具 簡單（dān），所以效率還（hái）是低下，而且存在很大的安全隱患。這是由於工人懸吊在空（kōng）中或 站在吊（diào）籃中，用刷子擦洗牆麵，是一種簡單、重複的機械動作（zuò），長時間操（cāo）作容易因 疲勞而出現事故。為了減輕工人（rén）的勞動強度，近年來研製了不少機械化的產品比如液壓自動（dòng）清洗刷、清洗噴頭等，大大提（tí）高了工作效率。用載人設備來清洗外牆的方 法在今後一段時間，仍將是建築（zhù）物外牆清洗的主（zhǔ）要方法，但機械化（huà）程（chéng）度會有所不同（tóng）。
（3）自動設備（清（qīng）洗機人人）。由於采（cǎi）用傳統的“人工+吊板”方式（即（jí）我們通常 所說的“蜘蛛人”）進行作業（yè），不僅效率低，而且容易出事（shì）故。改用“人工（gōng）+吊籃（lán）”（吊（diào） 裝機懸掛載人吊籃）擦拭方式後，雖（suī）然（rán）相對（duì）較為安全，但（dàn）前期設備投（tóu）資較大，清洗 成本高）特別是目前一些國家和地區（qū）已（yǐ）經通過立法（fǎ）對包括擦窗作業在內的人工高空 攀爬（pá）進行了限製，人們不得不尋找其它解決辦法。在此情況下外牆清洗機機人應運 而生）目前，發達（dá）國家已經研製出了爬壁機器人等多種（zhǒng）機械清洗設備，逐步淘汰了 載人設（shè）備（bèi）的方法）有代表性的擦（cā）洗機器人有日本清水建設株式（shì）會社開發的斜麵玻（bō）璃 幕牆清洗機器（qì）人；日本美莊公（gōng）司生產的自動（dòng）擦窗機器人；德國Skywips公司生產的 高層建築（zhù）半自動/自動模塊（kuài）化清潔機器人以及德國Fraunhofer研究所開發的多吸盤結 構的高層建築自主清潔機器人等（děng））在我國，北京航空航天大學與鐵道部（bù）北京鐵路局 科研所為（wéi）北（běi）京（jīng）西客（kè）站合作開發了一台玻璃頂棚（約30000?〉清洗機器人；北京航空 航（háng）天大學正在與北（běi）京金訊新世紀機器人製（zhì）造有限公司（sī）合作開發一種（zhǒng）高樓清洗機器人 暫名為“藍天（tiān）潔（jié）友”，將用（yòng）於國家大劇院清洗工作；哈（hā）爾濱工業大學與中國藍星（集 團）總公司合作組建的北京藍星哈工大機器（qì）人技術有限公司，專門生產清洗樓宇玻 璃幕牆的機器人，並已研製出係列（liè）產品（pǐn）。
目前全國已建造了數百萬平方米的大型玻頂幕牆，這將是一個龐大的潛在市場。 由由國內目前絕大多數高層建築仍采用人（rén）工+吊籃完成清洗（xǐ）工作，清洗機器人安全、 高效、價格（gé）適中，無疑將有十分廣闊的應用前景（jǐng）。但是清洗（xǐ）洗器人的研發涉及（jí）機器 人、人工智能、用感、控製、視覺、環境（jìng）識別、現代設計方法等諸多知識，是多學 科交叉綜合（hé）的結果，加上現代建築藝術（shù）的個性化，清洗作業的自動化仍麵臨著很多 難題（tí））從（cóng）總體上看，各國（guó）在實現複雜運動和清（qīng）洗功能的（de）技術理論和實踐上仍（réng）需經曆 一段成熟期.
