1、浅谈我国绿色建材的发展【摘要】【关键词】一、研究背景建筑材料给人类带来了物质文明并推动着人类文明的进步。然而，在传统建材的开发与生产过程中不仅消耗了大量的资源和能源，而且给生态环境带来污染的负面影响，在一定程度上又妨碍了人类文明的进步。那么，能否找到一种两全其美的途径，成了现今亟待解决的问题。改革开放以来，我国的建材工业通过研究、开发和引进国外先进技术获得了长足的发展。一些主要的建材产品的产量跃居世界第一。1996 年，我国水泥产量已达 4.9 亿吨，玻璃产量 1.6 亿重量箱，建筑陶瓷 5.9 亿平方米，粘土砖 7000 多亿块，石灰(建材)2.7 亿吨。全国建材产品年产量约达 40 亿吨。
2、无论在产品品种、质量和配套水平等方面都有了很大的提高，为我国的社会主义的建设和改善人们的居住水平作出了贡献。但当我们在肯定成绩的时候还必须看到，我国建材工业的发展在很大程度上是以能源、资源的过渡消耗和环境污染为代价实现的。据测算，目前我国建材工业每年耗用原料 50 亿吨以上，消耗能源达 2.3 亿多吨标煤，约占全国能源总消耗量的 15.8%；排出废气 1.096亿立方米；废水排放量 355 亿吨；水泥、石灰与传统墙体材料等每年排放的二氧化碳量约为 6.6 亿吨，占全国工业排放二氧化碳量的 40%左右。据资料介绍，我国目前每生产一吨水泥熟料要排放一吨二氧化碳、0.74 千克二氧化硫，130 千克
3、粉尘，每生产一吨石灰要排放 1.18 吨二氧化碳。使用了二千多年的传统墙体材料-小块实心粘土砖至今仍是我们建房的主导材料，每年毁田造砖 15 万亩以上。以上数据表明，我国建材工业走的是一条高能耗、高资源消耗、高污染的道路，是一个环境污染严重、生态破坏较大的行业。因此，提高对可持续发展战略重要性的认识，努力发展绿色建材、生态建材、环保建材从根本上改变我国建材工业、长期以来存在的高投入、高污染、低效益的粗放式生产方式，选择资源节约型、污染最低型、质量效益型、科技先导型的发展方式，把建材工业的发展和保护生态环境、污染治理有机结合起来，是 21世纪我国建材工业的战略目标，是历史发展的必然。二、我国绿色
4、建材的发展现状及与他国的比较在国外，曾经是工业发达国家支柱产业的建筑和建材业，在经过 80 年代和 90 年代的徘徊后，现已从量的顶峰回落，朝“质”的提高方面发展，而这“质”的标准就是“绿色” 。早在 20 世纪 70 年代末，欧洲一些发达国家的和科学家就已着手研究建筑材料释放的气体对室内空气的影响及对人体健康的危害程度。一种无毒无味、对人体无害的水性建筑涂料，在德国获得“蓝天使”标志后，很快就占据市场，反而是传统的的溶剂性建筑涂料逐渐被淘汰。德国所有大城市中，均有专门出售“绿色建材”的商店。丹麦、芬兰、挪威、瑞典等北欧各国在 1989 年实施了统一的北欧环境标志。丹麦是实施健康住宅工程较早的
5、国家，在 1984 年底就建成了“非过敏住宅建筑”示范工程；瑞典最大的住宅银行于 1995 年宣布只向生态建筑开发商贷款。英国建筑研究院（BRE）于 1991 年曾对建筑材料及家具等室内用品对室内空气质量产生的有害影响进行了研究，他们提出在相对湿度大于 75%时，可能产生霉菌，并对某些人会诱发过敏症。他们对空气质量的控制、防治提出了建议，并着手研究开发了一些绿色建材。洛杉矶早在年提出了限制溶剂排放量的著名“法规” ，并于年月日实施，现在已发展到法规。该法规规定了建筑平光涂料的含量。加利福尼亚州于年月日开始对如下物质实行环境保护标志标准：单层屋面膜胶粘剂打底料、室外地面材料铺设胶粘剂、多用途建筑
