对生态建筑材料的介绍

生态建筑材料的科学和权威的定义目前仍在研究确定阶段。生态建筑材料的概念来自于生态 环境材料。生态环境材料的定义也仍在研究确定之中。其主要特征首先是节约资源和能源； 其次是减少环境污染，避免温室效应与臭氧层的破坏；第三是容易回收和循环利用。作为生 态环境材料一个重要分支，按其含义生态建筑材料应指在材料的生产、使用、废弃和再生循 环过程中以与生态环境相协调，满足最少资源和能源消耗，最小或无环境污染，最佳使用性 能，最高循环再利用率要求设计生产的建筑材料。显然这样的环境协调性是一个相对和发展 的概念。生态建材与其它新型建材在概念上的主要不同在于生态建材是一个系统工程的概念，不 能只看生产或使用过程中的某一个环节。对材料环境协调性的评价取决于所考察的区间或所 设定的边界。目前，国内外画龙点睛在出现各种各样称之为生态建材的新型建筑材料，如利 用废料或城市垃圾生产的“生态水泥”等。但如果没有系统工程的观点，设计生产的建筑材 料有可能在一个方面反映出“绿色”而在其它方面则是“黑色”，评价时难失之偏颇甚至 误导。例如，高性性能的陶瓷材料可能废弃后难以分解，建筑高分子材料常常难于降解，复 合建筑材料因组成复杂也给再生利用带来难度；黏土陶料混凝土砌块轻质、高强、热绝缘性 和防火性能好，但其生产需要较高的能耗；塑钢门窗较钢窗和铝合金窗更坚固耐久和热绝缘 性能更好，但它包含高的能源成本和废弃处理时将对环境产生严重的负担；立窑水泥也可能 仅因其一产耗能小而被认为比旋窑水泥的环境协调性好，甚至对因释放温室气体CO2而“黑 名昭著”的水泥产业，也应看到其制成品水泥混凝土在使用过程自然发生的碳化过程对CO2 的吸收。生产1吨水泥熟料，因燃煤和石灰石分解大约释放出1吨CO2,除了燃煤释放的 CO2以外(约占40%)，水泥烧成中碳酸钙分解释放的CO2量可以在缓慢的碳化过程中 被水泥混凝土完全吸收。为全面评价建筑材料的环境协调性能，需要采用生命周期评价方法 (Life Cycle Assessment,®称LCA)。生命周期评价方法是对材料整个生命周期中的环境 污染、能源和资源消耗与资源影响大小的一种方法。目前虽然已有一些专著介绍并已进入 ISO国际标准，对建筑材料而言，LCA还是一个正在研究和发展中的方法。关于生态建材的发展方式和对环境协调性的改进，日本学者三本良一教授总结了四类创 新的方法和它们各自对环境协调性贡献大小的评价，即，产品改进，重新设计，功能创新和 系统创新。系统创新对环境协调性的改进最大，花费的时间最长，不难理解，系统创新的难 度也最大，而产品的改进相对简单，对环境协调性的提高也相对小些。这里需要指出的是， 对某种材料而言，生态化或环境协调化的发展并不一定要遵循这四种排列顺序。关于生态建材的发展策略，还有一些问题南非要回答。如环境协调性与使用性能之间并 不总是能协调发展相互促进。笔者认为，生态建材的发展不能以过分牺牲使用性能为代价。 但生态建材料使用性能的要求不一定都要高性能，而是指满足使用要求的优异性能或最佳使 用性能。性能低的建筑材料势必影响耐久性和使用功能，如采用LCA方法评价，在生产环 节中为节能利废而牺牲性能并不一定能提高材料的环境协调性。在生态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、土陶瓷等。笔者认为，从宏观来看，我国发 展生态建材，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的浪费和严理污染环境的状 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生态建材，而是前面所 述的发展生态建材的重要内容和方法之一。从我国的实际情况出发，许多学者提出了生态建筑材料的发展战略。（1）建立建筑材料生命周期（LCA）的理论和方法，为生态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、最小环境污染代价生产传统建筑材料，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、 隔音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）发展具有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、 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，如无石板纤 维水泥制品，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、废弃聚苯乙烯泡沫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，减少对优质、稀少或正在枯竭的重要原材料的依赖。