另外，作者利用中國期刊全文數據庫（1994~2004年的數據），檢索近幾年關於建 築物外牆清洗清洗設備的論文，發現幾乎全部（bù）是關於清洗機器人的研究，利用萬方 數據庫中（zhōng）的中（zhōng）國專利技（jì）術類數據（jù）庫（1989~2003年的數據）對這（zhè）方麵的設備專（zhuān）利進（jìn）行 檢索，由於篇幅有限，現隻列出各自的數（shù）目。

建築物外（wài）牆清洗保潔方法研（yán）究現（xiàn）狀
建築物外牆的清洗保潔方法大致可分為（wéi）物理清洗、化學清洗和新型清洗保潔三 大類（lèi），下（xià）麵對（duì）這三類方法作分別介紹。

1.物理清洗保潔

物理清洗是通過外力及外來能量的作用使（shǐ）汙垢脫離建築物表麵的一種方法（fǎ）。具體 有以下幾（jǐ）種：
(1)手工鏟鑿法。這是比較古老（lǎo）而簡單的方法，尤（yóu）其是花崗石牆麵、水（shuǐ）泥牆麵 等，利用鑿子等工具人工將建築物外表麵的一層（céng）汙垢剝離掉，使其露出新的表麵。 這（zhè）種方（fāng）法對建築物牆體有損害（hài），達不到清洗而不損壞建築外牆材料的（de）目的，而且費 時、費工、費錢，也不適應大麵積的清洗保潔工作。
(2)水或水蒸氣清洗法”該方法是用水或水蒸汽在高壓下噴洗建築物表麵的一（yī） 種保潔方法。使用高壓水槍或高壓（yā）蒸氣，對牆（qiáng）麵進行衝洗，噴氣清洗機配備三檔不 同的功能（néng）：噴氣、噴蒸氣、高壓噴氣。噴氣是噴水和（hé）氣的混合物，將水霧化成高速 濃密（mì）的噴（pēn）霧，達到0.5〜IMPa的壓力將汙垢除去；高壓噴氣是噴水（shuǐ）和氣的激烈清洗 噴射，以達到2MPa的（de）壓力產生一種激烈的機械衝洗和刷（shuā）洗作用，將深（shēn）入（rù）牆縫中的汙 垢清除掉（diào）。噴蒸氣是（shì）噴出高溫蒸氣，使牆麵的毛細孔受熱膨脹，縫隙增大，再在高 壓蒸氣的衝刷下，深入所有的氣孔將汙垢除去（qù）。此法是（shì）最安（ān）全、最便宜的清洗保潔（jié） 方法（fǎ），沒有化（huà）學品汙染，成（chéng）本也較低。這（zhè）種（zhǒng）方法主要用於釉麵磚、水刷石、馬賽克 等光滑外牆表麵材料上的積灰浮塵泥沙及土渣的清洗，但該方法對於油汙的去除效 果不理想，而且大量水分的存在易（yì）損傷基體內部的結（jié）構，也不適宜北方缺水城市使 用。另外（wài），設（shè）備笨重、價格也高、施工不方便"近年來隨著製造業的發展，這些缺 點（diǎn）有所改善。
(3)噴砂法。噴砂清洗又稱磨料清（qīng）洗，它實際上並不是一種（zhǒng）嚴格意義上的清洗, 而（ér）是利用（yòng）磨料噴射到建材表麵進行表麵（miàn）研磨加工的同時將汙垢去（qù）除的保潔方（fāng）法。噴 砂（shā）分為幹式（shì）和濕式兩種。幹式噴砂是利用空氣壓力將磨料(細矽砂等)噴射向建材 表麵，達（dá）到磨（mó）平表麵的目的。這種方法（fǎ）的研磨力強，適合對硬度較大的建材進行研 磨，而且不需用水，適合在缺水地區采用。它的缺點（diǎn）是噪音大、產生大量的（de）灰塵，還會損壞質地較軟的建（jiàn）材，因（yīn）此要改（gǎi）進收集（jí）裝置以消除灰塵汙染。濕（shī）式（shì）噴砂在需要 減少粗（cū）糙磨料影響的場合可以采用濕式噴砂(又稱磨料水射流〉。濕式噴砂是在高 壓水射流（liú）清洗（xǐ）使用的水中混入河（hé）沙（shā）、石英砂、石榴石、銅礦渣等較細的堅硬的研磨 料，再對建材表麵進行噴射清（qīng）洗，其清洗效果優於單純的高壓水清洗，同時又避免 了噴砂清（qīng）洗中由於粉塵造成的施工人員健康（kāng）和汙染環境問題（tí）。