装饰材料作业—当代绿色建筑材料现状与发展前景分析

《建筑装饰材料与绿色装修》课程
作业
当代绿色建筑材料现状与发展前景分析
学 院： 管理工程系
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学 号：
日 期： 2011-12-10
当代绿色建筑材料现状与发展前景分析
1 引言
“环保、生态、绿色、健康”已成为21 世纪人们生活的主题概念。

其中“绿色”成为人们现代生活的主要追求。

绿色食品、绿色消费、绿色照明、绿色建材、绿色家装等新名词的出现，使21世纪即将成为一个“绿色”时代。

且人类社会面临的两大问题——资源短缺和环境恶化，已成为当今全球经济与社会发展所面临的巨大挑战之一。

我国是能源消耗大国，建筑能源消耗量占社会能源总消耗量已由上世纪70 年代末的10%，激增到2007 年的27.6%。

每年城乡新建房屋建筑面积近20 亿平方米，其中80％以上为高耗能建筑；既有建筑近400 亿平方米，95％以上是高能耗建筑。

随着我国城市化和房地产业的高速发展，环境保护、资源利用、能源供应方面的压力也日益增大。

面对这种形势，在建筑领域落实可持续发展观，走建筑“绿色化”之路，是我国乃至世界建筑的必然发展趋势。

建筑绿色化或绿色建筑源于上世纪70 年代初能源危机的“节能建筑”风潮，后来结合“生态建筑”的环境设计理念，再融合最新的地球环保评估与生命周期评估LCA（Life Cycle Assessment），而成为崭新的建筑科学体系。

建筑是由建筑材料构筑的，建筑材料是建筑的基础，设计师的思路和设计必须通过“材料”这个载体来实现。

要实现建筑绿色化，必须积极研究和应用绿色建筑材料。

2 绿色建筑材料的定义及特征
1988 年第一届国际材料科学研究会议首先提出了绿色建材的观念，1992 年联合国召开了环境与发展大会，1994 年又增设了“可持续产品开发”的工作局， 国际标准机构ISO 也讨论制定了对环境友善产品的标
准，积极推动绿色建材的发展。

目前对绿色建材较为全面的定义是：采用清洁生产技术，不用或少用天然资源能源，大量使用工农业或城市固体废弃物生产，产品无毒害、无污染、无放射性，达到使用周期后可回收利用，有利于环境保护和人体健康的建筑材料。

绿色建材是生态环境材料在建筑材料领域的延伸，它并不是一种单独的建材产品，而是对建材“健康、环保、安全”等属性的一种要求，对原料加工、生产、施工使用及废弃物处理等环节贯彻环保意识并实施环保技术，保证社会经济的可持续发展。

概括起来，绿色建材区别于传统建材的基本特征主要包括以下5 个方面：（1）从原材料选用上，绿色建材生产所用原材料尽可能大量使用尾矿、废渣、垃圾等废弃物；（2）从生产技术上看，绿色建材生产采用低能耗制造工艺和不污染环境的生产技术；（3） 从生产过程看， 绿色建材在产品生产过程中，不使用有毒有害的催化剂，产品不含重金属等有害物质，三废排放量最小化或使之得到有效净化处理；（4）从使用过程看，绿色建材产品设计是以改善生活环境、提高生活质量为宗旨，产品不仅具有优良的性能，而且无毒无害；（5）从废弃过程看，绿色建材产品可循环利用或可回收利用，不产生污染环境的废弃物。

3 当代绿色建筑材料发展现状及主要种类
日本、美国及西欧等发达国家都投入很大力量研究与开发绿色建材。

国际大型建材生产企业早就对绿色建材的生产给予了高度重视，并进行了大量的工作。

3.1 绿色建材在国外的发展
为了绿色建材的发展，1978年德国发布了第一个环境标志“蓝天使”，使7500 多种产品得到认证。

美国环保局(EPA)和加州大学设置了室内空气研究计划，研究和制订了评价建筑材料释放VOC的理论基础，确定了测试建筑材料释放VOC的体系和方法，提出了预测建筑材料影响
室内空气质量的数学模型。

1988年加拿大开始环境标志计划，至今已经有14个类别的800 多种产品被授予环境标志。

丹麦、挪威推出了“健康建材”(HMB)标准，国家法律规定，对于所出售的涂料等建材产品，在使用说明书上除了标出产品质量标准外，还必须标出健康指标。

瑞典也积极推动和发展绿色建材，制订了有机化合物室内空气浓度指标限值。

另外，芬兰、冰岛等国家于1989年实施了统一的北欧环境标志。

1988年日本开展环境标志工作，至今已经有2500 多种环保产品，十分重视绿色建材的发展。

3.2 绿色建材在国内的发展
改革开放以来，随着我国经济、社会的快速发展和生活水平日益提高，人们对住宅的质量与环保要求越来越高，使绿色建材的研究、开发及使用愈来愈深入和广泛。