6、胶粘剂、陶瓷面砖用胶粘剂及室内地面覆盖材料用胶粘剂。加拿大也是积极推行和发展绿色建材的北美国家。1988 年，加拿大开始执行环境标志计划“环境选择” 。1993 年 3 月颁布了第一个产品标志，至今已有 14 个类别的 800 多种产品被授予环境标志。日本政府对绿色建材的发展非常重视，于年开展环境标志工作，至今环保产品已有多种。年日本科技厅制定并实施了“环境调和材料研究计划” ，通产省制定了环境产业设想并成立了环境调查和新产品调整委员会。近年来，在绿色建材的新产品研究开发以及健康住宅样板工程等方面都获得了成果。如生态水泥的实验生产线、可有效地抑制杂菌繁殖和防止霉变的保健型瓷砖、有调节湿度性能和
7、防止避免生霉的壁砖和可净化空气的预制板等。我国绿色建材的发展比工业国家要晚得多，这主要是因为直到目前，我国仍没有完成工业国家 70 年代就已完成的住宅产业现代化和规模化。但随着国民经济的快速发展，人民生活水平的迅速提高，住宅产业现代化、规模化、高水平的自动化与节能、装饰性、舒适性，以及环保、健康等成为建筑建材业发展的热点，并且在吸收国外经验与先进技术的基础上，开始走向同步与协调发展。绿色建材的概念虽然提出较晚，但由于国家和地方政府的重视，以及对我国生态与环境资源的重新认识，发展速度较快。早期的绿色建材以节能技术为主，目的比较单一。现在人们主动地、有意识的去研究绿色建材，使其研究针对性更强、目标
8、也更明确，为绿色建筑提供“3R” （Reduce、Recycle、Reuse）和无毒、无害、无环境污染，有益于人体健康的建筑材料。随着我国建材市场秩序和环保产品认证的逐渐规范，绿色建材的发展迅速且充满了无限生机，成果喜人。1993 年 10 月，我国的环境标志公布，1994 年 5 月 17 日在北京宣告成立“中国环境标志产品认证委员会” ，上海成立了绿色建材展示促销中心，系统深入地开展绿色建材的研究开发；北京、上海近年来先后召开了“绿色建材发展研讨会” ，就绿色建材的起源、国内外绿色建材发展现状和趋势以及发展绿色建材市场的前景和对策进行研讨。我国每年建成 2 亿平方米的城市住宅，加上公用建筑
9、、农村建筑和工业建筑已超过 8亿平方米。建材年产值 2000 年达到 20000 亿。经济效益和环境效益的统一将是 21 世纪传统建材向绿色建材转变的最终目标。三、绿色建材的含义与评价 绿色建材的含义 1988 年第一届国际材料科学研究会上首次提出了“绿色材料 “概念。绿色材料、绿色产业、绿色产品中的绿色，是指以绿色度表明其对环境的贡献程度，并指出可持续发展的可能性和可行性。绿色已成为人类寄托环保愿望的标志。1992 年，国际学术界明确提出绿色材料的定义：绿色材料是指在原料采取、产品制造、使用或者再循环以及废料处理等环节中对地球环境负荷为最小和有利于人类健康的材料，亦称之为“环境调和材料“ 。
10、绿色建材又称生态建材、环保建材和健康建材等。绿色建材是指标采用清洁卫生生产技术、少用天然资源和能源、大量使用工业或城市固态废弃物生产的无毒害、无污染、无放射性、有利于环境保护和人体健康的建筑材料。 绿色建材的基本特性绿色建材与传统建材相比有以下几个方面的基本特征：(1)其生产所用原料尽可能少用天然资源，并且使用尾矿、皮渣、垃圾、废液等废弃物；(2)采用低能耗制造工艺和无环境污染的生产技术。 (3)在产品配置或生产过程中，不得使用甲醛、卤化物溶剂或芳香族碳氢化合物；产品中不得含有汞及其化合物；不得用含有铅、镉、铬及其化合物的颜料和添加剂；(4)产品的设计是以改善生产环境、提高生活质量为宗旨，即产
