淺談綠色建材在綠色建筑示范工程中的應用

劉士胤

【摘要】綠色建筑是尋求自然、建筑和人三者之間和諧統一，并且符合可持續(xù)發(fā)展要求的建筑，其核心內容是盡量減少能源、資源消耗，減少對環(huán)境的破壞，并盡可能采用有利于提高居住品質的新技術、新材料。本文介紹了清華超低能耗示范樓工程中綠色建材的應用。

【關鍵詞】綠色建材 綠色建筑 示范工程

傳統的建筑體系及營建法式，是一個以人為中心的綜合人工環(huán)境系統。新興的綠色建筑體系提倡一種全新的生態(tài)意識，可循環(huán)觀念，也就是維護自身生態(tài)平衡，保護環(huán)境與發(fā)展經濟，推動社會進步同等重要，它的核心要素就是按照自然的，生態(tài)的的原則來規(guī)范我們人類的行為。

一、綠色建材的含義

綠色建材，又稱生態(tài)建材，指健康型、環(huán)保型、安全型的建筑材料，在國際上也稱為“健康建材”或“環(huán)保建材”，綠色建材不是指單獨的建材產品，而是對建材“健康、環(huán)保、安全”品性的評價。它注重建材對人體健康和環(huán)保所造成的影響及安全防火性能。在國外，綠色建材早已在建筑、裝飾施工中廣泛應用，在國內它只作為一個概念剛開始為大眾所認識。綠色建材是采用清潔生產技術，使用工業(yè)或城市固態(tài)廢棄物生產的建筑材料，它具有消磁、消聲、調光、調溫、隔熱、防火、抗靜電的性能，并具有調節(jié)人體機能的特種新型功能建筑材料。

綠色建材與傳統的建材相比可歸納以下五方面的基本特征：（1）其生產所用原料盡可能少用天然資源、大量使用尾渣、垃圾、廢液等廢棄物。（2）采用低能耗制造工藝和無污染環(huán)境的生產技術。（3）在產品配制或生產過程中，不得使用甲醛、鹵化物溶劑或芳香族碳氫化合物，產品中不得含有汞及其化合物的顏料和添加劑。（4）產品的設計是以改善生產環(huán)境、提高生活質量為宗旨，即產品不僅不損害人體健康，而應有益于人體健康，產品具有多功能化，如抗菌、滅菌、防霉、除臭、隔熱、阻燃、調溫、調濕、消磁、防射線、抗靜電等。（5）產品可循環(huán)或回收利用，無污染環(huán)境的廢棄物。

二、綠色建材在綠色建筑示范工程中的應用——以清華超低能耗示范樓為例

清華超低能耗示范樓是我國首個綜合了示范、展示、試驗功能的綠色建筑，也是我國首個以真實建筑物搭建的建筑節(jié)能技術試驗平臺。它包括了對建筑物理環(huán)境控制與設施研究（聲、光、熱、空氣質量等）、建筑材料與構造（窗、遮陽、屋頂、建筑節(jié)點、鋼結構等）的研究、建筑環(huán)境控制系統的研究（高效能源系統、新的采暖通風和空調方式及設備開發(fā)等）建筑智能化系統研究等。

清華示范樓內集中展示了近百項國內外最先進的建筑節(jié)能技術產品集成了國內外科研單位和制造企業(yè)的近百項建筑節(jié)能和綠色建筑相關的最新技術，包括美國、德國、日本、丹麥等國外企業(yè)以及深圳方大、秦皇島耀華等國內高新技術企業(yè)在內的近三千家單位捐贈了產品。有近10項產品和技術為國內首次采用清華示范樓由于建筑圍護結構導致的建筑耗冷耗熱量僅為常規(guī)建筑物的10%。冬季可基本實現零采暖能耗?？紤]辦公設備、照明等系統在內，建筑物全年電耗僅是北京市同類建筑物的30%。示范樓在建筑能源供應和空調設備系統中也采用多項節(jié)能措施和可再生能源技術，包括照明、辦公設備、空調通風系統在內，示范樓單位面積全年總用電量約為每平方米40KW，而北京市高檔辦公建筑則為每平方米100KW至300KW。即使在夏季最熱的月份示范樓的空調耗能量僅為常規(guī)建筑的10%。

清華示范樓主體建筑地上部分采用鋼框架結構樓板，屋面板采用現澆混凝土樓板，地下室為現澆混凝土結構。在建筑材料的使用上該示范樓采用了深圳方大、秦皇島耀華玻璃廠、北京金隅集團等國內建材企業(yè)的玻璃幕墻、硬質聚氨酯發(fā)泡保溫材料改性SBS防水材料、單片EPDM防水卷材、無機防火涂料、水性無機富鋅防腐底漆（用于鋼結構）、AGR塑料管材、微晶石、鋁塑板、納米抗菌涂料、聚氨酯密封膠、定型相變材料蓄能高架地板節(jié)水器具等新型綠色建材產品。

