住房修繕工程中綠色建材的應(yīng)用研究

姚良忠 Yao Liangzhong

0 引言

長(zhǎng)期以來(lái)，傳統(tǒng)建材行業(yè)沿用的是大量消耗資源、能源和粗放型經(jīng)營(yíng)的發(fā)展戰(zhàn)略，造成能源、資源的浪費(fèi)及環(huán)境污染。綠色建材的發(fā)展和推廣對(duì)于推動(dòng)建材行業(yè)開(kāi)展綠色化轉(zhuǎn)型升級(jí)，減少環(huán)境污染，將起到重要作用。近年來(lái)，國(guó)家陸續(xù)出臺(tái)了《綠色建材評(píng)價(jià)標(biāo)識(shí)管理辦法》（建科[2014]75號(hào)）、《促進(jìn)綠色建材生產(chǎn)和應(yīng)用行動(dòng)方案》（工信部聯(lián)原[2015]309號(hào)）等多項(xiàng)支持政策，綠色建材的推廣和應(yīng)用勢(shì)在必行。

《上海市城市總體規(guī)劃（2015—2040）綱要概要》指出，“推動(dòng)城市更新，轉(zhuǎn)向存量規(guī)劃，以存量用地的更新利用來(lái)滿足城市未來(lái)發(fā)展的空間需求”?！笆濉逼陂g，上海將實(shí)施各類舊住房修繕改造共5 000萬(wàn)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(bǔ)充。隨著人們對(duì)居住環(huán)境品質(zhì)和舒適度要求的提高，住房修繕改造的內(nèi)涵也在不斷豐富，在住房修繕改造工作中推廣應(yīng)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(huán)境，有效解決老百姓的“急、難、愁、盼”問(wèn)題。目前，綠色建材已在新建建筑中得到廣泛應(yīng)用，但在住房修繕中，尚未對(duì)其應(yīng)用范圍及可行性開(kāi)展系統(tǒng)研究，因而缺乏相應(yīng)的技術(shù)支撐，影響進(jìn)一步的市場(chǎng)推廣應(yīng)用。

1 國(guó)內(nèi)外綠色建材發(fā)展現(xiàn)狀調(diào)研

1.1 綠色建材的概念

在1988年的國(guó)際材料科學(xué)研究會(huì)上，首次提出了“綠色建材”的概念。隨后，國(guó)際學(xué)術(shù)界對(duì)綠色材料定義為：在原料采取、產(chǎn)品制造、使用或者再循環(huán)以及廢料處理等環(huán)節(jié)中對(duì)地球環(huán)境負(fù)荷為最小和有利于人類健康的材料，也稱之為“環(huán)境調(diào)和材料”。我國(guó)住建部、工業(yè)和信息化部聯(lián)合印發(fā)的《綠色建材評(píng)價(jià)標(biāo)識(shí)管理辦法》，對(duì)綠色建材給出的定義是：在全生命周期內(nèi)可減少對(duì)天然資源消耗和減輕對(duì)生態(tài)環(huán)境影響，具有“節(jié)能、減排、安全、便利和可循環(huán)”特征的建材產(chǎn)品。

1.2 國(guó)外綠色建材發(fā)展現(xiàn)狀調(diào)研

歐、美、日等許多發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)綠色建材的發(fā)展非常重視，特別是20世紀(jì)90年代后，綠色建材的發(fā)展速度明顯加快，先后制訂了有機(jī)揮發(fā)物（VOC）散發(fā)量的試驗(yàn)方法，規(guī)定了綠色建材的性能標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)建材制品開(kāi)始推行低散發(fā)量標(biāo)志認(rèn)證，并積極開(kāi)發(fā)綠色建材新產(chǎn)品[1]。

德國(guó)是最早推行環(huán)境標(biāo)志計(jì)劃的國(guó)家，其環(huán)境標(biāo)志“藍(lán)天使”主要從環(huán)境危害大的產(chǎn)品入手，獲得了較好的環(huán)境效益。美國(guó)是較早提出環(huán)境標(biāo)志的國(guó)家，由各地方組織實(shí)施，至今對(duì)健康材料還沒(méi)有做出全國(guó)統(tǒng)一的要求，但各州、市對(duì)建材的污染物已有嚴(yán)格的限制，且要求愈來(lái)愈高。美國(guó)的建筑涂料已過(guò)渡到以水性涂料為主，近75%由膠乳組成。美國(guó)的涂料工業(yè)界對(duì)VOC含量的要求日益嚴(yán)格，要求更多采用水溶性聚合物和流變改進(jìn)劑。此外，加拿大、丹麥、瑞典、英國(guó)等國(guó)家均對(duì)綠色建材設(shè)立了相應(yīng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)（表1）。

