鋁塑復(fù)合板在節(jié)能減碳實現(xiàn)建筑裝飾可持續(xù)性中的重大作用

趙春芝 蔣 荃 （中國建筑材料檢驗認(rèn)證中心有限公司，北京 100024）

鋁塑復(fù)合板，簡稱鋁塑板，是指以塑料為芯層，兩面為鋁材的三層復(fù)合板材，并在產(chǎn)品表面覆以裝飾性和保護性的涂層或薄膜作為產(chǎn)品的裝飾面。鋁塑板中塑料芯層95%都是采用回收廢棄的聚乙烯，是一種新型的生態(tài)建材產(chǎn)品。鋁塑復(fù)合板的發(fā)明使金屬板材從單一的各向同性材料如鋁、銅、鋅發(fā)展到不同材質(zhì)之間復(fù)合，使金屬板材的性能如表面質(zhì)量、材料重量以及加工性能等方面得到極大的改觀和提升[1]。自70年代首先在德國發(fā)展起來，然后傳入歐洲，我國自90年代初開始引進技術(shù)及設(shè)備并迅速國產(chǎn)化，其以實用的特點和現(xiàn)代化的裝飾效果迅速被國內(nèi)客戶認(rèn)可，廣泛用于內(nèi)外墻裝飾裝修。目前，鋁塑板年產(chǎn)量超2億平米，占世界總產(chǎn)量的80%以上，位居世界第一，成為世界上最大的鋁塑復(fù)合板生產(chǎn)國、消費國和出口國[2]。

鋁塑板經(jīng)過在中國近20年的發(fā)展，曾歷經(jīng)各方對材料技術(shù)可靠性的懷疑，出現(xiàn)質(zhì)量信任危機和施工安裝控制阻燃防火等一系列問題，鋁塑協(xié)會通過行業(yè)質(zhì)量管理，以及修訂和制定幕墻用、裝飾用鋁塑板和塑鋁貼面板等一系列產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和幕墻工程施工規(guī)范，要求企業(yè)加強生產(chǎn)、質(zhì)量管理、原材料控制、施工規(guī)范等方面管理，維護了行業(yè)的健康發(fā)展。同時關(guān)注國家節(jié)能減排政策和產(chǎn)品在生命周期內(nèi)的環(huán)境影響，制定了相關(guān)的清潔生產(chǎn)和能耗限額標(biāo)準(zhǔn)以及國內(nèi)首批生命周期評價技術(shù)規(guī)范，從產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)能與綜合利用、產(chǎn)品碳足跡全方位保障鋁塑板行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

1 現(xiàn)有的產(chǎn)品質(zhì)量保障體系

圖1 鋁塑復(fù)合板相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)體系

鋁塑復(fù)合板的產(chǎn)品質(zhì)量體系包括3個層次的內(nèi)容：（1）鋁塑板的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，GB/T 17748-2008《建筑幕墻用鋁塑復(fù)合板》、GB/T 22412-2008《普通裝飾用鋁塑復(fù)合板》以及正在制定的JG/××××《塑鋁復(fù)合貼面板》和J C/T××××《銅塑復(fù)合板》。（2）鋁塑板的安裝控制規(guī)范CECS 231:2007《鋁塑復(fù)合板幕墻工程施工及驗收規(guī)程》，主要涉及鋁塑板幕墻的加工制作、安裝施工、工程驗收及保養(yǎng)和維護等方面。（3）鋁基板的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，YS/T 429.1-2000《鋁幕墻板 板基》，適用于制作鋁幕墻用的鋁板基材，板基表面未進行涂漆、陽極氧化等各種表面處理。YS/T 431-2000《鋁及鋁合金彩色涂層板》，適用于卷材輥涂涂層線生產(chǎn)的，供建筑等行業(yè)的彩色涂層鋁板、帶。YS/T 432-2000《鋁塑復(fù)合板用鋁帶》適用于表面不含涂層的鋁塑復(fù)合板用鋁基材。基材的力學(xué)性能檢測需滿足GB/T 3880.2-2006《一般工業(yè)用鋁及鋁合金板、帶材第2部分：力學(xué)性能》的技術(shù)要求，化學(xué)成分檢測需滿足GB/T 3190-2008《變形鋁及鋁合金化學(xué)成分》的技術(shù)要求。

2 節(jié)能環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)體系

圖2 鋁塑復(fù)合板相關(guān)節(jié)能環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)體系

鋁塑板的節(jié)能減碳標(biāo)準(zhǔn)包括了鋁塑板單位產(chǎn)品的能耗限額、鋁塑板功能單位的生命周期環(huán)境影響和鋁塑板行業(yè)的清潔生產(chǎn)，既包括了鋁塑板現(xiàn)場生產(chǎn)的質(zhì)量和環(huán)境狀況，又追溯了原材料和運輸?shù)纳嫌喂?yīng)鏈，順應(yīng)了國際可持續(xù)生產(chǎn)要求的環(huán)境信息交流。

