什么是生態(tài)建筑材料
2008-05-30 00:00
生態(tài)建筑材料的科學(xué)和權(quán)威的定義目前仍在研究確定階段。生態(tài)建筑材料的概念來自于生態(tài)環(huán)境材料。生態(tài)環(huán)境材料的定義也仍在研究確定之中。其主要特征首先是節(jié)約資源和能源；其次是減少環(huán)境污染，避免溫室效應(yīng)與臭氧層的破壞；第三是容易回收和循環(huán)利用。作為生態(tài)環(huán)境材料一個重要分支，按其含義生態(tài)建筑材料應(yīng)指在材料的生產(chǎn)、使用、廢棄和再生循環(huán)過程中以與生態(tài)環(huán)境相協(xié)調(diào)，滿足最少資源和能源消耗，最小或無環(huán)境污染，最佳使用性能，最高循環(huán)再利用率要求設(shè)計(jì)生產(chǎn)的建筑材料。顯然這樣的環(huán)境協(xié)調(diào)性是一個相對和發(fā)展的概念。
生態(tài)建材與其它新型建材在概念上的主要不同在于生態(tài)建材是一個系統(tǒng)工程的概念，不能只看生產(chǎn)或使用過程中的某一個環(huán)節(jié)。對材料環(huán)境協(xié)調(diào)性的評價取決于所考察的區(qū)間或所設(shè)定的邊界。目前，國內(nèi)外畫龍點(diǎn)睛在出現(xiàn)各種各樣稱之為生態(tài)建材的新型建筑材料，如利用廢料或城市垃圾生產(chǎn)的“生態(tài)水泥”等。但如果沒有系統(tǒng)工程的觀點(diǎn)，設(shè)計(jì)生產(chǎn)的建筑材料有可能在一個方面反映出“綠色”而在其它方面則是“黑色”，評價時難免失之偏頗甚至誤導(dǎo)。例如，高性性能的陶瓷材料可能廢棄后難以分解，建筑高分子材料常常難于降解，復(fù)合建筑材料因組成復(fù)雜也給再生利用帶來難度；黏土陶料混凝土砌塊輕質(zhì)、高強(qiáng)、熱絕緣性和防火性能好，但其生產(chǎn)需要較高的能耗；塑鋼門窗較鋼窗和鋁合金窗更堅(jiān)固耐久和熱絕緣性能更好，但它包含高的能源成本和廢棄處理時將對環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重的負(fù)擔(dān)；立窯水泥也可能僅因其一產(chǎn)耗能小而被認(rèn)為比旋窯水泥的環(huán)境協(xié)調(diào)性好，甚至對因釋放溫室氣體CO2而“黑名昭著”的水泥產(chǎn)業(yè)，也應(yīng)看到其制成品水泥混凝土在使用過程自然發(fā)生的碳化過程對CO2的吸收。生產(chǎn)1噸水泥熟料，因燃煤和石灰石分解大約釋放出1噸CO2，除了燃煤釋放的CO2以外（約占40%），水泥燒成中碳酸鈣分解釋放的CO2量可以在緩慢的碳化過程中被水泥混凝土完全吸收。為全面評價建筑材料的環(huán)境協(xié)調(diào)性能，需要采用生命周期評價方法（Life Cycle Assessment,簡稱LCA）。生命周期評價方法是對材料整個生命周期中的環(huán)境污染、能源和資源消耗與資源影響大小的一種方法。目前雖然已有一些專著介紹并已進(jìn)入ISO國際標(biāo)準(zhǔn)，對建筑材料而言，LCA還是一個正在研究和發(fā)展中的方法。
