绿色建材

绿色建材为何要发展绿色建筑材料城市环境的恶化室内环境的恶化建筑材料的生产、制造和利用对环境的破坏何为绿色建材1992年6月，联合国在巴西的里约热内卢召开了全世界环境与发展首脑会议。会议通过的《21世纪议程》确定了可持续发展战略方针。实施可持续发展战略，就是要在满足当代人发展需要的同时，为后代留下一个可以继续利用的资源环境。环境问题与材料密切相关。1988年第一届国际材料科学研究会上首次提出了绿色材料概念。绿色材料、绿色产业、绿色产品中的绿色，是指以绿色度表明其对环境的贡献程度，并指出可持续发展的可能性和可行性。绿色已成为人类寄托环保愿望的标志。1992年，国际学术界明确提出绿色材料的定义：绿色材料是指在原料采取、产品制造、使用或者再循环以及废料处理等环节中对地球环境负荷为最小和有利于人类健康的材料，亦称之为环境调和材料。建材工业在国民经济中非常重要的基础性产业。同时又是天然资源和能源资源消耗最高、破坏绿色土地最多、对大气污染最为严重的行业之一。绿色建材又称生态建材、环保建材和健康建材等。绿色建材是指标采用清洁卫生生产技术、少用天然资源和能源、大量使用工业或城市固态废弃物生产的无毒害、无污染、无放射性、有利于环境保护和人体健康的建筑材料。绿色建材与传统建材相比有以下几个方面的基本特征：(1)其生产所用原料尽可能少用天然资源，大且使用尾矿、皮渣、垃圾、废液等废弃物；(2)采用低能耗制造工艺和无环境污染的生产技术。(3)在产品配置或生产过程中，不得使用甲醛、卤化物溶剂或芳香族碳氢化合物；产品中不得含有汞及其化合物；不得用含有铅、镉、铬及其化合物的颜料和添加剂；(4)产品的设计是以改善生产环境、提高生活质量为宗旨，即产品不仅不损害人体健康；而且有益于人体健康，产品具有多功能化。国外绿色建材的发展现状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。1992年联合国环境与发展大会召开后，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ISO也开始讨论制定环境调和制品(ECP)的标准化，大大推动着国外绿色建材的发展。特别是九十年代后，绿色建材的发展速度明显加快，他们制订出了一些有机挥发物(VOC)散发量的试验方法，规定了一些绿色建材的性能标准，对一些建材制品开始推行低散发量标志认证，并积极开发了一些绿色建材新产品，在提倡和发展绿色建材的基础上，一些国家已经建成了居住或办公用样板健康建筑，取得了良好的社会和经济效果，受到高度的评价和欢迎。德国的环境标志计划德国的环境标志计划始于1977年，是世界上最早的环境标志计划，低散发量的产品可获得兰天使标志。考虑的因素包括污染物散发、废料产生、再次循环使用、噪音和有害物质等。现已建立了75个产品组，准则每三年修改一次。对各种涂料规定最大VOC含量，一些有害材料禁用。对于木制品的基体材料，在标准室试验中的最大甲醛浓度为0.1ppm或4.5mg/100g干板，装饰后产品在标准室试验中的最大甲醛浓度为0.05ppm。最大散发率为2mg/m3。复印机的臭氧浓度不得超过0.4mg/m3。液体色料由于散发烃，不允许使用。此外，很多产品不许含德国危险物资法令中的任何填料。带兰天使标志的产品已超过3500个。兰天使标志已为约80%的用户所接受，获此标志的产品市场销售急剧增加。加拿大的Ecologo标志计划加拿大的Ecologo环境标志计划规定材料有机物散发总量(TVOC)，水基涂料的TVOC指标为250g/L，是针对高光泽瓷漆规定的。1997年可能降到200g/L，现在多数水基涂料的TVOC在100～150g/L范围内。已有零VOC涂料供货。此外，水基涂料不得使用含芳香族、卤化溶剂、甲醛或水银、铝、镉或六元铬的物质。由于新的水基涂料具有几乎与溶剂型涂料相同的耐久性，可能取消溶剂型涂料的认证。水基涂料已扩大应用于木饰面和木着色剂。