生態(tài)環(huán)境建材發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢

　　生態(tài)環(huán)境的保護是人類可持續(xù)發(fā)展的保證。由于人類活動導致的資源枯竭、全球氣候變暖（溫室效應）、沙漠化等現(xiàn)象嚴重，已經(jīng)威脅到人類的可持續(xù)發(fā)展。自上個世紀80年代人類意識到了由于自身活動帶來的環(huán)境問題，提出綠色材料概念以后，世界各國已經(jīng)開始行動采取措施控制生態(tài)環(huán)境的惡化。提倡綠色建筑，是保護生態(tài)環(huán)境的重要措施之一。生態(tài)環(huán)境建筑材料的發(fā)展擔當著重要的歷史使命。建設(shè)部《綠色建筑評價標準》對“綠色建筑”的定義為“在建筑的全壽命周期內(nèi)，最大限度地節(jié)約資源（節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材）、保護環(huán)境和減少污染，為人們提供健康、適用和高效的使用空間，與自然和諧共生的建筑（簡稱”四節(jié)一環(huán)保“）。而關(guān)于”綠色建材“按照中國建材工業(yè)協(xié)會相關(guān)文件的定義，”綠色建材產(chǎn)品是指具有優(yōu)異的質(zhì)量、使用性能和環(huán)境協(xié)調(diào)的建筑材料“。其解釋為，質(zhì)量滿足或優(yōu)于國家相關(guān)標準，生產(chǎn)過程滿足排放標準，使用和廢棄對環(huán)境無害的產(chǎn)品。近些年曾出現(xiàn)過”環(huán)保建材“、”生態(tài)建材“等許多提法。目前，在百姓的認識中，”無毒、無害、無污染的建材“即認為是”綠色建材“；而在建材領(lǐng)域的認證中，也基本是這樣認同的。所以，準確地為綠色建材和生態(tài)環(huán)境建材定義顯得尤為重要。

　　生態(tài)環(huán)境建筑材料的詮釋過去的土坯房、窯洞、竹木房屋等原始建筑在廢棄后基本上對環(huán)境不會造成負荷，而且這些建筑室內(nèi)的舒適性（溫度、濕度）較好，建筑內(nèi)屋面具有較好的吸附性可在一定程度上防止空氣污染，改善空氣質(zhì)量?，F(xiàn)在建筑，主體以混凝土和黏土磚為主，室內(nèi)的裝飾也以陶瓷、涂料、壁紙、木質(zhì)復合板材等為主，且為了節(jié)約土地，樓層越來越高。這樣出現(xiàn)的問題是使用時，如果解決了保溫問題，使用者的生活或工作物料的運輸會增加能源的消耗；裝飾材料過于講究表觀效果，化工原料應用較多出現(xiàn)室內(nèi)污染，且室內(nèi)裝飾材料的呼吸性能差，污染物不易被吸附不利于空氣質(zhì)量的改善；材料（混凝土、黏土磚的制備）的取得破壞了自然環(huán)境，礦物資源不可再生；閑廢棄后處置或不能重復使用對環(huán)境又會造成負荷。所有這些問題體現(xiàn)出了現(xiàn)代建筑、人類追求高品質(zhì)生活質(zhì)量與可持續(xù)發(fā)展的矛盾。如何達到綠色建筑的要求，有益于生態(tài)和環(huán)境的建筑材料發(fā)展起著重要作用。

　　從原生態(tài)的環(huán)境負荷最小的建筑到現(xiàn)代建筑生態(tài)環(huán)境問題的出現(xiàn)，發(fā)展生態(tài)環(huán)境建筑材料是解決這一問題的最好辦法。中國建材工業(yè)協(xié)會生態(tài)環(huán)境建材分會提出了對生態(tài)環(huán)境建材的認識與理解。

　　按照LCA方法，在滿足使用性能的前提下，在原材料的取得、生產(chǎn)加工和使用過程中最大限度地減小自然資源的消耗，并可再生或循環(huán)利用且廢棄無害，有利于環(huán)境保護和人體舒適與健康的建筑材料稱為“生態(tài)環(huán)境建材”。

