綠色建材的研究現狀

摘 要 本文介紹了綠色建材的概念、特性與評價，概述了當前綠色建材的研究及發展狀況。

關鍵詞 綠色建材，綠色標準，環保

1前言

建材工業是國民經濟的基礎性產業，同時也是資源和環境負荷最重的產業。21世紀，環境、資源倍受人們關注，而傳統的建筑材料對天然資源的消耗、對生態環境的破壞、對大氣的污染就成為迫切需要解決的問題。早在20世紀70年代，就有人研究過建筑材料釋放的氣體對室內空氣的影響及其對人體健康的危害，研究結果表明，建筑材料是造成室內空氣污染的重要因素之一。

建筑材料對環境和人體健康的影響已受到世界各國的矚目。1988年第一屆國際材料科學研討會上，首次提出了“綠色材料”的概念，“綠色材料”的研究引起了各國政府的普遍重視。20世紀90年代，綠色建材的發展速度明顯加快。從建筑材料的生產、原料的來源及其性能等方面，都體現了對環境的保護意識。新型的綠色建材產品不斷涌現，取得了良好的經濟、社會效益。

2綠色建材的概念、特性與評價

綠色建材（green building materials）又稱生態建材（ecological building materials）、環保建材（re－cyclic building materials）、健康建材（healthy building materials），是指采用清潔生產技術、少用天然資源和能源、大量使用工業或城市固態廢棄物生產的無毒害、無污染、無放射性、有利于環境保護和人體健康的建筑材料，是綠色材料的一大類。研究開發綠色建材時要考慮的內容有：建材對地球臭氧層的破壞程度；摻入的廢渣對環境的破壞；是否有利于保護樹木和改善生態環境；減少CO₂的排放、放射性物質、有害化學物質和電磁污染的影響等。

綠色建材與傳統建材相比，具有如下五個方面的基本特征：

（1） 綠色建材生產所用原料，盡可能少用天然資源、大量使用尾礦、廢渣、垃圾等廢棄物；

（2） 采用低能耗制造工業和無污染環境的生產技術、生產設備；

（3） 在產品配制或生產過程中，不使用甲醛、鹵化物溶劑或芳香族碳氫化物；產品中不含有汞及其化合物；不用含鉛、鉻、鎘及其化合物的顏料和添加劑；

（4） 產品的設計是以改善生態環境、提高生活質量為宗旨，即產品應有益于人體健康，具有滅菌、防毒、除臭、隔熱、抗靜電等多種功能；

（5） 產品可循環或回收再利用，無污染環境的廢棄物。

從廣義上講，綠色建材不是單獨的建材品種，而是對建材的“健康、環保、安全”屬性的評價，應該對它的生產原料、生產過程、施工過程、使用過程及廢物處理五大環節作分項評價和綜合評價。綠色建材的測試指標一般可分為兩類：第一類為單項理化指標，包括放射性強度；第二類為復合測驗指標，包括揮發物質總含量、人類感覺試驗、耐燃等級、氧指數、廢物利用率、木材取代性和節能效果等方面。綠色建材的評價指標也可以分為兩類：第一類為衛生評價指標，主要指放射性強度和揮發性含量；第二類為復合類評價，包括揮發物總含量、人類感覺試驗、耐燃等級的綜合利用指標。

3綠色建材的現狀

3.1 環保標志的使用

近十多年來，世界各國對綠色建材的發展非常重視，都制定了一系列的規定來促進建材行業向綠色、健康的方向發展。德國是世界上最早執行環境標志制度的國家，1978年德國發布了第一個環境標志——“藍天使”。一種無毒無味、對人體無害的水性建筑涂料，在德國獲得“藍天使”標志后，很快占據了市場。丹麥、挪威為了促進綠色建材的發展，推出了“健康建材”的標準，標準規定所出售的建材產品在說明書上除了標出產品質量標準外，還必須標出健康指標。在瑞典已正式實施新的建筑法規，規定用于室內的建筑材料必須實行安全標簽制：產品出廠時，廠家自覺在說明書上標出產品在4周和26周時有機化合物室內空氣濃度的指標限制。1988年加拿大開始執行“環境選擇”——環境標志計劃，并于1993年頒布了第一個產品標志，至今加拿大已有14個類別的800多種產品被授予了環境標志。日本也在20世紀80年代末開展了環境標志工作，至今環境標志產品已有2500多種。

我國的環境標志是1993年10月公布的。近年來綠色建材在我國有了突飛猛進的發展。上海已經成立了綠色建材展示促銷中心。2001年8月綠色標準在全國正式實施。中國綠色標準共分為三大類：環保標志、綠色選擇、綠色食品，其中綠色選擇是適合家具與陶瓷的環保標準。綠色選擇標志是對企業的自我環保聲明進行技術驗證，對符合綠色選擇評定標準的產品進行標識。這一系列的規則、標準的制定都促進了綠色建材的發展，并取得了良好的效果。

3.2 國外動態

80年代初期，在美國建成了生態大樓、資源保護屋（垃圾屋）等，它們的特點是在建房時就地回收65%的金屬、紙板、木材廢物等，較好地解決了廢物綜合利用和環境保護問題。美國Argonme國家實驗室的科學家利用垃圾焚化的灰燼生產出陶瓷材料。據報道，該加工過程是把灰燼與氧化鎂及磷酸混合，生產出一種似水泥的糊狀物，經成形、干燥硬化后形成一種非常致密的材料。