特別適合對建築物外 牆上已風化的石料表層進行剝離清除。但它存在施工時嗓音大、施工（gōng）設備笨重、價 格（gé）高的（de）缺點。與超高壓水清洗相（xiàng）比它的拋光性能稍差。這種方法（fǎ）不用等待建築物表 麵幹燥就可以直接進行下一步工作（zuò）。一般適用於比較堅硬的建築物表麵的清洗，對 石質材料（liào）建築物表層的損傷是難以避免，易在清洗過程中被（bèi）磨（mó）損，露（lù）出的新表麵在 潮濕及（jí）腐蝕環境下會加快牆麵材料的風化。為了節約用水目前還采用低壓傳輸、氣- 水渦流等新技術加以改進。在建築物外牆清洗技術中，噴砂（shā）清洗技術要求較高，非 熟練工人施工時往往會對石材造成損壞，隻有在有經驗的技術（shù）人（rén）員指導下才能取得（dé） 好的效果。

2.化（huà）學（xué）清洗保潔
化學清（qīng）洗是依靠化（huà）學反應的作用，利用化學藥品或溶劑對汙（wū）垢進行溶解、分離、 降解等使外牆達到去垢（gòu）、去鏽、去汙脫脂等而又不使建築（zhù）物外牆表麵受到破壞的一 種清洗保潔方法。清（qīng）洗（xǐ）去汙過（guò）程是一（yī）個很複雜的過程，迄今還難（nán）以用圓滿（mǎn）的理論（lùn）加 以闡明（míng），而隻能用簡單的模型來概括一些個別現象，建築物外牆汙垢被化學去除的 過程可（kě）以簡單表示J：
外牆•汙垢+清洗劑（jì）一外牆+汙垢•清洗（xǐ）劑（jì）
大致可以分為以下幾個過程：
(1)吸附過程。首先清洗劑中的表麵活性劑分子在汙垢及外牆表麵上定向吸附, 表麵活性劑分子的疏水基一端吸附在汙垢表麵並伸入其內部，同時（shí）又（yòu）能吸附在建築 外牆上（shàng）將細孔中的空氣頂出來。
(2)濕潤和滲透過程。表（biǎo）麵活性劑分子進一步滲透（tòu）到汙（wū）垢與牆體之間，減弱汙 垢在牆體上的附（fù）著力，使牆體和汙垢都被清洗劑濕潤、滲（shèn）透而膨脹，使它們之間的 引力被減弱。
(3)汙垢脫落過程。表麵活性劑分子繼續吸附在（zài）汙垢與牆體上形成親水基向水, 憎水基伸向內部的單分子層，如果使用的是陰離子（zǐ）表麵活性劑的話，則（zé）會增加汙（wū）垢、 牆體表麵的負電荷，使它們之（zhī）間產生靜電斥力作用（yòng），再借助機械作用（yòng）力，促使汙垢 從牆體上脫落下（xià）來，轉移到水中。
(4)汙垢的乳化分散過（guò）程。由於包（bāo）有汙垢顆粒的表麵活性劑膠束（shù）帶有同種電荷, 並吸附（fù）一層水膜而被穩定分散在水中。同（tóng）時有相當數量的油性汙垢被增溶到（dào）表（biǎo）麵（miàn）活性（xìng）劑膠束中而被穩定分散。由於洗淨（jìng）的牆體表麵也吸附一層定向排列的表麵活性劑 分子，所以汙（wū）垢不能在沉積到牆（qiáng）體上。整個過（guò）程如圖-2所示。

該方法的主要（yào）特點是（shì）能去除任何外牆（qiáng）的汙垢（gòu），隻要（yào）清洗劑（jì）選擇適當，就可達到清 洗速度快效果（guǒ）好的（de）目的。不過化學藥劑有一定的腐蝕性，而且個別藥劑對環（huán）境有（yǒu）影 響，所以施工單（dān）位和操作人員應盡量選擇適當的綠色環保藥劑（jì）或緩（huǎn）蝕劑，加強防護 意識避免外牆（qiáng）受（shòu）損（sǔn）。在使（shǐ）用這種方法清洗前，應先用水衝洗或噴淋外牆表麵（miàn），以（yǐ）減（jiǎn） 少清洗藥劑（jì）的用（yòng）量，提高清洗效果。化學清洗在國內開始應用較晚，目前我國建築 物外牆的清洗（xǐ）70%以上（shàng）的都使用化（huà）學清洗，化學清洗的關鍵是清洗劑（jì）的選擇。表1-2 列出了近十（shí）年來建築物外牆化學清洗劑的研究成果。由於現階段我（wǒ）國絕大多數建築 物都采（cǎi）用（yòng）的釉（yòu）麵（miàn）磚、馬賽（sài）克、無（wú）釉麵磚、泰山磚、花崗岩（yán）、大理石、水刷石和玻璃 材料組成的建築物外牆，所以本文列出的成果也（yě）是（shì）關於這些（xiē）建築材料清洗的化學清（qīng） 洗劑。

