绿色环保建筑材料

绿色建筑材料又称生态建材、环保建材和健康建材，它是指采用清洁生产技术、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出的无毒、无污染、无放射性、有利于环境保护和人体健康的建筑材料。

这里所说的“绿色”除指城市立体绿化、屋顶花园等特征外，而更主要的应是指对环境无污染危害的一种标志，是指这种建材能在不损害生态环境的前提下，提高人们的生活质量以及当代人与后代子孙的生活环境质量。因此绿色建材有时不单是指单独的建材产品，它更多地意味着对建材的“健康、环保、安全”品性的评价，它代表建材工业的一次革命。

1、概述

（1）传统建筑材料对环境的污染

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50亿吨，消耗能源达2.3亿吨标准煤(约占全国工业能耗的1/6),破坏农田达6700公顷，仅水泥和石灰每年排放CO2就达6亿吨，占全国工业排放CO2量的40%左右，年粉尘、烟尘及SO2排放量超100万吨，废渣排放量达1000万吨。我国的社会总产品只是原料投入的30%，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2010年我国水泥产量从目前的年产6亿吨增至8亿吨，全世界水泥产量从目前的年产15亿吨增至18亿吨，仅水泥工业就将增加大气层中CO2量15亿吨，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是遮风避雨、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。然而，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，重则感染、发烧、呕吐甚至诱发病变。人造板及107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，氡气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，也意识到了建筑及装饰材料对人居环境所产生的负面效果，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，正急切地期待绿色材料进入家庭。

在建筑材料生产和使用过程中，污染物一般来自六个方面：空气、水、固体废弃物、放射性、噪声和热等的污染。

①废气、粉尘对大气的污染。建筑材料生产过程中大多伴有烧制过程。

②废液造成的水体污染。在建材的选矿、冶炼、轧钢过程中会产生很多污水。在冶金涂料等行业会产生有毒污染物汞、镉、铅、砷等废液；在金属加工、制造业中可产生酸、碱污染物。

③固体废弃物。工业窑炉产生的炉渣、采矿和冶炼过程中产生的冶金渣、尾矿与碎石；建筑过程中产生的砂、碎石；金属、塑料、木材等行业加工产生的金属屑、木屑、碎塑料、碎玻璃等；卸老旧建筑物的碎砖、碎瓦等大大增加了固态废弃物排放量。

④原材料的开采占用大量的土地。

⑤噪声污染。在建筑施工中,不同的机械会发出强烈的噪声，它是城市噪声的主要来源之一。

⑥其他污染。家庭装修中所使用的各种装饰材料会释放如甲醛、苯系物、酮等有机物，可直接刺激人的眼睛、皮肤，或引发气管炎等；所使用的尾矿,天然石板材(如花岗岩石、大理岩石)瓷砖及沥青中，有时会含有过量的放射性元素如氡等。氡是一种气体元素,如果被人吸收，有可能会引起肺癌等，这是建材对人体的直接危害作用。保温材料中大量使用的石棉，是一种纤维状的矿物，在开采和使用过程中被人体吸入后，可导致矽肺病。

（2）环境对建材的破坏作用

我国目前每年生产各种建筑材料要消耗资源50亿t以上,全国建材工业每年排放的CO2达8亿多t以上。这些气体不但成为地球温室效应的主要因素之一，同时又对建筑材料产生影响作用。大气中CO2浓度的增加，会加速混凝土碳化过程，从而影响了混凝土构件的特性，缩短了建筑物的使用寿命。大气中SO2浓度的增加也会导致酸雨，酸雨会增加对建筑物、栏杆、扶手、建筑物表面材料的腐蚀老化，降低抗风化能力，同时酸雨也会使涂料、墙漆等大分子材料老化。