建筑与装饰材料的“绿色化”是人类对建筑材料这一古老的领域的新要求,也是建筑材料可持续发展的必由之路。

我国的环境标志是于1993年10月公布的。

1994年5月17日中国环境标志产品认证委员会在北京宣告成立。

1994年在6类18种产品中首先实行环境标志，水性涂料是建材第一批实行环境标志的产品。

1998年5月，国家科技部、自然基金委员会和863计划新材料专家组联合召开了“生态环境材料讨论会”，确定“生态环境材料”应是同时具有满意的使用性能和优良的环境协调性，并能够改善环境的材料。

我国“绿色建材”的发展虽然取得了一些成果,但仍处于初级阶段,今后要继续朝着节约资源、节省能源、健康、安全、环保的方向发展,开发越来越多的、物美价廉的绿色建材产品,提高人类居住环境的质量,保证我国社会的可持续发展。

3.3 现代绿色建筑材料种类和数量很多，主要有：
(1) 现代绿色混凝土材料。

混凝土是现代建筑的主要建筑用材，所以发展绿色混凝土材料对于绿色建筑至关重要。

①高性能混凝土材料。

高性能混凝土是一种新型的高技术的混凝土，其大幅度的提高常规混凝土性能的基础上，具有优良的耐久性、适用性、工作性、各种力学性能、体积稳定性和经济合理性等性能。

②利用废弃混凝土生产的绿色混凝土。

现在大量的研究表明,废弃混凝土可用作再生混凝土的骨料，也可取代部分优质石灰石生产水泥。

实验表明再生混凝土的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基本接近（抗压强度、弹性模量有所降低），用水量比普通混凝土多。

③加气混凝土。

加气混凝土（其中一类）是以石英沙为基础，以水泥和石灰为胶凝材料，以石膏为硬化剂，铝粉为发泡剂，经高温高压养护后形成的多孔状材料。

④合成纤维混凝土。

合成纤维混凝土现已得到广泛应用。

对增强混凝土早期抗拉强度，防止早期由沉陷、水化热、干缩而产生的内蕴微裂纹，减少表面裂缝和开裂宽度，增强混凝土的防渗性能、抗磨损抗冲击性能及增强结构整体性有显著作用。

⑤多孔预制块植栽混凝土。

植栽混凝土有连续的空隙，在空隙部分，使用特殊的工艺技术填充无机培养土、肥料和种子等混合生长基料，施工后，种子发芽和生长所需要的水分，除靠保存在生长基料中的雨水外，还可吸收植栽混凝土下面的基层培养土中的水分，不需要另外浇水，这样既实现了绿化，有能防止构筑物表面被污染和侵蚀。

植栽混凝土还具有相当好的透水性能，雨水可向地下渗透，这样有可以补充地下水资源，有可以减少城市市政雨水管道的排水压力。

(2) 木材。

木材成为现代绿色建材的亮点，其随着技术的进步出现了许多新的使用形式。

①彩色木材：利用先进的染色技术，使原生树木中所没有的色彩渗透在木材组织中，形成彩色木材。

彩色木材适合作家具、天花板、墙面等大面积表面装饰，别有情调。

②瓷化木材：用饱含钡离子的化学溶液浸泡木材使钡离子扩散、渗透到木材组织和细胞内，采用一定的工艺处理过程，木材变成瓷化木材。

瓷化木材疏水、稳定、阻燃性能优异。

③塑化木材：将乙烯类树脂加压注入木材内部，形成塑化木材。

塑化木材具有很强的压缩、弯曲、剪切综合强度，大大地缩
小了诸如劈裂等缺陷，具有很强的耐磨强度和硬度。

塑化木材将广泛用于地板装修工程中。

④疏水木材：疏水木材在潮湿空气中膨胀率只有普通木材的一半，吸水率只有普通木材的1/5，疏水材料的原理是将木材中亲水性的活性羟基转化成疏水性的乙酰基。

疏水木材可以用作浴室内装修、桌面和船舶内家具等，还可用于露天的装修。

(3) 保温隔热材料。

保温材料根据其在围护结构的使用部位不同，可分为内、外保温隔热材料；根据其状态的不同分为板块状、浆体状保温隔热材料。

优良的板块状保温隔热材料有：发泡型聚苯乙烯板（EPS），挤出型聚苯乙烯板（XPS），岩棉板，玻璃棉板等不同材料。

浆体状保温隔热材料目前主要用于外墙内保温，也用于隔墙和分户墙的保温隔热。

浆体状材料有两种类型，以胶凝材料为主的固化型和以水分蒸发为主的干燥型。

其主要成分是由聚苯粒、矿物纤维、硅酸盐为主的多种材料，经一定的生产工艺复合而成的轻质保温材料。

此外保温隔热材料还包括其它一些常用材料：空隙性材料，如空心砖、加气混凝土块；断桥隔热铝合金窗框，用导热性远远低于铝的隔条将铝型材隔断，形成铝材—隔热条—铝材组成的铝合金门窗型材；LOW—E 低辐射保温玻璃、中空玻璃、夹胶玻璃等。