3.新型清洗（xǐ）保潔方法
（1） 離子交換法。離子交換劑是一種能與溶液（yè）中的陰、陽離子進行交換（huàn）的物質。 在陰離子交換樹脂分子中含有活性基（jī）團，當它（tā）以微粒的形式分（fèn）散在（zài）固體表麵，與（yǔ）含 有某種陰離子的溶（róng）液接觸時即發生離子交換作（zuò）用，因（yīn）而能移去溶液中的該離子］。 例如，當陰離子交換樹脂的粒（lì）度小於O.gm時具有較強的（de）擴（kuò）散性，在添加到（NH4） 2CO3溶液中去後，能有效地吸附（fù）且移去汙垢中的so-2離子，達到破壞垢層的目的， 並且不（bú）會形成二次破壞，從而可以用來除去（qù）石材上麵硫酸鈣造成的汙（wū）垢（gòu）。目前該方（fāng） 法處在應用試驗性階段，還沒有推廣。
（2） 微生物轉化法。微生物轉化法是利用生物酶將汙垢由（yóu）一（yī）種物質轉換成另外 一種性（xìng）質穩定的物質而使建（jiàn）築物表麵達到清潔目的的一種方法［珂。例如，脫硫（liú）弧菌 亦稱為“硫酸鹽還原細菌”，是在缺氧環境（jìng）中能使硫酸鹽還（hái）原成硫化氫的一種特殊（shū） 細菌。國外研究人員采用此種脫硫弧菌處理含有硫酸鈣汙垢的碳酸鹽石質表麵，經 過處理石質表麵形成方解石不僅能（néng）去除硫酸鈣，達到淨化石質的目（mù）的，還可以促（cù）使 石質的逐步穩定。目前該方法還沒有被用來進行大麵積的清（qīng）洗工作。
（3） 激光清洗技術。激光清洗（xǐ）就是利（lì）用激光的亮度高和方向性好的特性，把（bǎ）足 夠功率（或能量）的激光束聚集後，照射到材料表麵被汙染的部位，材料和汙染物吸收（shōu） 光能，將光能迅速轉變為熱能，使物質（zhì）產生一係列的物理化學過程，達到去除表麵 粘附的微（wēi）粒汙染物而不損壞物體本身的目的翊。激光與之作用的機理也有所（suǒ）不（bú）同， 科學家們提出了各種理論模型，對此進行解釋。最常用的（de）解釋有以下幾種：
①激（jī）光可以實現能量在時間和空間上的高度集中，聚焦的激光（guāng）束在（zài）焦點附近（jìn）可產 生幾千度甚至幾萬度的高溫，使汙垢瞬間蒸發、汽化（即汙（wū）染（rǎn）物吸收熱（rè）量並汽化揮 發）、光分解（如準分子激光的脈衝能量大於有機汙染物中的O，,H，,H-H,C-同, N-H等化學鍵的鍵能（néng），從而導致這些鍵斷裂（liè））.

②激光束的發（fā）散角小，方向性好，通過聚光係統可以使激光束聚集成不同直徑（jìng）的 光斑。在激光能量相同的條件下，控製不（bú）同直徑的激光束光斑可以調整激光的能（néng）量 密度，使（shǐ）汙（wū）垢受熱（rè）膨脹.當汙垢的膨脹力大於汙垢對基體的吸附力時，汙垢便會脫 離物（wù）體的（de）表麵，是目前最為大家所接受的理論［見圖1-3］。由於（yú）激（jī）光作用於材（cái）料表麵 的時（shí）間非常短，僅10-七，在瞬間產生加速度極大(>100m/s2)的爆炸衝（chōng）擊力，足以提 供微粒與材料表麵間的粘附力所需要的加速度。
③激光光（guāng）束可以通過在固體表麵產生超聲波， 產生力（lì）學共振，即利用脈衝激光（guāng）的反複（fù）衝擊導 致汙染物振動，最終脫離物體表麵使（shǐ）汙垢破碎（suì） 脫落.