　　一種建材是否為生態(tài)環(huán)境建筑材料，在滿足使用性能的前提下，應把握四個關(guān)鍵環(huán)節(jié)：

　　原料的獲?。汗?jié)約、保護生態(tài)環(huán)境；

　　生產(chǎn)過程：四減少——能源消耗、廢氣、廢渣、廢水；

　　使用過程：節(jié)能、節(jié)水環(huán)境負荷最小，且利于居住者健康；

　　廢棄：可循環(huán)廢棄環(huán)境負荷最小化或可再生。

　　準確定義生態(tài)環(huán)境建筑材料概念，對科學地界定是否為生態(tài)環(huán)境建材，引導行業(yè)的發(fā)展具有重要意義。發(fā)展生態(tài)環(huán)境建材，解決人類發(fā)展過程中出現(xiàn)的人和自然不和諧問題，實現(xiàn)人類社會的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義，尤其是我國處于城鎮(zhèn)化快速發(fā)展時期，發(fā)展生態(tài)環(huán)境建材更具有現(xiàn)實的意義。

　　生態(tài)環(huán)境建材發(fā)展現(xiàn)狀明晰生態(tài)環(huán)境建材的概念，僅是引導其發(fā)展的最基本前提，重要的是依據(jù)全生命周期評價理論，針對相關(guān)建材分別建立評價體系。從基本概念出發(fā)，植物可以再生，廢棄后對環(huán)境無害，可以肯定以植物為原材料制備的建材是生態(tài)環(huán)境建材。廢棄材料資源化利用后制備的建材應該是生態(tài)建材，下面就典型的幾種建材加以說明。

　　可再生資源建材——植物原料建材按照生態(tài)環(huán)境建材的定義，以植物秸稈和木材為主要原材料生產(chǎn)的建筑材料應該是生態(tài)環(huán)境建材。其最大特點是原材料可以再生、廢棄無害。植物秸稈為原料建材在美國、法國、日本等歐美發(fā)達國家已應用20多年，我國有幾十家。目前主要的產(chǎn)品有：各種輕質(zhì)墻板、保溫板、裝飾板、門窗等。

　　專家建議，生產(chǎn)高密度板面向家具的企業(yè)，發(fā)展低密度板與建筑墻體、裝飾材料結(jié)合。解決防火、防腐、耐久等問題。

　　此外，目前高分子樹脂材料成為化學建材（如：乳膠涂料、塑料建筑材料等）、保溫材料（EPS、XPS等）、結(jié)構(gòu)材料以及輔助建材的主要成分或功能添加劑。高分子樹脂的主要原料來源于石油與煤炭，其資源不可再生。德國AURO公司已經(jīng)研究出利用植物纖維生產(chǎn)的用于涂料的樹脂材料，用于制備高檔乳膠涂料。這個信息顯示：依賴于石油的某些樹脂材料會轉(zhuǎn)向植物。當然其中還涉及到很多具體科技問題，今后這方面的投入和研究會逐步加大。

　　廢棄資源的資源化利用廢渣、建筑垃圾、低品位礦物的資源化利用，如：廢棄玻璃、混凝土、陶瓷的回收利用，粉煤灰、鋼渣、煤矸石、城市污泥、垃圾等的資源化使用，垃圾燒水泥等。

　　資源的新價值發(fā)現(xiàn)，注意傳統(tǒng)上被認為無價值礦物或材料的資源化利用。例如：砂基透水磚，仁創(chuàng)生泰砂采用沙漠中的風積沙為原料，黏結(jié)燒結(jié)而成，具有節(jié)能、節(jié)水、節(jié)地、節(jié)材、生態(tài)等功效，主要用于雨水利用系統(tǒng)。現(xiàn)在不僅關(guān)注它的本身價值，更重要的是提示生態(tài)建材要進行創(chuàng)新：理念創(chuàng)新——突破傳統(tǒng)建筑材料的束縛；技術(shù)創(chuàng)新——為新理念提供技術(shù)支撐。

　　人居室內(nèi)環(huán)境的生態(tài)化建筑材料的生態(tài)化，不僅不應給人類舒適健康的室內(nèi)環(huán)境帶來負面影響，而且應該提高其舒適與健康程度。目前人們在追求室內(nèi)環(huán)境美觀、高雅、舒適的同時卻帶來了室內(nèi)環(huán)境的污染。主要包括物理污染、化學污染和生物污染，并且由于裝飾裝修的選配不當會影響室內(nèi)的濕度、溫度等。在居住舒適性上的要求，主要體現(xiàn)在對溫度、濕度和光照方面。

　　人居室內(nèi)環(huán)境治理和舒適建材國際上在室內(nèi)環(huán)境治理和舒適建材的研究開發(fā)與應用，以日本、韓國、歐洲等國為主，日本尤其突出。例如，日本最早建立了《抗菌加工制品-抗菌性試驗方法和抗菌效果》（JISZ2801-2000）標準，《納米二氧化鈦凈化性能測試方法》標準等。