1.3 國(guó)內(nèi)綠色建材發(fā)展現(xiàn)狀調(diào)研

我國(guó)對(duì)綠色建材的探索始于20世紀(jì)90年代。自1994年我國(guó)推出環(huán)境標(biāo)志計(jì)劃起，至今已建立了較完善的標(biāo)準(zhǔn)體系和審核體系，包括綠色建材資源綜合利用產(chǎn)品等在內(nèi)的多項(xiàng)產(chǎn)品均已獲得了環(huán)境標(biāo)志。 根據(jù)首批《環(huán)境標(biāo)志產(chǎn)品政府采購(gòu)清單》，綠色建材主要包括水性涂料、人造木質(zhì)板材、木地板、家具、輕質(zhì)墻體板材、塑料門窗、白乳膠、建筑用塑料管材、建筑陶瓷和衛(wèi)生陶瓷[2]。

綠色建材的內(nèi)涵隨著研究應(yīng)用的不斷深入，變得越來(lái)越豐富。一系列有代表性的綠色建材產(chǎn)品如高性能混凝土、高強(qiáng)鋼筋、新型墻體材料等不斷發(fā)展，并在工程中成功應(yīng)用。2013年發(fā)布的《綠色建筑行動(dòng)方案》，明確將大力發(fā)展綠色建材作為我國(guó)發(fā)展綠色建筑的十項(xiàng)任務(wù)之一。2014 年年初，住建部、工業(yè)和信息化部聯(lián)合印發(fā)《綠色建材評(píng)價(jià)標(biāo)識(shí)管理辦法》，首次對(duì)綠色建材給出了正式的定義。2016年5月，我國(guó)第一批綠色建材標(biāo)識(shí)在京發(fā)布，共32家企業(yè)的45個(gè)產(chǎn)品獲得首批三星級(jí)綠色建材評(píng)價(jià)標(biāo)識(shí)，產(chǎn)品涉及預(yù)拌混凝土和預(yù)拌砂漿兩大類。

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

2 綠色建材在住房修繕中的應(yīng)用研究

《綠色建材評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則（試行）》給出了7類綠色建材產(chǎn)品的評(píng)價(jià)方法，但不代表只有這7類屬于綠色建材產(chǎn)品。隨著綠色建材產(chǎn)品的發(fā)展，綠色建材產(chǎn)品評(píng)價(jià)范圍還會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大。綜合國(guó)內(nèi)外綠色建材應(yīng)用情況，筆者認(rèn)為綠色建材產(chǎn)品應(yīng)具有安全、節(jié)能、減排、適用、耐久、便利和可循環(huán)的特點(diǎn)。

表1 國(guó)外主要綠色建材類型及評(píng)價(jià)指標(biāo)

表2 國(guó)內(nèi)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(biāo)準(zhǔn)差別大。舊住房的修繕改造經(jīng)歷了多層住宅平改坡、舊小區(qū)綜合整治、舊住房綜合改造等多個(gè)階段，改造內(nèi)容也逐步從最初的單項(xiàng)改造發(fā)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(shí)，應(yīng)綜合考慮材料的耐用性、安全性、經(jīng)濟(jì)性及對(duì)周邊環(huán)境的影響等因素，秉著高效、安全、綠色、便利的原則，對(duì)修繕材料進(jìn)行選擇。

（1）考慮到舊住房對(duì)于節(jié)能和舒適度提升的要求，保溫隔熱材料和節(jié)能門窗的應(yīng)用符合目前綠色發(fā)展趨勢(shì)。在選擇屋面保溫材料時(shí)，應(yīng)考慮保溫材料導(dǎo)熱系數(shù)、厚度對(duì)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(dǎo)熱系數(shù)低的保溫材料應(yīng)優(yōu)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(shí)，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(xí)慣等原因，舊住房屋面、外立面滲漏現(xiàn)象較為普遍，其修繕對(duì)防水材料的需求較大。屋面防水工程應(yīng)優(yōu)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(nèi)廚衛(wèi)間防水工程所選用的防水材料，以防水性能優(yōu)異、無(wú)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(yīng)使用水性涂料，禁用溶劑型涂料。目前，合成樹(shù)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(yīng)用。此外，室外停車場(chǎng)、道路部分可使用透水鋪裝材料，有利于推進(jìn)老舊小區(qū)海綿化改造。小區(qū)樓道和地下車庫(kù)等處采用LED節(jié)能燈、太陽(yáng)能路燈，有利于節(jié)能。

