绿色建材的发展现状分析

绿色建材的发展现状分析　■文／袁扬　赵盟盟　崔伟伟　中国建筑科学研究院　我国正在大力加强城镇化建设，　我国市场对建筑材料的需求非常大。　而２０１５年全国“两会”中，政府要求　一、发展绿色建材的意义　众所周知，全球的环境持续恶化，　能绿色建筑和绿色建材模式的方向发　展。发展绿色建材就是大力推动建材　绿色生产、技术改造和创新、产品升级　我们赖以生存的地球正在面临一系列　的疾病。而对于建筑材料而言，消耗了　大量的资源，纵观我国建筑史，水泥、　陶瓷、玻璃、粘土砖是建筑材料的主　流，而生产他们所需要的能耗占社会　ＧＤＰ的增长率达到７％，其中基建项目　的投资额同比增加２ｏｏ４Ｌ元；铁路基　建的投资额仍然在８　０００亿元以上，新　换代的过程。绿色建材是发展绿色建　筑不可忽视的重要一环，是大势所趋。　投产里程８　０００ｋｍ以上；棚户区改造　５８０万套。　然而据有关部门测算，我国今年　二　国外绿色建材产业现状及　发展趋势　１．绿色建筑材料的概念　２０世纪６０年代意大利建筑大师保　总能耗的１６％。同时有害的建筑材料　还会对建筑使用者健康带来长期的持　建筑总能耗已经超过社会总能耗的　４０％，除了高能耗所带来的问题外。　建筑行业附加的粉尘、二氧化硫和氮　久的危害，它们会释放出有毒有害气　体导致人们生病甚至死亡。因此鼓励　绿色建材的使用可以保护自然环境，　也可以提高人们的居住健康水平，具　有重要的意义。　中国住宅产业技术　明确阐述　了实现绿色建筑的相关技术主要为：　“居住环境保障技术”、“住宅结构体　罗索勒瑞把建筑学（Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ）和生　态学（Ｅｃｏｌｏｇｙ）合并为“Ａｒｏｉｏｇｙ”，提　出”生态建筑学”的新理念。随后，伴随　着石油危机，建筑节能体系逐步完善，　太阳能、风能等可再生能源利用新技　术应运而生。２０世纪８０年代后绿色建　氧化的排放，严重影响人民的生活健　康，在这一系列的背景下，建材行业　从传统能耗型工业向绿色工业转型　升级势不可挡。发展绿色建材是实现　绿色建筑和建筑低能耗的关键问题。　在研究我国建材成本占整体建筑成　筑概念开始提出。１９９１年布兰达・威尔　和罗伯特－威尔（Ｂｒｅｎｄａ　ａｎｄ　Ｒｏｂｅｒｔ　系与住宅节能技术”、“智能型住宅技　术”、“室内空气与光环境保障技术”、　“保温、隔热、防水技术”。而这些技术　的实现都要以：建材为载体，高科技技　本的比例时，发现仅仅建材成本平均　占建筑费用的２／３，可以说绿色建材　ｖａｌｅ）合著的《绿色建筑：为可持续发　展而设计　明确指出应将能源、气候、　材料再生利用、用户、地理环境等综合　已经成为实现建筑行业绿色化的最　重要的环节。　术为关键，我国正向着多元化高效节　考虑。１９９２年，巴西里约联合国环境与　新彻斟产业ＮＯ．０６　２０１　５—口强，　发展大会大力推动了绿色建筑的发　展，并强调了人类居住环境可持续发　较长的常规产品材料。　（２）可以提高室内空气质量的材料　中会排放多少氮氧化物和碳合物。　如果用国外先进技术（干法技术）　开发硫化碳为主要原料的贝利特水　泥，不仅燃烧温度会降低２００℃左右，　展的重要性，还提出了建筑材料和构　件可循环（ｒｅｃｙｃｌｅ）、尽量重复老旧建　低或无毒的材料（排放很少或根　本没有致癌，生殖毒物，或刺激物且由　筑和建筑材料（ｒｅｕｓｅ）、减少对不可再　生能源的开采和利用（ｒｅｄｕｃｅ），达到　节约能源的目的。　制造商通过适当的测试证明）；最小　的化学排放量的材料（产品具有挥发　性有机化合物但排放量极少）；组装　还可以减少碳排放打２０％以上，还能　利用纯度不高的矿石和工业废弃残渣　来制作。