(4) 防水材料。

现代绿色建筑防水材料不仅具有基本的防水功能还具有其它如保温、去污等功能，并在生产和使用的过程中对环境的影响较小。

①聚合物水泥防水涂料。

这种涂料既有水泥类胶凝材料高强度，易与潮湿基面粘结的性能，又兼有聚合物涂膜弹性大，防水性好的优点，尤其是以水作为载体，克服了沥青、焦油、有机溶剂型防水材料易造成环境污染的弊端，是一种无毒无害、可湿作业、施工简便的新型绿色环保防水材料。

②渗透结晶型防水材料。

渗透结晶型防水材料是指材料中含有的活性化学物质向混凝土内部渗透，在混凝土中形成不溶于水的结晶体，堵塞毛细孔道，从而使混凝土致密的防水材料。

其防水性能及其优良。

③聚乙烯双面复合防水卷材。

聚乙烯双面复合防水卷材采用高压法生产低密度线性聚乙烯树脂为主要原料，两面复合化学纤维无纺
布，并经特殊的工艺加工而成。

具有较好的综合技术性能，如抗拉强度高、抗透气能力大、低温柔性好，适应温度范围宽,- 45℃～110℃无变化，抗自然老化能力强，有较好的气密性，耐酸和碱腐蚀，使用寿命长等特出优点，是新建房屋或旧房维修较好的新材料。

4 当代几种主要的绿色建筑材料的介绍
水泥和水泥混凝土是目前用量最大的建筑材料，传统水泥消耗大量矿产资源和能源，随着科技的进步，目前已经出现了生态水泥。

生态水泥以各种固体废弃物包括工业废料、废渣、城市垃圾焚烧灰、污泥及石灰石等为主要原料制成，其主要特征在于它的生态性，即与环境的相容性和对环境的低负荷性。

近年来开发出的以高炉矿渣、石膏矿渣、钢铁矿渣以及火山灰、粉煤灰等低环境负荷添加料生产的生态水泥，烧成温度降至1200～1250℃，相比传统水泥可节能25%以上，CO2总排放量可降低30%～40%。

虽然由于各添加料本身化学成分的变异而造成生态水泥的化学成分有所波动，但基本矿物组成、性能与普通硅酸盐水泥接近，相差不多。

建筑玻璃是现代建筑采光的主要媒介。

普通平板玻璃透光性很好，但太阳光在普通平板玻璃的可见光谱和近红外线部分的透过率都很高，并不是一种绿色玻璃。

目前研发并应用于实体工程的中空玻璃、真空玻璃、真空低辐射玻璃等绿色玻璃使用寿命长、可选择性透过、吸收或反射可见光与红外线，是一种节能玻璃。

墙体材料是一种量大且面广的建材产品，我国某些地区墙材构成中主要的产品仍然是传统的实心粘土砖，而实心粘土砖是典型的耗能高、资源消耗大和使用过程中保温隔热效果差的产品。

绿色墙体材料具有自重轻、强度高、防火、防震、隔声性能好、保温隔热、装配化施工、机械加工性能好、防虫防蛀等多种功能，目前已广泛应用的包括新型泰柏板、3E 轻质墙板、加气混凝土砌块条板、混凝土空隙砌块、压蒸纤维
增强水泥板与硅酸钙板等。

化学建材是建筑给排水、装饰装修时大量使用的一类材料。

目前化学建材的绿色化主要通过优化生产工艺，使用无污染的原配料，使用时不产生有害物质等方面来实现， 主要绿色产品如水性涂料，天然织物墙纸，HDPE、PP 等树脂制成的给水管道等，PVC 塑料门窗及防水卷材等。

此外， 发达国家开发出许多绿色建材新产品，如可以抗菌、除臭的光催化杀菌、防霉陶瓷；可控离子释放型抗菌玻璃；电致臭氧除臭、杀菌陶瓷等新型陶瓷装饰装修材料和卫生洁具。

