陳 龍 那振雅 金 璇 王建省北方工業(yè)大學陳龍,男,北方工業(yè)大學本科生。那振雅,男,北方工業(yè)大學本科生。金璇,女,北方工業(yè)大學本科生。王建省,男,北方工業(yè)大學土木工程學院力地系教授。基金項目:國家自然科學基金(11572001,51478004);北京市2016雙培計劃項目(16007-6);北京高等學校高水平人才交叉培養(yǎng)實培計劃項目(XN003-29);北方工業(yè)大學開放實驗項目(20160305)
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綠色建材的發(fā)展現(xiàn)狀與建議
陳 龍 那振雅 金 璇 王建省
北方工業(yè)大學
陳龍,男,北方工業(yè)大學本科生。那振雅,男,北方工業(yè)大學本科生。金璇,女,北方工業(yè)大學本科生。王建省,男,北方工業(yè)大學土木工程學院力地系教授。
基金項目:國家自然科學基金(11572001,51478004);北京市2016雙培計劃項目(16007-6);北京高等學校高水平人才交叉培養(yǎng)實培計劃項目(XN003-29);北方工業(yè)大學開放實驗項目(20160305)
本文針對我國綠色建材的發(fā)展現(xiàn)狀,提出綠色建材目前存在的缺點和問題的觀點。在行業(yè)(或領(lǐng)域)起到至關(guān)重要的參考作用。
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文章首先提出綠色建材的發(fā)展背景,并介紹了其定義與特征。結(jié)合目前國家的實際情況說明了發(fā)展綠色建材的必要性,接著對綠色建材發(fā)展情況展開探討,列出了國家在綠色建材方面的研究成果并分析了發(fā)展中存在的問題,最后給出了建議。
進入21世紀以來,隨著我國經(jīng)濟和科學技術(shù)的迅速發(fā)展,我國建筑行業(yè)迎來鼎盛期,大量的建材被投入使用。但是與此同時,傳統(tǒng)建材消耗大量天然資源,造成嚴重污染,危害人類健康,因此人們對綠色建材的需求越來越迫切。
綠色建材的定義
“綠色建材”又稱“生態(tài)建材”,最新的定義是“指在原料的選用、開采加工、產(chǎn)品制造、產(chǎn)品應(yīng)用過程中,能夠有效利用廢棄物,少用天然資源和能源,資源可循環(huán)再利用的,不僅性能功能符合建筑物等配置的要求,而且全生命期內(nèi)與生態(tài)環(huán)境和諧,對人類健康無害的建筑材料”。
綠色建材的基本特征
綠色建材區(qū)別于傳統(tǒng)的建材品種,是綠色材料和建筑材料的一種結(jié)合,是對建材“健康、節(jié)能、安全、環(huán)保”等多項功能的一種評估。綠色建材與傳統(tǒng)建材相比有以下四個方面的特征:首先是盡可能地減少對天然資源的使用,并且充分利用工農(nóng)業(yè)或城市的無公害廢棄物。生產(chǎn)過程中采用低能耗、高效率清潔生產(chǎn)技術(shù),充分利用太陽能、風能等綠色能源。其次,綠色建材要滿足當今人們對居住環(huán)境的要求,要具備多項功能,如防火阻燃、隔熱保溫、能在很大程度上減少建筑物的運行能耗、具有良好的抗災(zāi)能力等。更重要的是,生產(chǎn)和使用過程中要保證不污染環(huán)境,不含有或產(chǎn)生對身體和環(huán)境有害的物質(zhì)。最后是產(chǎn)品在經(jīng)過無害化處理后能夠循環(huán)使用,大大增加了生命周期,節(jié)約資源和能源,符合現(xiàn)代可持續(xù)發(fā)展的要求。
建材行業(yè)消耗大量的資源和能源
我國資源匱乏,人均資源占有量處于世界平均水平以下,而建材行業(yè)每年消耗大量的資源,能耗總量呈逐年上升趨勢,造成了極大的能源負擔。
環(huán)境污染嚴重、環(huán)境治理費用高
近年來,我國的污染物排放量逐年增長,環(huán)境惡化嚴重,這也造成了國家每年投入越來越多的人力、物力進行環(huán)境治理。
表1 2010~2014年我國主要環(huán)境污染物排放量
研究成果