这种水泥将具有高强度、优越　而绿色材料的概念最早是１９８８　年第一届国际材料科学研究会议被提　出，１９９０年日本的山本良一提出了生　态环境材料应该具有３大特点：先进　性、与环境的协调性和舒适性。１９９２年　学术界明确定义绿色材料为在原料采　取、产品制造、使用或者再循环、废料　处理等环节对地球负荷最小和有利于　人类健康的材料。１９９９年我国首届全　国绿色建材发展与应用研讨会上提出　绿色建材的定义：是采用清洁生产技　术、少用天然资源和能源、大量使用　工业或城市固态废物生产的无毒害、　无污染、无放射性、有利于环境保护和　人体健康的建筑材料。它具有消磁、消　声、调光、调温、隔热、防火、抗静电的　性能，并具有调节人体机能的特种新　型功能建筑材料。可见绿色建材的定　义涵盖了建材的全生命周期，力求对　地球环境产生最小的负荷，并充分考　虑了使用者的健康安全性。　２．国外绿色建材的分类　美国加利福尼亚州政府将绿色建材　所满足的Ｉ生能按照以下４方面做了分类：　（１）可以节约资源的建筑材料　材料本身属于比如木材类的自　然材料（但此种材料需要第三方认　证）；材料本身不属于自然材料但可　以回收；建筑材料、构件和系统，就　近供应附近项目现场；可以回收、翻　新甚至再制造的建筑材料；可重复　使用或回收利用的材料；回收或可　回收的产品包装；是持久的或是比　圜Ａｄｖａｎｃｅｄ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ　Ｉｎｄｕｓｔｒｙ　粘合剂含挥发性有机化合物最少或　无ＶＯＣ的机械连接的材料；防潮材料　（建材产品能抵御潮湿或抑制建筑生　物污染物的增长）。　（３）可以帮助建筑减少水的消耗的　材料　绿色建筑材料有助于降低该建筑　水耗或者能保护建筑物所在风景区的　水质。例如通过节水卫生器具的使用，　地面吸水材料的使用，雨水收集材料　的使用等。　（４）可以帮助建筑减少能耗的材料　可以利用绿色建筑材料、部件和　系统减少建筑物和设施的能源消耗。　比如建筑保温材料，双层或３层隔热　玻璃，镀膜玻璃，真空玻璃等。通过保　温材料、高隔热效果的门窗的使用，大　大降低了建筑的采暖能耗。　３．国外最新绿色建材技术　（１）生态水泥　生态水泥包括：含有活性氧化　镁（有时称为轻烧氧化镁或氧化镁，　ＭｇＯ）的水泥，贝利特水泥，和出自火　山灰和工业副产品的水泥。相对于传　统的水泥，生产及制造他们都能够减　少对环境的影响，还能很好的解决现　有的环境问题。比如以焚烧后的垃圾　粉末或者石灰石做原料制成的水泥可　以很好的解决城市垃圾堆置的问题。　传统硅酸盐水泥不仅仅烧制温度　要求高（在１　４５０￣Ｃ以上），还需要上好　的石灰石作为原料烧制，通过原材料　的含碳量就可以计算出烧成水泥过程　耐性和抵抗化学破坏等明显有点。　生态水泥产业化在国外已经非常　普遍。比如说，在拆除废弃建筑物的现　场，就能看到成堆的混泥土被绞碎后，　用机器将钢筋抽出后，再精制成颗粒　大小不同的小块，然后重新作为原料，　用于新大楼混凝土墙的建设，这种方　法叫干法制作。　在日本近一半的水泥工厂都是用　工业废弃物炼制水泥的，而且水泥强度　非常高；在欧洲某些国家，水泥厂可以　处理多达１　ｏｏｏＴ／ｔ的垃圾，为城市环保　和可循环持续建设作出了杰出的贡献。　不可小觑的是，欧洲很多国家的　水泥厂已经实现了零污染的同时，还　利用余热发电，大大减少了水泥厂的　电耗。于此同时，他们能够根据不同　客户的需求设计不同性能的水泥。日　本在生产水泥的技术上，做出很多研　究，不仅节约能耗还降低氮氧化物的　排放。　当然在研发新技术的同时也引　发了相关问题，比如说水泥干法处理　所消耗的成本比较高，但是由于已经　大大的节省了原材料开采和所消耗时　间，而且整个生产过程简单明了，再配　合高效除尘和脱硫技术，因此颗粒物　问题得到解决。　