結(jié)合國(guó)內(nèi)外綠色建材應(yīng)用發(fā)展情況調(diào)研，在綜合考慮舊住房修繕的特點(diǎn)和綠色建材節(jié)能環(huán)保特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，筆者認(rèn)為，目前舊住房修繕中較為適用并且具備較大應(yīng)用潛力的綠色建材產(chǎn)品主要有7類，即保溫隔熱材料、節(jié)能門窗、水性涂料、防水材料、透水鋪裝材料、節(jié)能燈具和節(jié)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(yīng)用情況。

3 案例介紹

3.1 工程概況

某舊住區(qū)房屋建造于20世紀(jì)二三十年代，屬歷史風(fēng)貌保護(hù)片區(qū)，是老式石庫(kù)門里弄住宅，多為2層，部分帶3層閣樓。整個(gè)小區(qū)共有23棟單體，共計(jì)有270單元，建筑面積為22 473m2，1 181戶。

3.2 修繕設(shè)計(jì)方案

由于建造年代久遠(yuǎn)，房屋結(jié)構(gòu)老化、室內(nèi)功能使用不便，需進(jìn)行修繕改造。其修繕設(shè)計(jì)方案如下（圖1）：

（1）建筑外部保留歷史建筑風(fēng)貌。

（2）項(xiàng)目通過(guò)設(shè)計(jì)將原兩個(gè)門牌號(hào)合并為一個(gè)門牌號(hào)，充分利用樓梯間空間和原公共部位增加廚衛(wèi)功能。

（3）通過(guò)改建提高房屋安全、防火、保暖性能。

（4）根據(jù)改造后非標(biāo)格局，配置集成化廚衛(wèi)，通過(guò)使用新材料、新技術(shù)，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(wèi)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(guò)厚，需選擇導(dǎo)熱系數(shù)低的保溫材料。若選擇泡沫玻璃、發(fā)泡水泥板等無(wú)機(jī)保溫材料，厚度均超過(guò)6cm，因此，決定采用憎水性輕質(zhì)保溫材料氣凝膠二氧化硅保溫氈，導(dǎo)熱系數(shù)≤0.013 W/（m·K），厚度約1cm，同時(shí)具備保溫和防水功能（圖2、3）。

圖1 某舊住房修繕設(shè)計(jì)方案圖

屋面采用自黏防水卷材、氣凝膠二氧化硅保溫氈、順?biāo)畻l，保溫氈拼接采用防水釘、防水墊。

3.3.2 外窗

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

3.3.3 整體衛(wèi)浴

廚衛(wèi)合用改為廚衛(wèi)獨(dú)用，其中，小空間設(shè)計(jì)采用整體衛(wèi)?。▓D5）。

在該項(xiàng)目修繕改造過(guò)程中，充分考慮原有建筑的特點(diǎn)和歷史建筑風(fēng)貌，積極考慮采用新型綠色建材，在保留保護(hù)的同時(shí)，提高建筑能效，為今后舊式里弄建筑的保護(hù)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(yīng)用建議

4.1 材料性能嚴(yán)格把控，注意耐久、安全、協(xié)調(diào)、美觀

建筑材料的性能是影響整個(gè)工程質(zhì)量的關(guān)鍵因素，而性能的優(yōu)劣往往是由原材料質(zhì)量、生產(chǎn)工藝、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)等決定，因此，綠色建材特別是涂料類材料在應(yīng)用時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格把控原材料質(zhì)量，并從整體系統(tǒng)考慮，選用適宜的、能夠保持良好粘結(jié)效果的各個(gè)分系統(tǒng)材料，使得整體系統(tǒng)的材料性能得以保證甚至加強(qiáng)。

圖4 玻纖增強(qiáng)聚氨酯節(jié)能窗

對(duì)于住房修繕工程應(yīng)用的綠色建材，應(yīng)重點(diǎn)考慮環(huán)保性能，特別是外墻和室內(nèi)等涂料產(chǎn)品的VOC和甲醛排放性能。同時(shí)，由于溶劑型涂料大多易燃，對(duì)保存和儲(chǔ)藏的要求很高，具有較高的消防隱患，不適用于施工場(chǎng)地狹窄、居民進(jìn)出頻繁的住房修繕工程，應(yīng)嚴(yán)禁使用溶劑型外墻涂料。建筑防水材料一般應(yīng)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?jié)B透的性能。此外，針對(duì)局部性住房修繕工程項(xiàng)目，修繕材料建議選用與原材料系統(tǒng)盡量保持一致或相近的，并須注意新、舊材料之間的界面結(jié)合。

4.2 健全現(xiàn)場(chǎng)檢查制度，嚴(yán)把施工質(zhì)量關(guān)