（3）常见的传统建材

传统建材主要包括水泥、石材、混凝土、玻璃、修饰材料等。按其来源可分为人工建材与自然建材。结合环境效应介绍如下：

①人工建材

水泥：水泥是建筑物使用量最大的材料。水泥的生产包括矿山开采，生料制备(原材料混合粉磨)、熟料煅烧、粉磨等组成。其主要的环境问题是能耗、粉尘污染、噪声等。

陶瓷：用于建筑饰面或用作建筑构件的各种陶瓷制品统称建筑陶瓷,且制品绝大多数施釉。根据用途特征.建筑陶瓷可分为墙地砖、卫生陶瓷和管瓦3大品种。

石棉：石棉是硅酸盐类纤维状矿物。过去常被制成石棉瓦铺盖屋顶，现在也已用于室内，如在天花板、地面和墙壁上采用含有石棉的材料防火、隔音、绝热及装潢。石棉极易破碎成细微的纤维和粉尘，悬浮在空气中的时间可达数月之久，造成空气污染。长期吸入一定量的石棉纤维易引起石棉肺、肺癌、胃肠癌及胸膜间皮瘤等。

此外还有：钢铁、玻璃、涂(料)层、强化地板和耐火材料等。

②天然建材—大理石、花岗石

放射性污染。无色无味的“杀手”——惰性气体氡,氡也是一种放射性元素，当被吸人人体后，它会使人们出现头晕、白血球降低等症状。假若室内通风不良，人体长期受到高浓度氡的辐射，可导致肺癌、白血病

防治放射性污染。就传统建材而言，其放射性物质的含量因其中建材种类及产地不同而有很大差异。通常，花岗岩、页岩、浮岩等岩石类建材的放射性含量相对较高.砂子、水泥、混凝土、红砖次之.石灰石、大理石较低，天然石膏、木材最低。随着工业和“三废”治理的不断发展，许多工业废渣被用作建材，取得了明显的经济和社会效益。但由于工业废渣往往对放射性物质有不同程度的富集,因而使工业废渣建材如粉煤灰砖、磷石膏板等的放射性有所增高。

2、绿色及生态建材的特点

（1）绿色建筑材料的特征

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，它应具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、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。

（2）绿色建筑材料与可持续发展

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CO2、SO2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条件。

其次，从技术和经济角度看，绿色建材是在传统建材基础之上应用现代科学技术发展起来的高技术产品，它采用大量的工业副产品及废弃物为原料，其生产成本比使用天然资源会有所降低，因而会取得比生产传统建材更好的经济效益，这是在市场经济条件下可持续发展的源动力。如普通硅酸盐水泥烧成温度在1450℃以上，它不仅要求高品位的石灰石原料、消耗更多能源和资源，而且排放更多的有害气体，而采用高新技术研究开发节能环保型的高性能贝利特水泥，其烧成温度仅为1200--1250℃，预计每年可节省1000万吨标准煤，可减少CO2总排放量25%以上，并且可利用低品位矿石和工业废渣为原料，这种水泥不仅具有良好的强度、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1000公顷，由此造成的经济损失每年高达300亿元，如将这些粉煤灰转化为可利用的资源，所取得的正反两方面的经济效益将十分可观。

第三，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、芳香族碳氢化合物及含有汞、铅、铬化合物等物质，可有效减少居室环境中至癌物出现的可能。使用绿色建材减少了CO2、SO2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、文化等各个方面，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；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。人和环境的系统通畅和谐与否取决于三种生产的关系，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，绿色建材符合可持续发展战略要求，与可持续发展在本质上是一致的。

（3）绿色建筑材料的应用与展望

绿色建材在一些发达国家早已得到研制开发。近20年来，国际上主要工业发达国家和地区对绿色建材发展非常重视，如美国、加拿大、日本、西欧、北欧等已就建筑材料对室内空气的影响进行了全面、系统的基础研究工作，并制定了严格的法规。国际标准化机构ISO也讨论制订了环境协调和制品的标准，大大推动着国外绿色建材的发展。

美国是较早提出环境标志的国家，如美国环保局（EPA）设置了室内空气部，正在开展应用于室内的空气质量控制的研究计划。加州大学设置了室内空气系，研究和制订了评价建筑材料释放挥发性有机化合物（VOC）的理论基础；确定了测试建筑材料释放挥发性有机化合物的体系和方法；提出了预测建筑材料影响室内空气质量的数学模型。

