1前言
在全球能源稀缺以及環(huán)境污染日益惡化的背景下,建筑行業(yè)作為能源消耗跟碳排放的關(guān)鍵領(lǐng)域,使其實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展極為關(guān)鍵。綠色建筑材料以低能耗、低污染、高耐久的屬性,成為驅(qū)動(dòng)建筑行業(yè)向綠色轉(zhuǎn)變的核心力量,如何科學(xué)合理地篩選綠色建筑材料,并將其切實(shí)應(yīng)用到建筑實(shí)際建造中,是現(xiàn)階段研究的關(guān)鍵課題。本文將依據(jù)綠色建筑材料的選擇標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)啟探討,論析其在現(xiàn)代建筑中的應(yīng)用意義,預(yù)期為推動(dòng)綠色建筑的發(fā)展提供借鑒參考。
2綠色建筑材料的定義與特征
2.1綠色建筑材料的定義
所謂綠色建筑材料,是指在其整個(gè)生命周期(包括生產(chǎn)、運(yùn)輸、施工、使用和廢棄回收等環(huán)節(jié))內(nèi)對(duì)環(huán)境影響較小,且能做到資源集約、污染減少、能效增進(jìn)的建筑材料。此類(lèi)材料不僅可減少能源消耗,還可明顯降低碳排放,體現(xiàn)了對(duì)生態(tài)環(huán)境的友好屬性。
綠色建筑材料的范圍寬泛,涉及可再生材料(如竹材、再生木材)低能耗材料(如高效隔熱材料)低排放材料(如低揮發(fā)性有機(jī)化合物涂料)等多個(gè)類(lèi)別,它們?cè)诮ㄖY(jié)構(gòu)、圍護(hù)系統(tǒng)、裝飾裝修、節(jié)能設(shè)備等諸多范圍得到廣泛運(yùn)用,以順應(yīng)綠色建筑的要求。
2.2綠色建筑材料的主要特征
2.2.1環(huán)保性
作者簡(jiǎn)介:袁培勝(1985-),男,漢族,山東菏澤人,本科,中級(jí)工程師,研究方向:建筑工程。
環(huán)保性是綠色建筑材料的重要特征之一,即在材料的生產(chǎn)、施工、運(yùn)用以及廢棄處理階段中,最大限度地削減污染物排放。在生產(chǎn)環(huán)節(jié)減少碳排放、降低能耗,在使用階段不會(huì)逸出有害氣體,廢棄后也可對(duì)其進(jìn)行回收利用或降解,不會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境構(gòu)成長(zhǎng)期的破壞威脅。此外,環(huán)保性材料進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)減少建筑廢棄物排放,如采用可回收的再生混凝土、可拆卸的建筑構(gòu)件等,進(jìn)而切實(shí)降低建筑垃圾的生成。
2.2.2節(jié)能性
節(jié)能性是綠色建筑材料的又一核心特性,建筑能耗主要包含采暖、制冷、照明等范疇,采用節(jié)能建筑材料可有效降低能耗,增強(qiáng)能源利用成效。高效隔熱保溫材料(如氣凝膠、真空絕熱板)可削減冬季熱量的流失和夏季熱量的增加,由此減少空調(diào)與供暖的使用次數(shù)。一些新型智能玻璃材料可憑借外界環(huán)境自動(dòng)調(diào)節(jié)光照透過(guò)率,從而實(shí)現(xiàn)室內(nèi)照明及溫度調(diào)節(jié)的優(yōu)化,進(jìn)一步增加建筑的節(jié)能效果。
2.2.3可再生性
所謂可再生性,是指綠色建筑材料應(yīng)盡量采用可持續(xù)資源,以此削減對(duì)自然資源的過(guò)度消耗規(guī)模。竹材、軟木、稻草板等生物基材料的生長(zhǎng)周期不長(zhǎng),可迅速再生,故而在綠色建筑領(lǐng)域被大量應(yīng)用。諸如再生混凝土、再生鋼材、再生塑料等可回收利用材料,也是可再生材料的重要板塊。
