論我國綠色建材發(fā)展方向及趨勢

王兵 王鵬起

北新集團建材股份有限公司

論我國綠色建材發(fā)展方向及趨勢

王兵 王鵬起

北新集團建材股份有限公司

闡述綠色建材的涵義和特征，歸納了綠色建材的評價體系,指出我國綠色建材發(fā)展中存在的主要問題，并結合企業(yè)自身情況探討了我國綠色建材的發(fā)展方向與趨勢。

綠色建材 環(huán)境保護 能源節(jié)約 資源節(jié)約

1.前言

隨著全球經(jīng)濟的快速增長，我國在全面實現(xiàn)小康社會的進程中建造了大量的公用和民用建筑，建材工業(yè)已成為城鄉(xiāng)建設重要基礎產(chǎn)業(yè)。然而目前我國傳統(tǒng)建材行業(yè)仍存在資源消耗大、能耗高、環(huán)保問題突出、產(chǎn)能過剩等問題，因此大力開發(fā)和研究綠色新型建材逐漸成為今后建材工業(yè)重要發(fā)展方向。

近年來，伴隨人們生活水平的提高，對健康、安全生活環(huán)境的關注以及社會可持續(xù)發(fā)展的重視，對綠色建材的研究成為熱點。我國于20世紀90年代開始對綠色建材進行了較為廣泛的研究和宣傳，一些科研單位和企業(yè)致力于綠色建材的研究和開發(fā)，如無石棉粉煤灰建筑板材、采用工業(yè)副產(chǎn)石膏生產(chǎn)紙面石膏板、保健抗菌材料、保健抗菌釉面磚、自潔凈玻璃等，取得了可喜成果。北新建材是中國最大的新型建材和新型房屋集團、全球最大的石膏板產(chǎn)業(yè)集團，一直致力于推動行業(yè)的健康發(fā)展，在建材行業(yè)率先提出“綠色建筑未來”的產(chǎn)業(yè)理念，致力于從綠色原料、綠色生產(chǎn)、綠色產(chǎn)品，到綠色運輸、綠色建造、綠色應用、綠色回收，打造全生命周期的綠色建材產(chǎn)業(yè)。盡管我國綠色建材研究起步較晚，綠色建材產(chǎn)品的品質(zhì)、認證和管理等方面都相對落后于西方發(fā)達國家，但我國綠色建材發(fā)展勢頭強勁，正逐步拉近與其他國家的差距，并在某些產(chǎn)品或技術上已達到世界一流水平。本文重點對我國綠色建材行業(yè)發(fā)展方向及趨勢進行一些探討。

2 .綠色建材介紹

“綠色建材”是從“綠色材料”的定義演變而來的。1988年第一屆國際材料學研究會議上首次提出了“綠色材料”這一概念，1992年國際學術界給其以明確的定義：綠色材料是指在原料獲取、材料制造、使用或者再循環(huán)以及廢料處理等環(huán)節(jié)中對地球環(huán)境負荷最小和有利于人類健康的材料。

2.1 綠色建材涵義

綠色建材稱為可持續(xù)發(fā)展建筑材料或生態(tài)環(huán)境材料，是指采用清潔生產(chǎn)技術所生產(chǎn)的無毒害、無污染、無放射性物質(zhì)，利于環(huán)境保護和人體健康的建筑材料。綠色建材的涵義主要有兩點：一是在其整個生命周期內(nèi)對環(huán)境的負荷應最小，具體指在生產(chǎn)原材料獲取、產(chǎn)品的制造和使用，即減少資源和能源的消耗，產(chǎn)品生命周期終止后以各種方式最大限度的循環(huán)再利用，且有利于提高人居環(huán)境品質(zhì)或?qū)θ司迎h(huán)境危害最小；二是在其生命周期內(nèi)不損害或有利于人類健康。

