绿色建筑材料2 1世纪可持续发展的必然选择.pdf

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1、第1 9 卷第l 期2 0 0 1 年3 月河北建筑工程学院学报J O U R N A LO FH E B E lI N S T I T U T EO FA R C H I T E C T U R A LE N G I N E E R I N GV 0 1 1 9N O 1M a r 2 0 0 l绿色建筑材料：21 世纪可持续发展的必然选择李延涛刘志勇河北建筑工程学院摘要在分析了传统建筑材料与资源、能源及人居环境关系的基础上。阐述了绿色建筑材料的特征及内涵，论证了绿色建筑材料是2 l 世纪社会经济可持续发展的必然选择关键词绿色建筑材料；可持续发展；人居环境中图号T U50引言曾几何时。人们生

2、活在蓝色的天空下，沐浴着阳光雨露享受着小桥流水人家的田园生活。芸芸众生与大自然和谐相处然而，当人类社会进入物质文明高度发达的今天人类自身生存的环境危机四伏。空气污染水质恶化，资源枯竭。土地沙漠化野生物种灭绝，热带雨林减少酸雨范围扩大。臭氧层被破坏。无不威胁着人类自身的生存与发展因此。能源、资源与环保问题就成为人类进入2 l 世纪面临的能否可持续发展的首要问题人类社会发展的历史证明材料是人类生存和发展的物质基础。也是人类社会现代文明的重要支柱每一种重要的新材料的发现和应用，都会引起生产技术的革命。加速社会发展的进程，并对社会经济的各方面产生重要影响建筑材料作为材料领域的重要分支，从原始半坡村落小

3、屋的草泥椽木藤条到现代构筑高楼大厦的钢筋水泥。从本能的燕雀衔泥到人工的纤维增强从遮风避雨到保温隔热从远古的石器、青铜器到当今的钢材时代，记载着人类社会所走过的每一个脚印。它的生产和应用不仅直接反映了社会发展进程而且还在较大程度上影响着矿产资源和能源的利用以及环境问题的产生和解决。因此建筑材料的发展方向就在一定程度上成为决定社会经济能否可持续发展的重要因素1 9 9 2 年6 月。1 7 8 个国家的政府首脑聚集在巴西的里约热内卢。参加联合国召开的环境与发展全世界会议。并通过了可持续发展战略方针的2 l 世纪议程自此，全球范围内的保护资源与环境努力实现可持续发展的革命拉开了序幕同年国际学术界对绿

4、色材料给予了界定绿色建筑材料的概念也随之产生1 9 9 4 年3 月。国务院通过了中国2 l 世纪议程提出寻求一条人口、经济、社会、环境和资源相互协调的既能满足当代人的需求而又不对后代人的需求构成危害的可持续发展的道路1 9 9 3 年6 月世界建筑师代表大会的为可持续发展的未来而相互依存宣言提出“可持续性设计能够在改善生活质量和经济福利的同时大大减少人们对自然环境的有害冲击 建筑材料作为需用量猛增、发展迅速的大宗材料。必须对其资源和能源的消耗以及环境付出的代价与经济、社会效益进行评价和协调才能具有可持续性1传统建筑材料与资源、能源及人居环境本文收稿日期：1 9 9 9 11-0 2第一作者：

5、男，1 9 6 3 年生，副教授，张家E l 市，0 7 5 0 2 4 万方数据6 2河北建筑工程学院学报2 0 0 1 薤建筑材料作为经济发展的物质基础和先导。为社会带来巨大财富。推动了人类文明的进程然而，从资源、能源和环境的角度分析，传统建筑材料(主要指水泥、混凝土、粘土砖及产生污染的化学建材)的生产和使用不仅是矿产资源和能源的主要消耗者。而且也是人类生存空间的主要争夺者。是人居环境污染的重要责任者据统计。我国建材产品每年消耗粘土、石灰石和砂石资源约5 0 亿吨，消耗能源达2 3 亿吨标准煤(约占全国工业能耗的I 6)，破坏农田达6 7 0 0 公顷。仅水泥和石灰每年排放C O：就达6

