住房修繕工程中綠色建材的應用研究

姚良忠 Yao Liangzhong

0 引言

長期以來，傳統建材行業沿用的是大量消耗資源、能源和粗放型經營的發展戰略，造成能源、資源的浪費及環境污染。綠色建材的發展和推廣對于推動建材行業開展綠色化轉型升級，減少環境污染，將起到重要作用。近年來，國家陸續出臺了《綠色建材評價標識管理辦法》（建科[2014]75號）、《促進綠色建材生產和應用行動方案》（工信部聯原[2015]309號）等多項支持政策，綠色建材的推廣和應用勢在必行。

《上海市城市總體規劃（2015—2040）綱要概要》指出，“推動城市更新，轉向存量規劃，以存量用地的更新利用來滿足城市未來發展的空間需求”。“十三五”期間，上海將實施各類舊住房修繕改造共5 000萬m2，舊住房綜合改造工作成為本市“四位一體”住房保障體系的重要補充。隨著人們對居住環境品質和舒適度要求的提高，住房修繕改造的內涵也在不斷豐富，在住房修繕改造工作中推廣應用安全、綠色、適用、耐久的材料，不僅可以提高建筑本體性能，還可以改善外部空間環境，有效解決老百姓的“急、難、愁、盼”問題。目前，綠色建材已在新建建筑中得到廣泛應用，但在住房修繕中，尚未對其應用范圍及可行性開展系統研究，因而缺乏相應的技術支撐，影響進一步的市場推廣應用。

1 國內外綠色建材發展現狀調研

1.1 綠色建材的概念

在1988年的國際材料科學研究會上，首次提出了“綠色建材”的概念。隨后，國際學術界對綠色材料定義為：在原料采取、產品制造、使用或者再循環以及廢料處理等環節中對地球環境負荷為最小和有利于人類健康的材料，也稱之為“環境調和材料”。我國住建部、工業和信息化部聯合印發的《綠色建材評價標識管理辦法》，對綠色建材給出的定義是：在全生命周期內可減少對天然資源消耗和減輕對生態環境影響，具有“節能、減排、安全、便利和可循環”特征的建材產品。

1.2 國外綠色建材發展現狀調研

歐、美、日等許多發達國家對綠色建材的發展非常重視，特別是20世紀90年代后，綠色建材的發展速度明顯加快，先后制訂了有機揮發物（VOC）散發量的試驗方法，規定了綠色建材的性能標準，對建材制品開始推行低散發量標志認證，并積極開發綠色建材新產品[1]。

德國是最早推行環境標志計劃的國家，其環境標志“藍天使”主要從環境危害大的產品入手，獲得了較好的環境效益。美國是較早提出環境標志的國家，由各地方組織實施，至今對健康材料還沒有做出全國統一的要求，但各州、市對建材的污染物已有嚴格的限制，且要求愈來愈高。美國的建筑涂料已過渡到以水性涂料為主，近75%由膠乳組成。美國的涂料工業界對VOC含量的要求日益嚴格，要求更多采用水溶性聚合物和流變改進劑。此外，加拿大、丹麥、瑞典、英國等國家均對綠色建材設立了相應的評價指標（表1）。

1.3 國內綠色建材發展現狀調研

我國對綠色建材的探索始于20世紀90年代。自1994年我國推出環境標志計劃起，至今已建立了較完善的標準體系和審核體系，包括綠色建材資源綜合利用產品等在內的多項產品均已獲得了環境標志。 根據首批《環境標志產品政府采購清單》，綠色建材主要包括水性涂料、人造木質板材、木地板、家具、輕質墻體板材、塑料門窗、白乳膠、建筑用塑料管材、建筑陶瓷和衛生陶瓷[2]。

綠色建材的內涵隨著研究應用的不斷深入，變得越來越豐富。一系列有代表性的綠色建材產品如高性能混凝土、高強鋼筋、新型墻體材料等不斷發展，并在工程中成功應用。2013年發布的《綠色建筑行動方案》，明確將大力發展綠色建材作為我國發展綠色建筑的十項任務之一。2014 年年初，住建部、工業和信息化部聯合印發《綠色建材評價標識管理辦法》，首次對綠色建材給出了正式的定義。2016年5月，我國第一批綠色建材標識在京發布，共32家企業的45個產品獲得首批三星級綠色建材評價標識，產品涉及預拌混凝土和預拌砂漿兩大類。

目前，我國已有河南、河北、廣東、江蘇等省市出臺了綠色建材推薦目錄（表2）。工信部遴選了節能玻璃、陶瓷薄磚、節水潔具、高性能混凝土、部品部件、綠色化學建材、綠色墻體材料、墻體保溫材料等作為優先推進品種。目前，已大力發展和推廣的綠色建材有節能玻璃、綠色化學建材、新型墻體和節能保溫隔熱材料。

2 綠色建材在住房修繕中的應用研究

《綠色建材評價技術導則（試行）》給出了7類綠色建材產品的評價方法，但不代表只有這7類屬于綠色建材產品。隨著綠色建材產品的發展，綠色建材產品評價范圍還會進一步擴大。綜合國內外綠色建材應用情況，筆者認為綠色建材產品應具有安全、節能、減排、適用、耐久、便利和可循環的特點。