Ｉ２）绿色玻璃　新型绿色玻璃主要有以下几类，　他们能够提高人类生活质量。　具有自我洁净功能的玻璃。这种　玻璃表面有一种光触媒（二氧化钛）　膜，这种膜可以亲和空气中的水蒸气　和雨水达到自我清洁的效用；在太阳　光照射下还能消灭各种霉菌和细菌，　非常有发展潜力。　Ｌｏｗ—Ｅ玻璃。这种新型玻璃是在　玻璃表面涂有特殊材料可以减少传　热，将红外线反射回屋内，从而减少热　的散失。　泡沫玻璃。该玻璃是一种刚性的　绝热玻璃，其同样传热系数小、强度　高。利用废旧玻璃制成的泡沫玻璃相　对于其他诸如木材、泡沫塑料等建筑　材质有着无可比拟的优势，它不仅具　有保温、吸声、防水、防火、化学性质稳　定的特点，还能防虫害。此外，泡沫玻　璃由于其低廉的生产成本而得到市场　的青睐。　绿色玻璃隔断。这是一种成本稍　高的新型玻璃，可以有效阻挡紫外线　（阻挡９０％）和红外线（阻挡２０％），有　效减少光污染的同时，让夏季室内温　度不会过高。研发人员在玻璃中混入　了氧化铁化合物，当玻璃中的三氧化　二铁逐渐变成氧化铁时，玻璃颜色也　随之改变，有效达到阻挡红外线、紫外　线的作用。　（３）绿色木材　木材产品对于大多数绿色建筑　项目是个不错的选择，它可以用在新　建筑和老房子普通装修上。绿色建筑　考虑材料的生命周期：木材的特性是　自然生长，是可再生、可持续、可回收　的。相对于木材设计，钢铁和混凝土设　计带来更多的空气污染，产生更多的　固体废物，使用更多的资源，耗费更多　的能源，排放出更多的温室气体和水　污染。木材对全球气候变化的贡献主　要为可以减缓气候变化。因为树在生　长过程，吸收大量的二氧化碳，因此用　木材代替化石燃料密集型的材料，如　钢铁和混凝土可以避免温室气体的排　材料行业的热点。而市场也恰恰表现　放。此外，木材是不可多得的自然景观　出对健康环保的建筑材料产品的认　装饰品，在学校、办公室和医院配有适　同，国内迎来了绿色建材发展的良机。　当的木材产品可以舒缓人们的心情。　普通的建材产品的价格战非常激烈，　（４）绿色金属　一块普通瓷砖可能只能卖几十元，甚　现在很多西方国家开始用一种　至几元钱，但是如果是绿色环保瓷砖，　叫耐候钢的材料，这种钢材料结构十　就可以卖到几百元。环保的水性涂料　分稳定，耐腐蚀，但从外观看来锈迹斑　很快取代了溶剂型涂料，而低挥发性　斑。其表面的锈迹其实是氧化物保护　有机化合物（ＶＯＣ）水性涂料可以获　膜（由特殊的合金元素组成），可以阻　得更高的附加值。欧洲有很多建材商　止氧化物和水对刚材质的侵蚀，当天　店专门出售绿色建材产品，这类建材　气破坏了这层氧化膜的时候，还能再　商店或专柜在国内的出现也将是朝夕　生氧化膜。西方国家常用其做钢的外　之事。　立面，看起来十分古朴很受大家欢迎。　由于国家和地方政府对于我国　它的用途非常广泛，可以被用作桥梁、　环保经济的高度重视以及对生态环境　海上运输、建设的联运集装箱、板桩、　资源的重新认识，我国绿色建材发展　高速公路等建设。　呈现出勃勃生机。１９９３年１０月我国公　布了环境标志，其图形是青山、绿水、　三　国内绿色建材行业的现状　红日及１０个蓝环组成。其中心结构表　随着国内经济的高速发展，我国　示人类赖以生存的环境，外围十环　正处在住宅产业化、规模化的历史机　相连紧扣表示公众参与，共同保护环　遇之中，建材行业也获得了长足的发　境，寓意“全民联合起来，共同保护赖　展。近年来建材行业已经过了发展的　以生存的环境”。１９９４年５月中国环境　巅峰时期，逐步开始从量向质的方向　标志产品认证委员会在北京宣告成立　进行转变，环保健康将逐步成为建筑　的同时，我国政府出版了（（中国２１世　靳栅料产业ＮＯ．