11、品不仅不损害人体健康；而且有益于人体健康，产品具有多功能化。(5)产 品 可 循 环 或 回 收 再 生 利 用 ， 无 污 染 环 境 的 废 弃 物 。 绿色建材的评价标准绿色建材的测试指标分为两类：单项理化指标，包括放射性强度、甲醛含量、氯氟烃含量和芳烃类含量等；复合评价指标，包括挥发物总含量、人类感觉试验、耐燃等级及氧指数、废物利用率、木材取代性和节能效果等。我国的绿色建材研究尚处于初级阶段，因此应广泛吸收其他发达国家的经验，其指标的测试方法宜与国际上普遍采用的测试方法相同。根据建材产品的特点，绿色建材的评价可分为评价指标，包括放射性强度和甲醛含量等，其中如有一项不合格就不符合绿色建材
12、的标准；而装饰后的绿色建材综合评价，则需按国际经济、金融、贸易中心对建筑物健康、环保、安全的要求进行框架设计，它所包含的主要有挥发物总含量（TVOC） 、人类感觉试验、耐燃等级和综合利用指标等，这些指标中如有某一项不好，并不一不定排除绿色建材范围。绿色建材可采用多指标综合评分法，以总评价指数来衡量绿色建材的合格与否及其等级。也可采用物元分析法建立绿色建材综合评价模型。依据物元分析法基本原理，可分如下几步来确定绿色建材的评价指标和模型：确定绿色建材综合评价物元；绿色建材综合评价等级的物元集；绿色建材综合评价的权重；绿色建材综合评价的关联分析计算出待评建材与所有等级的关联度后，将它们进行比较，从其
13、中选出关联度最大的绿色建材等级，这就是待评建材的绿色建材等级。在绿色建材综合评价模型的四个主要参数中，人类感觉试验可以通过测试人类对建材的反应，将其分为优、良、中、差四个等级；耐燃等级可根据材料的性能分为阻燃、不燃、可燃和易燃四个等级；综合利用指标可通过对建材的废物利用及其对环保的贡献的评价而分为一级、二级、三级、四级，并相应地将各参数的各个等级赋以数值 1、2、3、4，在进行建材评价时只需要根据四种等级的划分标准进行套用并赋以相应以数值。而挥发物总含量是一个需要进行综合研究的指标，我们必须先根据它对人体和环境的影响对其进行各等级参数的确定，然后才能够根据各建筑材料的实测值进行综合评价模型的运
14、算，从而定出建筑材料的绿色建材等级。四、我国绿色建材的发展 我国绿色建材的发展战略在绿色建材发展的重点方面，国内外不少研究者关注按环保和生态平衡理论设计制造的新型建筑材料，如无毒装饰材料，绿色涂料，采用生活和工业废弃物生产的建筑材料，有益健康和杀菌抗菌的建筑材料，低温或免烧水泥、黏土陶瓷等。笔者认为，从宏观来看，我国发展绿色建材，现阶段的重点应放在引入资源和环境意识，采用高新技术对占主导地位的传统建筑材料进行环境协调化改造，尽快改善建材工业对资源、能源有浪费和严重污染环境的状况。其实，提高传统建筑材料的环境协调性能并不是排斥发展新型的绿色建材，而是前面所述的发展绿色建材的重要内容和方法之一。从
15、我国的实际情况出发，许多学者提出了绿色建材的发展战略。（1）建立建筑材料生命周期评价（LCA）的理论和方法，为绿色建材的发展战略和建材工 业的环境协调性的评价提供科学依据和方法。(2)以最低资源和能源消耗、最小环境污染代替生产传统建筑材料，如用新型干法工艺技术生产高质量水泥材料。(3)发展大幅度减少建筑能耗的建材制品，如具有轻质、高强、防水、保温、隔热、隔声等优异功能的新型复合墙体和门窗材料。(4)开发具有高性能长寿命的建筑材料，大幅度降低建筑工程的材料消耗和服务寿命，如高性能的水泥混凝土、保温隔热、装饰装修材料等。(5)发展具的改善居室生态环境和保健功能的建筑材料，如抗菌、除臭、调温、调湿、