6、亿吨，占全国工业排放C O：量的4 0 左右，年粉尘、烟尘及S O：排放量超l o o 万吨，废渣排放量达1 0 0 0 万吨我国的社会总产品只是原料投入的3 0，大部分原料变成了废弃物。既浪费了宝贵的资源和能源又污染了环境到2 0 1 0 年我国水泥产量从目前的年产5亿吨增至8 亿吨。全世界水泥产量从目前的年产1 3 亿吨增至1 8 亿吨，仅水泥工业就将增加大气层中C O：量1 5 0 亿n 屯，将严重影响地球环境，使地球温室效应加剧传统的建材工业已经成为资源用量最多、能源消耗最多、大气污染最为严重的产业之一另一方面，人们为改善自己的居住条件一直在进行着不懈的努力人们对居室的要求不再仅仅是遮

7、风避雨、维持生存。而是追求更为舒适和有利于身心健康。从传统的砖瓦灰砂石到如今令人眼花缭乱的各种新型建材就是很好的证明特别是近年来住房装修已成为时尚。无论是新楼还是旧厅都要对客厅、卧室、厨房甚至厕所、阳台进行装修和美化。办公室的装修也很普遍然而。当人I iJ 高高兴兴地搬进新居后，由于传统装修材料散发出大量的有害物质和有毒气体致使出现了很多装修病。轻则使人气喘、胸闷、皮肤过敏。重则感染、发烧、呕吐甚至诱发病变人造板及1 0 7 胶中的甲醛，油漆中的苯、二甲苯及氯乙烯已被国际癌症研究中心(I A R C)定为人的致癌物这些物质在表干后仍缓慢释放。在室内通风不良的情况下浓度较高且往往得不到重视危害很

8、大铅及铬等重金属盐类或氧化物是颜料、油漆、涂料的重要成份。它们对神经系统、心血管系统尤其对婴幼儿的智力影响很大花岗岩等石材及新拌砼可使居室氡浓度增加。氡及其仔体是形成肺癌的重要原因凡此种种不一而足科技发展到今天人们在享受现代物质文明的同时，也意识到了现代化的高楼大厦对人居环境所产生的负面效果。同时也认识到美化居室决不能以牺牲环境和健康作代价，健康意识渐浓的现代人正急切地期待绿色建筑材料进入家庭2人居环境及资源能源与可持续发展人居环境是人类社会发展到2 0 世纪后期才提出的概念它标志着人类对待自然的态度发生了根本的转变人居环境也叫人类居住区(H u m a nS e t t l e m e n

9、t)，从字面上看人居环境就是人类的居住环境，其实人居环境是一个具有丰富内涵的综合性概念，其真实含义是“人类生存、从事生产、进行各种活动所在的环境”人居环境在物质环境和人文环境两大范畴内包括人类生活环境、生产环境、社会公共环境以及资源、能源和生态等人类赖以生存的地球环境人类在与自然界长期的斗争中一直处于劣势，当历史发展到2 0 世纪人类改造自然的能力空前提高破坏自然的能力也日益增大科学技术的飞速发展一方面使人类的生活质量有了极大提高，另一方面也造成了地球环境恶化以及资源枯竭和能源危机等问题，同时人类自身的生活环境、生产环境以及社会公共环境也因技术的激增而产生了诸如水质恶化、空气污染、土壤板结、噪