胶粘剂的TVOC为20g/L，不允许用硼砂。密封膏的规定与胶粘剂相同。美国的健康材料尚未看到美国对健康材料作出的全国统一要求，但各州市对建材的污染物已有严格的限制，而且要求愈来愈高，厂家都感觉到各地环保规定的压力，不符合限定的产品被课以重税和罚款。在过去十年，环保压力导致很多产品更新，特别是开发出愈来愈多的低有机挥发物含量的产品。过去胶粘剂地面长期使用氯化溶剂基胶粘剂，现在向水基胶粘剂过渡，例如Bostik公司1996年推出单组份聚氨酯水性胶粘剂，以抹子施工，功能良好，迅速占有市场。美国的建筑涂料已过渡到以水性涂料为主，近75%由胶乳组成，而且这一趋势还将继续下去。涂料工业界力图符合对VOC含量的日益严格的要求，将更多采用水溶性聚合物和流变改进剂。在屋面防水片材工业中，1996年单组份丁基胶液体胶粘剂的使用降低了8%，水基胶粘剂的使用增长了10%，有84%的承包商使用胶粘接缝带铺设防水片材。美国有关单位制定出地毯标志计划，规定4-PC的最大散发量为0.1mg/m2h，甲醛为0.05mg/m2h，苯乙烯为0.4mg/m2h。符合此标准的美国和加拿大地毯可获得此标志。第一年试验约有20%的地毯不合格。新地毯的气味来自4-PC，是由于地毯背衬中的SBR胶乳散发的。实行认证标志后，胶乳厂家已减少了4-PC的用量，散发量将减少70%。绿色建材在日本的发展日本政府对绿色建材的发展非常重视。日本于1988年开展环境标志工作至今环保产品已有2500多种，日本科技厅于1993年制定并实施了环境调和材料研究计划。通产省制定了环境产业设想并成立了环境调查和产品调整委员会。近年来在绿色建材的产品研究和开发以及健康住宅样板工程的兴建等方面都获得了可喜的成果。如秩父-小野田水泥(株)已建成了日产50吨生态水泥的实验生产线，日本东陶公司研制成可有效地抑制杂菌繁殖和防止霉变的保健型瓷砖；日本铃木产业公司开发出具有调节湿度性能和防止壁面生霉的壁砖和可净化空气的预制板等等。日本在1997年夏天在兵库县已建成一栋实验型健康住宅，整个住宅尽可能不选用有害健康的新型建筑材料，其建筑费用比普通住宅增加约2成左右。在九州市新建了一栋环保生态高层住宅，这栋住宅是按照日本国建设省，省能源、减垃圾的日本环境生态住宅地方标准要求建造的。是综合利用自然环境物建造住宅的尝试。英国的绿色建材是研究开发绿色建材较早的欧洲国家之一。早在1991年英国建筑研究院（BRE）曾对建筑材料及家具等室内用品对室内空气质量产生的有害影响进行研究。通过对有关臭味、霉菌、潮湿、结露、通风速率、烟气运动等的调研和测试，提出了污染物、污染源对室内空气质量的影响状况。通过对涂料、密封膏、胶粘剂、塑料及其他制品的测试，提出了这些建筑材料的不同时间的有机挥发物散发率和散发量。通过大量的研究，他们提出在相对湿度大于75％时，可能产生霉菌，并对于某些人会诱发过敏症。对室内空气质量的控制。防治提出了建议，并着手研究开发了一些绿色建筑材料。中国绿色建材的发展概况我国的环境污染比国外还要严重，以城市为中心的环境污染，包括大气、水、噪音、固体废弃物的面积很大，600多个城市几乎都存在着这些污染，其中大气污染和水污染问题非常突出。我国的矿产资源并不丰富，已探明储量的45种主要矿产将有1/3不能满足需要，再过15年近一半的矿种将不够用。我国的能源也呈现短缺的态势，石油已开始大量进口，电力紧张状态虽有缓解，但并不丰富。我国的水资源愈来愈紧张，发生水荒的地方越来越多，600多个城市中已有一半发生缺水问题。另一方面，矿产、能源和水资源的浪费都非常惊人，到处可见。因此，环境的治理、资源的保护和能源的节约都是亟待解决的全局性、关键性的战略任务。改革开放以来，我国的建材工业通过研究、开发和引进国外先进技术获得了长足的发展。一些主要的建材产品的产量跃居世界第一。1996年，我国水泥产量已达4.9亿吨，玻璃产量1.6亿重量箱，建筑陶瓷5.9亿平方米，粘土砖7000多亿块，石灰(建材)2.7亿吨。全国建材产品年产量约达40亿吨。