1.采用保溫性能優(yōu)越的外門窗系統

（1）大量采用高透光性及高保溫性的玻璃。為獲得良好的采光與視野、智能圍護建筑的圍護結構中通常會采用透明的圍護結構。如各種玻璃窗、幕墻等，但透光型圍護結構會造成能量損失。為了盡可能減少建筑圍護結構的能量損失，同時在寒冷冬季最大限度的利用太陽能，清華建筑示范樓采3用了種具有高透光性及高保溫性的玻璃。

（2）采用了低熱導率的窗框型材。采用了日本YKKAP公司的PVC塑鋼型材，PVC型材導熱系數僅0.17W/（m·K）遠小于金屬型材的導熱率，即使在中空斷面上加上鋼襯其型材的綜合傳熱系數仍可達到2.0W/（m2·K）。

（3）采用了低熱傳導率的邊部密封材料不同的中空玻璃采用的是傳統的鋁隔條作為兩層玻璃間的密封支撐，使得中空玻璃邊部的傳熱系數大大增加，特別是采用了鍍LOW-E膜的高保溫性能玻璃后，其邊部的傳熱量將占到整個中空玻璃傳熱量一個可觀的比例，大大降低了中空玻璃的保溫性能。

通過以上措施使清華綠色建筑示范樓采用外門窗保溫性能大大超過普通保溫門窗。

2.采用熱物理性能優(yōu)越的玻璃幕墻技術

清華示范樓共采用了6種玻璃幕墻技術，分別是窄通道雙層皮幕墻兩種、寬通道雙層皮幕墻兩種、外遮陽百葉+高性能玻璃幕墻兩種。雙層皮幕墻被譽為“可呼吸的皮膚”。它主要是針對以往玻璃幕墻耗能高室內空氣質量差等問題。用雙層體系作圍護結構，從而很好地解決了自然采光和節(jié)能之間的矛盾。

該幕墻系統在冬夏季采用最小風量進行通風換氣時，實現用液體回熱裝置全面回收排風

中的有用能，春秋季則通過太陽能集熱煙囪和可開啟外窗實現有組織的、可調節(jié)的自然通風、維持室內舒適的熱環(huán)境而不需要任何常規(guī)能源。

由于清華示范樓選用了近10種不同的外圍護結構做法，熱工性能十分優(yōu)異，使外墻、屋面等的傳熱系數達到了K<0.3W/（m2·K），即單位外墻面積、每度室內外溫差情況下的熱損失小于0.3W。這比目前北京地區(qū)節(jié)能建筑標準的0.82W節(jié)省了近2倍多。在玻璃幕墻、保溫門窗、采光屋頂等結構方面，綜合傳熱系數達到K<1W/（m2·K），比目前北京地區(qū)節(jié)能建筑標準的4.7W/（m2·K）節(jié)省了4倍多。北京地區(qū)一般性的節(jié)能建筑冬季平均采暖負荷為20.6W/m2。大量非節(jié)能建筑的采暖能耗都在40W/m2左右。在清華示范樓中，由于采取了上述熱工性能優(yōu)異的建筑圍護結構，因此示范樓中整個冬季平均采暖負荷僅為0.7W/m2，最冷時月平均采暖負也只有2.3W/m2，基本可實現冬季零采暖能耗。

三、小結

從上述綠色建筑示范樓對材料的選用上我們可以粗略的感覺到綠色建筑對建筑材料的要

求概括起來大致如下：在資源利用方面，盡可能地少用材料；使用耐久性好的建筑材料；盡量的使用占用較少不可再生資源生產的建筑材料；使用可再生利用、可降解的建筑材料；使用利用各種廢棄物生產的建筑材料。在能源利用方面，盡可能使用生產能耗低的建筑材料；盡可能使用可減少建筑運行能耗的建筑材料；使用能充分利用綠色能源的建筑材料。在環(huán)境質量方面，盡量選用天然和無須再加工的建筑材料；積極利用可循環(huán)使用的建筑構件和材料；在可能的情況下盡量選用本地生產的建筑材料；避免使用產生放射性污染和釋放有害物質的材料；積極使用提高人體健康的新型材料等。

參考文獻：

[1] 張琴，綠色建筑呼喚真正的綠色建材。合作經濟與科技，2013（12）

[2] 劉翼，遴選綠色建材，服務綠色建筑。中國建材報，2012（9）