10、音和振动等公害大自然是慷慨的，它给予了人类种种生存与发展的资源与条件但大自然也是苛刻的，它对无节制的索取必然给予无情的报复洪水、干旱、风沙、酸雨、严寒、酷暑、瘟疫、饥荒不断困扰着人类。人类在付出了惨痛的教训后。终于认识到对待自然的态度必须从征服自然、改造自然转变为善待自然、与自然取得协调与共生，走可持续发展之路否则大量绿色土地被占用将直接影响粮食生产，淡水资源和不可再生资源的日益枯竭以及温室效应的加 万方数据第1 期李延涛刘志勇绿色建筑材料：2 1 世纪可持续发展的必然选择6 3剧、臭氧层被破坏将直接影响人类自身的生存与发展同时对风沙、雨水、气候产生重要影响。严重的资源与环境负荷将大大制约经济

11、乃至整个社会的发展到2 1 世纪2 0-3 0 年代中国人口近1 5 1 6 亿，世界人口7 0 多亿时，以土地为中心的农业资源接近或达到承载能力的临界状态。到那时人口膨胀、环境恶化、需求增加、资源减少的叠加作用，将使经济乃至整个社会陷入不可持续发展的状态令人鼓舞的是。面对种种资源与环境问题，人类逐步认识到“我们只有一个地球，“我们必须为后代留下更加美好的地球家园”。保护环境就是保护人类拯救地球就是拯救未来已成为现代人的共识。可持续发展的思想正逐渐成为人类社会的共同追求3绿色建材是2 1 世纪可持续发展的必然选择到目前为止。人们尚未对绿色建材的定义加以准确表述，但与传统建材相比，我们认为它应具

12、有以下几方面的基本特征：1)在生产过程中。以高新技术为基础。尽可能少地使用天然资源和能源，大量采用尾矿、废渣和废液等废弃物；不产生过量的有毒有害物质或废料；不得使用甲醛、卤化物或芳香族碳氢化合物产品中不得含有汞、铅、铬及其化合物2)在使用过程中，应最大程度地满足人居所要求的健康、舒适、卫生t 安全、环保与美观。且应具有灭菌、除臭、防火、调温、调湿等多种功能和良好的耐久性能3)在完成使用寿命后可再生循环利用或易于转化为对环境无显著影响的物质由绿色建材的基本特征可以看出，传统建材主要追求的是材料的使用性能而绿色建筑材料追求的不仅仅是良好的使用性能，它在材料的生产、使用、废弃到再生的整个生命周期中特

13、别强调与人居环境协调共存实际上它是一种对资源、能源消耗少。对环境影响小再生资源利用率高的具有优异使用性能的新型建筑材料绿色建材不仅仅是指某一具体的产品它主要指对环境的贡献和功能比如粉煤灰、矿渣的资源化既可以解决占用农田、污染环境的问题。又能够解决土木工程资源短缺的问题。因而它具备绿色建材的特征那么，绿色建材为什么是可持续发展的必然选择呢?首先从资源的开发利用与再生及对环境影响的角度来看绿色建材不仅可以充分利用传统建材较少利用的低品位矿石，有效地节约了宝贵的矿产资源。而且还可以大量利用矿渣、粉煤灰、磷渣、碱渣、酸渣等工业废渣与副产品。以及生活中的废弃物及其它可再生资源为原料。从而既解决了可持续性

14、生产中的资源不足的问题，又减少了因煅烧天然矿物所消耗的能源及其过程中所产生的大量C O：、S O：对环境造成新的污染同时它在完成使用寿命后还能够再生利用或易于降解为对环境无污染的物质，比如可将废弃的建筑物及构件进行分捡、破碎、筛分处理。不仅可为砼提供丰富的人造骨料资源也将大大改变过度开山或挖取河床以及由此引起的破坏自然景观、造成水土流失的状况，从而直接或间接地改善了自然环境和生态平衡。大大减轻了可持续发展的资源压力和环境负荷，为可持续性发展创造了充分的物质财富和环境条件。从而构成了可持续发展的支撑点其次。从技术角度看。绿色建材是基予高新技术的新型材料。是在传统建材基础之上应用现代科学技术发展起