2.2 綠色建材特征

綠色建材主要包括以下特征：

（1）節(jié)資源：生產(chǎn)所用的原材料可消納尾礦、廢渣、垃圾、廢液等廢棄物，節(jié)約資源，變廢為寶，提高人居環(huán)境水平；

（2）利環(huán)保：生產(chǎn)過程環(huán)境排放小，運輸過程和使用過程節(jié)能環(huán)保；

（3）能耗低：采用低能耗制造工藝，生產(chǎn)過程節(jié)約能源；

（4）無毒害：在生產(chǎn)、運輸、施工和建筑使用過程中，均不含或不產(chǎn)生對人體和周圍環(huán)境有毒、有害的物質(zhì)，保證或有益人體健康；

（5）功能強：具有調(diào)節(jié)大氣環(huán)境、防火、阻燃、耐候、自清潔、自修復等功能，并且在發(fā)生人為災害或自然災害等時具有良好的抗災能力；

（6）可循環(huán)：產(chǎn)品本身生命周期終止后可循環(huán)使用或回收再生利用。

應用綠色環(huán)保建材建筑

3.綠色建材評價體系

判斷一種建筑材料是否是“綠色建材”或評判其“綠色化”程度是評價綠色建材的一個核心問題。根據(jù)國際上綠色建材的評價體系，主要有以下兩大類：第一類是單因子評價體系。即根據(jù)單一因素及影響因素確定其是否為綠色，如某種新型墻體材料能夠代替實心黏土磚，節(jié)省了土地資源，從這一點上就評價其為綠色建材；第二類是全生命周期評價體系。國家“十一五”科技支撐計劃就設立課題專門對其進行研究和探討。它是根據(jù)綠色建材的定義，從材料的整個生命周期對自然資源、能源及對環(huán)境和人類健康的影響等多方面多因素進行定量的評估。

綠色建材建筑設計效果圖

如上所述，綠色建材的評價是一項非常復雜的工作，不同的材料應有不同的評價標準，不同時期的評價標準也會不同。第一種評價體系僅憑單一的指標，就判定為綠色建材，這與其定義不符，現(xiàn)充斥市場的所謂綠色建材產(chǎn)品多屬此類；第二種評價體系原理簡單，又能全面而真實地反映某種建筑材料的綠色化程度，但其數(shù)據(jù)庫的建立和評估軟件的編制以及評估過程的繁雜，費用也較大。為引導我國綠色建材的健康發(fā)展，規(guī)范魚目混珠的綠色建材市場，根據(jù)各類建筑材料的特點對不同指標賦予相應權重，從而建立一套適合我國國情的行之有效的綠色建材評價體系尤為重要。

4.我國綠色建材發(fā)展方向及趨勢

我國作為世界上建筑材料生產(chǎn)和消費第一大國，許多基礎建筑材料（如水泥、玻璃、建筑陶瓷等）的產(chǎn)量和消耗均居世界第一。但材料的質(zhì)量品種、環(huán)境標準等很多方面均落后于發(fā)達國家，這已成為制約我國建材產(chǎn)品市場競爭力的關鍵因素。而且我們必須看到，我國建材業(yè)的發(fā)展在很大程度上是以能源、資源的過度消耗和環(huán)境污染為代價實現(xiàn)的，大力開展綠色建材研究迫在眉睫。

4.1 我國綠色建材發(fā)展存在問題

我國綠色建材發(fā)展歸納起來存在如下問題：

（1）環(huán)保意識不強。建材工業(yè)發(fā)展在很大程度上是以資源、能源的過度消耗和環(huán)境污染為代價的。

（2）資源綜合利用率較差。根據(jù)目前狀況我國工業(yè)固體廢棄物利用率仍然較低，每年還有大量的廢棄板材、廢金屬、廢塑料、廢玻璃沒有實現(xiàn)資源綜合利用和循環(huán)利用。

（3）行業(yè)間交流溝通不夠。我國建材行業(yè)間的信息交流還處于相對落后狀態(tài)，應加強跨區(qū)域、跨行業(yè)信息交流，協(xié)同發(fā)展。

（4）相關標準、法規(guī)不健全。綠色建材沒有相對完善的評價體系和標準，市場產(chǎn)品種類多，法律、法規(guī)相對滯后沒有統(tǒng)一規(guī)劃，缺乏約束力。

