可持續(xù)發(fā)展背景下建筑業(yè)綠色建材的發(fā)展

劉邦禹

摘要：隨著經(jīng)濟發(fā)展，城鎮(zhèn)建設(shè)和工業(yè)生產(chǎn)不斷擴大，城市基礎(chǔ)設(shè)施及建筑物建材用量急劇增長的同時碳的排放及環(huán)境污染也隨之增加。對人類社會的可持續(xù)發(fā)展帶來嚴(yán)重的威脅。因此，節(jié)能減排背景下發(fā)展綠色建材尤為重要。對國內(nèi)外綠色建筑材料研究成果的綜合評述基礎(chǔ)上，主要介紹了綠色建材類型及其在節(jié)能減排上的貢獻，并對未來中國建筑業(yè)可持續(xù)發(fā)展提出了建設(shè)性意見。

關(guān)鍵詞：可持續(xù)發(fā)展；建筑業(yè)；綠色建材

中圖分類號：F270文獻標(biāo)志碼：A文章編號：1673-291X（2012）30-0201-02

20世紀(jì)50年代以后，世界各國的科學(xué)技術(shù)發(fā)展突飛猛進，大大促進了人類社會的經(jīng)濟發(fā)展，但也帶來了諸多環(huán)境隱患。尤其是化石燃料的大量使用，造成溫室氣體的大量排放，引起地球變暖等全球氣候變化，導(dǎo)致極端天氣現(xiàn)象頻發(fā)，造成諸多自然災(zāi)害，比如地震、暴風(fēng)雪、臺風(fēng)和洪水等等。近年來，國際社會逐漸達成共識，可持續(xù)發(fā)展理念開始被各國政府所接受。要實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，發(fā)展綠色經(jīng)濟尤為重要。作為綠色經(jīng)濟的重要組成部分，綠色建筑是指在建筑的全壽命周期內(nèi)，最大限度地節(jié)約資源能源（節(jié)能、節(jié)水、節(jié)材）和減少污染，為人們提供健康、適用和高效的居住、工作和活動的空間，最終實現(xiàn)與自然和諧的可持續(xù)發(fā)展建筑[1]。隨著全球氣候的變暖，中國對建筑業(yè)的節(jié)能環(huán)保關(guān)注度日益增加。由于建筑業(yè)中建筑材料的生產(chǎn)所耗費的能源占有相當(dāng)比例，因此綠色建筑材料技術(shù)的應(yīng)用在建筑業(yè)的可持續(xù)發(fā)展中尤為重要。

一、綠色建材的基本特征

綠色建材是指在原材料的利用、生產(chǎn)過程、施工過程、使用過程、廢棄物處理等過程中，對環(huán)境基本不產(chǎn)生污染，對人類生存環(huán)境和健康無害的建筑材料[2]。綠色建材一般采用低能耗制造工藝和無污染環(huán)境的生產(chǎn)技術(shù)，大量利用工廠產(chǎn)生的尾渣、粉煤灰及生活垃圾和廢液等廢棄物而生產(chǎn)出的新型建筑材料。一方面，它們不僅具有一系列新型功能，例如滅菌、防霉、除臭、隔熱、阻燃、調(diào)溫、調(diào)濕、消磁等，對人體健康有益；另一方面，它們不僅在生產(chǎn)過程中不使用甲醛、鹵化物溶劑或芳香族碳?xì)浠衔铮彝軌蚬潭ㄌ迹沼卸疚镔|(zhì)和污染物，對環(huán)境起到良好的保護作用。此外，當(dāng)產(chǎn)品結(jié)束使用壽命，綠色建材產(chǎn)品可以循環(huán)回收利用，不產(chǎn)生污染環(huán)境的廢棄物，仍能產(chǎn)生較高的利用價值。

二、綠色建材的類型

1.保溫隔熱材料。節(jié)能減排措施在綠色建筑上的重要體現(xiàn)就是采用保溫隔熱材料。根據(jù)保溫隔熱材料在建筑物圍護結(jié)構(gòu)的不同部位分為內(nèi)、外型保溫隔熱材料。常見的內(nèi)型保溫隔熱材料采用空心結(jié)構(gòu)，例如空心磚、加氣混凝土塊等，它們輕便的材質(zhì)不僅使墻體變薄，而且使用戶獲得更大的使用面積。另外，這些墻體材料采用粉煤灰、爐渣等原料，在生產(chǎn)過程中不產(chǎn)生污染，同時具有防火、防水、隔音、隔熱、保溫等功能。外型保溫隔熱材料有發(fā)泡型和擠出型聚苯乙烯板、巖棉板和玻璃棉板等。依據(jù)材料物理狀態(tài)的不同分為板塊狀、漿體狀保溫隔熱材料。漿體狀隔熱材料主要成分有聚苯粒、礦物纖維和硅酸鹽等，經(jīng)一定的生產(chǎn)工藝復(fù)合而成粉狀或膏狀產(chǎn)品[2]。此外，除應(yīng)用在墻體內(nèi)外的保溫隔熱材料外，還有應(yīng)用于門窗的保溫隔熱材料。這些材料有斷橋隔熱鋁合金門窗框、塑鋼門窗型材、PVC 門窗、鋁木復(fù)合門窗、鋁塑復(fù)合門窗、玻璃鋼門窗。就玻璃鋼門窗而言，其型材具有極高的強度和極低的膨脹系數(shù)，具有廣闊的應(yīng)用前景。除門窗框體結(jié)構(gòu)外，對門窗節(jié)能性能影響最大的是玻璃的性能。這些玻璃釉低輻射保溫玻璃、中空玻璃、夾膠玻璃等[3]。例如，LOW-E玻璃具有低輻射膜層，對室外太陽輻射能及室內(nèi)紅外熱輻射能的透過具備選擇性，從而使該玻璃成為既不透過也不吸收遠(yuǎn)紅外輻射的熱反射鏡，是夏可隔熱冬可保溫的節(jié)能效果最好的環(huán)保玻璃。