2.2.4健康安全性
綠色建筑材料須具備相應(yīng)的健康安全水準(zhǔn),保證在運(yùn)用過(guò)程中不釋放有害物,不影響人體健康。傳統(tǒng)建筑裝飾材料可能含有甲醛、苯、揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)等有害物質(zhì)。綠色建筑材料宜采用無(wú)毒、低排放的材料,諸如E0級(jí)板材、低VOC涂料、水性膠黏劑等,某些新型的綠色材料還可提升室內(nèi)空氣質(zhì)量,如光觸媒涂料,可以分解空氣中的甲醛跟異味,提高居住環(huán)境的舒適水平和安全水平。
3綠色建筑材料的選擇標(biāo)準(zhǔn)
3.1環(huán)保性能標(biāo)準(zhǔn)
綠色建筑材料應(yīng)在生產(chǎn)、使用與廢棄階段降低污染,也需與環(huán)保法規(guī)相契合。材料要體現(xiàn)低碳排放的特質(zhì),減輕溫室氣體、水污染及固體廢棄物的排放強(qiáng)度。如低碳水泥、新型環(huán)保磚,可實(shí)現(xiàn)碳排放的削減,減小對(duì)環(huán)境的沖擊。材料須無(wú)重金屬、甲醛、苯等有害成分,守護(hù)健康安全底線。
關(guān)鍵指標(biāo)里含有可循環(huán)利用性。優(yōu)質(zhì)材料應(yīng)符合回收再利用的需求,如再生混凝土、可回收鋁合金門(mén)窗,以降低建筑廢棄物及資源的消耗。材料生產(chǎn)應(yīng)契合ISO14001等環(huán)保標(biāo)準(zhǔn),保證綠色低碳制造的實(shí)施。
3.2節(jié)能性能標(biāo)準(zhǔn)
節(jié)能性能作為綠色建筑材料的又一重要選擇標(biāo)準(zhǔn),材料需呈現(xiàn)優(yōu)異的熱工性能,能夠切實(shí)降低建筑能耗,諸如真空絕熱板、氣凝膠隔熱材料等高效保溫隔熱材料,能夠減少熱量流失,帶動(dòng)建筑的能效等級(jí)上升,降低冬季采暖和夏季制冷的能源消耗。新型材料如節(jié)能窗戶(hù)、智能調(diào)光玻璃,可實(shí)現(xiàn)室內(nèi)溫度的調(diào)節(jié),減少空調(diào)的使用時(shí)長(zhǎng)占比,由此實(shí)現(xiàn)整體能耗的削減。
3.3資源可再生性標(biāo)準(zhǔn)
資源可再生性是衡量綠色建筑材料可持續(xù)程度高低的關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn),優(yōu)質(zhì)的綠色建筑材料理當(dāng)優(yōu)先采用可再生或可回收資源,如竹材、木質(zhì)復(fù)合材料、稻殼板等,這些材料可憑借自然生長(zhǎng)周期進(jìn)行補(bǔ)充,弱化對(duì)礦產(chǎn)資源的依賴(lài)關(guān)系。材料可回收這一屬性也極為關(guān)鍵,如再生鋼材、再生玻璃等,待使用完成后可對(duì)其進(jìn)行回收復(fù)用,降低對(duì)原始資源的消耗。
降低對(duì)不可再生資源的依賴(lài)水平是未來(lái)建筑行業(yè)的發(fā)展走向。以可再生塑料代替?zhèn)鹘y(tǒng)石油基塑料為例,此舉可降低對(duì)石化資源的消耗。再利用廢棄建筑材料同樣是綠色建筑材料選擇的重要組成,例如,拆除建筑后所留下的混凝土可作為再生骨料,用來(lái)生產(chǎn)新型環(huán)?;炷?。
3.4健康安全性標(biāo)準(zhǔn)