表1 國外主要綠色建材類型及評價指標

表2 國內主要城市綠色建材推薦目錄

本市舊住房量大面廣，房屋類型多，建造標準差別大。舊住房的修繕改造經歷了多層住宅平改坡、舊小區綜合整治、舊住房綜合改造等多個階段，改造內容也逐步從最初的單項改造發展為綜合性的修繕改造。與新建房屋不同的是，舊住房修繕改造時，應綜合考慮材料的耐用性、安全性、經濟性及對周邊環境的影響等因素，秉著高效、安全、綠色、便利的原則，對修繕材料進行選擇。

（1）考慮到舊住房對于節能和舒適度提升的要求，保溫隔熱材料和節能門窗的應用符合目前綠色發展趨勢。在選擇屋面保溫材料時，應考慮保溫材料導熱系數、厚度對荷載和使用空間的影響，以及保溫材料的防火性、吸水性、耐用性和成本。不可燃、吸水率低、導熱系數低的保溫材料應優先選用。外窗改造在只更換玻璃的情況下，建議選擇低輻射中空玻璃；整窗更換時，其外窗框型材可選擇金屬隔熱型材、塑料、木、鋁包木及TICO聚氨酯型材等。

（2）由于建造年代、使用習慣等原因，舊住房屋面、外立面滲漏現象較為普遍，其修繕對防水材料的需求較大。屋面防水工程應優先選用聚氯乙烯高分子防水卷材、高聚物改性瀝青卷材等。室內廚衛間防水工程所選用的防水材料，以防水性能優異、無接縫的整體涂膜最為理想，如高分子防水涂料、水性聚合物水泥基防水涂料等。

（3）住房修繕工程應使用水性涂料，禁用溶劑型涂料。目前，合成樹脂乳液外墻涂料、彈性建筑涂料和砂壁狀建筑涂料已在外墻修繕工程中得到廣泛應用。此外，室外停車場、道路部分可使用透水鋪裝材料，有利于推進老舊小區海綿化改造。小區樓道和地下車庫等處采用LED節能燈、太陽能路燈，有利于節能。

結合國內外綠色建材應用發展情況調研，在綜合考慮舊住房修繕的特點和綠色建材節能環保特點的基礎上，筆者認為，目前舊住房修繕中較為適用并且具備較大應用潛力的綠色建材產品主要有7類，即保溫隔熱材料、節能門窗、水性涂料、防水材料、透水鋪裝材料、節能燈具和節水器具。下面以某舊住房修繕改造工程為案例，研究綠色建材的應用情況。

3 案例介紹

3.1 工程概況

某舊住區房屋建造于20世紀二三十年代，屬歷史風貌保護片區，是老式石庫門里弄住宅，多為2層，部分帶3層閣樓。整個小區共有23棟單體，共計有270單元，建筑面積為22 473m2，1 181戶。

3.2 修繕設計方案

由于建造年代久遠，房屋結構老化、室內功能使用不便，需進行修繕改造。其修繕設計方案如下（圖1）：

（1）建筑外部保留歷史建筑風貌。

（2）項目通過設計將原兩個門牌號合并為一個門牌號，充分利用樓梯間空間和原公共部位增加廚衛功能。

（3）通過改建提高房屋安全、防火、保暖性能。

（4）根據改造后非標格局，配置集成化廚衛，通過使用新材料、新技術，提高居住舒適度。

（5）改造后原則上原部位回搬，每戶增加面積3～5m2，按證增加廚衛功能。

3.3 綠色建材選用

3.3.1 屋面材料

由于屋頂閣樓空間小，屋面保溫層厚度不宜過厚，需選擇導熱系數低的保溫材料。若選擇泡沫玻璃、發泡水泥板等無機保溫材料，厚度均超過6cm，因此，決定采用憎水性輕質保溫材料氣凝膠二氧化硅保溫氈，導熱系數≤0.013 W/（m·K），厚度約1cm，同時具備保溫和防水功能（圖2、3）。

圖1 某舊住房修繕設計方案圖

屋面采用自黏防水卷材、氣凝膠二氧化硅保溫氈、順水條，保溫氈拼接采用防水釘、防水墊。

3.3.2 外窗

滿足傳熱系數≤2.2 W/（m2·K）的外窗通常需要三玻雙腔，但考慮到舊住房結構承載能力弱，可選擇雙玻單腔的高性能外窗。本項目采用玻纖增強聚氨酯節能門窗（圖4），其玻纖增強聚氨酯復合材料輕質高強，密度為2 100 kg/m3，強度為鋁合金的4～6倍，且傳熱系數是鋁合金的30%，是PVC的70%，節能的同時還具有很好的耐火性。