16、屏蔽有害射线的多功能玻璃、陶瓷、涂料等。(6)发展能替代生产能耗高、对环境污染大、对人体有毒有害的建筑材料，如无石棉纤维水制品，无毒无害的水泥混凝土化学外加剂等。(7)开发工业废弃物再生资源化技术，利用工业废弃物生产优异性能的建筑材料，如利用矿渣、粉煤灰、硅灰、煤矸石、废弃取和苯乙烯泡塑料等生产的建筑材料。(8)发展能治理工业污染、净化修复环境或能扩大人类生存空间的新型建筑材料，如用于 开发海洋、地下、盐碱地、沙漠、沼泽地的特种水泥等建筑材料。(9)扩大可用原料和燃料范围，减少对优势、稀有或正在枯竭的重要原材料的依赖。 研发制造绿色建材产品的成套技术（1）合理利用矿产资源、提高综合利用率、降低
17、环境负载的系列技术矿产资源和燃料的可持续反战战略研究，减少对优质、稀少或正在枯竭的重要原材料的依赖节能、节资源、环保型新型建筑材料及其生产工艺、技术与装备。（2）推广节能及情节生产技术，改造传统生产工艺，减少环境污染 发展大型、新型水泥干法生产技术和装备制造 开展玻璃粒化配合料制备和投料前预热的方法的研究推广富氧燃烧和全氧燃烧技术进一步发展低温快烧建筑卫生陶瓷技术开发和推广各种节能、节水新工艺和新装备（3）推行建筑材料的再生资源化技术建筑材料的再生利用技术和装备工业废料、废渣、尾矿、建筑物废料及城市垃圾的综合利用可燃性废弃物做燃料生产建筑材料的研究（4）改善室内环境质量的技术研究建筑材料中挥发
18、性有机物对室内空气质量的影响及污染物的释放规律研究建筑材料对室内声、光、电环境的影响研究和开发改善室内环境质量的产品。如具有抗菌、释放负离子、远红外保健、调温调湿功能的材料。（5）推广绿色建材产品，保障人体健康无毒害、无污染的建筑涂料、油漆和黏结剂等。具有显著节能效果的墙体保温材料。如新型保温隔热、含蓄热功能的墙体材料及复合化应用技术。低辐射玻璃等高效节能门窗玻璃。节水型闻声瓷和配套五金件。 薄型陶瓷墙地砖。低辐射型建筑卫生陶瓷。可利用太阳能的光电热转化功能的玻璃窗、屋面和墙体组合建筑材料。防紫外辐射的建筑材料（6）绿色建材在绿色建筑上的应用技术及配套施工技术通过以上技术的研发和推广，提高我国
19、绿色建材的整体技术水平。 绿色建材研究的技术措施举例如何达到建材产品的环保保健多功能化？如何达到轻质高强板材化、薄膜化？如何达到一切废弃物的全循环？这都需要采用现代的高新技术。现阶段，在材料研究领域采用的是纳米材料技术、表面处理和杂化技术等。1采用纳米技术纳米材料对颜料、陶瓷、水泥等制品的改性将有很大的贡献。如柯达公司发明的颜料具有分子染料的纳米粉，预计将给彩色印像技术带来革命。将纳米氧化铝添加到氧化铝陶瓷中，可起到显著增强增韧作用。2004 年 11 月在北京举办的“第三届中国国际绿色建材展”中展出的北新建材集团生产的龙牌纳米涂料，不仅无毒无害，还能降解室内有害物质；中国建筑材料科学研究院开
20、发的稀土激活纳米无机抗菌空气净化建筑内墙涂料，与普通涂料相比能净化 VOC 41 .6%，NOx 38%，对 NH3净化效果提高 19 倍。纳米无机涂料，可解决混凝土的表面腐蚀和老化及防渗水性，能提高弯曲强度 23 倍，成为防水涂料。同时在陶瓷面砖和卫生洁具及木地板中添入纳米材料可产生抗菌效果。2杂交涂覆材料目前的有机涂料有三大问题：有机涂覆材料是主要室内空气污染源；有机涂覆材料的资源有限，其主要原料为石油副产品，而石油原料只够用 50 年，50 年之后就没有原料来源；易老化，涂层的寿命短。为了解决上述问题，首先是从少用到一直不用，并向无机涂料方面发展，但是由于无机涂覆材料也有韧性好、弹性好等