无论在产品品种、质量和配套水平等方面都有了很大的提高，为我国的社会主义的建设和改善人们的居住水平作出了贡献。但当我们在肯定成绩的时候还必须看到，我国建材工业的发展在很大程度上是以能源、资源的过渡消耗和环境污染为代价实现的。据测算，目前我国建材工业每年耗用原料50亿吨以上，消耗能源达2.3亿多吨标煤，约占全国能源总消耗量的15.8%；排出废气1.096亿立方米；废水排放量355亿吨；水泥、石灰与传统墙体材料等每年排放的二氧化碳量约为6.6亿吨，占全国工业排放二氧化碳量的40%左右。据资料介绍，我国目前每生产一吨水泥熟料要排放一吨二氧化碳、0.74千克二氧化硫，130千克粉尘，每生产一吨石灰要排放1.18吨二氧化碳。使用了二千多年的传统墙体材料-小块实心粘土砖至今仍是我们建房的主导材料，每年毁田造砖15万亩以上。以上数据表明，我国建材工业走的是一条高能耗、高资源消耗、高污染的道路，是一个环境污染严重、生态破坏较大的行业。因此，提高对可持续发展战略重要性的认识，努力发展绿色建材、生态建材、环保建材从根本上改变我国建材工业、长期以来存在的高投入、高污染、低效益的粗放式生产方式，选择资源节约型、污染最低型、质量效益型、科技先导型的发展方式，把建材工业的发展和保护生态环境、污染治理有机结合起来，是21世纪我国建材工业的战略目标，是历史发展的必然。国家环保总局根据环境保护的要求，于1994年在六类十八种产品中首先实行环境标志。我国的环境标志是1993年10月公布的，其图形是青山、绿水、红日及十个蓝环组成。其中心结构表示人类赖以生存的环境，外围十环相连紧扣表示公众参与，共同保护环境，寓意全民联合起来，共同保护赖以生存的环境。1994年5月17日中国环境标志产品认证委员会在国家环保局和技术监督局等政府部门的帮助和支持下，在北京宣告成立。绿色建材混凝土材料——绿色高性能混凝土涂料墙体材料门窗装饰材料绿色高性能砼(GreenHPC，简为GHPC)作为一种材料或产业，节约资源能源也是为了本身能够持续存在和发展。水泥与砼作为当代最大宗的人造材料，预计到2000年水泥产量将超过15亿吨，砼将超过40～50亿m3(100-120亿吨)对资源能源的消耗和对环境的影响均十分巨大，砼能否长期作为最主要的建筑结构材料，关键在于能否成为绿色材料。所以GHPC是砼的发展方向，是砼的未来，提出GHPC的目的在于加深人们对绿色的重视，即加强绿色意识。要求砼二者更自觉地去提高HPC的绿色含量或加大其绿色度，节约更多的资源能源，将对环境的破坏减到最小。这不仅为了砼与建筑工程的持续健康发展，也是人类的生存与发展所必需，是大有可为的。GHPC应具有下列特征1更多地节约熟料水泥，减少环境污染PC生产对环境的破坏已如上述，但水泥基材料作为最主要的建筑结构材料，需求与日俱增。因此除改变PC品种，改进生产工艺，降低能耗之外，应该在应用技术方面来一次大突破。发展GHPC是当前最有效的途径。用大量工业废渣作为活性细掺料代替大量熟料，最多可达60-80%，在GHPC中不是熟料水泥而是磨细水淬矿渣和分级优质粉煤灰、硅灰等，或它们的复合，成为胶凝材料的主要组分。生产这种与环境相容的胶凝材料，比起PC生产，大大减少CO2的排放，也节约能源资源。2更多地掺加以工业废渣为主的活性细掺料对改善环境，节约土地与石灰石资源，节约能源，效果十分明显，我国水淬矿渣年产约8000万吨，多用作水泥混合材，但因细度不够，潜在活性远未能发挥，只起到微集料作用，实在是一大浪费。我国粉煤灰产量随火电事业迅速增加，已超过1.25亿吨，其中适用于HPC的优质粉煤灰也大量增加，这是我国发展GHPC的有利条件。1995年加拿大能源矿产部开发高掺量粉煤灰砼(HFCC)，粉煤灰占胶凝材总量的55-65%，再掺加适量超塑化剂，能制得工作性、耐久性与力学性能均优的HPC。如将几种活性细掺料复合使用，则效果更好，达到多掺、多代、节料节能、改善环境等GHPC的目的，还具有降低温升，改善体积