住房修繕施工質(zhì)量的把控應(yīng)從現(xiàn)場(chǎng)施工管理入手，根據(jù)不同建材的特性，采用正確的預(yù)處理方法，做到嚴(yán)格按照施工方案施工。若處理不當(dāng)，將會(huì)直接影響材料相關(guān)性能，從而影響整體工程質(zhì)量。

住房修繕工程應(yīng)用新型防水材料或反射隔熱涂料等綠色建材時(shí)，必須先完成鏟除舊涂層、補(bǔ)平基層及清洗墻面等基層處理工作，并對(duì)基層處理情況進(jìn)行驗(yàn)收后，方可進(jìn)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(zhì)量。此外，應(yīng)對(duì)綠色建材施工所用材料和工程質(zhì)檢增加現(xiàn)場(chǎng)抽檢和復(fù)檢制度，確保其嚴(yán)格按照施工規(guī)范和工序的要求，加強(qiáng)修繕施工監(jiān)管的作用，建立責(zé)任追究制度。

節(jié)能門窗是一種節(jié)能環(huán)保、實(shí)施效果好、經(jīng)濟(jì)成本可控的綠色建材。其應(yīng)用的關(guān)鍵之一是要嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求做好節(jié)點(diǎn)部位的施工，若熱橋部位施工不當(dāng)或未做好防水處理，極易發(fā)生質(zhì)量缺陷。例如，窗框四周若封閉不嚴(yán)，墻體結(jié)構(gòu)與保溫層之間在窗膀上易出現(xiàn)裂縫而引起滲水。因此，在編制修繕?lè)桨笗r(shí)，若涉及節(jié)能門窗的安裝及洞口等部位的修復(fù)，應(yīng)有節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)和細(xì)部說(shuō)明，如有必要，可配節(jié)點(diǎn)詳圖加以明確。

4.3 明確綠色建材在住房修繕中的應(yīng)用技術(shù)要求

自2015年頒布《促進(jìn)綠色建材生產(chǎn)和應(yīng)用行動(dòng)方案》以來(lái)，綠色建材在既有建筑中應(yīng)用的重要性及比例逐漸提高；國(guó)家最新頒布的《綠色建材評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則（試行）》也對(duì)保溫材料、預(yù)拌混凝土、建筑節(jié)能玻璃等7類新型綠色建材產(chǎn)品給出了具體的評(píng)價(jià)技術(shù)要求，為綠色建筑的推廣應(yīng)用提供了基本思路和框架。然而，我國(guó)大部分地區(qū)的綠色建材推廣應(yīng)用工作才剛起步，綠色建材在新建建筑、建筑改造中的應(yīng)用還在探索研究階段，建議結(jié)合地區(qū)特點(diǎn)，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(yīng)用的技術(shù)要求，為加快推動(dòng)綠色建材的推廣應(yīng)用，提高綠色建材應(yīng)用效果提供必要的技術(shù)支撐。

4.4 落實(shí)綠色建材施工安全管理，宣傳鼓勵(lì)綠色行為

由于住房修繕一般是在居民居住在內(nèi)的情況下進(jìn)行施工，有些交通要道還會(huì)與施工工地或材料堆放場(chǎng)地出現(xiàn)重疊。因此，在修繕工程開(kāi)展時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)施工安全管理及項(xiàng)目防火安全，下發(fā)居民告知書(shū)，通知居民修繕工程開(kāi)展的時(shí)間、區(qū)域和注意事項(xiàng)等。在住房修繕工程中，應(yīng)首先對(duì)修復(fù)區(qū)域內(nèi)的空調(diào)機(jī)架、晾衣架、雨篷等外墻懸掛物進(jìn)行安全質(zhì)量檢查。當(dāng)懸掛物強(qiáng)度不足或與墻體連接不牢固時(shí)，應(yīng)采取加固措施或拆除、更換。此外，施工現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)區(qū)和危險(xiǎn)區(qū)，應(yīng)設(shè)置安全警示標(biāo)志；當(dāng)需修復(fù)的外立面緊鄰人行道或車行道時(shí)，應(yīng)在該道路上方搭建安全天棚，并設(shè)置警示和引導(dǎo)標(biāo)志。同時(shí)，還應(yīng)提高居民對(duì)綠色建材的認(rèn)識(shí)和正確使用方法，通過(guò)定期舉辦宣傳科普活動(dòng)，出臺(tái)適宜的激勵(lì)措施等方式，引導(dǎo)用戶綠色行為，從而整體提升綠色建材的應(yīng)用效果。

5 結(jié)語(yǔ)

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