绿色建筑选材技术体系探讨.doc

绿色建筑选材技术体系探讨刘新状1 蒋荃1 戚建强2 刘翼1 唐丽君31.中国建筑材料检验认证中心2.中国建筑材料检验认证中心天津公司3.北京金隅涂料有限责任公司一、绿色建筑对绿色建材的要求建筑物在建造和运行过程中需要消耗大量的自然资源和能源，并对生态环境产生不同程度的负面影响。在改善和提高人类居住环境的同时，如何促进资源和能源的有效利用、减少污染、保护资源和生态环境，是城乡建设和建筑发展面临的关键问题。将可持续发展的理念融入建筑的全寿命过程中，即发展绿色建筑，已成为我国今后城乡建设和建筑发展的必然趋势，也是贯彻执行可持续发展基本国策的重要方面。发展绿色建筑涉及到规划、设计、材料、施工等方方面面的工作，其中对建筑材料的选用是很重要的一个方面。绿色建筑评价标准（GB/T 50378-2006）对绿色建筑做出了定义：在建筑的全寿命周期内，最大限度地节约资源(节能、节地、节水、节材)、保护环境和减少污染，为人们提供健康、适用和高效的使用空间，与自然和谐共生的建筑。建筑材料在绿色建筑中的重要性不言而喻。建筑材料是建筑主体的基础，是建筑物质量的根本保障；同时，建筑材料也是建筑物碳排放以及环境负荷的重要组成部分。目前，我国每年竣工建筑物总量约为20亿m2，建筑业每年消耗的矿物资源总量超过100亿t，居各行业之首；各类建筑物使用能耗占全社会能耗总量的近30%，二氧化碳间接排放总量近30亿t，因此，建筑材料的选用是绿色建筑很重要的一个方面。二、绿色建筑选材指标体系提出的必要性笔者认为，绿色建筑节材应包括2个方面，即建筑材料的直接节约和绿色建材的选用。其中，建筑材料的直接节约可以通过设计优化和施工过程节材等方式实现，如通过设计优化解决“肥梁胖柱”等问题，加强管理施工过程也可以减少建筑材料的浪费。另外，选用绿色建材可以延长建筑材料的耐久性和建筑的寿命，降低建筑材料生产、使用过程的资源消耗和碳排放，从而实现建筑材料的节约。可见，提出一套绿色建筑选材技术指标体系，不仅有利于指导设计师、建筑师开发绿色建筑选材，还将促进建筑材料企业节能减排、通过技术进步开发新型产品，使建筑材料企业走上健康、可持续发展的道路。按照节材的观念，绿色建筑评价标准（GB/T 50378-2006）对建筑材料的选用提出了下述指标：1.控制项建筑材料中的有害物质含量符合现行国家标准室内装饰装修材料有害物质限量标准（GB 6566-2001、GB 1858018588-2001、GB 50325-2001）和建筑材料放射性核素限量（GB 6566）的要求；建筑造型要素简约，无大量装饰性构件。2.一般项施工现场500km以内生产的建筑材料质量占建筑材料总质量的70%以上；现浇混凝土采用预拌混凝土；建筑结构材料合理采用高性能混凝土、高强度钢；将建筑施工、旧建筑拆除和场地清理时产生的固体废弃物分类处理，并将其中可再利用材料、可再循环材料回收和再利用；在建筑设计选材时考虑使用材料的可再循环使用性能；在保证安全和不污染环境的情况下，可再循环材料使用质量占所用建筑材料总质量的10%以上；土建与装修工程一体化设计施工，不破坏和拆除已有的建筑构件及设施；在保证性能的前提下，使用以废弃物为原料生产的建筑材料，其用量占同类建筑材料的比例不低于30%。3.优选项采用资源消耗和环境影响小的建筑结构体系，可再利用建筑材料的使用率大于5%。该指标体系基本按照全生命周期思想，从建筑各种功能实现的载体（建筑材料）角度提出的，但是对于指导建筑规划设计、施工等，该指标尚显不足，会使设计师、建筑师无从下手。三、绿色建筑选材技术体系绿色建筑对建筑材料的选用不仅是一个技术问题和经济问题，更是一个观念问题。