2.防水密封材料。防水材料是主要用于建筑物頂部、外墻及其他部位，起到防水、防塵、去污、保溫等功能。現(xiàn)代綠色防水材料也具有消毒殺菌等作用，并在使用過程中對環(huán)境無不利影響。防水材料主要分為不定型和定型密封型兩大類。不定型的有聚合物水泥防水涂料（以水泥和丙烯酸等水性聚合物為主原料）、塑料防滲補漏劑（以廢舊塑料為主原料，添加增塑劑和固化劑生產(chǎn)而成，具密封和防水性及耐寒熱、抗老化等特點）。定型密封型有硬質(zhì)聚氨酯防水保溫密封材料等，該材料除了能起到防水作用外還兼具保溫隔熱功能[4]。隨著中國建筑質(zhì)量以及使用安全要求的提高，防水密封材料以成為不可或缺的建筑功能材料。

3.新型混凝土材料及綠色水泥。混凝土是基礎(chǔ)設(shè)施和集合建筑的主要建筑材料，在目前中國大力發(fā)展低碳經(jīng)濟的背景下，混凝土行業(yè)進行產(chǎn)業(yè)升級已勢在必行。因此，發(fā)展綠色高性能混凝土對混凝土行業(yè)來說，意義非凡。綠色混凝土主要分為綠色高性能混凝土、再生骨料混凝土、環(huán)保型混凝土及機敏型混凝土等。綠色高性能混凝土利用粉煤灰及高爐礦渣取代混凝土中30%～40% 的水泥，降低了生產(chǎn)成本；減少了工程結(jié)構(gòu)混凝土總用量，減少了結(jié)構(gòu)混凝土的自重和體積，增加了建筑工程的實用面積，減少了地下基礎(chǔ)部分建設(shè)費用，可較大幅度的降低建筑工程的綜合成本。例如，法國拉法基（Lafage）研發(fā)的新一代綠色混凝土兼?zhèn)涞蜔醾鲗?dǎo)性和高力學(xué)強度，與普通混凝土相比，抗壓強度提高6～8 倍，抗折強度提高10 倍，耐久性提高100 倍。應(yīng)用該綠色混凝土，可以提高住宅舒適度，減少空調(diào)和采暖的使用，在可持續(xù)發(fā)展建筑開發(fā)中打出了樣板作用[5]。

水泥是一種粉末狀的水硬性膠凝材料，雖然只占混凝土總質(zhì)量的10%～20%，但水泥在生產(chǎn)中的能耗大約占混凝土總能耗的50%～60%。另外，水泥生產(chǎn)工業(yè)是排放粉塵和有害氣體的最多的行業(yè)之一。中國水泥總產(chǎn)量連續(xù)十四年居世界第一，2011年產(chǎn)量達到20.6億噸，但是技術(shù)落后的水泥企業(yè)數(shù)量可觀，因此開發(fā)綠色水泥技術(shù)將是行業(yè)發(fā)展的新熱點。首先，通過改進生產(chǎn)工藝，采用干法生產(chǎn)水泥，可降低能耗20%，按現(xiàn)有年產(chǎn)量估算可減少碳排放1.2億噸。其次，利用高環(huán)境負(fù)荷工業(yè)廢渣如粉煤灰、煤矸石和礦渣做功能混合材料，可以將廢渣轉(zhuǎn)化為優(yōu)質(zhì)資源，解決工業(yè)廢渣利用率低、污染環(huán)境的問題。另外，可以通過利用其他產(chǎn)業(yè)難以處理的廢棄物來生產(chǎn)綠色水泥；這些廢棄物主要有廢輪胎、廢塑料、廢皮革、廢紙、木屑、稻米殼、棕櫚油殼、廢油、廢溶劑、屠宰業(yè)棄置的肉及骨頭等。水泥工業(yè)以這些可燃廢棄物為代替燃料，在爐內(nèi)高溫焚燒，將有機物徹底分解，焚燒后的殘渣完全進入水泥熟料，對環(huán)境和水泥質(zhì)量并無影響[6]。