也有人（rén）提出是這三種理論在一•起作用的結（jié） 果，其機理示意圖見圖（tú）1丿。高亮度和方向（xiàng）性好 的激光（guāng），通過光學聚焦整形係統把高能量的激 光束，照射物品需要清洗的部位，激光器（qì）發射的光束被需（xū）要處理表（biǎo）麵上的汙染層所吸收，通過光剝（bāo）離、氣化、超聲（shēng）波等過程，使 汙染物脫離物體表麵。激光束沿著一（yī）定（dìng）的軌跡掃描，就可以實現大麵積的清洗。
由於該方法設備（bèi）價格很髙，目前僅適用 於雕塑、壁畫、紀念碑和小型建築物外表 不（bú）同種（zhǒng）類垢層的清（qīng）洗，還沒有進行有商業（yè） 價值的大麵積清洗。與其它清洗方法相比, 激光清洗法具有諸多優點的：①無機械接 觸；②可以準確定位；③可以實時（shí）控製和 反饋；④對欲（yù）清洗對（duì）象具有可選擇性；⑤ 對環境無汙染（rǎn），對人安全；⑥能有效清除 微米級及更小尺寸的（de）汙染微粒；⑦多用途和可靠性；⑧運行成本低：⑨激光清洗效率高，節省（shěng）時間。
(4)表麵塗（tú）膜去汙法。表麵塗膜去汙法是使用剝離（lí）劑覆蓋在需要去汙的建築物 表麵，待剝離（lí）劑幹燥形成膜，將膜從建築物表麵剝離，吸附在（zài）建築物表麵的（de）汙染物 將隨膜一起被剝離下來【珂。該方法適用於混凝土、石材和（hé）不能使用溶劑清洗的物體 表麵。剝離劑是一種水溶性的高分子聚合物，因此使用（yòng）方便、安全。另外，為了（le）提 高去汙染效果，在使用時可以根據建築物表麵的（de）不同和汙染程度，在剝離劑中添加其他成分.
(5)超聲（shēng）波清洗。超聲清洗（xǐ）的基本原理，就是（shì）利用超聲空化(液體中因渦流或超聲的作用，在液體中某一區域會形成局部的暫時（shí）的負（fù）壓區，產生空穴或氣泡（pào），當 這些（xiē）充有蒸汽或空氣的氣泡突然閉合（hé）時，在氣（qì）泡周圍附近（jìn）將產生（shēng）強大（dà）的激波，很高 的壓強，這個局部壓強在一（yī）般情況（kuàng）下也可達幾千個大氣壓)的力學效應而使（shǐ）浸（jìn）在液 體中的零部（bù）件和表麵汙物迅速除去（qù）的由於建築外牆不（bú）可能（néng）全（quán）部浸（jìn）在液體中，因 此必（bì）須（xū）借助能量轉換器。文獻正在研（yán）究應用（yòng）一定功率的超聲換能（néng）器直（zhí）接加載於屏 幕玻璃上，而使屏幕玻璃產生超聲共振，從而清除屏幕玻（bō）璃上粘附的灰塵和雨（yǔ）霧， 以保持（chí）屏幕（mù）玻璃的潔淨，提髙（gāo）屏幕玻璃的透明度。
(6)幹冰（bīng）清洗釋幹冰是CC2的（de）固態存在（zài）形式，C02常態下是一種無（wú）色無味的 氣體，自然存在於空氣中。在-78C低溫時，CO2以固體形式（shì）存在（zài）釋與噴砂相似，幹 冰（bīng）清洗時噴（pēn）射介質幹冰顆粒通（tōng）過千冰清洗機在高壓氣流中加速，通過噴（pēn）嘴噴出，衝 擊（jī）要清洗的表麵椰正其基本原理為：
1)衝擊力。千冰（bīng）高速撞擊到被清洗（xǐ）表麵，撞擊動能的散逸（yì）和幹冰粒子與清洗（xǐ）表 麵極其快速的熱轉移造成致使固體C02迅速升華變為氣體，幹（gàn）冰顆粒的動量在衝擊 瞬間消失，產生一個較大的衝擊力（lì）。
