墻體材料生產的節能與資源合理利用

王國田 田 峰 張永明

（1 亞太建設科技信息研究院，北京 100120；2 上海同材材料科技發展有限公司，上海 200092）

20 世紀90年代以來，我國已成為世界上最大的建筑材料生產與消費國家。建筑能耗巨大，占全國總能耗的30%[1]。已建和在建房屋建筑面積中，墻體材料是建筑物的主要結構砌筑及圍護材料，是建筑物的主體材料，約占房建材料的70%。幾乎占每棟建筑物主體固體材料用料的80%以上。墻體材料工業是中國建材工業的重要組成部分，也是基礎工業之一[2]。

我國房屋建筑墻體材料中粘土磚占據主導地位。實心粘土磚的生產方式基本上是手工或半機械化操作，造成土地大量破壞，能源浪費巨大，環境污染嚴重。我國生產粘土磚每年耗用粘土資源達20 多億立方米，約相當于毀田120萬畝；每年生產粘土磚消耗7000 多萬噸標準煤。實心粘土磚生產的增長，不僅增加了墻體材料的生產能耗，而且導致新建建筑的采暖和空調能耗大幅度增加，嚴重加劇能源供需矛盾[3]。

國家規劃發展綱要中明確指出，"構建和諧社會、創建節約型社會、發展循環經濟是我國社會和經濟發展的指導思想”。隨著我國工業化進程和經濟的快速發展，資源和能源的消耗量增加，尤其是墻體材料工業能耗尤為突出。墻體材料革新是節約耕地、節約能源、保護環境的重要手段。加速墻體材料工業體系的建設，提高科技自主創新能力，提高礦山資源綜合利用率，充分消化社會廢棄資源，發展綠色墻材與循環生產技術，減少資源、能源消耗和環境污染，推進墻體材料革新是保護耕地和節約能源的迫切需要[1][4]。

1 墻體材料生產能源資源利用現狀

我國墻體材料總產量大，企業數量多，但人均勞動生產率低，質量水平一般。近年來，由于墻體材料革新與建筑節能政策的推動，我國墻體材料由單一燒結粘土實心磚發展到近百種產品。新型墻體材料雖然發展較快，品種較多，但從總體上講，材料性能差，還不能滿足建筑節能的要求，能源、資源利用情況與發達國家相比存還在較大差距。

1.1 傳統墻體材料能源資源利用

磚瓦是我國墻體材料工業的重要組成部分，約占我國墻體材料總量的90%以上。我國磚瓦企業數量10萬多個，占地400萬畝左右。無論是產量，還是企業數量及占用土地均為世界各國之首。隨著我國經濟的快速發展，墻體材料工業也得到快速發展。但實心粘土磚仍然是墻體材料的主要材料，占墻體材料總量的60%，耗能多達5000 多萬t 標準煤。

實心粘土磚主導墻體材料市場，不僅制約著建筑節能目標的實現，還存在著毀田取土、高能耗與破壞生態環境等問題。目前，我國在城市建設中已經禁止使用實心粘土磚，全國實心粘土磚年產量得到了一定的控制。今后要嚴格控制和逐步取代普通粘土實心磚的生產和使用，大力推廣新型墻體材料。推進墻體材料工業的進步，消化吸收國外先進的新型墻體材料生產技術，加強“禁實”政策等諸多墻改與建筑節能政策的順利實施，在技術方面與政策上極大地促進了我國墻體材料工業的發展，提高我國墻體材料行業的整體發展水平。

1.2 新型墻體材料能源資源利用

墻體材料工業的發展，不僅是產品種類的變化，而且是原料種類的增長。目前，較為成熟的、常見的生產燒結墻體材料的技術，除了粘土生產燒結磚技術以外，還有煤矸石生產燒結磚、粉煤灰生產燒結磚、頁巖生產燒結磚技術等；非燒結墻體材料技術除了混凝土空心砌塊、加氣混凝土砌塊生產技術外，還增加了紙面石膏板生產技術、纖維增強水泥板材生產技術、金禾板生產技術等。這些技術的發展為墻體材料行業帶來了前所未有的機遇，為資源能源的合理利用開發了新的渠道，也為因地制宜發展墻體材料創造了條件。

建材產業屬典型的資源依賴型產業，每年總消耗量在30億t 以上，其中墻體材料消耗量占近一半。合理開發非金屬礦物資源，開發利用工業廢渣、建筑垃圾、固體廢棄物等資源能源進行新型建材生產的新技術，是我國材料產業發展的重要方向。工業廢渣包括粉煤灰、煤矸石、脫硫石膏、赤泥、尾礦、磷礦渣和磷石膏等。城市淤泥、建筑垃圾與生活垃圾等城市固體廢棄物可以生產燒結類與非燒結類新型墻體材料。各地應充分根據當地的產業現狀，確定自身墻體材料產品的發展重點，做到資源能源的合理利用[2]。表1 為我國工業廢渣、城市垃圾年產量與累積量。

2 墻體材料生產對資源、能源和環境的影響

我國墻體材料生產仍以粘土制品為主，不僅磚瓦生產企業仍占用著很多土地，而且每年制磚取土毀地非常嚴重。同時，磚瓦行業又是個耗能大戶，每年消耗大量煤炭，嚴重浪費能源。磚瓦窯排放的有害氣體還嚴重污染環境，破壞生態，影響人民身體健康，危害農業生產。傳統的磚瓦生產嚴重制約著我國經濟社會的可持續發展。