　　國內(nèi)從事相關(guān)產(chǎn)品開發(fā)與生產(chǎn)的主要企業(yè)也有近百家，例如中國建材研究總院、北新建材、深圳方浩實業(yè)、四川升達林產(chǎn)工業(yè)集團、新疆賽普森納米科技有限公司、北京大津建材有限責任公司、北京靚的涂料有限公司、廊坊立邦、ICI等。主要產(chǎn)品有抗菌裝飾裝修材料、凈化材料。例如：抗菌涂料、空氣凈化涂料、天花板、負離子涂料、地板等，年產(chǎn)值在幾十億元。

　　目前我國相關(guān)的標準建設(shè)也日趨完善。建材行業(yè)從2002年開始建立第一個行業(yè)標準《抗菌陶瓷》至今，已相繼建立了《塑料給水管材的抗細菌性能》、《抗菌涂料》、《抗菌鍍膜玻璃》、《材料負離子發(fā)生量的檢測方法》、《空氣凈化涂覆材料凈化性能》等相關(guān)行業(yè)標準。

　　改善室內(nèi)舒適度節(jié)能建材合適的溫濕度是考量室內(nèi)舒適程度的重要指標。溫度的控制，要合理利用和節(jié)約能源。相變調(diào)溫建材是發(fā)展方向之一。

　　調(diào)溫建材：國外對相變材料的研究始于上世紀70年代，到1998～1999年，開始進入大規(guī)模實用化和商業(yè)化，如：美國俄亥俄州戴頓大學、德國Rubitherm公司、澳大利亞TEAP公司等。我國相變調(diào)溫建材的研究，在“十五”期間，進行了較為基礎(chǔ)的探索，“十一五”立項深入研究，將見成果。中國建材研究總院、清華大學、河北工業(yè)大學、北新建材等都已經(jīng)進行了相關(guān)的研究。產(chǎn)品主要集中在地板、天花板、抹面砂漿、以及墻體材料。產(chǎn)品主要作用：儲存太陽能、調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度。

　　主要的相變材料有：定型相變材料——高分子聚合物與石臘類相變材料的復合而成（相變潛熱大于140kJ/kg），微膠囊相變材料——采用高分子聚合物包覆大分子烷烴類，礦物/烷烴復合相變材料——多孔微結(jié)構(gòu)礦物與相變烷烴復合材料；植物不飽和油脂類；無機鹽類材料——含結(jié)晶水的鹽類等。

　　濕度調(diào)節(jié)建材：室內(nèi)濕度直接影響人體的舒適程度。加拿大學者Anthony V.Arundel等考慮各種因素后，推薦的最佳相對濕度范圍應在30～70％，這也是對人體健康最有利的濕度范圍。通過調(diào)濕材料對室內(nèi)濕度的調(diào)節(jié)，室內(nèi)的濕度變化很小，沒有大波動，這樣人體才會感覺到舒適。

　　日本在濕度控制材料方面研究比較早，關(guān)于調(diào)濕材料的專利有幾十項，尤其是在2000年以后，其專利迅速增加，并已經(jīng)建立了相關(guān)標準。

　　濕度調(diào)節(jié)建材我國近幾年來逐步受到重視。我國濕度調(diào)節(jié)建材文獻方面，上世紀90年代開始有報道。立項研究從“十五”開始。經(jīng)過國家發(fā)改委批準，2007年將制定濕度調(diào)節(jié)建材和調(diào)溫建材測試方法標準。

　　主要材料包括具有孔道結(jié)構(gòu)材料——硅藻土、海泡石、硅膠、活性炭；植物纖維——木材料類；含結(jié)晶水的鹽類——CaSi4•5H2O、CaCl2•6H2O.涉及的產(chǎn)品：裝飾裝修建材——涂料、膩子、天花板、墻材等。

　　生態(tài)環(huán)境建材發(fā)展趨勢生態(tài)環(huán)境建材的發(fā)展主要體現(xiàn)在向多元化發(fā)展。建筑的多樣化→建材的多樣化。突破以“磚、石、混凝土”為主體的材料體系。新型墻體結(jié)構(gòu)→新型墻體材料：復合墻體、功能墻體。內(nèi)裝飾材料，突破以乳膠涂料、壁紙等為主體的現(xiàn)狀，發(fā)展多功能環(huán)境協(xié)調(diào)建材。

　　可再生資源的利用，減少對不可再生資源的依賴。植物資源的利用，廢棄材料的資源化利用；進行LCA評價，不可再生資源的科學利用、并減少利用。