淺談德國及北歐國家綠色建材產(chǎn)品

張彥林 曾令榮 吳雪樵

[摘要] 本文結(jié)合筆者考察的基本情況，簡單介紹了德國及北歐國家?guī)追N主要綠色建材產(chǎn)品，并從節(jié)能、環(huán)保、功能性等角度闡述了每種產(chǎn)品的特點及我國與之差距，最后從建材標(biāo)識制度、產(chǎn)品生產(chǎn)及應(yīng)用節(jié)能、推廣應(yīng)用新技術(shù)等方面給出了幾點建議。

[關(guān)鍵詞] 綠色建材及其標(biāo)識制度；墻體材料；保溫材料；節(jié)能門窗；建筑遮陽；保溫砂漿及外飾層

[中圖分類號] F407 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A[文章編號] 2095-4085（2012）-06-0092-03

1引言

綠色建材是綠色建筑的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，是設(shè)計和建造綠色建筑不可缺少的重要原材料。隨著歐洲各國對綠色建筑的廣泛認(rèn)同，綠色建材和綠色建筑一樣也被越來越多的國家重視并深入研究和推廣應(yīng)用。德國及北歐國家非常注重綠色建材的發(fā)展，并提出了未來發(fā)展方向。其內(nèi)容如下：

（1）發(fā)展適合節(jié)能減排及綠色建筑需要的建筑材料；

（2）發(fā)展新型保溫材料和高效建筑部件；

（3）發(fā)展可循環(huán)利用的建筑材料；

（4）發(fā)展無毒、無害、環(huán)保的建筑材料。選用的材料不會對身體有負(fù)面影響，如低揮發(fā)性有機(jī)合成物、油漆、粘合劑和密封劑等；

（5）發(fā)展具有智能特點的功能性建筑部件（如換氣門窗）和墻體材料（如自清潔）等新型建筑材料。

2德國及北歐國家?guī)追N主要綠色建材產(chǎn)品

2.1墻體材料

德國及北歐國家的墻體材料品種和我國差別不大，主要有燒結(jié)制品、混凝土砌塊及加氣混凝土等產(chǎn)品，但這些國家特別重視墻體材料產(chǎn)品的應(yīng)用節(jié)能，主要通過改變孔洞構(gòu)造及材料復(fù)合好、有效降低導(dǎo)熱系數(shù)、改善墻體的保溫性能來實現(xiàn)。以德國及北歐國家的燒結(jié)類墻體材料制品為例，其導(dǎo)熱系數(shù)一般在0.30 W/（m·K）水平，部分保溫?zé)Y(jié)制品的導(dǎo)熱系數(shù)僅為0.09 W/（m·K）（圖1）。而我國質(zhì)量較好的多孔磚導(dǎo)熱系數(shù)約為0.50W/（m·K），空心磚導(dǎo)熱系數(shù)約為0.35～0.45 W/（m·K），粘土實心磚導(dǎo)熱系數(shù)則達(dá)到0.81 W/（m·K）。通過測算可知，當(dāng)導(dǎo)熱系數(shù)為0.16 W/（m·K）時，300mm厚墻體傳熱系數(shù)為0.43 W/ （m2·K），可滿足我國建筑節(jié)能65%的要求；當(dāng)導(dǎo)熱系數(shù)為0.13 W/（m·K）時，240mm單磚墻傳熱系數(shù)為0.45 W/ （m2·K），也可滿足我國建筑節(jié)能65%的要求。在德國及北歐國家，由于使用優(yōu)質(zhì)節(jié)能墻體材料，每年就能節(jié)約采暖一次能耗約40%。

2.2保溫材料

德國及北歐國家的保溫材料主要以EPS和巖棉為主，另外還有玻璃棉、泡沫玻璃及珍珠巖等。其中EPS占到75%左右，容重要求達(dá)到15kg/m3以上，甚至有部分達(dá)到30kg/m3以上；巖棉導(dǎo)熱系數(shù)0.035～0.045 W/（m·K），容重120～155 kg/m3；泡沫玻璃主要用于對溫度有特殊要求的建筑部位，導(dǎo)熱系數(shù)0.040～0.060 W/（m·K），容重100～165 kg/m3，耐溫性能較好（圖2）；珍珠巖導(dǎo)熱系數(shù)一般為0.050～0.070 W/（m·K），更多用于地下室和屋面保溫（圖3）。

德國及北歐國家特別重視保溫材料防火。如，由于消防云梯高度的限制，在德國22m以上建筑只能采用巖棉等不燃保溫材料；當(dāng)EPS厚度大于100mm時，推薦使用防火隔離條或每兩層設(shè)置一個隔離帶，材料可采用巖棉板或防火PU等。隨著建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的提高，建筑保溫層的厚度也逐漸加厚。以德國為例，建筑保溫層的厚度已從1996年平均72mm增加到目前的115mm。