2)“龜裂”。不同熱膨脹係數（shù）的兩（liǎng）種不同（tóng）材（cái）料（liào），它們之間的溫度差會（huì）破壞兩種材 料間的結合。幹冰顆粒溫度極（jí）低7-7875 ),使（shǐ）其清洗具有（yǒu）獨特的熱力學性能，幹 冰顆粒衝擊處理物表麵，使汙垢冷凍至脆化（huà）及爆裂，產生“龜裂”或（huò）熱衝擊現象，影 響粘（zhān）附汙垢（gòu）的機械性能釋汙垢層溫度降低、脆（cuì）性增大，幹冰顆（kē）粒能夠將汙垢層衝擊 破（pò）碎。見圖1-5。
3)生微爆炸（zhà）”。當幹（gàn）冰粒鑽進汙垢的裂縫後，在幾千分之一秒內氣化，其體積瞬 間膨脹將近800倍，這樣就在衝擊點造成“微型（xíng）爆炸”，從（cóng）而把汙垢（gòu）帶離物件表（biǎo）麵釋（shì）見（jiàn） 圖16

據文獻［41］,目前一些國外清（qīng）洗企業已經把幹冰清洗用在（zài）建築清洗、環衛清洗 等公益事業上，取得了明顯的（de）經濟和社會效益，但國內還沒有這方麵的應用釋幹冰 清洗方法具有許多優點：①使用廣泛；②節約費用；③作業簡便；④不損傷基體（tǐ）材 料；⑤環境（jìng）安全性。

研究現狀分（fèn）析
從上麵的研究成果可以看出：
(1)現階段我國建築物外牆清洗設（shè）備主要是載人設備：升降平台、吊籃、繩索 等，自動清洗設備的應用相（xiàng）當少。這主要是（shì）由於（yú）相關產品主要以專利的形式公布， 近來論文的篇數有接近專（zhuān）利數目（mù）甚至超過的趨勢。從圖1-2中可以看出專利數目呈逐 年上升的趨勢，但關於這方麵的應用的報道卻（què）很少，可以預見現階段專利在我國確 實很難賣出去。作為（wéi）研（yán）究人員，其研究成果能夠得到社會的應用才是最重（chóng）要的，為 了（le）推（tuī）廣清洗設備新產品，有關清洗設備的研究成果宜以論文的形式發表。
(2)建築（zhù）物外牆的清洗主要（yào）采用化學（xué）清洗的方法，這（zhè）主要是由於建築物外牆（qiáng）汙 染物成分比較複雜，汙染（rǎn）程度嚴重（chóng），而（ér）物理清洗（xǐ）方法達不到清洗目（mù）的，新型的（de）清洗 技術成本（běn）又很高且相關技術（shù）還不夠成熟，物理清洗與化學清（qīng）洗結合起來效果更好， 先用化學方法（fǎ）清洗（xǐ），然後用清水將牆（qiáng）麵衝洗（xǐ）幹淨。
(3)現有的建築（zhù）物外牆清洗劑可分（fèn）為中性清洗劑、酸性清洗劑、堿性清洗劑。 其中中性清洗劑主要用於玻（bō）璃幕（mù）牆、鋁合金牆麵；堿性清洗（xǐ）劑主要用於清洗石灰岩、 大（dà）理石牆麵；酸（suān）性清洗劑主要用於花崗石、釉麵磚、馬賽克、水刷石牆麵。
(4)隨著精細化工產品日新月異地發展，各種表（biǎo）麵活性劑得到廣泛地應用（yòng），從 而使清洗的作用不斷得到（dào）提高和日臻完善，新（xīn）的清洗劑層出不窮，清洗劑朝著複配 方和（hé）專用性的方向發展。表-4知道（dào），其中關於石材牆麵的清洗劑比其它清洗劑（jì）多, 這主要是由於近年來石材加（jiā）工（gōng）技術和施工技術的進步，以及石材華麗的外觀，受到 越來越多人的青睞，越來（lái）越多的建築物都開始使用它來裝（zhuāng）飾牆麵；另一方麵，也由 於石材建築表（biǎo）麵容易被汙染而又（yòu）不（bú）容易清洗的緣故，吸引了很多研究者.