这些材料用于居室，尤其是厨房、厕所以及放鞋柜等细菌和霉菌容易繁殖产生霉变、臭味的地方，是改善居室生活环境的理想材料， 也是公共场所理想的装饰装修材料。

总之绿色建材在要求实用功能及外表美观之外，更强调对人体、环境无毒害、节能、无污染。

现代绿色建筑材料具有其发展的必要性，是现代建筑材料的发展方向，日益的受到各界的重视。

现代绿色建筑材料的发展现状呈现良好的态势，表明其将有非常好的发展前景，将有越来越多的新型、高质量的绿色建筑材料被开发和使用。

5 当代绿色建筑材料的发展趋势
近二十年来，欧美、日等工业发达国家对绿色建材的发展非常重视，已就建筑材料对室内空气的影响进行了全面、系统的基础研究工作，并制订了严格的法规。

1992年联合国召开了环境与发展大会，1994年联合国又增设了可持续产品开发工作组。

随后，国际标准化机构也开始讨论环境调和制品的标准化，大大推动着国内外绿色建材的发展。

从当代绿色建材的发展现状来看，目前,国际对于绿色建材的发展走向有以下3个主流观点：
1、删繁就简：这主要是针对一些地方存在的铺张浪费和豪华之风而言的。

国外已经将省钱(saving money)当作可持续发展建筑的一项指
标。

创造一种自然、质朴的生活和工作环境与可持续发展是一致的,也是建设节约型社会的必然要求。

2、贴近自然：选用自然材料,提倡突出材料本身的自然特性,例如木结构建筑。

第一次世界大战时期开始流行起来的稻草板建筑材料有其生态优势,其主要原料稻、麦草是可再生资源；生产制造过程中不会对生态环境造成污染等，这些都是发达国家的用材趋势。

3、强调环保： A、有益于人体健康，例如加拿大的Ecologo标志计划和丹麦的认证标志计划等,就主要是从人体健康方面出发来考虑的。

B、有益于环境，对于生态环境材料,不仅要求其不污染环境,而且还要求其能够净化环境。

如带有TiO2光催化剂的混凝土铺路砌块已开始走出试验室,铺设在交通繁忙的道路边的步行道,进行消除氮氧化物、净化空气的应用性试验。

C、减少环境负荷。

一是降低能量损耗,减少环境污染；二是充分利用废弃物,以减少环境负荷。

利用固体废弃物研制建筑材料是绿色建材发展的最重要的途径。

在宏观经济的有力地支撑和有效推动下，21世纪成为了我国建筑业快速、持续发展的新时代。

经济的持续快速发展和城镇化的大力推进，特别是我国新一轮城市基础设施建设和房地产开发为建筑业的发展提供了千载难逢机遇，如此庞大的建筑市场需要消耗大量的建筑材料，因此，建筑材料的 “绿色化”是我国经济、社会、环境可持续发展的必由之路。

根据国外绿色建材发展的情况，结合国内具体实际，笔者认为我国绿色建材将按如下趋势发展：
1、资源节约型绿色建材。

建筑材料的制造离不开矿产资源的消耗， 某些地区由于过度开采，导致局部环境及生物多样性遭到破坏。

资源节约型绿色建材一方面可以通过实施节省资源，尽量减少对现有能源、资源的使用来实现，另一方面也可采用原材料替代的方法来实现。

原材料替代主要是指建筑材料生产原料充分使用各种工业废渣、工业固体废弃物、城市生活垃圾等代替原材料，通过技术措施使所得产品仍具
有理想的使用功能。

2、能源节约型绿色建材。

节能型绿色建材不仅指要优化材料本身制造工艺，降低产品生产过程中的能耗，而且应保证在使用过程中有助于降低建筑物的能耗。

降低使用能耗包括降低运输能耗，即尽量使用当地的绿色建材，另一方面要采用有助于建筑物使用过程中的能耗降低，如采用保温隔热墙材或节能玻璃等。

3、环境友好型绿色建材。

环境友好是指生产过程中不使用有毒有害的原料、生产过程中无“三废”排放或废弃物可以被其他产业消化、使用时对人体和环境无毒无害、在材料寿命周期结束后可以被重复使用等。

结语
随着可持续发展战略的提出，以及对人居环境质量要求的日益提高，建筑与建材绿色化得到了重视，目前普遍以绿色度表示建筑和建材与环境的关系，绿色度同时也标志着该行业的发展水平。

各种先进建筑技术的发展必然以材料为基础，且作为绿色建筑的唯一载体，绿色建材集可持续发展、资源有效利用、环境保护、清洁生产等前沿科学技术于一体，代表建筑科学与技术发展的方向，符合人类的需求和时代发展的潮流，因此，绿色建筑离不开绿色建材，发展绿色建材，对促进绿色建筑的发展和实现其节能环保功能具有重要作用，只有加强开发和应用绿色建材，才能实现建筑业的可持续发展。