15、来的高科技产品如普通硅酸盐水泥烧成温度在1 4 5 0 t 2 以上它不仅要求高品位的石灰石原料。而且排放与熟料相同重量的C O：及大量S O：、N O。等有害气体。而采用高新技术和我国发明的第三系列水泥技术，研究开发节能环保型的高性能贝利特水泥(c：s 占6 0 以上)其烧成温度仅为1 2 0 0-1 2 5 0，预计每年可节省1 0 0 0 万吨标准煤。可减少C O：总排放量2 5 以上。并且可利用低品位矿石和工业废渣为原料，每年利用工业废渣在l 亿吨以上这种水泥不 万方数据河北建筑工程学院学报2 0 0 1 往仅具有良好的强度、耐久性和抗化学侵蚀性。而且所产生的经济和社会效益也十分显著再

16、如采用纳米技术开发硅酸盐系胶凝材料的超细粉碎技术和颗粒球形化技术以及其他实用化的先进技术，能够大幅度提高水泥的水化程度，从而在保证强度的条件下可降低水泥熟料用量2 0 5 0 此外近年来工程界普遍关注的高性能砼。也是大量使用矿渣、粉煤灰等废渣的超细粉体以部分取代水泥并有效改善砼性能的高技术材料生产这些材料不仅对降低资源、能源和环境负荷作出了重要贡献而且在技术上具有先进性和可行性并可以继续得到其它高新技术的支持从而构成了可持续发展的技术保障和动力支持第三。从经济角度来看，绿色建筑材料采用大量的工业副产品及废弃物生产和制造成本比采用天然资源可能会有所降低因而会取得比生产传统建材更好的经济效益。这是

17、在市场经济条件下可持续发展的源动力如我国的火力发电厂每年产生粉煤灰约1 5 亿吨。要将这些粉煤灰排入灰场需增加占地约1 0 0 0 公顷，矿山每年产生尾矿约4 亿吨。占地约3 0 0 0 公顷由此造成的经济损失每年高达3 0 0 l L 元；另外还有大量的建筑废弃物和城市垃圾；如将这些固态废弃物转化为可利用的再生资源，所取得的正反两方面的经济效益将十分可观。同时社会效益和环境效益也非常巨大日本科学家已成功地利用垃圾焚烧灰和下水道污泥生产出一种阿利尼特水泥(A i i n i t eC e m e n t)，其烧成温度仅为1 0 0 0 其资源和能量消耗大大降低就是绿色建材可以取得多方面效益的一

18、个很好实例最后。从人类的生存与发展条件看，良好的人居环境、洁净的水源、无污染的食品是人体健康的基本条件，而人体健康是对社会资源的最大节约。也是人类社会可持续发展的根本保证绿色建材避免使用了对人体十分有害的甲醛、卤化物、芳香族碳氢化合物及含有汞、铅、铬化合物的物质可有效减少居室环境中致癌物出现的可能使用绿色建材减少了C O：，S O：的排放量。可有效减轻大气环境的恶化，减少大范围酸雨发生的可能、全球温室化效应的加剧以及由此产生的气候异常反之，这些问题如不加以解决。任其发展和蔓延。将对人类自身的生存与发展构成严重威胁没有了良好的人居环境。没有了人类赖以生存的能源和资源，也就没有了人类自身，人类社会

19、的可持续发展也就无从谈起可持续发展的含义十分广泛。涉及到政治、经济、社会、自然、技术、文化、美学等各个方面的内容，但总的来讲它一般包括三种生产即物质生产、人的生产和环境生产物质生产指人从环境中索取生产资源并接受人的生产所产生的消耗再生物并将它转化为生活资料的总过程。该过程产生生活资料满足人的需要。同时产生加工废弃物返回环境；人的生产指人生存和繁衍的总过程该过程消费物质生产产出的生活资料和环境生产所提供的生活资料。同时产生废弃物返回环境，其中再生物返回物质生产环节；环境生产是指在自然力和人力共同作用下环境对其自然结构和状态的维持包括消纳污染和产生资源人和环境的世界系统通畅和谐与否取决于三种生产的