綠色建材建筑實景圖

應用綠色環(huán)保建材建筑

4.2 綠色建材發(fā)展方向和趨勢

北新建材作為中國新型建材的引領者，是中國建筑材料聯(lián)合會推廣的我國建材工業(yè)“靠新出強”的典范，公司從原材料的獲取方式上，大大減少自然資源的消耗使用，降低對自然環(huán)境造成的破壞，通過大量消納燃煤火電廠脫硫石膏、燃煤火電廠粉煤灰、鋼鐵廠高爐礦渣等工業(yè)副產(chǎn)品進行資源綜合利用，大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟，是中國資源綜合利用協(xié)會評定的中國十大循環(huán)經(jīng)濟先進單位。通過生產(chǎn)過程的技術創(chuàng)新，大大降低能耗，整個制造過程節(jié)能減排，產(chǎn)品本身綠色、安全、通過綠色環(huán)境標識認證。目前公司使用工業(yè)副產(chǎn)石膏制備紙面石膏板，產(chǎn)能規(guī)模已達到16.5億平方米，是全球最大的石膏板產(chǎn)業(yè)集團。

北新建材在綠色建材之路上，始終堅持以下幾點：①大力采用工業(yè)副產(chǎn)品代替礦產(chǎn)資源作為原材料，嚴格控制產(chǎn)品生產(chǎn)方式和過程。在使用工業(yè)廢棄物等原材料的同時，采用先進工藝和裝備技術降低能耗。②以綠色建造方式建造綠色建筑。北新建材的石膏板等新型建材產(chǎn)品均為輕質(zhì)建材，自身重量輕，運輸成本低，通過輕質(zhì)化使運輸過程節(jié)能減排。房屋建造可實現(xiàn)工業(yè)化預制、產(chǎn)業(yè)化輸出。與傳統(tǒng)施工方式相比，通過干法代替濕法的工藝改良，以及輕鋼結構建材的廣泛應用，大大縮短建筑整體建筑時間，節(jié)省成本、減少施工現(xiàn)場污染，同時建筑運行及使用過程節(jié)能減排，環(huán)保舒適。③打造全生命周期的綠色建材。北新建材所有產(chǎn)品在拆除后，有的可以直接使用，有的可作為原材料再次生產(chǎn)環(huán)保建材，確?？裳h(huán)持續(xù)發(fā)展。④深化發(fā)展功能性綠色建材，在全生命周期的綠色建材基礎上發(fā)揮綠色建材本身的功能性，實現(xiàn)環(huán)境改善效能，進一步實現(xiàn)節(jié)能和環(huán)保。

目前，北新建材已經(jīng)成功研發(fā)出相變石膏板，在現(xiàn)有的石膏板可以進行環(huán)境濕度調(diào)節(jié)的功能基礎上，進一步增加了對環(huán)境溫度的調(diào)節(jié)功能，當環(huán)境溫度高時，相變石膏板可以吸熱儲能，當環(huán)境溫度低時，相變石膏板可以釋熱放能，既改善了室內(nèi)環(huán)境溫度品質(zhì)提供舒適度，又充分利用和節(jié)約了能源。結合北新建材企業(yè)自身情況和研究發(fā)展方向所積累的經(jīng)驗來看，我國綠色建材今后主要發(fā)展趨勢為：

（1）環(huán)保健康型綠色建材

①空氣凈化抗菌建材

稀土激活無機抗菌凈化材料，能夠較好地凈化VOC、NOx、NH3 等室內(nèi)環(huán)境污染氣體，同時在光催化反應過程中生成自由基和超氧化物，能夠有效分解有機物，從而起到殺菌作用。

②負離子功能建材

具有發(fā)生空氣負離子功能的材料。如負離子涂料，可以增加室內(nèi)空氣中負離子濃度，產(chǎn)生具有森林功能的效果，吸收二氧化碳及有害氣體，抑菌除臭。

