生态建筑的建材研究

摘要 本文从生态建筑和生态建材两个概念入手，从而提出生态建材的发展理念，引出国际上对生态建材的各种研究以及成果，并作为本文的重点进行介绍，最后总结出目前生态建筑的建材研究很有成果，但还有很多技术需要开发和突破。

关键词 生态建筑 生态建材 研究

中图分类号：TU2文献标识码： A

前言

随着现代化经济的快速发展，建筑业也呈现出日新月异的变化，但是在发展的同时，对环境的破坏也是让人瞠目结舌的，在资源、能源、环境等各方面的破坏都是有目共睹的，而这其中建筑破坏所占比例非常大。

二、生态建筑和生态建材的概念

所谓生态建筑就是以合理利用资源、能源，重视人与自然的和谐相处，坚持可持续发展道路的建筑理念，始终落实环境保护原则。

生态建筑造就了生态建材的概念，生态建筑必然要依靠生态建材来实现，其主要特征第一是节约资源和能源；第二是减少环境污染，避免温室效应与臭氧层的破坏；最后是容易回收和循环利用。生态建材不只是指建材使用，而是整个的循环过程，包括其生产一直到废弃以至变废为宝再次利用整个过程。之所以称为生态建材，当然是要在其存在的过程中与环境相协调，使能源消耗降到最低，同时还要更大程度上提高人们的生活质量。

三、生态建材发展理念

上文已经提到生态建材是一个循环过程，因此生态建材要从材料的生产原料、生产过程、使用过程、使用工程和废料处理 五个主要环节综合考虑它对生态平衡的各种影响，在实现其作为材料使用价值的前提下，还要注重其对人体健康、环境保护等方面的生态作用。 生态建材发展理念归纳如下:第一，建立建筑材料生命周期的理论和方法。第二，以最低资源和能源消耗、最小环境污染的代价生产传统建筑材料。 第三，发展大幅度减少建筑能耗的建材制品。 第四，开发具有高性能长寿命的建筑材料。第五，发展具有改善居室生态环境和保健功能的建筑材料。第六，开发工业废弃物再生资源化技术。 第七，发展能治理工业污染、净化修复环境或能扩大人类生存空间的新型建筑材料。第八，扩大可用原料和燃料范围。

四、生态建材相关研究以及成果

4.1 天然建材

天然建材就是指具有纯天然特性的比如天然矿物、木材等建筑材料。目前，一度被冷落的木材在发达国家又重获恩宠，受到大家的重视，尤其是经过特殊处理的胶合木，既能保持木材的传统美观和设计强度,还具备了超强的耐火能力、绝缘性和尺寸稳定性能，可制作大跨度的直线或拱形构建，对于建造各种不同类型的公共建筑都实用，成为一种很有前途且利于环保的新型建材。以可持续发展为前提，木构建筑便符合了这一要求，受到全世界的青睐。欧洲一些具有先进意识的建筑大师们已成功地探索了当代木构建筑的发展。目前我国城市建筑也开始重视起环保问题，建筑专家门也开始着手研究各种环保材料以及环保技术在建筑中的应用。

4.2 循环再生建材

循环再生显然就是生态建材的表现。现在建筑材料的耐久性已大大提高，循环使用是很安全的做法。 举例子说在建筑拆除时留用相关材料便是建筑材料的再利用，这种做法既保持历史的延续性,还可以节省大量的能源消耗。建筑材料的循环利用则是针对那些无法再利用的材料经过特殊的加工处理,可以用来生产建筑材料，进行循环利用，这虽然也要消耗一定的能源，但是对于资源的节约使用,特别是稀缺资源的节约作用，总体来说利大于弊。 同时，这对于减少建筑废弃垃圾、减少对自然系统的破坏都有重要意义。现在绿色建筑已经成为一个热词，各种建筑都使用不同种类的生态材料，实际上，最好的生态材料便是能够循环再利用。

4.3 低环境负荷建材

指在其寿命周期的整个过程中具有低的环境负荷值，即对环境的负面影响相对最小。 传统的建材产品的生产消耗大量的能源、资源，环境负荷非常严重。 减少环境负荷和利用工业废弃物生产高性能的建筑材料是生态建材的一个重要方面。 具有代表性的新型材料有；节能、节资源、环保型水泥、低水泥耗量的高性能绿色混凝土以及利用工业废弃物生产的高性能建筑材料等等，其优点在于；有效地利用废弃物为原料，降低烧成温度，节约能源，同时也减少了二氧化碳、二氧化硫等有毒物质的排放量，减少空气污染。

4.4 环境功能性建材

环境功能性材料就是要具有净化、治理、修复环境，不形成二次污染，易于回收或再生等特性和功能的建筑材料。目前正在研究开发中或已取得阶段性成果的这类材料主要有：光催化分解氮氧化物、除臭、杀菌的生态建材；抗菌、防霉的建筑卫生陶瓷和涂料；具有红外辐射保健功能的内墙涂料；可调湿度的建筑内墙板等。具体如下：