2.1 墻體材料生產對土地資源的影響

隨著國家對新農村建設的高度重視，村鎮建筑迅速發展。村鎮地區對建筑材料的需求量大增，鄉鎮粘土磚廠得到空前的發展，成為我國磚瓦企業的主力軍。據了解，我國每年粘土實心磚年產量高達7000億塊，年實際毀田120萬畝，雖然這120萬畝的土地不一定都是適宜耕作的良田，但生產粘土磚確實將相當一部分的耕地占用和破壞了，造成耕地面積減少，加劇我國人多地少的緊張關系。

2.2 墻體材料生產對能源的影響

建材工業的能耗占全國工業能耗的約13%。這其中墻體材料行業的能耗占建材工業能耗總量的35%，而粘土磚企業是墻體材料的主要耗能大戶。我國粘土磚生產所用的燃料以煤為主。據分析，我國磚瓦行業的平均能耗已從20 世紀80年代的每萬塊磚耗標煤1.1t 降低到目前的約0.9t，先進企業的煤耗可達到500～600kg 標煤/萬塊。我國粘土磚企業的燒成能耗是發達國家的1倍左右。但由于國內大多數企業采用自然干燥，露天晾曬，干燥過程無需能耗和電耗，使得粘土磚生產的總能耗降低，單位產品的能耗低于發達國家的水平。但由于我國粘土磚的產量太大，能源消耗的絕對數量十分驚人，如果目前產量按7000億塊計算的話，全國燒磚所用的煤耗約7000萬t，占全國煤炭產量的2.2%左右。

表1 我國工業廢渣、城市垃圾年產量與累積量

2.3 墻體材料生產對環境的影響

粘土磚是古老的傳統墻體材料，是我國城鄉建設所需的最基本材料之一。由于投資少、技術含量低、原料易得，許多鄉鎮企業投資建磚廠。生產粘土磚燃煤造成的二氧化硫、二氧化碳排入量和粉塵污染本身就很大，而鄉鎮磚廠采用簡易的工藝和設備，生產技術和環保設施落后，造成的污染非常嚴重。由于不重視土地資源的合理規劃和管理，還造成了土地大量的破壞，耕地變成了廢坑荒地。而這些廢坑荒地因上面的粘質土層被挖走，沙質土層裸露在外，易被風刮起形成浮土和沙塵，造成環境的破壞。

3 墻體材料生產節能發展趨勢

3.1 墻體材料生產的發展要以建筑節能為核心

我國建筑能耗已占全國總能耗的30%，其中，建筑使用能耗占建筑能耗的88%，建筑圍護結構的傳熱量約為建筑使用能耗的72%，建筑能耗比國際先進水平高2～3 倍。在我國現行建筑運行中，北方建筑采暖每年多消耗2000萬t 標煤；南方地區夏季制冷也消耗大量電力。建筑使用能源浪費驚人，建筑節能刻不容緩。

當前，我國節能建筑主要采用外墻外保溫、外墻內保溫等復合節能保溫體系，這些建筑節能保溫體系存在耐久性與安全性差、施工難度大和建筑成本高等許多問題。要解決這些問題，必須依據當地的氣候條件、資源狀況等，開發以建筑節能為核心的大摻量、高孔洞率、導熱系數低的新型墻體材料產品與節能墻體材料體系。

3.2 墻體材料生產的發展以滿足建筑功能為條件

墻體材料生產的發展不僅要以建筑節能為核心，還要適應建筑功能改善的要求，滿足不同建筑結構和不同檔次建筑的需要。以框架結構為主的高層建筑，應積極發展滿足建筑功能要求，保溫隔熱性能優良，輕質高強，便于機械化施工的各類內、外墻板與空心磚砌體；多層砌筑結構和高層框架結構，承重墻體材料應重點發展承重混凝土小型空心砌塊和承重利廢空心磚；非承重墻體材料應以利廢的各類非承重砌塊和輕板為主。

3.3 墻體材料生產的發展以廢棄物利用為重點

大量堆積起來的工業廢渣與城市固體廢棄物，對人們現在與未來造成的危害不容忽視，而墻體材料的生產是消耗大量工業廢渣與城市固體廢棄物的主要途徑。在墻體材料生產過程中，首先應考慮利用粉煤灰、脫硫石膏、磷石膏等工業廢棄物，再考慮利用建筑垃圾等城市廢棄物與農作物廢棄物，最后再考慮使用城市固體廢棄物，使這些產品成為當地新型墻體材料的主導產品，達到資源的合理利用的目的。利用當地資源，積極發展低能耗、低污染、高性能、高強度、多功能、系列化、能夠提高施工效率的新型墻體材料產品，不但可以充分利用當地資源，而且解決了大量的廢棄物處置難題。

3.4 各地墻體材料生產的發展應充分考慮當地資源條件

節能利廢是墻體材料生產發展的先決條件，但并不是唯一條件。墻體材料生產的發展必須結合當地的資源條件，因為墻體材料生產的發展不能脫離經濟效益這一前提條件而僅考慮其社會效益。墻體材料由于運輸半徑與成本的限制，使墻體材料具有很強的地域特性，成為地道的地方性材料。因此，墻體材料產業的發展，不能脫離當地的資源條件，要強化以經濟效益領先因地制宜發展墻體材料生產工業。

[1]翟紅俠，潘勝祥，張高展，廖紹會.利用地方資源開發設計建筑節能新型墻體材料[J].安徽建筑.2009,(92).39,112.

[2]權宗剛.論因地制宜發展墻體材料工業—墻體材料工業的發展應充分利用各地資源[J].磚瓦.2007,(7).10-13.

[3]馬榮.實施可持續發展戰略推進我國墻體材料革新事業[J].中國建材科技.2001,10(4).34-38.

[4]孫向遠.面對節能建筑和可持續發展戰略目標論我國磚瓦工業節能與發展之路[J].中國建材.2008,(1).48-52.