丹麦、挪威为了促进绿色建材的发展，推出了“健康建材”标准，国家法律规定对于出售的涂料等建材产品在使用说明书上除了标出产品质量标准外，还必须标出健康指标。瑞典已正式实施新的建筑法规，规定用于室内的建筑材料必须实行安全标签制，制订了有机化合物室内空气浓度指标限值。德国是世界上最早推行环境标志的国家，自发布了第一个环境标志—“蓝天使”后，至今实施“蓝天使”的产品已达7500多种，占全国商品的30%。英国也是研究开发绿色建材较早的欧洲国家之一。另外，芬兰、冰岛等国家于1989年实施了统一的北欧环境标志。日本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，至今已经有2500多种环保产品。

近年来，绿色建材在中国也得到了较大的发展，建筑装饰业对绿色建材开始给以重视，特别是城市居民对于绿色建材给予了的极大关注，建设部已明令禁止使用含较多游离甲醛的107胶等多年使用过的材料，北京市已明令禁止在砼中使用尿素等可产生氨气的防冻剂，此外一系列相关的标准已经或即将出台。我国也成立了相应的环境标志产品认证委员会，水性涂料（乳胶漆）是建材第一批首先实行环境标志的产品，乳胶漆的推广和应用是对过去使用油漆等传统的内墙装饰材料的重要变革。

我国也先后从美国、加拿大、澳大利亚等国家引进了一些绿色建材，同时在引进的基础上开发出环保型、健康型的壁纸、涂料、地毯、复合地板、纤维增强石膏板等绿色装饰材料，一些防毒、消毒、灭菌等绿色材料也正在走进千家万户。

人类已经跨入了21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21世纪可持续发展的必然选择，人们有理由相信21世纪将是绿色材料的世纪。

3、绿色高性能混凝土（GHPC）

混凝土能否长期维持作为最主要的建筑结构材料，关键在于能否成为绿色材料，因此提出“绿色高性能混凝土” （GHPC），它是混凝土的发展方向，也是混凝土的未来。最早提出绿色高性能混凝土（GHPC）的是吴中伟教授。绿色高性能混凝土的提出在于加强人们对资源、能源和环境的重视，要求混凝土工作者更加自觉地提高HPC的绿色含量或者加大其绿色度，节约更多的资源、能源，将对环境的影响减到最少，这不仅为了混凝土和建筑工程的持续健康发展，更是人类的生存和发展所必需的。一般认为真正的绿色高性能混凝土应符合以下条件：

（1）所使用的水泥必须为绿色水泥；此处的“绿色水泥”是针对“绿色”水泥工业来说的。绿色水泥工业是指将资源利用率和二次能源回收率均提高到最高水平，并能够循环利用其它工业的废渣和废料；技术装备上更加强化了环境保护的技术和措施；粉尘、废渣和废气等的排放几乎接近于零，真正做到不仅自身实现零污染、无公害，又因循环利用其它工业的废料、废渣，而帮助其它工业进行三废消化，最大限度地改善环境。

（2）最大限度地节约水泥熟料用量，从而减少水泥生产中的“副产品”——二氧化碳、二氧化硫、氧化氮等气体，以减少环境污染保护环境。我国水泥产量世界第一，如全世界水泥产量从现在15亿吨增加到2010年的18亿吨，则世界水泥工业将增加大气层中CO2量高达 150亿吨。各国已规定CO2排放限量，水泥工业的发展必将受到限制，水泥产量不能再增加了！必须积极改变品种和工艺以降低能耗。GHPC中最多可达 60%—80%磨细工业废渣而不是水泥熟料成为最大的胶凝组分，既能满足HPC的全部性能要求，又能大幅度减少熟料用量，这将是一条主要出路。