圖1 2006~2013年我國建筑行業(yè)能源消耗量
圖2 2010~2014年我國環(huán)境污染治理投資
基礎(chǔ)建材:1.水泥的綠色化生產(chǎn)——協(xié)同處置廢棄物。水泥無疑是建筑行業(yè)用量最大的原材料,2013年全國水泥熟料產(chǎn)量約為13.6*10^8t,消耗了大量的石灰石、黏土等原材料,而煅燒過程中釋放大量的SO2、CO2等氧化物造成不可限量的污染。隨著科技的進步,新型干法技術(shù)已成為水泥生產(chǎn)線上日趨成熟的新工藝。并且將原料、燃料均化配置技術(shù)、廢棄物完全無害化處置和資源化利用等技術(shù)應(yīng)用于現(xiàn)代水泥生產(chǎn),已顯著提高了水泥的生產(chǎn)效益。利用水泥窯協(xié)同處理廢棄物,在實現(xiàn)垃圾減量化的同時,還實現(xiàn)水泥生產(chǎn)過程中原料、燃料的替代。2.建筑用金屬材料一般是指建筑過程中應(yīng)用的各種鋼材和鋁材。2013年我國建筑用鋼量約3.8 億t,占鋼材實際總消耗量的55%,工業(yè)能耗占全國能耗的15%以上,鋼材生產(chǎn)排放的廢渣、廢氣、工業(yè)廢水等嚴重污染環(huán)境,而能源利用率對節(jié)能減排影響重大目前,我國應(yīng)用以COREX法為代表的新工藝達到了技術(shù)、經(jīng)濟、環(huán)境協(xié)調(diào)統(tǒng)一。并且連續(xù)鑄鋼技術(shù)也簡化了工藝流程,提高了金屬的收得率,很大程度上解決了環(huán)境問題。加上廢鋼鐵的再利用、使用高性能鋼材,我國的鋼產(chǎn)業(yè)已取得了重大的進步。鋁材及鋁合金的應(yīng)用日益增多,我國利用電解鋁液直接鑄造、等溫熔煉技術(shù)大大提高了鋁材的生產(chǎn)效率,廢鋁的再生產(chǎn)工藝實現(xiàn)了循環(huán)利用,達到了節(jié)能環(huán)保的效果。3.建筑玻璃品種日益增多,已完全不是傳統(tǒng)概念中的透光圍護材料,除基本的功能外,今天的建筑玻璃還具有多功能性和高性能的特點,廣泛用于裝飾、防輻射、隔聲等方面,不失為一種良好的節(jié)能材料。4.此外,我國還開發(fā)出一些新興的陶瓷產(chǎn)品、木制品、石制品和新型墻體材料等,已經(jīng)廣泛應(yīng)用于建筑行業(yè),改良了傳統(tǒng)建材的劣勢,實現(xiàn)了綠色化。
化學建材:化學建材是繼水泥、木材、鋼材之后的一種具有良好性能的有機高分子材料。其生產(chǎn)能耗遠低于材、鋁材等傳統(tǒng)建材,近年來發(fā)展非常迅速,在我國建材行業(yè)中扮演著越來越重要的角色。1.綠色涂料取得較大進展。建筑涂料作為房屋裝飾過程中不可或缺的材料,其綠色化是綠色建材發(fā)展的重要一步。一方面涂料的功能越來越多:新型涂料在功能上滿足人們?nèi)找嬖鲩L的生活需要,除了滿足人們審美的需求以外,還具有調(diào)溫調(diào)濕、防火阻燃、隔熱隔音、熱反射等功能。例如多彩涂料、納米功能復(fù)合涂料等。另一方面涂料越來越健康:新研發(fā)的涂料大大改變了以往傳統(tǒng)涂料對危害人體健康的情況,能夠?qū)⑹覂?nèi)污染降到最低,甚至不會產(chǎn)生污染物。例如水性UV固化涂料等。2.我國研發(fā)出新型保溫材料。我國在吸收國外先進技術(shù)后,近年來進行了創(chuàng)新發(fā)展,現(xiàn)在綠色保溫材料已取得較大的突破,性能越來越佳,大都具有輕質(zhì)高強、結(jié)構(gòu)均勻、隔音隔熱、防火防腐等功能。目前國內(nèi)應(yīng)用最多的是泡沫混凝土、酚醛泡沫、玻璃棉等。
存在的問題