綠色建筑材料應(yīng)符合嚴(yán)格的健康安全標(biāo)準(zhǔn)要求,以保障居住環(huán)境安全無(wú)虞。材料要杜絕甲醛、VOC等有害物質(zhì)混入,降低室內(nèi)空氣污染的水平。E0級(jí)板材、無(wú)醛膠水、低VOC涂料等材料可切實(shí)改善空氣質(zhì)量,同時(shí)也需要把粘合劑、涂料和密封膠等材料替換為環(huán)保產(chǎn)品,以降低長(zhǎng)期污染潛在性。此外,必須對(duì)建筑材料的放射性污染實(shí)施嚴(yán)格控制,天然石材與瓷磚等材料應(yīng)符合GB6566-2010《建筑材料放射性核素限量》標(biāo)準(zhǔn),保證此類(lèi)材料的安全使用。
綠色建筑材料還應(yīng)把提升居住舒適度納人考量,如具備吸音降噪、防潮防霉和凈化空氣的功效。光觸媒涂料可達(dá)成有害氣體的分解,增進(jìn)空氣質(zhì)量;自清潔玻璃可削減維護(hù)成本,強(qiáng)化操作便利性。因此,綠色建筑材料對(duì)營(yíng)造更環(huán)保、舒適的居住環(huán)境具有積極意義。
4綠色建筑材料的應(yīng)用研究
4.1綠色建筑材料在結(jié)構(gòu)材料中的應(yīng)用
在建筑結(jié)構(gòu)中應(yīng)用綠色建筑材料,可有效降低碳排放,同時(shí)提升建筑的堅(jiān)實(shí)性及安全性。將新型環(huán)保材料這一屬性賦予綠色混凝土,大量應(yīng)用在建筑基礎(chǔ)和結(jié)構(gòu)部件上,可有效減少對(duì)環(huán)境的影響。例如,低碳水泥采用低能耗制作工藝,促使水泥生產(chǎn)過(guò)程中碳排放的降低,而再生骨料混凝土以回收廢棄混凝土為骨料,實(shí)現(xiàn)了資源的反復(fù)利用。這些創(chuàng)新材料不光降低了天然資源的消耗,還降低了建筑廢棄物的排放數(shù)量,對(duì)環(huán)境起到積極作用。
高性能木材同樣是綠色結(jié)構(gòu)材料的關(guān)鍵組成部分。復(fù)合木材憑借優(yōu)化加工工藝,加大了木材強(qiáng)度及持久性,讓其適用于承重結(jié)構(gòu)方面,如木質(zhì)框架構(gòu)造、橋梁與大型建筑構(gòu)件。竹材鑒于其生長(zhǎng)周期短、強(qiáng)度大、韌性好,普遍應(yīng)用在木結(jié)構(gòu)建筑及室內(nèi)布置工作,對(duì)比傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),竹木結(jié)構(gòu)建筑在環(huán)保方面的優(yōu)勢(shì)明顯,可切實(shí)減少碳的排放量規(guī)模,符合綠色建筑的發(fā)展大勢(shì)。
4.2綠色建筑材料在裝飾材料中的應(yīng)用
在室內(nèi)外裝飾施工階段,依靠綠色建筑材料的應(yīng)用可提升居住環(huán)境質(zhì)量,減少有害物質(zhì)的逸出。目前市場(chǎng)上,常見(jiàn)的環(huán)保涂料包含低VOC涂料與水性涂料,與常規(guī)的傳統(tǒng)油性涂料相比,在生產(chǎn)和使用水性涂料的進(jìn)程中,幾乎不釋放VOC,進(jìn)而降低了空氣污染的水平,更符合人體健康標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí),低VOC涂料不只適合墻面涂裝,還可在木器漆、金屬防腐涂層等方面發(fā)揮作用,應(yīng)用的范圍極為寬廣。