（3）更多地掺加经过加工处理的工业废渣，如磨细矿渣、优质粉煤灰、硅灰和稻壳灰等作为活性掺合料，以节约水泥，保护环境，并改善混凝土耐久性。

用于砼的工业废渣主要有3类：

a.水淬矿渣(slag)：我国年产矿渣约8000万吨，巳大部用作水泥混合材，但细度粗，活性未充分利用，因而造成水泥强度低、矿渣掺量小。近年来日本对超细磨矿渣用于砼进行了较系统的研究，代替水泥可高达50%～80%，并取得流动性、耐久性、后期强度等性能的明显改善，已成为HPC的有效组分。

b.优质粉煤灰(fly ash)：1985年加拿大能源矿产部开发的高掺量粉煤灰混凝土（ HFCC），也包括用于结构中的 HPC，其中粉煤灰占胶凝材料总量的 55%—60 %，改变了几十年以来的粉煤灰代替水泥掺量不超过 25%的传统作法（目前我国一些规范标准还都有此限制）。我国粉煤灰排量增加迅速，1995年已超过1.25亿吨，其中不少优质粉煤灰适于制作HPC，例如内蒙古赤峰元宝山电厂优质灰超过我国1级灰标准，已大量用于北京首都国际机场航站楼等重要结构工程。

c.硅粉（silica fume）：硅粉是硅铁合金厂在冶炼硅铁合金时从烟层中收集的飞灰。我国硅灰产量约3000—4000吨/年，其细度极高，对砼的增强效果极好，但因量少而价高，故一般只用于有特殊要求的工程中。但是用少量硅粉与矿渣或粉煤灰复合，不仅能够增加复合细掺料的取代水泥量，增加 GHPC的早期强度与多种性能，还具有提高工作性、体积稳定性、耐久性、降低温升等效果，这种因复合带来的超叠加效应，值得特别重视。

d.大量应用以工业废液尤其是黑色纸浆废液为原料制造的减水剂，以及在此基础上研制的其它复合外加剂，帮助造纸工业消化处理难以治理的废液排放污染江河的问题。

e.集中搅拌混凝土和大力发展预拌商品混凝土，消除现场搅拌混凝土所产生的废料、粉尘和废水，并加强对废料和废水的循环使用。

f.发挥HPC的优势，通过提高强度、减小结构截面积或结构体积，减少混凝土用量，从而节约水泥、砂、石的用量；通过改善和易性来改善浇注密实性能，降低噪音和能耗；通过大幅度提高混凝土耐久性，延长结构物的使用寿命，进一步节约维修和重建费用，减少对自然资源无节制的使用。

g.砂石料的开采应该以十分有序且不过分破坏环境为前提。积极利用城市固体垃圾，特别是拆除的旧建筑物和构筑物的废弃物混凝土、砖、瓦及废物，以其代替天然砂石料，减少砂石料的消耗，发展再生混凝土。

从上可知，发展HPC和GHPC来防止波特兰水泥产量快速增长是可行的、有效的。但由于细掺料的超细磨和高效减水剂等都将提高成本，在开始阶段，会高出普通混凝土材料费用 50 %左右，常不被业主所接受，至于环境等更大效益更不易得到重视。

4、绿色涂料

（1）绿色涂料的意义

大多数建筑物都需要用涂料进行装修，一方面起到装饰作用，另一方面起到保护建筑物的作用。

涂料按用途分为内墙涂料系列、外墙涂料系列及浮雕涂层系列；按类型分为面漆、中层漆、底漆等, 涂料的主要成分为树脂类有机高分子化合物，在使用时(刷或喷涂)需用稀释剂调成合适黏度以方便施工。

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环保涂料

这些稀释剂挥发性强,大量弥散于空气中,是引起人中毒的罪魁祸首。各类“稀料”是由一些酯类、酮类、醚类、醇类及苯、甲苯、二甲苯等芳香烃配制而成。

其中危害最大的是苯，它不仅能引起麻醉和刺激呼吸道，而且能在体内神经组织及骨髓中积蓄，破坏造血功能 (红、白血球和血小板减少)，长期接触能造成严重后果。

传统的低固含量溶剂型涂料约含50％的有机溶剂。涂料的加工和生产产生的有机化合物在人类活动所产生的有机挥发组分(VOC)总量中仅次于交通，居第二位，约占20％-25％。