(5)從表（biǎo）42中我們可以看出，對於同一種牆麵的（de）清洗，使（shǐ）用相同種類的藥劑 而配比可以不同。這主（zhǔ）要是由於建築物的汙染與建築物所處的環境，汙染原（yuán）因、汙 染物（wù）成（chéng）分、汙染（rǎn）程（chéng）度等因素（sù）有關（guān），因此不同地方的相同（tóng）建築物（wù）外牆的清（qīng）洗所用清洗 劑（jì）並不（bú）一定相同，必須根據實際情況來決定。
(6)從表1-2還可以看出清洗劑所包的的藥劑也越來（lái）越多，主要由表麵活性劑、 助洗劑和助劑組成。為了提高清（qīng）洗效果，表麵活（huó）性（xìng）劑從陰離子（zǐ）表麵活性劑、陽離子 表麵活（huó）性劑、非離子表麵活性劑等單一表麵活性劑到（dào）兩（liǎng）性表麵活性劑和複配表（biǎo）麵活 性劑（jì），助洗劑則由無機助洗劑向有機助洗劑轉變（biàn）。同時，為了減輕清（qīng）洗（xǐ）劑對建築物 表麵的腐（fǔ）蝕（shí）加入了緩蝕劑和軟水劑。為了消除清洗過程中產生的異味還加入了適（shì）量 香（xiāng）料”
(7)新型的清洗方法由於（yú）清洗成本比較高，因此還沒有投入有商業價值的大麵積清洗。鑒於這種方法（fǎ）既節能又（yòu）環保（bǎo），具有強勁的開發潛力。隨著相關科學技術的 發展，相關問（wèn）題（tí）有望得到解決。
隨著我國國民生活水平和社會文明程度（dù）的不（bú）斷提高，各種相關法律法規的出台， 我國也有很多城市出台了相關（guān）規定，且（qiě）建築物（wù）外牆的汙染是無（wú）處不（bú）在的，特別是在 工業化程度高和（hé）北方（fāng）燒煤多的城市更是如此，為了城市的市容和建築物的使用壽命 必須對建築物外牆進行定期清洗保潔，因此清洗技術成果的應用前景是樂觀的，具 有廣闊的應用前景（jǐng）.

研究內容和技術路線
根據（jù）研究現狀的分析，我們可以看岀（chū）建築物（wù）外牆清洗和防（fáng）護方麵存（cún）在的問題主要 有以下4個方麵。
(1)
目前關（guān）於牆（qiáng）麵汙染物形成的機理（lǐ）研究不夠，應該加強建築物牆（qiáng）麵汙染機理 的研究（jiū），並找出與汙染有關的（de）因素，從而（ér）能夠更好地指導清洗工作。
(2)
相對於其他國家來（lái）說，我國的技術比較落後，必須加大研究基金的投入， 以便研製出一些機械（xiè）化程度高的清洗設備，開發出一批價格便宜、使用方便、清洗 效果好、無汙染的清洗劑。
(3)
現階段我國主要采用化學清洗的方法對（duì）建築物外牆進行清洗，但是對化學 清洗劑會帶來的安全問題，比如對工人身（shēn）體健康的威脅、對環（huán）境的汙染不夠重視。 溝洗保（bǎo）潔技術（shù）是一個係統性問題，涉（shè）及到物理、化學、力學、環境等知識（shí），必須全 方麵來考慮。
(4)
目前還處在先（xiān）汙染（rǎn），後治理的階（jiē）段，沒有采取積極有效的方式去預防汙染。 對於該問題，需要采用安全係統工程的思想來思考問題、分析問題和解決問題。如 果對建築物外表麵事先進行防護，這樣建築物外牆表麵抗汙染的能力就會（huì）增強，從 而縮短清（qīng）洗周期，而且還能對建築物表（biǎo）麵材（cái）料起到保護作用延長使用壽命。因此， 對建築物表（biǎo）麵（miàn）進（jìn）行防護是（shì）重要的（de），也是可行的。