③隔聲降噪建材

在噪聲控制方面，著重開發(fā)能消除和降低室內(nèi)噪聲的技術和材料，其應用主要在四個方面：隔聲樓板的技術和材料，隔聲墻體的技術和材料，隔聲門窗的技術和產(chǎn)品，消音管道。

④防電磁輻射建材

在電磁輻射污染防治及應用技術方面，主要針對基站、高壓線、大功率電器等產(chǎn)生的電磁輻射，開發(fā)相應的電磁屏蔽建材，達到消除或降低電磁污染的目的，保障人體健康安全。

（2）節(jié)能降耗型綠色建材

①高效保溫隔熱材料

高效保溫隔熱材料可以用于墻體、屋面、樓板等大面積的保溫隔熱，是節(jié)能建筑中最關鍵的材料。由于近年火災事故的頻發(fā)，這類材料在追求優(yōu)異的保溫隔熱性能的同時，也要求具有良好的防火性能。

②節(jié)能玻璃

現(xiàn)代建筑中大面積的采光玻璃應用十分廣泛，人們對建筑玻璃的要求越來越高，但普通玻璃的傳熱系數(shù)比磚體結構墻壁要高很多，從而導致建筑物的熱量損耗急劇增加，能有效降低建筑能耗的節(jié)能玻璃已逐漸成為市場關注的熱點。

③相變儲能建材

相變儲能建材是通過向傳統(tǒng)建筑材料中加入相變材料制成的具有較高熱容的輕質(zhì)建筑材料，具有較大的潛熱儲存能力。在發(fā)生相變的過程中，相變材料可以吸收環(huán)境的熱（冷）量，并在需要時向環(huán)境釋放出熱（冷）量，從而達到控制周圍環(huán)境溫度的目的，使房屋本身成為一個儲能設備。

（3）智能化功能型綠色建材

①濕度自調(diào)節(jié)建材

通過添加關鍵組分納米天然沸石粉制成，開發(fā)具有吸附特性和離子交換性能的新型建材，可探測室內(nèi)環(huán)境濕度，并根據(jù)需要進行空氣濕度的自動調(diào)節(jié)，滿足人居環(huán)境對濕度的要求。

②自潔性建材

具有自潔功能的室內(nèi)材料，利用表面二氧化鈦的超親水效應，使表面去污方便快捷，免除細菌、霉菌滋生。如自潔凈瓷磚、玻璃、廚衛(wèi)潔具等。

③自修復混凝土

自修復混凝土模仿動物的骨組織結構和受創(chuàng)傷后的再生、恢復機理，在混凝土傳統(tǒng)組分中復合特性組分，在混凝土內(nèi)部形成智能型仿生自愈合神經(jīng)網(wǎng)絡系統(tǒng)，采用粘接材料和基材相復合的方法，對材料損傷破壞具有自行愈合和再生功能，能恢復甚至提高材料性能。

結 語

北新建材將堅持“綠色建筑未來”的產(chǎn)業(yè)理念，多方位、全體系打造創(chuàng)新型企業(yè)，以創(chuàng)新永葆企業(yè)發(fā)展活力，發(fā)展成為擁有自主品牌、自主知識產(chǎn)權、具有國際化經(jīng)營能力、世界水平的跨國公司，為中國乃至世界綠色建材行業(yè)的發(fā)展作出積極貢獻。

[1] 王少南， 綠色建材在國內(nèi)外的發(fā)展方向，新型建筑材料.1999，7

[2] 陳 躍，劉均華，二十一世紀的綠色建材，黃石高等?？茖W校學報.2002，18（4）：77-79

[3] 趙曉文，康文，發(fā)展綠色建材促進建筑業(yè)的可持續(xù)發(fā)展,遼寧城鄉(xiāng)環(huán)境科技.2005,25(2):52-53

[4] 祝頻, 論綠色建材及其評價標準, 廣東建材.2004，2：66-67

[5]馬曉霞，綠色建材發(fā)展研究，應用科學.2012，90

[6] 王新友, 環(huán)境材料與綠色建材. 建筑材料學報.1998，1(1)

[7]崔艷琦, 綠色建材的環(huán)境友好性,新型建筑材料，2009,1:77-78