浅论建筑材料的生态设计

摘要:传统建材的生产已不符合时展的要求,而无机固体废物同样也每年逐渐增多,对环境也造成恶劣的影响。本文就这一问题,介绍了建筑材料生态设计的目的及特征,生态设计的定义及生态建材的优点。

Abstract: The production of traditional building materials no longer meet the requirements of the times and inorganic solid waste also gradually increases each year which has an adverse impact of environment. The purpose of building materials and ecological design features, the definition of ecological design and ecological advantages of building materials are introduced.

关键词:生态设计;无机固体废物;应用;生态建材

Key words: ecological design;inorganic solid waste;application; ecological building materials

中图分类号:TU50 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)06-0233-01

1建筑材料生态设计的目的及特征

建筑生态材料(Environment Conscious Materials)一般指对资源和能源消耗最少、对生态环境影响最小、循环再利用最高或可降解使用的新材料;换言之,是考虑到资源和环境问题的新材料的总称,已被认为是21世纪新材料发展的必然方向。在决定材料发展的五个判据(资源、能源、环保、经济和性能)中,经济和性能一直受到高度重视,而材料发展中的资源、能源,尤其是环保问题重视不足,我国是一个世界上人口最多的发展中国家,在制定材料发展战略时,在追求材料的高性能、低成本的同时,务必要给予相关的能源、资源和环境保护问题更高的重视。建筑工程材料,也是影响生态环境的主要因素[3]。

2生态设计的定义及生态建材的优点

所谓生态设计,其所采用的材料应该是很少产生并能有效控制污染,形式和内涵必须充分体现出自然生态与社会生态;在具体功能上,必须节约能源、降低建筑造价和使用费用,强调实用性和对人体及环境有益而无害等对生态环境材料的定义,虽有不同的看法,但要取得共识,例如,“生态环境材料是具有满意的使用性能和优良的环境协调性的材料。所谓优良的环境协调性是指在原料的采取制各、产品的生产制造、服役使用、废弃后的处置和循环再生利用的全过程,对资源和能源消耗少,对生态和环境污染小,循环再生利用率高”[4]。由于对使用性能的要求与传统材料并无二致,生态环境材料定义区别于传统材料的是其环境协调性。

生态建材节约资源。我国人口众多,土地资源十分紧张,而建材的生产则是消耗土地资源最多的行业之一。在建材生产和使用过程中,排放出大量的工业废渣、尾气以及垃圾,这不仅浪费了大量的资源,而且导致了严重的环境污染,对人类的生存产生了严重的威胁。为了节约资源,同时消除这些废弃物对环境的污染,建材领域的技术人员研究和开发出利用这些废弃物生产绿色建材的工艺技术,如在水泥、混凝土中掺入粉煤灰、废渣,利用煤渣、煤矸石和粉煤灰为原料生产绿色墙体材料等,这样不仅减少了环境污染,而且化废为宝,节约土地资源。

生态建材节约能源,可以根据我国资源实际,利用农业废弃物生产有机、无机人造板,可用棉杆、麻杆、蔗渣、芦苇、稻草、稻壳、麦秸等作增强材料,用有机合成树脂(如脉醛、酚醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂等)作为胶结剂生产隔墙板,也可用某些植物纤维作增强材料,用无机胶结剂(如水泥、石膏、镁质胶凝材料等)生产隔墙板。这些板的特点是原材料广泛,生产能耗低,密度小,导热系数低,保温性能好。用这些建材建造房屋,一方面,充分利用资源,消除废弃物对环境造成的污染,实现环境友好;另一方面,这些材料具有较好的保温隔热性能,可以降低房屋使用时的能耗,实现生态循环,可持续发展。

3生态设计注意问题

建材的生态设计。发展循环经济和节能省地型建筑的政策正在引导绿色建材的生态设计发展。生态设计要求建材产品的开发要考虑产品生命周期的所有阶段的环境因素,建立一个更具有可持续性的资源保障、产品生产、消费和再生利用系统。材料的生态设计不仅包括保护环境方面的安全、节能、节约资源、减少污染等清洁生产技术,还包括材料的使用功能和重复再生利用的设计,以及降低成本、提高竞争力的商业要求。建筑材料的开发、生产和使用在生态设计的指导下,将突破目前的生产和使用节能、利废,环保、质量、性能等方面的绿色化发展思路,开拓新的视野。例如,根据建筑工业化要求实施建筑材料部品化,按循环经济发展要求推进建筑部品标准化、可拆卸和重复使用要求,按绿色建筑要求从居室环境生态化等方面发展绿色建材等新的思路。

材料生产与环境的联系存在三条基本途径:资源、能源与废弃物[6]。人们采用各种生产方式从环境中获得资源和能源,并把它们转变成为可供建筑使用的材料,同时向环境排放出大量的废弃物,这些废弃物包括废气、废渣和废水等,对环境造成了严重的危害。传统的建材生产,物质的转变往往是单方向的,生产出的产品供建筑使用,排放的废弃物并无采取措施处理,直接污染环境。而绿色建材则采用清洁新技术、新工艺进行生产,在生产和使用的同时,必须考虑与环境友好性,这不仅充分考虑到生产过程少污染,对环境无危害,而且考虑到建材本身的再生和循环使用,使建材在整个生产和使用周期内,对环境的污染减少到最低,对人体无害。

关于生态建材的发展方式和对环境协调性的改进,日本学者三本良一教授总结了四类创新的方法和它们各自对环境协调性贡献大小的评价,即,产品改进,重新设计,功能创新和系统创新。系统创新对环境协调性的改进最大,花费的时间最长,不难理解,系统创新的难度也最大,而产品的改进相对简单,对环境协调性的提高也相对小些。这里需要指出的是,对某种材料而言,生态化或环境协调化的发展并不一定要遵循这四种排列顺序。

生态建材必须遵循建筑材料的可更新、可循环、可再用、减少能耗与污染原则;其次,必须使用地方自然资源,体现本土观念;再次,生态建材的使用都对人类生态系统产生较大的影响,因此,把这些放之于更广泛的社会环境、生态环境中去看,生态建筑要实现它的基本目标,必须要有现代技术的支持。从比较广泛的角度来说节约资源、保护环境,目前都可以认为是生态技术。关于对生态建筑和使用技术的要求。首先技术本身的功能与生态环保功能必须一致,第一要求采用的技术和制造的产品有利于资源能源的节约,第二要求采用的技术和产品有利于人的健康。

参考文献:

[1]翁端.环境材料学[M].北京:清华大学出版社,2001.

[2]王天民.生态环境材料[M].天津:天津大学出版社,2000.

[3]崔艳琦.绿色建材的环境友好性[J].新型建筑材料,2009(1):75-77.

[4]钟善斌.浅谈建筑设计的生态概念和技术策略[J].中国工程咨询,2006(1):26-27.

[5]韩仲琦.我国水泥工业处置废物的发展现状[J].水泥技术,2006(6):23-28.

[6]李湘洲.废物利用与环境保[J].再生资源研究,1999(4):38-40.