有些防汙染類的化工（gōng）產品，由（yóu）於價格、技術各方麵的原因目前（qián）還沒有被廣泛應用. 結（jié）合實驗室條件，本文主要的研究內容如下：
(1)
探討粉塵黏附在建築物外牆材料表麵的機理以及影響因素（sù）；
(2)
對（duì）一些（xiē）建築防汙劑在建築物外牆材料表麵的（de）防汙機（jī）理進行探討：
(3)
研究（jiū）各種表麵活性劑的吸附膜對建築物外牆材（cái）料（liào）表麵粘附粉塵的影響；
(4)
對各種表麵活性劑吸附膜在外牆材料表麵的耐汙（wū）能力（lì）進行對比分析；
(5)
對各種表麵活性劑的（de）吸附膜在建築物外牆材料清洗中所起的作用進行研 究，以及（jí）各種（zhǒng）表麵（miàn）活性劑溶液處理後的建築物材料表麵粉塵的（de）清除敷果（guǒ）的比較和評價。
擬采取的研究（jiū）方法如下：
（1） 通過文（wén）獻的查閱與實（shí）驗實際對（duì）粉塵黏附機理進行分析探討；
（2） 通過對文獻的大量檢索與閱讀，對建（jiàn）築物防（fáng）汙劑在建築物外牆表麵的防汙 劑進行探討，並將各（gè）類防（fáng）汙劑的防汙機理圖形化，使之一目了然：
（3） 通過對粘附在塗（tú）有表麵活性劑吸附膜（mó）的建築物外牆材料表麵的粉塵微顆（kē）粒（lì） 相（xiàng）關參數進行測定，來說明各種表麵活性劑吸附膜對建築物外牆材料表麵粘（zhān）附粉塵 的影響；通過對塗有吸（xī）附膜和未塗吸（xī）附膜以及塗有不同吸附膜之間材料表麵汙染物 在氣流和水流作（zuò）用下清除的難易程度，來說明吸附膜在建築（zhù）物（wù）外牆材（cái）料清洗中（zhōng）所起 的作用（以玻璃試樣（yàng）為例，以顯微分析係統為工具）：
（5） 參考GB/T38I0.7-1期（qī）陶（táo）瓷磚試驗方（fāng）法中第14部分（fèn）耐汙（wū）染性的測（cè）定，比如, 基體材料在塗（tú）有表麵活性劑吸附膜和沒有吸附（fù）膜情況下抗汙（黑墨水或者（zhě）紅墨水或 者（zhě）染發素（sù））的能力，對各種表麵活（huó）性劑吸附膜在外牆材料表麵的耐（nài）汙能力進行對比 分析；
（6） 表麵活性劑在不同固體表麵形成吸附膜的過程是不（bú）同的，將表麵活性劑在 固體（tǐ）表麵吸附的過程和形態模型化，使之簡單明了。
研究的（de）技術路線：
1） 由一般和普通開始。由（yóu）於建築物外牆（qiáng）材料（liào）很多，瓷片、玻璃、鋁板、石（shí）林 不鏽鋼、塗料等，擬選定（dìng）1~2種常用的材料來進行實驗；表麵活性劑的種類也很多（duō）, 有憎水性的，有親水性（xìng）的，有離子型的，有非離子型的，憎水和親水的分別選卜（bo）2 種；粉塵的種類也很多，性質也各不相同，本實驗研（yán）究的（de）都是普通大氣粉塵（chén）顆（kē）粒（lì）。
2） 研究（jiū）步驟：采用查閱文獻和理論分析（xī）相結合的方法，來（lái）分析（xī）建築物表麵粘附 粉塵的機理（lǐ）及影響因素，分析防汙劑在建築物外牆材料表麵防汙（wū）的機理；采用數字 實驗（粒度分析儀）、圖像分析（顯微分析係統）以及目測相結合的（de）方法（fǎ），分析表麵（miàn） 活性（xìng）劑吸附膜在建（jiàn）築物外牆材料表麵防（fáng）塵的作用（yòng）及機理，以及（jí）對建築（zhù）物外牆材料耐 汙性能的影響。