通常，房地产开发商和施工单位是从保障房屋结构安全的角度及应付工程竣工验收的要求出发，以较经济的价格来选购材料，完全是从企业和项目的自身利益来考虑。但发展绿色建筑要求企业更新观念，跳出这种狭小的圈子，在考虑企业自身经济利益的同时，更要从有利于我国社会经济持续发展的角度、从建设节约型社会的角度来思考问题。鉴于此，笔者建议企业在选用建筑材料时考虑以下4项原则：1产品符合且高于相关标准要求各类产品都有相应的产品标准，这是产品品质的基本要求。如果产品的使用性能不合格，则肯定不能纳入绿色建筑的选择范围。因此，在评价产品是否能够为绿色建筑所用时，应首先将该产品按照对应的产品标准进行检测，然后将检测指标与产品标准数据库中对应的标准指标进行比较，当产品所有性能指标都满足标准要求时，才能够作为绿色建筑备选产品。同时，对于不同的建筑材料类型而言，应针对其用途，提出关键性指标，并适度提高其指标技术要求限制，如在选用结构材料时，使用高性能的结构材料可以节约建筑材料用量。此外，如果材料的品质和耐久性优良，例如选用高性能钢材、高性能混凝土、高品质的墙体材料和防水材料等，可保证材料使用功能维持时间长，使用期限延长，减少在建筑全生命周期内的维修次数，从而减少建筑对材料的需求量，也减少废旧拆除物的数量，减轻建筑对环境的污染。我国建筑的能源消耗已占全国能源消耗的27%，降低建筑的能源消耗已是当务之急。在选用节能型围护材料时，一定要与结构体系相配套，并重点关注其热工性能和耐久性能，以保证长期的优良保温隔热效果。为达到降低65%建筑能耗的目标，必须使用高效的保温隔热的房屋围护材料，包括外墙体材料、屋面材料和外门窗，使用此类围护材料会增加一定的成本，但据专家计算，只需通过57年就可以由节省的能源耗费收回。此外，在房屋建筑中，节水是一项重要措施，因此，与用水相关建材产品的选用是极重要的一环。首先，要选用品质好的水系统产品，包括管材、管件、阀门及相关设备，产品应满足相关标准要求，保证管道不发生渗漏和破裂；其次，要选用节水型的用水器具，相关的用水指标要求应高于产品标准中的要求，如节水龙头、节水座便器等。2产品应具有满意的环境安全性建筑材料的环境安全性，是指国家有明确法律法规限定的在建筑材料中所含有毒有害物质（包括放射性物质、挥发性有机物、氨等）的限量参数，目前共确定了22项环境保护参数评价指标。建筑材料的有害物释放主要来自：高分子有机合成材料释放的挥发性有机化合物（包括苯、甲苯、游离甲醛等）；人造木板释放的游离甲醛；天然石材、陶瓷制品、工业废渣制成品和一些无机建筑材料的放射性污染；混凝土防冻剂中氨的释放。为控制有害产品流入市场，我国已有10项室内装饰装修材料有害物质限量标准，其中3项产品的有害物质含量已列为国家的强制性认证，即陶瓷面砖的放射性指标、溶剂型木器涂料的有害物质含量和混凝土防冻剂的氨释放量。此外，对涉及供水系统的管材和管件有卫生指标的要求，选材时应认真查验由法定检验机构出具的检验报告的真实性和有效期，批量较大时或有疑问时应对进场材料送法定检验机构进行复检。有时，尽管室内采用的所有材料的有害物质含量都符合标准要求，但如果用量过多，也会使室内空气品质不能达标。这是因为标准中所列的材料有害物质含量是指单位面积、单位重量或单位容积的材料试样的有害物质释放量或含量，这些材料释放到空气中的有害物质必然随着材料用量的增加而增多，不同品种材料的有害物质释放量也会累加，所以，当材料用量多于某个数值时就会使室内空气中的有害物质含量超过国家标准的限值。例如，在一个面积为20m2、净高为2.5m的房间内满铺了合格地毯后，其合格人造板的用量若超过8m2，就会使室内空气中的甲醛含量超过国家标准的限值；但如果选用的地毯和人选板材的甲醛释放量值比国家标准的限值低20%，则人造板材的用量就可增至12m2。