关于建筑材料科学可持续发展的探讨
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摘要：建筑材料要做到环保节能, 就必须综合考虑建筑材料的生产和使用能耗, 尽量采用工业废渣做原料, 在保证一定材料成本的条件下, 选择保温效果好的建筑材料。环保节能建筑材料是以最少的资源, 并尽量利用工农业废弃物及再生材料制造出的高效能建筑材料，在生产过程中也尽量减少对大气的污染并降低能源消耗。本文介绍了环保建筑材料的使用现状，探讨了其可持续发展的途径。
关键词：环保建筑材料可持续发展现状途径
中图分类号：TU5文献标识码： A
随着社会经济的发展,人们的消费观念在快速而积极的转变,旧有的建材已远不能满足人们的需求,开发新型多功能材料成为人们追求的新目标。同时还要重视研究与开发具有自主知识产权的新技术、新产品,包括制品加工新技术等,如将纳米技术与建筑材料相结合,可开发出具有光催化性、抗菌、除臭、消毒等功能的生态建筑材料, 从而改善人们的生活环境,提高人们的生活质量。
一、环保建筑材料的使用现状
1、墙面隔断
考虑到建筑物室内的使用要求，在墙面设计时应在确保其能够满足室内防火要求等级的基础上，选用具有良好保温性能的节能环保材料，从而保证室内热量尽可能地减少散失。而在建筑物使用轻质隔断墙体的区域内，尤其是需要对热量传导进行严格控制的区域，比如仓库与办公室隔墙等，为使热量向无需控温的空间传导的概率有效减少，就应选用新型环保节能墙面材料，比如将保温材料加入轻钢龙骨纸面石膏隔墙、轻质隔断墙内或是在有保温需求的房间墙面实施保温施工处理，从而使热量散失得到最大程度的控制。
2、玻璃门窗、幕墙
现代建筑的潮流与发展趋势可以从玻璃幕墙的大面积应用上得到一定的体现。而作为建筑物围护结构的关键组成部分，玻璃门窗、幕墙是室内外热传导、热交换最为活跃、敏感的区域。根据相关的调查结果显示，通过门、窗的传热原因而损失的建筑能源消耗可占到建筑总能耗的27%左右，而通过门、窗的空气渗透原因而造成的能耗则占到建筑总能耗的25%左右，单此两项就占据了建筑总能耗的50%以上，更是6至8倍于墙体热损失。因此，应用新型节能环保建筑材料来加强建筑门、窗、幕墙等部位的节能效果，能够使建筑有效节能40%以上。我国目前较为常见的节能玻璃材料包括：LOW-E光化玻璃、中空玻璃、真空玻璃、节镀膜玻璃等等。除此之外，玻璃门窗、幕墙等围护结构还在节能技术不断加强的同时，向着利用风能、地下热能、太阳能等新型节能环保技术相结合的方向发展。
3、护材料
建筑围护结构是建筑节能的重要区域，我国目前在大型建筑的外部围护结构设计中仍然是以大面积的玻璃幕墙为主。在此基础上，应尽量采用能够对新能源进行合理利用的玻璃材料或是保温隔热性能强、透光率高的玻璃材料。比如在北京南站建筑项目中，其主站屋顶就采用了整体面积在6700平方米左右的太阳能光电板结构，在整个建筑屋顶的采光面积中占据了约50%，可达320kW的总发电量。这种节能环保节建筑材料的应用，不仅使建筑在白天采光的面积有效增加，而且还能够为其他电气设备提供一定的电力能源，从应用的实际意义上来看，其真正实现了建筑节能环保的目的。而我国民用住宅在护结构上虽然还没有推广应用节能环保建筑材料，但也在向轻质保温复合建筑材料快速发展的方向推进。
4、混凝土
将各类粉煤灰、矿渣等作为细、粗集料和掺合料来拌制混凝土。比如利用磨细钢渣掺合料能够替代部分水泥在泵送混凝土中进行应用，它不仅有着良好的适应性，而且还能够降低泵压、减少摩擦力，并使拌合物的粘聚性得到改善，使混凝土的耐久性、抗碳化性、抗冻性、抗渗性、强度、密实性得到提升。由于利用工业废渣替代部分水泥，不仅节省自然资源，降低能耗，降低工程造价，同时也减少了工业废弃物对环境造成的污染。
5、功能材料
节能功能建筑材料包括具备节能特点的装饰装修材料、保温板材、管材等。比如节能化学建材、木地板、建筑涂料等，这些同时具备功能性与装饰性的新型节能环保建筑材料使我国建筑工程项目的节能指标得到大幅度提升，同时也使建筑项目的外延与内涵得到有效提高。