關(guān)于生態(tài)建材的發(fā)展方式和對環(huán)境協(xié)調(diào)性的改進(jìn)，日本學(xué)者三本良一教授總結(jié)了四類創(chuàng)新的方法和它們各自對環(huán)境協(xié)調(diào)性貢獻(xiàn)大小的評價，即，產(chǎn)品改進(jìn)，重新設(shè)計(jì)，功能創(chuàng)新和系統(tǒng)創(chuàng)新。系統(tǒng)創(chuàng)新對環(huán)境協(xié)調(diào)性的改進(jìn)最大，花費(fèi)的時間最長，不難理解，系統(tǒng)創(chuàng)新的難度也最大，而產(chǎn)品的改進(jìn)相對簡單，對環(huán)境協(xié)調(diào)性的提高也相對小些。這里需要指出的是，對某種材料而言，生態(tài)化或環(huán)境協(xié)調(diào)化的發(fā)展并不一定要遵循這四種排列順序。
關(guān)于生態(tài)建材的發(fā)展策略，還有一些問題南非要回答。如環(huán)境協(xié)調(diào)性與使用性能之間并不總是能協(xié)調(diào)發(fā)展相互促進(jìn)。筆者認(rèn)為，生態(tài)建材的發(fā)展不能以過分犧牲使用性能為代價。但生態(tài)建材料使用性能的要求不一定都要高性能，而是指滿足使用要求的優(yōu)異性能或最佳使用性能。性能低的建筑材料勢必影響耐久性和使用功能，如采用LCA方法評價，在生產(chǎn)環(huán)節(jié)中為節(jié)能利廢而犧牲性能并不一定能提高材料的環(huán)境協(xié)調(diào)性。
在生態(tài)建材發(fā)展的重點(diǎn)方面，國內(nèi)外不少研究者關(guān)注按環(huán)保和生態(tài)平衡理論設(shè)計(jì)制造的新型建筑材料，如無毒裝飾材料，綠色涂料，采用生活和工業(yè)廢棄物生產(chǎn)的建筑材料，有益健康和殺菌抗菌的建筑材料，低溫或免燒水泥、土陶瓷等。筆者認(rèn)為，從宏觀來看，我國發(fā)展生態(tài)建材，現(xiàn)階段的重點(diǎn)應(yīng)放在引入資源和環(huán)境意識，采用高新技術(shù)對占主導(dǎo)地位的傳統(tǒng)建筑材料進(jìn)行環(huán)境協(xié)調(diào)化改造，盡快改善建材工業(yè)對資源能源的浪費(fèi)和嚴(yán)理污染環(huán)境的狀況，其實(shí)，提高傳統(tǒng)建筑材料的環(huán)境協(xié)調(diào)性能并不是排斥發(fā)展新型的生態(tài)建材，而是前面所述的發(fā)展生態(tài)建材的重要內(nèi)容和方法之一。
（中國混凝土與水泥制品網(wǎng) 轉(zhuǎn)載請注明出處）
生態(tài)建材與其它新型建材在概念上的主要不同在于生態(tài)建材是一個系統(tǒng)工程的概念，不能只看生產(chǎn)或使用過程中的某一個環(huán)節(jié)。對材料環(huán)境協(xié)調(diào)性的評價取決于所考察的區(qū)間或所設(shè)定的邊界。目前，國內(nèi)外畫龍點(diǎn)睛在出現(xiàn)各種各樣稱之為生態(tài)建材的新型建筑材料，如利用廢料或城市垃圾生產(chǎn)的“生態(tài)水泥”等。但如果沒有系統(tǒng)工程的觀點(diǎn)，設(shè)計(jì)生產(chǎn)的建筑材料有可能在一個方面反映出“綠色”而在其它方面則是“黑色”，評價時難免失之偏頗甚至誤導(dǎo)。例如，高性性能的陶瓷材料可能廢棄后難以分解，建筑高分子材料常常難于降解，復(fù)合建筑材料因組成復(fù)雜也給再生利用帶來難度；黏土陶料混凝土砌塊輕質(zhì)、高強(qiáng)、熱絕緣性和防火性能好，但其生產(chǎn)需要較高的能耗；塑鋼門窗較鋼窗和鋁合金窗更堅(jiān)固耐久和熱絕緣性能更好，但它包含高的能源成本和廢棄處理時將對環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重的負(fù)擔(dān)；立窯水泥也可能僅因其一產(chǎn)耗能小而被認(rèn)為比旋窯水泥的環(huán)境協(xié)調(diào)性好，甚至對因釋放溫室氣體CO2而“黑名昭著”的水泥產(chǎn)業(yè)，也應(yīng)看到其制成品水泥混凝土在使用過程自然發(fā)生的碳化過程對CO2的吸收。