０６　２０１ｆｉ　ｌ圜　纪议程一一人口、环境与发展白皮书》　强调了环境保护的重要性。１９９９年，　第２Ｏ届世界建筑大师大会在中国召　材市场，促进绿色建材的健康有序发　展起到至关重要的作用。　要想绿色建材产业化，仅仅制定　高新技术应用于绿色建材之中。　再者应该加强行业协会的管理和　协调工作，构建良性的竞争机制和信　息共享的技术平台，加强知识产权的　保护和管理，使行业内的新技术可以　尽快地应用到实际生产和使用之中，　促进行业的技术进步；应大力提倡相　关的专业技术组织开展技术推广和技　术交流，加大科技投入力度，加强高校　开，提出了人类建筑应该秉持可持续　性发展、保护环境的信条。我国先后在　２００１年、２００２年、２００４年、２００７年等年　度召开了绿色建筑建材等相关大会。　相应的评价体系、标准规范和法律法　规远远不够，还需加大科研投入，制　定绿色建材发展战略。现阶段我国发　展绿色建材的重点仅放在加强环保　然而我国在绿色建材领域起步　较发达国家晚且发展较为缓慢，制约　我国绿色建材发展的主要原因有：建　材行业环保意识普遍较差，以获利为　意识，在现有技术水平上改造提高，　以求实现减少资源消耗和避免加大　破坏环境等方面。但加强科技创新，　提高我国的绿色建材技术水平，发　展新型建材才是今后发展的必由之　路。在充分考虑我国现阶段基本情　况的基础上，需要提出下阶段的发　展战略。　首先，发展可以调节室内湿度、　和科研院所对专业技术人才的培养，　为新技术和新产品研发提供平台，促　进新技术的转化和产学研一体化。　主的短视行为明显；法律法规发展滞　后；配套技术缺乏；行业缺乏协作和　信息共享；缺乏专业技术人才。我国　四　结语　绿色建材市场前景光明，但只有　的绿色建材市场同时还存在鱼龙混　杂，缺乏管理规范的情况。因此制定相　抓住绿色才能抓住建材市场的未来。　虽然我国目前在绿色建材领域取得了　一关的评价标准和法律法规就显得尤为　重要。２０１４年５月２１日，住房城乡建设　部、工业和信息化部以建科￣２０１４３　７５　号印发　绿色建材评价标识管理办法》　改善室内空气质量的功能性涂装材　料，加大高强钢筋和水泥产品的使　用，建立全生命周期的绿色建材的评　价体系和标准，发展轻质、保温、隔声　些成绩，但是我国绿色建材行业的　发展还存在很多问题，既是观念和意　识的落后的结果，也有经济发展阶段　（以下简称“　办法》”）。该《办法））分总　则、组织管理、申请和评价、监督检查、　的墙体和门窗材料，发展建筑垃圾和　工业废弃物的再生利用技术，开发新　型的对现有资源依赖较少的建筑材　的原因。我们应该积极吸收发达国家　的成功经验，引进先进的技术，消化吸　收的同时加大科技投入，加强绿色建　附则５章２２条，自印发之日起实施。可　以看出我国对于发展绿色建材的决　料，发展隔热、屏蔽射线的高性能玻　璃，发展工业化门窗等；应大力提倡　绿色建材集成技术的发展，促进建筑　工业化的发展；积极将纳米技术等　材技术创新和转化，抓住我国住宅产　业化和工业化的历史机遇，实现人类　和环境的和谐发展。嗍　心。该　办法　给绿色建材的发展提供　了标准依据和评价框架。随着进一步　评价细则的出台必然会对规范绿色建　１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００８－－８９２Ｘ．２０１５．０６．０ｌ１　致谢：本文获得了国家科技支撑计划课题“绿色建筑评价指标体系与综合评价方法研究”（２０１　２ＢＡｌｌ　０Ｂ０２）的支持。　嘲Ａｄｖａｎｃｅｄ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ　Ｉｎｄｕｓｔｒｙ