二、可持续发展的途径
1、提倡绿色住宅建筑
绿色建筑就是“资源有效利用的建筑”, 亦即节能、环保、舒适、健康、有效的建筑, 简言之为低能耗、低污染的建筑。对于材料的选用遵循以下原则: 一是提倡使用3R材料( 可重复使用、可循环使用、可再生使用)。二是选用无毒、无害、不污染环境, 有益人体健康的材料和产品,宜采用取得国家环境保护标志的材料、产品。与传统建材相比, 制造新型建材不仅可以降低自然资源的消耗和能耗, 而且能使大量的工业废弃物得到合理的开发与利用; 新型建材不仅不会对人类的生存环境造成污染,而是有益于人体的健康, 有助于改善建筑功能, 起到防霉、隔音、隔热、杀菌、调温、调湿、调光、阻燃、除臭、防射线、抗静电、抗震等作用; 制造新型建材不仅可以采用不对环境造成污染的生产技术, 而且在产品结束其使用寿命后, 还可以作为再生资源加以利用, 不会形成新的废弃物。
2、提倡清洁生产(无污染技术)
减少建材生产对地球环境和生态平衡的负面影响。现代社会经济发达、基础设施建设规模庞大, 建筑材料的大量生产和使用一方面为人类构筑了丰富多彩、便捷的生活设施, 同时其发展也是以能源的过度消耗和环境污染为代价的。因此, 要保护环境, 实现可持续的建筑设计, 就必须把原材料对环境造成的影响, 加入衡量建筑的价值体系中去。建筑是取之自然又回归自然的创造性工程, 所使用的材料不应对人体及周边环境产生危害, 如墙体采用粘土砖即是对自然的破坏。并尽量采用低蕴能材料, 避免有毒污染材料。建材生产应避免以破坏、占有土地林木为代价,在我国，每年的建材资源消耗达50 亿t, 毁坏农田6 700万hm2。就可持续发展建筑而言, 对木材的选择需要慎重进行，树木的砍伐可能带来相当多的可持续发展问题, 如运输能耗、生物差异多样性的损失、可能发生的局部经济环境被破坏等问题。
环境亲和的建筑材料应该耐久性好、易于维护管理、不散发或很少散发有害物质, 当然, 同时也得兼顾其他方面的特性, 如艺术效果等。为了实现可持续发展的目标,将建筑材料对环境造成的负面影响控制在最小限度之内,需要开发研究无污染技术, 清洁生产环保型建筑材料。例如, 利用工业废料( 粉煤灰、矿渣、煤矸石等)可生产水泥、砌块等材料; 利用废弃的泡沫塑料生产保温墙体板材; 利用废弃的玻璃生产贴面材料等。既可以减少固体废渣的堆存量, 减轻环境污染, 又可节省自然界中的原材料, 对环保和地球资源的保护具有积极的作用。免烧水泥可以节省水泥生产所消耗的能量; 高流态、自密实免震混凝土, 在施工工程中不需振捣, 既可节省施工能耗, 又能减轻施工噪音。
3、节约资源, 降低能耗
按广义生命周期的观点, 建材能耗包括: 建材生产、建筑物营运、建筑物的日常使用、建筑物的拆除解体、建材再利用等方面能耗。加工越细致和制造过程越复杂的产品和材料, 通常要在生产过程中消耗更多的能源。一般来说, 耐久性越好的材料, 导致室内污染越少。绿色建筑师们往往就地取材, 减少使用金属、混凝土之类加工程度高、能耗大的建材; 就地加工, 减少使用金属、混凝土之类加工程度高、能耗大的建材, 重新开发短寿易耗废旧材料。选择再处理(如油漆、再加工、防水防火处理等) 较少的建筑材料, 或者选用那些对其维护只产生最小环境影响的材料。另外, 功能要求的变化, 使用期限的限制, 城市发展的需要等等都可能需要建筑被拆除或改造。如果在设计时就考虑了其拆除时的问题, 则可对材料的再生和循环使用起到相当的帮助。积极利用可循环使用的建筑材料, 可以减少垃圾掩埋的压力和节省自然资源。建筑物到达使用期限后, 其材料应能自然降解或转换。
总之，现代绿色环保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，日益受到各界的重视。现代绿色环保建筑材料的发展现状与发展速度都呈现良好的态势，表明其将有非常好的发展前景， 将有越来越多的新型、高质量的绿色环保建筑材料将会被开发和使用。
参考文献：
[1] 荆玉明,李强,夏孝维. 浅谈绿色建筑材料与居住环境[J]. 山西建筑. 2009(11)