生態(tài)墻體材料亦是綠色建筑裝飾的主要構(gòu)成。就無(wú)機(jī)涂料而言,其不含甲醛、苯等有害物質(zhì),展現(xiàn)了卓越的防霉、防潮及自潔功能,適合各類(lèi)墻面的裝飾。透氣磚作為可憑借微孔調(diào)節(jié)室內(nèi)濕度的新型墻體材料,依靠微孔結(jié)構(gòu)攝取空氣中的濕分,其能夠在面臨干燥環(huán)境時(shí)釋放水分,借此改善室內(nèi)空氣的綜合質(zhì)量。運(yùn)用這些材料不僅提升了建筑的舒適水平,還降低了后期的維護(hù)成本。
4.3綠色建筑材料在節(jié)能系統(tǒng)中的應(yīng)用
節(jié)能系統(tǒng)采用綠色建筑材料,對(duì)提升建筑能效、降低能源消耗有積極作用。太陽(yáng)能光伏建筑一體化材料(BIPV)被列入近年來(lái)發(fā)展迅速的綠色建材之一,它把太陽(yáng)能光伏組件跟建筑屋面、幕墻、窗戶(hù)等結(jié)構(gòu)相結(jié)合,讓建筑實(shí)現(xiàn)自我發(fā)電與自用清潔能源,減輕對(duì)傳統(tǒng)電網(wǎng)的依賴(lài)。光伏玻璃可實(shí)現(xiàn)發(fā)電,還可管控室內(nèi)光照強(qiáng)度的級(jí)別,提高建筑的能源利用率。
高效隔熱保溫材料亦是節(jié)能建筑的關(guān)鍵構(gòu)成部分。真空絕熱板(VIP)可歸類(lèi)為高效保溫材料,其導(dǎo)熱系數(shù)較傳統(tǒng)保溫材料大幅度降低,可極大地降低建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的能量消耗水平。納米氣凝膠因其極低的熱傳導(dǎo)性和優(yōu)異的耐候?qū)傩?,普遍?yīng)用于建筑外墻、屋頂及管道保溫層,能顯著降低冬夏兩季采暖與制冷的能源消耗。采用此類(lèi)先進(jìn)保溫材料,有益于提高建筑的節(jié)能水平,驅(qū)動(dòng)綠色建筑的發(fā)展。
4.4綠色建筑材料在室內(nèi)環(huán)境優(yōu)化中的應(yīng)用
綠色建筑材料在室內(nèi)環(huán)境優(yōu)化中同樣發(fā)揮了積極的作用,尤其在地板以及家具的范疇內(nèi),如竹地板和軟木地板等低碳地板材料,因具備可再生性和環(huán)保特性而受到贊賞。由于竹地板生長(zhǎng)周期短、硬度高,其成為可以替換木地板的好物。軟木地板則顯現(xiàn)出優(yōu)良的吸音、防滑和抗菌功效,適合在家庭、學(xué)校以及醫(yī)療機(jī)構(gòu)等場(chǎng)景應(yīng)用。這些低碳地板材料不光讓森林資源的損耗降低,還提高了居住的舒適度與安全性。
綠色家具材料同樣對(duì)室內(nèi)環(huán)保起到關(guān)鍵作用。E0級(jí)板材為現(xiàn)階段環(huán)保性能最優(yōu)的木質(zhì)人造板,其甲醛釋放量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)值,可有效降低室內(nèi)空氣的污染水平。采用水性或含有生物基成分的環(huán)保膠水替代傳統(tǒng)溶劑型膠水,從根源上降低有害氣體的揮發(fā),保證室內(nèi)空氣質(zhì)量安全無(wú)虞。伴隨人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng),綠色家具材料在家庭與辦公空間的應(yīng)用將更加廣泛,為創(chuàng)造健康、舒適的居住環(huán)境提供堅(jiān)實(shí)后盾。
5綠色建筑材料的發(fā)展趨勢(shì)
5.1綠色建筑材料的市場(chǎng)前景