生產(chǎn)1噸水泥熟料，因燃煤和石灰石分解大約釋放出1噸CO2，除了燃煤釋放的CO2以外（約占40%），水泥燒成中碳酸鈣分解釋放的CO2量可以在緩慢的碳化過程中被水泥混凝土完全吸收。為全面評價建筑材料的環(huán)境協(xié)調(diào)性能，需要采用生命周期評價方法（Life Cycle Assessment,簡稱LCA）。生命周期評價方法是對材料整個生命周期中的環(huán)境污染、能源和資源消耗與資源影響大小的一種方法。目前雖然已有一些專著介紹并已進(jìn)入ISO國際標(biāo)準(zhǔn)，對建筑材料而言，LCA還是一個正在研究和發(fā)展中的方法。
關(guān)于生態(tài)建材的發(fā)展方式和對環(huán)境協(xié)調(diào)性的改進(jìn)，日本學(xué)者三本良一教授總結(jié)了四類創(chuàng)新的方法和它們各自對環(huán)境協(xié)調(diào)性貢獻(xiàn)大小的評價，即，產(chǎn)品改進(jìn)，重新設(shè)計(jì)，功能創(chuàng)新和系統(tǒng)創(chuàng)新。系統(tǒng)創(chuàng)新對環(huán)境協(xié)調(diào)性的改進(jìn)最大，花費(fèi)的時間最長，不難理解，系統(tǒng)創(chuàng)新的難度也最大，而產(chǎn)品的改進(jìn)相對簡單，對環(huán)境協(xié)調(diào)性的提高也相對小些。這里需要指出的是，對某種材料而言，生態(tài)化或環(huán)境協(xié)調(diào)化的發(fā)展并不一定要遵循這四種排列順序。
關(guān)于生態(tài)建材的發(fā)展策略，還有一些問題南非要回答。如環(huán)境協(xié)調(diào)性與使用性能之間并不總是能協(xié)調(diào)發(fā)展相互促進(jìn)。筆者認(rèn)為，生態(tài)建材的發(fā)展不能以過分犧牲使用性能為代價。但生態(tài)建材料使用性能的要求不一定都要高性能，而是指滿足使用要求的優(yōu)異性能或最佳使用性能。性能低的建筑材料勢必影響耐久性和使用功能，如采用LCA方法評價，在生產(chǎn)環(huán)節(jié)中為節(jié)能利廢而犧牲性能并不一定能提高材料的環(huán)境協(xié)調(diào)性。
在生態(tài)建材發(fā)展的重點(diǎn)方面，國內(nèi)外不少研究者關(guān)注按環(huán)保和生態(tài)平衡理論設(shè)計(jì)制造的新型建筑材料，如無毒裝飾材料，綠色涂料，采用生活和工業(yè)廢棄物生產(chǎn)的建筑材料，有益健康和殺菌抗菌的建筑材料，低溫或免燒水泥、土陶瓷等。筆者認(rèn)為，從宏觀來看，我國發(fā)展生態(tài)建材，現(xiàn)階段的重點(diǎn)應(yīng)放在引入資源和環(huán)境意識，采用高新技術(shù)對占主導(dǎo)地位的傳統(tǒng)建筑材料進(jìn)行環(huán)境協(xié)調(diào)化改造，盡快改善建材工業(yè)對資源能源的浪費(fèi)和嚴(yán)理污染環(huán)境的狀況，其實(shí)，提高傳統(tǒng)建筑材料的環(huán)境協(xié)調(diào)性能并不是排斥發(fā)展新型的生態(tài)建材，而是前面所述的發(fā)展生態(tài)建材的重要內(nèi)容和方法之一。
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