《生命周期評價技術(shù)規(guī)范文件—金屬復(fù)合裝飾板材》標(biāo)準(zhǔn)的制定，是在國際上可持續(xù)消費與生產(chǎn)以環(huán)境信息交流為主要模式的背景下，依托CTC參與的“十一五”支撐課題“化工產(chǎn)品和建筑材料關(guān)鍵產(chǎn)品生態(tài)設(shè)計技術(shù)開發(fā)”，著手啟動制定的。以生命周期評價（LCA）為基礎(chǔ)開的 “Ⅲ型環(huán)境標(biāo)志計劃”（EPD）作為一種有效的環(huán)境信息交流工具，為各國政府綠色采購、產(chǎn)品生態(tài)設(shè)計、未來避免國際貿(mào)易綠色環(huán)境壁壘提供有力的支持。生命周期評價技術(shù)規(guī)范文件，簡稱為LCA技術(shù)規(guī)范文件，是進行特定產(chǎn)品LCA分析與報告的規(guī)則與指南，其目的在于規(guī)范和簡化此類產(chǎn)品的LCA分析工作，并增強LCA報告的規(guī)范性、準(zhǔn)確性和可比性。

依據(jù)本技術(shù)規(guī)范文件做出的LCA報告，可用于產(chǎn)品的環(huán)境聲明和產(chǎn)品的碳足跡計劃。根據(jù)本技術(shù)規(guī)范文件做出的LCA報告包含著特定生產(chǎn)者所生產(chǎn)產(chǎn)品的生命周期環(huán)境信息，一方面可以為購買方選擇環(huán)境友好產(chǎn)品提供可靠和可比的環(huán)境信息，另一方面也為生產(chǎn)者持續(xù)改進產(chǎn)品的環(huán)境表現(xiàn)提供數(shù)據(jù)支持。

《鋁塑板行業(yè)清潔生產(chǎn)水平評價技術(shù)要求》標(biāo)準(zhǔn)的制定，是為貫徹落實《中華人民共和國清潔生產(chǎn)促進法》，指導(dǎo)和推動水泥企業(yè)依法實施清潔生產(chǎn)，提高資源利用率，減少和避免污染物的產(chǎn)生，保護和改善環(huán)境。作為創(chuàng)建清潔先進生產(chǎn)企業(yè)的主要依據(jù)，并為企業(yè)推行清潔生產(chǎn)提供技術(shù)指導(dǎo)。

對發(fā)展迅速的新型建材鋁塑板開展清潔生產(chǎn)，主要解決廢水、廢氣、粉塵的來源和對其采取的處理措施、改進措施、鋁塑板的回收利用以及技術(shù)、工藝創(chuàng)新問題。規(guī)范整個行業(yè)的環(huán)境狀況，促使鋁塑行業(yè)健康發(fā)展。該標(biāo)準(zhǔn)的制定，提高了鋁塑板的環(huán)境附加值，使鋁塑生產(chǎn)企業(yè)提高出口比率，在國際市場占有更大的市場分額，隨著技術(shù)的完善和新產(chǎn)品、新應(yīng)用領(lǐng)域的開發(fā)以及清潔生產(chǎn)的實施，鋁塑行業(yè)有更廣闊的發(fā)展前景和更大的市場潛力。

《鋁塑板單位產(chǎn)品能源消耗限額》標(biāo)準(zhǔn)的制定，是在全球溫室氣體已嚴(yán)重威脅到人類的發(fā)展，節(jié)能降耗減排是國家可持續(xù)發(fā)展的首要目標(biāo)，每個企業(yè)肩具節(jié)能減排的社會責(zé)任的背景下啟動的。鋁塑板生產(chǎn)中，通過催化燃燒余熱利用技術(shù)和雙螺桿替代單螺桿的熱復(fù)合成型工藝的改進，每條連續(xù)生產(chǎn)線就可以節(jié)約電能30%，全國現(xiàn)有鋁塑復(fù)合板企業(yè)300多家，每個企業(yè)有3～4條連續(xù)生產(chǎn)線，節(jié)能潛力很大。

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了鋁塑板單位產(chǎn)品能源消耗限額的技術(shù)要求、計算原則、計算范圍、計算方法和節(jié)能管理措施。本標(biāo)準(zhǔn)側(cè)重于產(chǎn)品能源消耗，企業(yè)采取的技術(shù)改造、相關(guān)設(shè)備升級以及所有相關(guān)措施。該標(biāo)準(zhǔn)的制定，規(guī)范了鋁塑板企業(yè)的能源管理，降低了單位產(chǎn)品的能耗，推動新技術(shù)的開發(fā)與利用。

3 鋁塑板與單鋁板的比較

本評價選用的功能單元是萬m2鋁塑板（外墻板厚度為4mm，鋁板厚為0.5mm的鋁塑板(氟碳噴涂)），即評價每萬m2鋁塑板和單鋁板（厚度為3.3mm的單鋁板(氟碳噴涂)）的壽命周期所造成的環(huán)境負(fù)荷。