（2）绿色涂料的类型

所谓“绿色涂料”是指节能、低污染的水性涂料、粉末涂料、高固体含量涂料(或称无溶剂涂料)和辐射固化涂料等。

①高固含量溶剂型涂料：其主要特点是，在可利用原有的生产方法、涂料工艺的前提下，降低有机溶剂用量，从而提高固体组分。

②水基涂料：事实上，现在水基涂料使用量已占所有涂料的一半左右。水基涂料主要有水溶性、水分散性和乳胶性3种类型。a. 水分散型涂料。水分散型涂料实际应用面相对大一些，是通过将高分子树脂溶解在有机溶剂——水混合溶剂中而形成。b. 乳胶型涂料，涂料在使用过程中，高分子通过离子间的凝结成膜；c. 水溶性高分子涂料。

③粉末涂料：粉末涂料理论上是绝对的voc为零的涂料；制备工艺复杂，难以得到薄的涂层。

④液体无溶剂涂料：能量束固化型涂料。这类涂料之中多数含有不饱和基团或其他反应性基团，在紫外线、电子束的辐射下，可在很短的时间内固化成膜。

双液型涂料：双液型涂料贮存时低粘度树脂和固化剂分开包装，使用前混合，涂装时固化。

⑤弹性涂料：所谓弹性涂料，即形成的涂膜不仅具有普通涂膜的耐水、耐候性.而且能在较大的温度范围内,保持一定的弹性韧性及优良的伸长率。从而可以适应建筑物表面产生的裂纹而使涂膜保持完好。

(6)杀虫内墙装饰乳胶漆。具有杀虫、放霉菌等作用。

涂料的研究和发展方向越来越明确，就是寻求voc不断降低、直至为零的涂料，而且其使用范围要尽可能宽、使用性能优越、设备投资适当等。因而水基涂料、粉末涂料、无溶剂涂料等可能成为将来涂料发展的主要方向。

5、新型生态建筑材料

生态建筑材料一般是指有利于保护生态环境,是一类对人体、周边环境无害的健康型、环保型、安全型的建筑材料。生态材料应具有以下主要特点：

①具有优异的使用性能；

②生产时少用或不用天然资源，大量使用废弃物用；

③采用清洁的生产技术,废气、废渣和废水的排放量相对较少;

④使用过程中有益于人体健康、有利于生态环境改善及与环境相和谐;

⑤废弃后使之作为再生资源或作为能源、资源可加以利用，或能作净化处理。

据统计，目前发展的生态建材主要有绿色水泥及生态混凝土材料，新型的建筑用钢、建筑饰面材料、建筑玻璃和建筑陶瓷等。

（1）生态水泥

水泥是主要的建筑材料。生产 1 t 水泥熟料约需1.1 t石灰石，烧成、粉碎需约105 kg 煤、与此同时，分解1.1t石灰石,排放0.49 t CO2。

生态水泥主要是指在生产和使用过程中尽量减少对环境影响的水泥。如利用生活垃圾的焚烧灰和下水道污泥的脱水干粉作为原料生产水泥是一种典型的生态水泥。

①粉煤灰硅酸盐水泥

粉煤灰是火力发电厂燃煤粉锅炉排出的废渣。

②矿渣硅酸盐水泥

凡由硅酸盐水泥熟料和粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料称为矿渣硅酸盐水泥。

（2）生态混凝土

生态混凝土可分为环境负荷降低型生态混凝土和生物对应型生态混凝土。

①环境负荷型生态混凝土

a.降低制造时的环境负荷。这种技术主要通过固体废弃物的再生利用来实现；

b.降低使用时的环境负荷。如通过提高混凝土的耐性来提高建筑物的寿命；或者通过加强设计，搞好管理来提高建筑物的寿命，混凝土延长了寿命相当于节省了资源、能量等。

c.利用混凝土本身特性降低环境负荷， 如多孔混凝土，减少了原料用量。

②生物对应型生态混凝土是指能与动植物和谐共生的混凝土。

植生型生态混凝土是利用多孔混凝土的空隙透水、透气并能渗透植物所需营养，生长植物根系这一特点来种植小草、低的灌木等植物，用于河川护堤的绿化、美化环境。

海洋生物、淡水生物对应型混凝土是将多孔混凝土设置在河川、湖沼和海滨等水域，让陆生和水生小动物附着栖息在其凹凸不平的表面或空隙中，通过相互作用或共生作用，形成食物链，为海洋生物和淡水生物生长提供良好的条件，保护生态环境。