21、优点，因此可以采用有机无机杂化材料，技术上解决杂化的关键是分子、原子水平上的复合，这一技术中选择偶联剂是主要问题。3强化建材功能建材的发展，从秦砖汉瓦时代，到主要考虑强度的钢筋混凝土为主的时代，然后到轻质高强的板材（石膏板、矿棉板、GRC 板）时代，既要考虑强度又要考虑保温、吸声、隔音和美观。如今建材的选用既要考虑制造和使用再循环总社程中对地球环境负担最小，又要有利于人体健康。第三届中国国际绿色建材展中，Polygiene 塑料具有美观的表面，而且还能杀 SARS 病毒及一系列的细菌、霉菌和真菌；耀华玻璃股份有限公司生产的 LOW玻璃不仅不会引起光污染，而且它优良的保温隔热性能，可降低建筑能耗
22、 30。21 世纪是环保世纪，为绿色建材产品的开发生产应用提供了广阔的发展空间。北京绿色奥运、人文奥运、科技奥运“的理念，对优质绿色建材产品的需求和对绿色建材发展的影响不仅仅体现在奥运场馆、设施的建设中，而且将为今后非奥运建筑的建设起到示范作用，可以说对新型建材的发展具有深远意义。要重点彭励利用江河淤泥，工业废弃物、农作物秆茎生产新型建筑材料，支持非金属环保矿物材料和特种纤维等产品的产业化水平。这些材料都是用途很广的环保材料，不仅可以用于空气、废水、粉尘的过滤、净化，而且可以作为医用过滤材料，社会需求量很大。建筑涂料等装修材料的污染问题已成为严重的社会问题，因此要加大对无毒、无害、耐油污、自洁
23、净、耐候性和耐久性优良的高档内外墙涂料的开发生产的支持力度。绿色建材研究与发展方向我国绿色建材行业发展中还存在着很多问题，导致这些问题的原因有很多，主要是由于我国经济增长方式尚未真正改变；企业缺乏内在动力和开发生产能力；环境资源监督体制不力；人们在观念和认识上的种种偏差等等，影响了绿色建材产品市场化的进程。发达国家在发展绿色建材方面积累了许多成功经验，这些成功的做法值得我们借鉴，但我国的国情不同，其建材产业的特点又不尽相同。因此，我们在发展绿色建材的道路上，不能完全照搬国外的做法，应根据自身的情况来发展我国的绿色建材行业。中国加入 WTO 之后，关税逐渐下调，我国一部分企业不再享受政府的政策保
24、护，统一竞争对一部分建材企业将是严峻的考验。入世后，我国建材企业面临着国内国外两个市场的压力。因此，加紧在建材行业推行环境标志制度、扶持、支持、鼓励和促进一些有条件的建材企业通过 ISO14000 认证，显得尤为重要。我们的企业能够获得 ISO14000 认证，就等于拿到了进入国际市场的“绿色通行证” 。这将有助于我国建材企业增强国内市场的竞争力，从而稳住国内市场，同时使中国建材产品走向国际化。只有这样，才能为发展我国的绿色建材市场创造必要的机会和条件；才能促进建材企业提升产业结构，尽快转变经济增长方式实现建材行业和全社会经济的可持续发展。21 世纪，建筑材料科学家的任务是把建材行业从污染企业
25、变为净化污染企业。因此，在 21 世纪我们应加快步伐，研究开发出具有“全才”多功能、轻质、高强、绿色、价廉物美的生态建材，建造人类神往的生态建筑。目前，绿色建材的研究工作在国外大多数大学和研究机构及大型企业的研究机构中进行。在国内的清华大学、西安交大、福州大学、科学院大连物化所、感光所、物构所等级很多企业正在研究或已经开发了一些初级产品。中国建材研究院最近又提出了森林环境材料的研究开发问题。为了政治环境，全世界科学家们的意见是用量子理论和纳米技术把废气（水）变成能源，把墙面和路面变为森林功能的绿地，不仅推行绿色建材清洁生产，还要实施绿色营销战略，培育绿色消费市场，绿化环境、绿化地球，开成人类与地球和谐、统一的共同体。闲心能过我们的努力，我们的目标一定会实现。