因此，有必要对各种建筑产品在环境舱内模拟实际试验，测试不同产品的有毒有害物质限量叠加释放情况。3.产品应具有合理的环境功能性建筑材料的特殊功能，是指产品除符合标准一般要求外，还要具有一些有利于环境、节能等方面且国家尚未作具体规定的特殊功能，包括电磁屏蔽性、吸声性、导热系数等。进入21世纪以来，“环境与健康”渐成发展主题。围绕此主题，人们在资源节约、废弃物回收利用、可再生资源和能源的利用方面进行着大量的工作，在改善人类居住环境方面的研究也吸引着国内外许多研究机构和科技工作者。由于人类活动带来了人类生存的微生物、化学和物理环境的变化，有益于人类居住环境改善与保护成为了建材主要的研究方向，目前研究内容主要包括：抗菌防霉、净化空气、具有自洁功能的装饰材料，太阳能利用相变调温建筑材料，呼吸性能好的湿度控制装饰材料，防电磁辐射建筑材料等，这些材料也是世界上许多国家已经开展或比较关注的内容。4.选择全生命周期环境负荷低的产品建筑从最初的规划设计到随后的施工建设、运营管理及最终的拆除，形成一个全寿命周期。从这个角度出发，绿色建筑选用的建筑材料应在资源开采、原材料制造、产品生产、运输、使用、维护以至废弃物最终处置的全寿命周期中减少对自然资源和能源的消耗，降低对环境的不利影响，并实现可回收、可重复使用和可再生利用。（1）选用蕴能低、碳排放低的建筑材料建材工业能耗总量约占全国能耗总量和工业部门能耗总量的7%和10%，废气排放总量占全国工业废气排放总量的18%，因此，选用蕴能低或生产过程资源、能源消耗少的建筑材料，有利于节约能源和减少生产建筑材料时排放的废气对大气的污染。例如，烧结类墙体砖比非烧结类墙体材料的生产能耗高，在满足设计和施工要求的情况下，就应尽量选用非烧结类墙体材料。根据统计测算，建筑材料的碳排放一般占到建筑的35%40%左右，低碳建材就是低能耗、低排放、低污染、追求绿色GDP的建材产业发展模式。因此，通过选用碳排放强度低的建筑材料，实现绿色建筑全生命周期的碳排放降低，对于我国建设发展低碳经济有着举足轻重的意义。（2）选用利废型建材产品选用利废型建材产品是实现废弃物“资源化”的最主要途径，也是减少对不可再生资源需求的最有效措施。利用工农业、城市和自然废弃物生产建筑材料，包括利用页岩、煤矸石、粉煤灰、矿渣、赤泥、河库淤泥、秸杆等废弃物生产各种墙体材料、市政材料、水泥、陶粒等，或在混凝土中直接掺用粉煤灰、矿渣等。目前，我国的绝大多数利废型建材产品已有国家标准或行业标准，可以放心使用。（3）选用可循环利用的建筑材料可循环利用的建筑材料，是指材料回收时可直接再利用，或经过再组合、再修复后可再利用的材料。目前，除了部分钢构件和木构件外，这类产品还很少，但已有产品上市。例如连锁式小型空心砌块，当房屋空间改变需拆除隔墙时，不用砂浆砌筑的大量砌块完全可以重复使用；又如外墙自锁式干挂装饰砌块，通过搭叠和自锁安装，完全不用砂浆，当需改变外装修立面时，能很容易被完整地拆卸下来，重复使用。（4）拆除旧建筑物的废弃物与施工中产生的建筑垃圾的再生利用拆除旧建筑物的废弃物与施工中产生的建筑垃圾的再生利用，在国内还处于起步阶段，这是使废弃物“减量化”和“再利用”的一项技术措施。例如，结构施工的垃圾，经分拣粉碎后与砂子混合作为细骨料配制砂浆；回收的废砖块和废混凝土，经分拣破碎后作为再生骨料用于生产非承重的墙体材料和小型市政或庭园材料；经过优选的废混凝土块，经分拣、破碎、筛分和配合混匀形成多种规格的再生骨料后可配制C30以下的混凝土，其抗压强度可满足设计要求，其它力学性能指标和耐久性指标与普通混凝土接近，和易性可满足施工要求，甚至可配制泵送混凝土；在修路现场，用70%的旧沥青混凝土和30%的新沥青混凝土经特殊工艺配制成性能合格的