(3) 生态玻璃

①类型：玻璃工业也是一个高能耗、污染大、环境负荷高的产业。平板玻璃生产时对环境的污染主要是粉尘﹑烟尘和SO2等。随着建筑业、交通业的发展，平板玻璃已不仅仅是用作采光和结构材料，而是向着控制光线、调节温度、节约能源，安全可靠、减少噪声等多功能方向发展。

a.热反射玻璃。热反射玻璃是用喷雾法、溅射法在玻璃表面上涂上金属膜、金属氮化物膜或金属氧化物膜面制成的。这种玻璃能反射太阳光，可创造一个舒适的室内环境,同时在夏季能起到降低空调能耗的作用。

b.高性能隔热玻璃。高性能隔热玻璃是在夹层内的一面涂上一层特殊的金属膜，由于该膜的作用，太阳光能照射进入室内，而室外的冷空气被阻止在外，室内的热量不会流失。

c.调光玻璃。自动调光玻璃有两种，一种是电致色调玻璃。另一种是液晶调光玻璃。有两片相对透明的电玻璃,一片涂有还原状态变色的WO3层，另一片为涂有氧化状态下变色的普鲁士蓝层，两层同时着色、消色，通过改变电流方向可自由调节光的透过率，调节范围达15％-75％。后者属于透视性可变型。其结构为,在两片相对透明的玻璃之间夹有一层分散有液晶的聚合物，通常聚合物中的液晶分子处于无序状态，入射光被折射，玻璃为不透明，加上电场后，液晶分子按电场方向排布、结果得到透明的视野。

d.隔音玻璃。隔音玻璃是将隔热玻璃夹层中的空气换成氦、氩或六氮化硫等气体并用不同厚度的玻璃制成,可在很宽的频率范围内有优异的隔音性能。

e.电磁屏蔽玻璃。

f.抗菌自洁玻璃。抗菌自洁玻璃是采用目前成熟的镀膜玻璃技术(如磁控浇注、溶胶-凝胶法等)在玻璃表面涂盖一层二氧化钛薄膜。

g.光致变色玻璃。

②窗户节能材料和技术

窗户是建筑的重要组成部分，但窗户是建筑绝热的薄弱环节，据一般统计,夏季通过玻璃窗入射的热量占制冷机的最大负荷的20％~30%。冬季通过玻璃窗的热损失约占供热负荷的30％~50％，所以应重视建筑窗户的节能研究。

我国现实的情况与国家标准现定值还有很大的差距，与先进国家相比差距更大。我国的外墙传热系数比国外高4-5倍，屋顶高2.5-5.5倍，窗户高1.5-2.2倍，节能任务非常艰巨。

6、绿色住宅与建筑

所谓绿色住宅是指能充分利用自然环境资源、并以基本上不影响生态平衡为目的而建造的一种住宅。

“绿色”建筑并非是一般意义上的立体绿化、如房前屋后种花种草、屋顶花园等，而是对环境无害的一种标志；其“绿色”的本质,是使物质循环系统的首尾相接、无废无污、高效和谐、开放式闭合型良性循环。

下面简要介绍国内清华节能楼情况。

德国节能住宅

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清华节能楼

我国首座超低能耗 “前期示范工程” 日本太阳能住宅

清华节能楼：2006年7月6日，由中国科技部和意大利环境与领土资源部共同建设的中意清华环境节能楼在清华大学举行落成典礼。这座融绿色、生态、环保、节能理念于一体的智能化教学科研办公楼，是由意大利著名建筑设计师马利奥.古奇内拉设计的，总建筑面积为2万平方米。它集成应用了自然通风、自然采光、低能耗围护结构、太阳能发电、中水利用、绿色建材和智能控制等国际上最先进的技术、材料和设备。据初步核算，该楼每年将减排二氧化碳1200吨、二氧化硫5吨，为我国下一代节能建筑的设计和建设树立了一个样板。