2.3 節(jié)能門窗

節(jié)能玻璃是德國及北歐國家綠色建筑使用的重要建筑材料之一。其品種類別和我國差別不大，主要有中空玻璃、真空玻璃、鍍膜玻璃、Low-E玻璃等。德國及北歐國家把門窗有效利用太陽能和保溫隔熱（即節(jié)省能源）放在首要位置來考慮，其窗戶傳熱系數(shù)要求小于1.5W/（m2·K），部分三層玻璃窗戶傳熱系數(shù)達(dá)到1.1W/（m2·K），許多新技術(shù)窗戶傳熱系數(shù)僅有0.6W/（m2·K）。另外，有部分窗戶設(shè)計了進(jìn)風(fēng)和排風(fēng)系統(tǒng)，起到調(diào)節(jié)室內(nèi)空氣的效果。

德國及北歐國家門窗節(jié)能措施主要有：

（1）合理控制窗墻比。這些國家的窗戶相對較小，從而盡量減少能量損失。

（2）在選擇使用節(jié)能玻璃時，根據(jù)區(qū)域特點確定玻璃品種。德國及北歐國家屬于嚴(yán)寒區(qū)域，門窗玻璃以控制熱傳導(dǎo)為主，盡量選擇中空玻璃或低輻射玻璃組成的中空玻璃，以便更好地發(fā)揮玻璃節(jié)能特性。

（3）提高住宅外窗的氣密性，減少冷空氣滲透。如設(shè)置優(yōu)質(zhì)密封條，使用新型密封性能良好的門窗材料；框與玻璃之間的密封使用各種彈性壓條；門窗框與墻間的縫隙用巖棉、玻璃棉、聚乙烯泡沫材料及密封膏等密封。

（4）改善住宅門窗的保溫性能。在門的空腹內(nèi)填充巖棉板，以增加其絕熱性能；更多采用塑料窗、塑木復(fù)合窗等，很少使用金屬門窗，以避免金屬窗產(chǎn)生冷橋；設(shè)置三層玻璃，在玻璃夾層中使用惰性氣體；擴(kuò)大單塊玻璃的面積，減少窗芯，合理減少可開啟的窗扇面積。

（5）大型落地窗戶一般設(shè)置在“溫度阻尼區(qū)”的外層。德國及北歐國家在新建建筑中將陽臺用大型落地窗封閉起來，與建筑外墻體的窗戶間形成中間層，起到更好的節(jié)能保溫效果。

2.4高性能遮陽

德國及北歐國家非常重視夏天對建筑物的遮陽，可有效降低建筑能耗，提高室內(nèi)居住舒適性。建筑遮陽的種類有：窗口遮陽、屋面遮陽、墻面遮陽、綠化遮陽等形式。在這些遮陽措施中，窗口遮陽無疑是最重要的。

窗戶的遮陽方式分為內(nèi)遮陽、窗戶中間遮陽和外遮陽三種。內(nèi)遮陽容易把熱量留在室內(nèi)，而外遮陽節(jié)能效果更加明顯。也有部分門窗在玻璃夾層內(nèi)設(shè)置活動遮陽百葉，也能起到很好的遮陽效果，但窗戶造價較高，也不便于維修。德國及北歐國家更喜歡使用窗戶外遮陽。

外遮陽一般有可調(diào)式百葉外遮陽、上翻板外遮陽、側(cè)翻板外遮陽、推拉板外遮陽（單軌道或雙軌道）、卷簾外遮陽及新型太陽能遮陽（圖4）等。

2.5保溫砂漿及外飾層

德國內(nèi)外墻抹灰材料主要用砂漿，并且開發(fā)了系列保溫砂漿及特殊砂漿作為基礎(chǔ)材料。主要砂漿品種有砌筑砂漿、抹灰砂漿、粘結(jié)砂漿、填料和澆注料等。德國保溫砂漿的導(dǎo)熱系數(shù)一般為0.15～ 0.21 W/（m·K），而我們國家的保溫砂漿一般在0.8 W/（m·K）左右。另外，還有用于內(nèi)墻具有儲備能量的隔熱砂漿，其10%～25%的成分為蓄熱石蠟。通過石蠟遇熱吸收熔融、遇冷釋放熱量的調(diào)節(jié)作用，可使室內(nèi)平均溫度保持在22攝氏度左右，濕度保持在40%～ 60%之間，保溫砂漿的功能性效果顯著。

德國及北歐國家建筑物外飾層所用材料基本和國內(nèi)差別不大，但裝飾效果以簡約為主。裝飾層主要有涂料飾面、裝飾磚飾面、石材飾面及其它裝飾板材飾面等。德國建筑比較注重細(xì)節(jié)，露出外墻的緊固件基本以使用不導(dǎo)熱配件為主，任何細(xì)微熱損失都在考慮范疇之內(nèi)。