3.3.3 整體衛浴

廚衛合用改為廚衛獨用，其中，小空間設計采用整體衛浴（圖5）。

在該項目修繕改造過程中，充分考慮原有建筑的特點和歷史建筑風貌，積極考慮采用新型綠色建材，在保留保護的同時，提高建筑能效，為今后舊式里弄建筑的保護修繕提供了參考。

圖2 氣凝膠二氧化硅保溫氈

圖3 屋面防水保溫層

4 推廣應用建議

4.1 材料性能嚴格把控，注意耐久、安全、協調、美觀

建筑材料的性能是影響整個工程質量的關鍵因素，而性能的優劣往往是由原材料質量、生產工藝、產品標準等決定，因此，綠色建材特別是涂料類材料在應用時，應嚴格把控原材料質量，并從整體系統考慮，選用適宜的、能夠保持良好粘結效果的各個分系統材料，使得整體系統的材料性能得以保證甚至加強。

圖4 玻纖增強聚氨酯節能窗

對于住房修繕工程應用的綠色建材，應重點考慮環保性能，特別是外墻和室內等涂料產品的VOC和甲醛排放性能。同時，由于溶劑型涂料大多易燃，對保存和儲藏的要求很高，具有較高的消防隱患，不適用于施工場地狹窄、居民進出頻繁的住房修繕工程，應嚴禁使用溶劑型外墻涂料。建筑防水材料一般應具有良好的耐候性，能較好地抵抗光、熱等方面的影響，具有耐酸堿腐蝕、防止滲透的性能。此外，針對局部性住房修繕工程項目，修繕材料建議選用與原材料系統盡量保持一致或相近的，并須注意新、舊材料之間的界面結合。

4.2 健全現場檢查制度，嚴把施工質量關

住房修繕施工質量的把控應從現場施工管理入手，根據不同建材的特性，采用正確的預處理方法，做到嚴格按照施工方案施工。若處理不當，將會直接影響材料相關性能，從而影響整體工程質量。

住房修繕工程應用新型防水材料或反射隔熱涂料等綠色建材時，必須先完成鏟除舊涂層、補平基層及清洗墻面等基層處理工作，并對基層處理情況進行驗收后，方可進行新材料的涂刷工程，最大限度地確保外墻修繕工程的施工質量。此外，應對綠色建材施工所用材料和工程質檢增加現場抽檢和復檢制度，確保其嚴格按照施工規范和工序的要求，加強修繕施工監管的作用，建立責任追究制度。

節能門窗是一種節能環保、實施效果好、經濟成本可控的綠色建材。其應用的關鍵之一是要嚴格按設計要求做好節點部位的施工，若熱橋部位施工不當或未做好防水處理，極易發生質量缺陷。例如，窗框四周若封閉不嚴，墻體結構與保溫層之間在窗膀上易出現裂縫而引起滲水。因此，在編制修繕方案時，若涉及節能門窗的安裝及洞口等部位的修復，應有節點設計和細部說明，如有必要，可配節點詳圖加以明確。

4.3 明確綠色建材在住房修繕中的應用技術要求

自2015年頒布《促進綠色建材生產和應用行動方案》以來，綠色建材在既有建筑中應用的重要性及比例逐漸提高；國家最新頒布的《綠色建材評價技術導則（試行）》也對保溫材料、預拌混凝土、建筑節能玻璃等7類新型綠色建材產品給出了具體的評價技術要求，為綠色建筑的推廣應用提供了基本思路和框架。然而，我國大部分地區的綠色建材推廣應用工作才剛起步，綠色建材在新建建筑、建筑改造中的應用還在探索研究階段，建議結合地區特點，制定推廣綠色建材的扶持政策，明確綠色建材在住房修繕中應用的技術要求，為加快推動綠色建材的推廣應用，提高綠色建材應用效果提供必要的技術支撐。

4.4 落實綠色建材施工安全管理，宣傳鼓勵綠色行為

由于住房修繕一般是在居民居住在內的情況下進行施工，有些交通要道還會與施工工地或材料堆放場地出現重疊。因此，在修繕工程開展時，應加強施工安全管理及項目防火安全，下發居民告知書，通知居民修繕工程開展的時間、區域和注意事項等。在住房修繕工程中，應首先對修復區域內的空調機架、晾衣架、雨篷等外墻懸掛物進行安全質量檢查。當懸掛物強度不足或與墻體連接不牢固時，應采取加固措施或拆除、更換。此外，施工現場作業區和危險區，應設置安全警示標志；當需修復的外立面緊鄰人行道或車行道時，應在該道路上方搭建安全天棚，并設置警示和引導標志。同時，還應提高居民對綠色建材的認識和正確使用方法，通過定期舉辦宣傳科普活動，出臺適宜的激勵措施等方式，引導用戶綠色行為，從而整體提升綠色建材的應用效果。

5 結語

綜上所述，綠色建材產品應具有安全、節能、減排、適用、耐久、便利和可循環的特點。目前，舊住房修繕中較為適用且具備較大應用潛力的綠色建材產品主要有保溫隔熱材料、節能門窗、水性涂料、防水材料、透水鋪裝材料、節能燈具、節水器具等。在舊住房修繕改造過程中，應充分考慮原有建筑的特點和歷史建筑風貌，積極考慮采用上述各類新型綠色建材，在做好保留保護的同時，努力提高建筑能效。同時，在后期的推廣應用中，還應在材料性能把控、施工質量檢查、技術要求和安全管理等方面進行把控。