①全自然光

在综合分析北京地区的特定气候特点和周围地形条件后，大楼造型采用C字型，以提高能源利用效率。楼东侧墙上是宽宽长长的遮光板，就像飞机的机翼。进去后会发现大楼没有亮灯，在背阴处也有足够的自然光看书。据介绍，这些遮光板可以随着阳光的变化自动调节角度，折射阳光，保证大楼从早6点到晚6点12小时使用自然光。在冬天采暖的时候，不消耗什么能源，就可以把房间温度维持在20度左右。

②不用空调

到了夏天，通过关闭百叶窗可以减少热辐射，再加上房顶上的冷水管道，不用空调可以把温度控制在18度左右。这座楼里找不到中央空调等设备，天花板上一块块网格，就是制冷的“空调”。这些网格由许多毛细管组成，天气炎热时，水流过这些管子就可以保持室内温度适宜，还不会像空调一样吹出冷风伤身。需要除湿时，用一种特殊溶液做能源的机器对空气除湿，还可以对空气杀菌后通风换气。

室内无人时，补偿式传感器和二氧化碳传感器能够调节室内空气的流速和天花板的温度，在保证室内空气舒适的同时充分节约能源。

③暖瓶效应

整座楼三面都是真空玻璃窗结构。它的玻璃窗和一般的玻璃窗不同，它一共有四层玻璃而且中间的一层是真空的，这就形成了一种暖瓶效应，使得房间内冬暖夏凉。镀膜玻璃、防火玻璃、真空玻璃……五花八门的先进技术把整座大楼的玻璃全副武装起来。每一种玻璃都有自己的“看家功夫”，有的可以防止有害光线射入，有的可防火灾蔓延，有的可防噪声，有的可保温保湿。据介绍，大楼用了六种玻璃做大楼外围结构，其中真空玻璃在国内首次安装于真实建筑物上。

④节能七成

示范楼集中体现了“科技奥运、绿色奥运”的理念。示范楼建筑围护结构导致负荷仅为常规建筑物的10%，冬季可基本实现零采暖能耗，考虑办公设备、照明等系统在内，建筑物全年电耗仅是本市同类建筑物的30%。内部能源供应系统回收废热，在冬季作为生活热水等的热源，在夏季则作为空调系统的能源。示范楼集成了国内外科研单位、制造企业的近百项建筑节能和与绿色建筑相关的最新技术，有近十项产品和技术为国内首次采用。

7、建筑材料物化环境状况的定量评价

建筑师在设计节能建筑时, 考虑更多的是建筑物在运行阶段的能耗, 往往忽视了建筑物物化能(embodied energy) 的影响，即建筑物在原材料开采、运输、构件生产、施工等过程消耗的能量。事实上，建筑物物化能影响是建筑物整个生命周期环境影响中不可或缺的环节。

为了全面反映建筑材料物化的环境影响，选择水泥、钢材和平板玻璃3 种在建设领域普遍使用的材料，依据建立的建筑材料生命周期影响评价模型进行定量分析。考虑的主要环境影响指标有资源消耗和潜在环境影响负荷，以避免单一能量评价的局限性。

建筑材料物化环境状况的定量评价：

①建筑材料生命周期物化阶段——评价范围和目的。

②建筑材料生命周期的影响评价模型。

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结论

采用生命周期评价方法，建立了水泥、建筑用钢材和浮法平板玻璃三种基本建筑材料的环境清单，并依据EDIP方法建立了建筑材料生命周期环境影响评价的模型。

结果表明：钢材的物化环境影响负荷最大，平板玻璃其次，水泥最小。 例如，1 t 钢材中环境影响负荷最小的线材是1 t 水泥的617倍，是1 t 平板玻璃的139倍；而1 t 平板玻璃的环境影响负荷是1 t 水泥的4.4倍。资源耗竭系数的变化也有类似的规律。

显然，不同建筑材料的物化环境影响存在较大差异。建筑材料作为建筑物系统的一部分，其环境影响直接关系到建筑物生命周期的环境影响。建筑材料的合理选择是有效降低建筑物环境影响的前提。

这就要求建筑物在保证结构可靠度和使用功能的前提下，最大限度减少环境影响严重的建筑材料的用量，优化各种建筑材料的用量配比，使建筑物的物化环境影响最小，为建筑物整个生命周期产生最小的环境影响打下坚实的物质基础。

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