當(dāng)全球環(huán)保意識(shí)的逐漸增強(qiáng)且可持續(xù)發(fā)展理念的普及推廣,綠色建筑材料的市場(chǎng)需求正迅速地不斷攀升,各國(guó)政府接連出臺(tái)政策,促進(jìn)建筑行業(yè)朝著綠色、低碳方向邁進(jìn)。中國(guó)頒布并實(shí)施GB/T50378-2019《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》,倡導(dǎo)采用具有環(huán)保、節(jié)能、可循環(huán)效果的建筑材料,并利用財(cái)政補(bǔ)貼、稅收優(yōu)惠等方式促進(jìn)綠色建材的推廣。
綠色建筑認(rèn)證體系的逐步優(yōu)化,也為綠色建筑材料市場(chǎng)規(guī)模的擴(kuò)大給予重要支撐。國(guó)際上主要的綠色建筑認(rèn)證體系包括LEED(美國(guó)綠色建筑委員會(huì)認(rèn)證)、BREEAM(英國(guó)建筑研究院環(huán)境評(píng)估體系),以及中國(guó)綠色建筑評(píng)級(jí)等類(lèi)似體系。這些體系針對(duì)建筑材料的環(huán)保性、節(jié)能性、健康安全性等提出清晰規(guī)范,進(jìn)一步增進(jìn)市場(chǎng)對(duì)綠色建筑材料的認(rèn)可與應(yīng)用程度。伴隨著政策推動(dòng)與市場(chǎng)需求的雙重推動(dòng),綠色建筑材料產(chǎn)業(yè)將邁人更高質(zhì)量的發(fā)展階段。
5.2綠色建筑材料的發(fā)展方向
綠色建筑材料發(fā)展會(huì)集中在新型復(fù)合材料的研發(fā)及推廣方面。傳統(tǒng)建筑材料雖具有一定的環(huán)保性能,但在可持續(xù)性、耐久性、智能化等方面的提升空間依舊較大。新型復(fù)合材料把多種先進(jìn)技術(shù)結(jié)合在一起,在輕質(zhì)高強(qiáng)、節(jié)能環(huán)保、功能多元化方面表現(xiàn)出色,如碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料、納米改性混凝土、石墨烯功能涂層等,能夠在支撐建筑強(qiáng)度的同時(shí),降低材料自身能耗與碳排放的水平。
未來(lái)重要趨勢(shì)也包含智能綠色材料的研發(fā)。某些新材料可依照環(huán)境變化自動(dòng)調(diào)節(jié)自身性能,例如:自修復(fù)混凝土在裂縫出現(xiàn)時(shí)能夠自行修復(fù),增加建筑的使用壽命;相變儲(chǔ)能材料可依溫度變化對(duì)建筑內(nèi)部熱量加以調(diào)節(jié),增強(qiáng)室內(nèi)舒適感受且降低能源消耗。通過(guò)應(yīng)用這些創(chuàng)新材料,將進(jìn)一步推動(dòng)建筑行業(yè)朝著智能化、低碳化和可持續(xù)化方向前進(jìn),為未來(lái)綠色建筑的持續(xù)發(fā)展提供更高效的解決手段。
6結(jié)論
從全球?qū)用婵?,綠色建筑材料已成為促進(jìn)建筑行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的核心動(dòng)力,運(yùn)用環(huán)保、節(jié)能、可再生及健康安全的建筑材料時(shí),不但可降低對(duì)環(huán)境的壓力,還可提升建筑的能源效率與居住舒適度。伴隨技術(shù)的穩(wěn)步提高與綠色政策的強(qiáng)化,綠色建筑材料的發(fā)展會(huì)邁向更高級(jí)的多元智能階段,為推動(dòng)環(huán)境與經(jīng)濟(jì)的雙重可持續(xù)發(fā)展增添關(guān)鍵活力。
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