綠色建材行業(yè)雖然發(fā)展迅速,但目前仍舊存在一些問題。首先宣傳力度不夠,全民環(huán)保意識較低。21世紀以來,政府大力宣傳綠色建筑,綠色建材行業(yè)迅速發(fā)展,但總體上看效果不明顯,消費者對資源的重要性和形式的迫切性認識不足,不同地區(qū)的“綠色”意識差距懸殊,傳統(tǒng)建材依然是建筑行業(yè)的主流,尚未從根本上實現(xiàn)綠色建筑的一致化。其次科研投入力度不夠,科技水平較低,資源消耗大。由于中國對綠色建材的認知相對較晚,雖然近些年來政府出臺《綠色建筑行動方案》等一系列政策支持綠色建材的研制、開發(fā)和生產(chǎn),但由于知識、技術(shù)不足,仍需消耗大量的人力、物力、財力,致使企業(yè)對新技術(shù)的研發(fā)產(chǎn)生惰性,影響整體科技水平,技術(shù)進步不明顯,對具有高技術(shù)含量的科技成果推廣力度不夠,導(dǎo)致材料、能源過度消耗。目前,我國建筑能耗占全社會能耗的30%左右,加上建筑材料的生產(chǎn)能耗13%,建筑總能耗超過社會總能耗的43%。另外,制度標準不健全,執(zhí)行力度不夠。雖然綠色建材的應(yīng)用已得到重視,但是相關(guān)評價機構(gòu)對產(chǎn)品的認證工作沒有及時跟上,無切合實際的程序和具體的操作方案,對綠色建材的應(yīng)用管理條例無配套的要求,導(dǎo)致建材行業(yè)“偽綠色”泛濫。相對于發(fā)達國家對綠色建材的重視度,我國明顯不足。對各項建材產(chǎn)品的生產(chǎn)和流通缺乏有效的監(jiān)督制度,各項法律法規(guī)執(zhí)行力度不夠,這些都致使生產(chǎn)和市場混亂。
根據(jù)發(fā)展現(xiàn)狀及其存在的缺點,給出以下建議:1.落實政策標準,加大打擊力度.十三五以來,我國綠色建材標準制度的出臺頻率可謂逐年增長,這表明了國家和政府發(fā)展綠色建材的決心和信心。因此,各企業(yè)要抓住機會、迎接挑戰(zhàn),嚴格執(zhí)行計劃,激發(fā)市場活力,促進行業(yè)健康發(fā)展。建議國家和地方政府繼續(xù)加強執(zhí)法力度,嚴格對各企業(yè)進行不定期檢查,按照規(guī)范對產(chǎn)品質(zhì)量進行審核,一經(jīng)發(fā)現(xiàn)違法違規(guī)生產(chǎn),吊銷生產(chǎn)資格,嚴肅處理相關(guān)帶頭人,杜絕假冒偽劣產(chǎn)品進入市場。2.加大宣傳力度,使“綠色”意識深入人心。政府部門和行業(yè)媒體應(yīng)借助各種傳播媒體,密切聯(lián)系群眾,全方位、多角度為綠色建材的推廣搭建平臺,起到良好的輿論引導(dǎo)作用。從基礎(chǔ)層面做起,加大綠色建材的使用范圍,提高人們對綠色建材的認知。國家可出臺相關(guān)鼓勵發(fā)展的政綠色建材的政策,降低綠色建材的生產(chǎn)成本,增加對綠色建材的購買補貼,刺激綠色建材在市場上流通。3.各產(chǎn)業(yè)融合、協(xié)作。改變不同產(chǎn)業(yè)、同一產(chǎn)業(yè)之間各自為營、各不相謀的局面,對各企業(yè)、行業(yè)之間進行聯(lián)合,相互協(xié)作交流、取長補短,共同進步,達到事半功倍的效果。在行業(yè)內(nèi)部樹立榜樣形象,分享成功經(jīng)驗,帶動其他企業(yè)發(fā)展,打造龍頭形象,營造一種共同發(fā)展的氛圍。4.做好引進技術(shù)、設(shè)備,吸收先進理念的工作。學習西方的先進生產(chǎn)觀念,引進先進的技術(shù)和設(shè)備,吸收發(fā)達國家優(yōu)秀的設(shè)計理念,針對本國的發(fā)展需要進行提高和改良,充分利用新材料與新技術(shù),實現(xiàn)資源的循環(huán)再生與重復(fù)利用。
綠色建筑必將成為國內(nèi)乃至全球建筑行業(yè)發(fā)展的大勢之趨,而綠色建材作為綠色建筑的基礎(chǔ)不容小覷,解決綠色建材問題成為建筑行業(yè)發(fā)展的燃眉之急。隨著科技的進步、人民生活水平的提高,人類對自己生存的環(huán)境和健康有著更高的要求。因此,從根本上解決綠色建材問題,實現(xiàn)社會、經(jīng)濟和環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展,是達到資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會和實現(xiàn)中國夢的必經(jīng)之路。
10.3969/j.issn.101- 8972.2016.12.047