3德國及北歐國家綠色建材標(biāo)識制度

德國及北歐國家積極推動綠色建材的環(huán)境標(biāo)識制度，極大地促進(jìn)了環(huán)保、健康的綠色建材發(fā)展。

德國是世界上最早推行環(huán)境標(biāo)志制度的國家。1987年德國發(fā)布了第一個環(huán)境標(biāo)志——“藍(lán)天使”后，至今實施“藍(lán)天使”的產(chǎn)品已達(dá)7500多種，其中建材產(chǎn)品是其主要組成部分。德國開發(fā)的“藍(lán)天使”標(biāo)志的建材產(chǎn)品側(cè)重于從環(huán)境危害大的產(chǎn)品入手并逐步推進(jìn)，取得了很好的環(huán)境效益。目前，“藍(lán)天使”環(huán)境標(biāo)志已成為德國公眾熟知的一種標(biāo)志，在市場上扮演著重要的角色，德國居民也愿意多付些錢去購買對環(huán)境有益的產(chǎn)品。德國所有大中城市，均有專門出售“綠色建材”的商店。

北歐的芬蘭、瑞典等國于1989年實施了統(tǒng)一的北歐環(huán)境標(biāo)志。芬蘭為了促進(jìn)綠色建材的發(fā)展，推出了“健康建材”（HMB）標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定所出售的建材產(chǎn)品在使用說明書上除標(biāo)出產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)外，還必須標(biāo)出健康指標(biāo)。

瑞典實施的建筑法規(guī)中明確規(guī)定，用于室內(nèi)的建筑材料要求實行安全標(biāo)簽制，并制定有機(jī)化合物室內(nèi)空氣濃度指標(biāo)限值：≤0.2毫克/立方米時，為一類空氣；≤0.5毫克/立方米時，為二類空氣。瑞典出口建筑材料及家具等產(chǎn)品時，廠家已在說明書上標(biāo)出產(chǎn)品4周和26周有機(jī)化合物室內(nèi)空氣濃度限值。

4幾點建議

筆者通過對德國及北歐國家綠色建材的考察，并結(jié)合這些國家綠色建材的發(fā)展經(jīng)驗，對我國綠色建材發(fā)展提出以下幾點建議。

（1）發(fā)展環(huán)保、健康的建筑材料

借鑒德國“藍(lán)天使”環(huán)境標(biāo)志制度，芬蘭、瑞典等國家統(tǒng)一實施的北歐環(huán)境標(biāo)志制度，我國建材行業(yè)在轉(zhuǎn)變發(fā)展方式的過程中，也應(yīng)設(shè)置環(huán)保、能耗、工藝技術(shù)、裝備、規(guī)模等方面的準(zhǔn)入門檻，從產(chǎn)品安全、質(zhì)量隱患等入手實施生產(chǎn)許可制度，保障綠色建材質(zhì)量，進(jìn)一步提高優(yōu)質(zhì)綠色建材產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化水平和精細(xì)化程度。

（2）生產(chǎn)和應(yīng)用節(jié)能的建筑材料

綠色建材的能耗包括生產(chǎn)節(jié)能和應(yīng)用節(jié)能兩個方面，只有同時抓才能更好的促進(jìn)我國節(jié)能減排的各項工作。就應(yīng)用節(jié)能而言，應(yīng)鼓勵發(fā)展導(dǎo)熱系數(shù)小于 0.06 W/（m·K）的優(yōu)質(zhì)無機(jī)保溫材料、導(dǎo)熱系數(shù)小于 0.5 W/（m·K）的新型墻體材料及傳熱系數(shù)小于0.5 W/（m2·K）復(fù)合墻體，同時還應(yīng)發(fā)展高質(zhì)量的密封件、五金件及其它相關(guān)配套產(chǎn)品等。

（3）研發(fā)和推廣適合綠色建筑的新型建材及技術(shù)

發(fā)展綠色建材新技術(shù)，以更好地滿足保溫、隔熱、透光、通風(fēng)等各種需求，在維護(hù)室內(nèi)良好物理環(huán)境的同時降低能源消耗。比如：基于相變材料的蓄熱型圍護(hù)結(jié)構(gòu)，基于高分子吸濕材料的調(diào)濕型內(nèi)飾面材料等，傳熱系數(shù)低于1.5W/m2·K建筑外窗等。

（4）不斷提高綠色建材的施工和應(yīng)用技術(shù)水平

綠色建材必須要有優(yōu)質(zhì)的施工質(zhì)量作保障。目前為滿足我國建筑節(jié)能50%和65%要求所采用的外保溫體系不能滿足與建筑物同壽命，資源浪費嚴(yán)重。因此，鼓勵大力發(fā)展質(zhì)量穩(wěn)定可靠、施工專業(yè)化與建筑同壽命的高效保溫墻體材料及新型保溫技術(shù)，并大力提高施工技術(shù)水平；完善專項施工資質(zhì)，加強(qiáng)各層面的技術(shù)人員、管理人員和施工人員的教育培訓(xùn)，做到持證上崗；經(jīng)常開展技術(shù)經(jīng)驗交流與合作，使好的經(jīng)驗和技術(shù)得以推廣等。

最后，建議在國家政策及綠色建筑的規(guī)劃、標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計中提高建筑保溫材料的使用厚度標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)一步降低建筑物的外圍護(hù)傳熱系數(shù)，有效提高我國建筑節(jié)能效果。