20、关系因此只有三种生产维持相对的动态平衡才能实现可持续发展所以从这个意义讲可持续发展本质上是应用科学技术及经济管理知识纠正由于无节制的技术激增所造成的负面后果，其主要方面就是通过保护和减少浪费来更有效地利用资源以及对材料更好地循环利用由此我们可以看出，绿色建材是符合可持续发展战略要求的与可持续发展在本质上是一致的作为对资源和人居环境负有重大责任的建筑材料产业，其可持续发展的出路应是运用现代科学技术增加材料的使用寿命。尽可能减少修补或拆除的浪费及建筑垃圾，大量利用优质的工业副产品和废弃物，减轻对地球环境系统的负荷，努力实现非再生资源的可循环使用，尽量减少自然资源和能源的消耗。减少对环境的污染，一句

21、话就是要大力发展绿色建筑材料只有这样才能为人类营造更加美好的生存环境。才能实现社会生活各个方面的可持续发展 万方数据第1 期李延涛刘志勇绿色建筑材料：2 1 世纪可持续发展的必然选择6 54结语人类即将跨入2 l 世纪。在过去的岁月中传统建筑材料为人类的物质文明作出了巨大贡献同时也给人类带来了生态环境和资源，能源短缺等严重问题随着时代的进步人类要寻求与自然和谐相处，走可持续发展之路发展绿色建筑材料净化环境、消除污染、开发资源、节约能源为人类创造更加美好舒适的生存空间，这是时代的要求。也是2 l 世纪社会经济可持续发展的必然选择参考文献1 中国2 l 世纪议程一中国2 l 世纪人口，环境与发展白

22、皮书北京：中国环境工程出版社1 9 9 42 杨静等谈砼新材料的开发与人居环境的改善混凝土1 9 9 93 廉慧珍吴中伟混凝土的可持续发展与高性能胶凝材料混凝土1 9 9 84 龚方田等生态建材一中国建材的希望中国建材1 9 9 85 李瑞环关键时刻人类应该冷静深入思考北京：2 0 届世界建筑师大会文献1 9 9 96 宋健现代科学技术基础知识北京t 科学出版社、中央党校出版社1 9 9 47 闵家胤生态文明：可持续进化的必由之路未来与发展1 9 9 9 38 路甬祥科技百年的回眸与新世纪的展望未来与发展2 0 0 0，4E n v i r o n m e n t a l l yF r i e

23、 n d l yB u i l d i n gM a t e r i a l s-T h eB e s tC h o i c ef o rt h eS u s t a i n a b l eD e v e l o p m e n ti nt h e21s tC e n t u r yL iY a n t a oL i uZ h i y o n gH eB e iI n s t i t u t eo fA r c h i t e a c t u r a la n dC i v i lE n g i n e e r i n gA b s t r a c tO nt h eb a s i so ft

24、 h ea n a l y s i so ft h er e l a t i o n s h i pb e t w e e nt r a d i t i o n a lb u i l d i I I gm a t e r i a l sa n dr e s o u r c e s，e n e r g y，h u m a ns e t t l e m e n te n v i r o m e n t，t h i sp a p e re l a b o r a t e st h ef e a t u r ea n dc o n c e p to ft h ee n v i r o n m e n

25、t a l l yf r i e n d l yb u i l d i n gm a t e r i a l s，a n dd e m o n s t r a t e st h a te n v i r o n m e n t a l l yf r i e n d l yb u i l d i n gm a t e r i a l si st h eb e s tc h o i c ef o r t h es u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n ti nt h e21s tc e n t u r y K e yw o r d sE n v i r o n m e n t a l l yf r i e n d l yb u i l d i n gm a t e r i a l s；s u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n t；h u m a ns e t t l e m e n te n v i r o m e n t 万方数据