圖3 鋁塑板與單鋁板資源、能源、溫室效應(yīng)、酸化效應(yīng)的比較

圖4 鋁塑板與單鋁板光化學(xué)臭氧合成、富營養(yǎng)化、生態(tài)毒性的比較

由圖3和圖4可以看出，單鋁板在溫室效應(yīng)、資源、酸化效應(yīng)、生態(tài)毒性、呼吸系統(tǒng)方面的影響比鋁塑板高。每萬平方米標(biāo)準(zhǔn)4mm厚鋁塑板的能耗比同樣強度的單鋁板降低36794kwh，可減少CO2、SOx和灰分量分別為118噸、846kg、8噸，廢水中化學(xué)需氧量、懸浮物含量、六價鉻含量比單鋁板低1.7kg、58.9kg、15.6g。

能源與環(huán)境排放的比較數(shù)據(jù)表明鋁塑復(fù)合板的環(huán)境協(xié)調(diào)性要遠遠優(yōu)于單鋁板等金屬幕墻材料。

圖5 未經(jīng)PE循環(huán)利用的鋁塑板與經(jīng)PE循環(huán)利用的鋁塑板的比較

由圖5可以看出，經(jīng)PE循環(huán)利用的鋁塑板與未經(jīng)PE循環(huán)利用的鋁塑板，資源節(jié)約3.8%，溫室效應(yīng)減少15%，酸化效應(yīng)減少15%?？梢娊?jīng)PE循環(huán)利用的鋁塑板環(huán)境協(xié)調(diào)性要優(yōu)于未經(jīng)PE循環(huán)利用的鋁塑板。利用回收料生產(chǎn)的鋁塑板環(huán)境負(fù)荷低于利用原油新生產(chǎn)的聚乙烯料生產(chǎn)的鋁塑板的環(huán)境負(fù)荷?？蓽p少的溫室效應(yīng)15%、酸化效應(yīng)15%。節(jié)約資源3.8% 。

據(jù)不完全統(tǒng)計，鋁塑復(fù)合板行業(yè)每年可消耗回收的聚乙烯塑料100多萬噸，既節(jié)省了石油資源的消耗，又降低了白色污染，有利于環(huán)保。

4 鋁塑板的碳足跡

依據(jù)GB/T24025—2009/ISO14025:2006和GB/T××××《生命周期評價技術(shù)規(guī)范文件—金屬復(fù)合裝飾板材》，開展鋁塑板的碳足跡。

4.1 功能單位

1m2的幕墻用鋁塑板，外墻板厚度為4mm，正反面鋁板厚為0.5mm，正面涂層厚度28um氟碳輥涂，背面底涂厚度10um聚酯輥涂的鋁塑板為例。

4.2 系統(tǒng)邊界

圖6 鋁塑板的系統(tǒng)邊界圖

主要包括：

1) 主要原料生產(chǎn)（鋁卷、塑料芯材）；

2) 其他原料生產(chǎn)（高分子粘結(jié)膜、塑料保護膜、樹脂涂料）

3) 能源生產(chǎn)（電力、石油氣）；

4) 原料的公路運輸；

5) 鋁塑板的生產(chǎn)。

4.3 鋁塑板的碳足跡計算

根據(jù)企業(yè)填報數(shù)據(jù)，建立產(chǎn)品流的計算模型，利用eBalance軟件，計算每m2的CO2eq。

（舍去貢獻小于2%的清單物質(zhì)）

圖7 各清單物質(zhì)對全球暖化的影響

圖8 各生產(chǎn)過程對全球暖化的影響

4.4 背景數(shù)據(jù)

背景數(shù)據(jù)見表3。

4.5 鋁塑板的碳足跡

表1 鋁塑板生命周期中各清單物質(zhì)生產(chǎn)過程對全球暖化的影響

表2 各生產(chǎn)過程對對全球暖化的影響

表3 本研究采用的背景流程及數(shù)據(jù)來源

5 鋁塑板的可持續(xù)發(fā)展

鋁塑復(fù)合板的發(fā)展新方向：

1) 防火鋁塑板：難燃級，甚至不燃級；

2) 面板多樣化：銅塑復(fù)合板、鈦與鈦鋅復(fù)合板、氟碳輥涂仿石仿木紋復(fù)合材料等；

3) 節(jié)能性：低導(dǎo)熱系數(shù)的輕質(zhì)發(fā)泡鋁塑板。

圖9 鋁塑板行業(yè)可持續(xù)發(fā)展建議

今后，鋁塑復(fù)合板的發(fā)展，需要依托新技術(shù)和開發(fā)新產(chǎn)品，提高并擴大使用性能和應(yīng)用范圍，控制產(chǎn)品質(zhì)量，規(guī)范市場秩序，緊跟國際和國家節(jié)能減碳步伐，實現(xiàn)行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

[1] 蔣荃，趙建生，鋁塑復(fù)合板在中國的運用與發(fā)展會議發(fā)言稿，20040.3。

[2] 中國建筑材料聯(lián)合會鋁塑復(fù)合材料分會秘書處，鋁塑復(fù)合板產(chǎn)業(yè)概況。

[3] 水泥行業(yè)清潔生產(chǎn)評價指標(biāo)體系