第一、节能调温建材

自从绿色建筑、生态建筑理念出来以后，建筑节能材料的研究就成为了相关热门研究。调温材料是利用相变材料在相变点附近低于相变点吸热，高于相变点放热的性质，将能量储存起来，达到节能调温的目的。隔热性建材主要是在建筑墙体中使用，比如外墙保温系统，这种材料的应用可以大大地降低能耗。

第二、舒适功能建材

很多材料都是在发达国家先热用起来的，比如调湿材料，最先在日本建筑中使用和发展，他们将调湿材料应用于博物馆、资料馆、图书馆和书库等大型建筑中，对文物保护起到了很好的效果。调湿材料主要有木纤维、天然吸湿性材料（如石膏）、天然多孔矿物材料（如硅藻土、蛭石、海泡石等）和其它非晶多孔材料等。该种材料具有吸湿作用，可以保持空间一定的湿度，保护置于其中的各种家具等等。

第三、健康功能建材

室内环境的污染是复杂多样的，主要包括微生物污染、有害化学气体污染和物理污染。 根据不同的污染物，利用不同机理来净化室内环境是室内环境健康材料所必须的。健康功能建材就是要对室内环境有自然的净化作用。

第四、抗菌建材

抗菌建材中的抗菌剂主要为无机抗菌剂,主要有离子型抗菌剂、金属盐抗菌剂和纳米半导体催化材料。各种不同类型的抗菌剂建材其适用的建筑类型也是不同的，选用时定要慎重选择，才能更好地发挥其环保作用。

第五、空气净化功能建材

净化空气材料有两种，一是吸附材料，二是纳米半导体光催化材料。 大家也许更加重视由于建筑材料、装饰装修材料和吸烟以及家用洗涤剂、杀虫剂等带来的污染,其实人体的排泄和分泌物也是影响室内空气质量的一个重要因素，大家不可忽视。而空气净化功能建材便有净化因此种原因产生的污染。

第六、防噪音、防射线建材

现代住房基本都是商品房，商品房对于隔音要求是比较高的，因此住宅中采用隔音材料，对维护人的身心健康具有重要意义。多孔材料和压电热电材料，能够吸收声波能量减小噪音，吸收电磁辐射减小电磁污染的作用。这种材料特别适合日益发展的现代社会。

第七、产生负离子功能建材

影响室内空气负离子浓度的因素包括人员密度、污染物浓度、家用电器装饰材料的使用等。一些建筑材料，特别是涂料具有诱发空气产生负离子，这些负离子就具备改善室内环境的作用。

五、利用可再生能源的复合型材料

5.1 透明绝热材料

透明绝热材料简称为TIM ，将该种材料和外墙复合成透明隔热墙，简称TIW。 TIW 由保护玻璃、遮阳卷帘、TIM 层、空气间层、吸热面层和结构墙体组成。既有获取太阳辐射热的作用，还有获得材料反射能的效果。TIM 层在黑色吸热面外侧， 冬可保温夏可驱热。 玻璃内的遮阳卷帘（卷帘外表面为高反射面）可调节抵达墙面的太阳辐射量。

5.2 玻璃材料

目前建筑建材中的玻璃材料应用非常广泛，种类繁多，比如吸热玻璃、热反射玻璃、低辐射玻璃、电敏感玻璃、调光玻璃、电磁波屏蔽玻璃等。并且还可以将各种类型进行合理地组合，保证建筑的保温和采光，并达到降低能耗的环保功能。

5.3 太阳能光电材料

太阳能在现代生活中应用也日趋广泛，太阳能电池可与建筑材料和构件融为一体，形成一种新的建材，如太阳能光电屋顶、太阳能电力墙及太阳光电玻璃。可以获取更多的阳光产生更多的能量；太阳能可以用来热水、采光等，功用很多。

小结

生态建材的使用已经成为一种必然趋势，因为它既给我们的生活带来了便利，更重要的是它符合可持续发展的原则。现在生态建材呈现多功能化、复合化以及传统建材和环境功能建材一体化的特点，只有这种复合创新式发展才能满足目前生态建筑对其的综合性要求，经过高新技术的提炼复合，传统建材可以拥有前所未有的新功能，只是还有很多技术有待进一步的开发创新。

参考文献

[1]曹伟. 生态建材·生态建筑·发展战略[J]. 新建筑,2001,05:74-77.

[2]罗红安. 生态建筑与生态建材[J]. 今日科苑,2007,16:92.

[3]杨勇,沈彩萍,张治宇. 绿色建材在生态建筑中的应用[J]. 上海建设科技,2005,04:48-49+53.

[4]刘炜,唐国安. 生态建筑与生态建材[J]. 中外建筑,2004,05:24-26.