近年來，日本利用回收的廢超細砂成功開發了一種具有特殊功能的陶瓷材料。這是一種天然物質，具有輻射遠紅外線、吸附并分解惡臭、吸附重金屬、吸濕、調節pH值、抗菌消毒等性能。在日本，不僅在醫院、公共場所和住宅，就連生活用品和生產工具也逐步采用抗菌材料。日本最大的兩家建筑用瓷和衛生陶瓷公司INTA（株）和TOTO（株）的產品現已大部分改為抗菌制品。

法國磚瓦聯合會最近推出一種以焙燒黏土制成的新型建筑材料。它具有良好的隔熱性能，既不含有植物或礦物纖維，也不含有任何溶劑或黏結劑，是一種非常理想的無污染建筑材料。與傳統的建筑材料相比，它幾乎不含有氡、鉛、揮發性有機物等。因此，它的問世將有助于改善室內的空氣質量，從而提高人們的健康水平。

最近，德國研制出具有壁紙和涂料雙重裝飾效果的Vitrulan裝飾用玻璃墻布。該墻布采用天然礦物為原料，是新型的綠色建材產品。該產品可用于幾乎所有表面平滑的墻壁上，除磚墻、水泥墻和石膏板墻外，還可用于木質、陶瓷、塑料、金屬等表面。與其它壁紙相比，其突出的優點是具有通氣性，能抑制有害微生物的滋長，并有良好的防火性能。

3.3 國內動態

在國內，新型的綠色建筑材料也不斷涌現。

經過近20多年的高速發展，陶瓷行業隨著產量的增加，廢料的數量也越來越多。根據不完全統計：僅佛山陶瓷產區，各種陶瓷廢料的年產量已經超過400萬t，而全國陶瓷廢料的年產量在1000萬t左右。因此，如何把陶瓷廢料變廢為寶是當務之急。佛山市陶瓷研究所的科技人員以陶瓷廢料為原料開發了固體廢棄物混凝土材料（solid waste concrete，簡稱SWC材料）^[1]。我國建材部門已研制成了利用回收的廢玻璃和陶瓷加工而成的玻璃陶瓷裝飾板材，可以用來代替天然花崗石板材作為內外墻和地面的裝飾材料。香港科技大學與千禧科技環保公司合作，把廢棄的建筑材料與家居廢料回收處理制成SWC材料——“環保地磚”，經測試表明，“環保地磚”可承受的壓力與一般的地磚相當。

2000年，國家交通部科技信息所技術開發部研制出了“超低成本、效果超群、施工便捷、無毒無味”的金光彩涂料。該涂料無毒無味，對人體無害，屬國家大力推廣的綠色環保涂料。

我國工業廢渣和生活垃圾每年的產出量達320億t，其中工業廢渣達66億t^[2]。利用工業廢渣生產建筑陶瓷的研究取得了良好的效果：山西玻璃陶瓷科學研究所與山西省陽城縣陶瓷廠聯合開展了利用硫磺廢渣生產陶瓷墻地磚的研究，取得了令人滿意的結果；“利用鉻渣燒制炻質鋪路磚研究”已經通過了專家的技術鑒定；一種利用高爐礦渣、鉻礦渣和粉煤灰復合廢渣為原料的復合礦渣玻璃陶瓷由山東輕工業學院研制成功，為綜合利用工業廢渣又尋到了一條有效的途徑。此外，利用珍珠巖尾砂制釉、開發河底污泥制瓷、利用大理石廢屑生產地磚、利用煤矸石生產彩釉磚等技術不僅變廢為寶，降低了生產成本，而且緩解了環境污染，可謂一舉兩得。

國內在抗殺菌材料的研究開發方面也已取得了明顯進展。中國建材院從1993年開始研制保健抗菌材料，先后研制出紅外陶瓷粉、無機抗菌劑、光催化玻璃杯和凈化功能建材等。在已商品化的無機抗菌劑中，大多數為銀系抗菌劑；另一類則為近年來發展起來的二氧化鈦粒子光催化系抗菌劑，如TiO2抗菌陶瓷、TiO2抗菌自潔玻璃等^[3～5]。在生產抗菌陶瓷過程中，如果再加入遠紅外陶瓷粉，就可以制成具有復合功能的抗菌保健陶瓷。不論體表與這種材料接觸與否，都會受到其紅外線輻射，增加人體微循環血流量，并增強人體的抗寒、抗病及抗老化能力。

4展望

我國“綠色建材”的發展雖然取得了一些成果，但仍處于發展的初級階段，今后要繼續向著節能、健康、安全、環保的方向發展，研究開發出物美價廉的綠色建材產品，提高人類居住環境的質量，保證我國建材行業乃至整個社會的可持續發展。

參考文獻

1 萬冬梅，彭 剛.利用陶瓷廢料開發固體混凝土材料的研究[J]. 佛山陶瓷，2001，11（10）：4～6

2 翁 端，余曉軍.環境材料的研究進展[J].新材料產業，2000（11）：16～17

3 曾令可，張海文等.抗菌殺菌功能陶瓷[C].中國首屆抗菌材料產業發展大會論文集，2001（11）：96～100

4 任雪潭，曾令可等.二氧化鈦與環保建材[J].新型建筑材料，2000（7）：36～37

5 梁長江，余小燕.納米TiO2在綠色建筑中的作用[J].云南大學學報自然科學版，2002，24（1A）：23～24