淺談德國(guó)及北歐國(guó)家綠色建材產(chǎn)品

張彥林 曾令榮 吳雪樵

[摘要] 本文結(jié)合筆者考察的基本情況，簡(jiǎn)單介紹了德國(guó)及北歐國(guó)家?guī)追N主要綠色建材產(chǎn)品，并從節(jié)能、環(huán)保、功能性等角度闡述了每種產(chǎn)品的特點(diǎn)及我國(guó)與之差距，最后從建材標(biāo)識(shí)制度、產(chǎn)品生產(chǎn)及應(yīng)用節(jié)能、推廣應(yīng)用新技術(shù)等方面給出了幾點(diǎn)建議。

[關(guān)鍵詞] 綠色建材及其標(biāo)識(shí)制度；墻體材料；保溫材料；節(jié)能門(mén)窗；建筑遮陽(yáng)；保溫砂漿及外飾層

[中圖分類(lèi)號(hào)] F407 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A[文章編號(hào)] 2095-4085（2012）-06-0092-03

1引言

綠色建材是綠色建筑的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，是設(shè)計(jì)和建造綠色建筑不可缺少的重要原材料。隨著歐洲各國(guó)對(duì)綠色建筑的廣泛認(rèn)同，綠色建材和綠色建筑一樣也被越來(lái)越多的國(guó)家重視并深入研究和推廣應(yīng)用。德國(guó)及北歐國(guó)家非常注重綠色建材的發(fā)展，并提出了未來(lái)發(fā)展方向。其內(nèi)容如下：

（1）發(fā)展適合節(jié)能減排及綠色建筑需要的建筑材料；

（2）發(fā)展新型保溫材料和高效建筑部件；

（3）發(fā)展可循環(huán)利用的建筑材料；

（4）發(fā)展無(wú)毒、無(wú)害、環(huán)保的建筑材料。選用的材料不會(huì)對(duì)身體有負(fù)面影響，如低揮發(fā)性有機(jī)合成物、油漆、粘合劑和密封劑等；

（5）發(fā)展具有智能特點(diǎn)的功能性建筑部件（如換氣門(mén)窗）和墻體材料（如自清潔）等新型建筑材料。

2德國(guó)及北歐國(guó)家?guī)追N主要綠色建材產(chǎn)品

2.1墻體材料

德國(guó)及北歐國(guó)家的墻體材料品種和我國(guó)差別不大，主要有燒結(jié)制品、混凝土砌塊及加氣混凝土等產(chǎn)品，但這些國(guó)家特別重視墻體材料產(chǎn)品的應(yīng)用節(jié)能，主要通過(guò)改變孔洞構(gòu)造及材料復(fù)合好、有效降低導(dǎo)熱系數(shù)、改善墻體的保溫性能來(lái)實(shí)現(xiàn)。以德國(guó)及北歐國(guó)家的燒結(jié)類(lèi)墻體材料制品為例，其導(dǎo)熱系數(shù)一般在0.30 W/（m·K）水平，部分保溫?zé)Y(jié)制品的導(dǎo)熱系數(shù)僅為0.09 W/（m·K）（圖1）。而我國(guó)質(zhì)量較好的多孔磚導(dǎo)熱系數(shù)約為0.50W/（m·K），空心磚導(dǎo)熱系數(shù)約為0.35～0.45 W/（m·K），粘土實(shí)心磚導(dǎo)熱系數(shù)則達(dá)到0.81 W/（m·K）。通過(guò)測(cè)算可知，當(dāng)導(dǎo)熱系數(shù)為0.16 W/（m·K）時(shí)，300mm厚墻體傳熱系數(shù)為0.43 W/ （m2·K），可滿足我國(guó)建筑節(jié)能65%的要求；當(dāng)導(dǎo)熱系數(shù)為0.13 W/（m·K）時(shí)，240mm單磚墻傳熱系數(shù)為0.45 W/ （m2·K），也可滿足我國(guó)建筑節(jié)能65%的要求。在德國(guó)及北歐國(guó)家，由于使用優(yōu)質(zhì)節(jié)能墻體材料，每年就能節(jié)約采暖一次能耗約40%。

2.2保溫材料

德國(guó)及北歐國(guó)家的保溫材料主要以EPS和巖棉為主，另外還有玻璃棉、泡沫玻璃及珍珠巖等。其中EPS占到75%左右，容重要求達(dá)到15kg/m3以上，甚至有部分達(dá)到30kg/m3以上；巖棉導(dǎo)熱系數(shù)0.035～0.045 W/（m·K），容重120～155 kg/m3；泡沫玻璃主要用于對(duì)溫度有特殊要求的建筑部位，導(dǎo)熱系數(shù)0.040～0.060 W/（m·K），容重100～165 kg/m3，耐溫性能較好（圖2）；珍珠巖導(dǎo)熱系數(shù)一般為0.050～0.070 W/（m·K），更多用于地下室和屋面保溫（圖3）。

德國(guó)及北歐國(guó)家特別重視保溫材料防火。如，由于消防云梯高度的限制，在德國(guó)22m以上建筑只能采用巖棉等不燃保溫材料；當(dāng)EPS厚度大于100mm時(shí)，推薦使用防火隔離條或每?jī)蓪釉O(shè)置一個(gè)隔離帶，材料可采用巖棉板或防火PU等。隨著建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的提高，建筑保溫層的厚度也逐漸加厚。以德國(guó)為例，建筑保溫層的厚度已從1996年平均72mm增加到目前的115mm。

2.3 節(jié)能門(mén)窗

節(jié)能玻璃是德國(guó)及北歐國(guó)家綠色建筑使用的重要建筑材料之一。其品種類(lèi)別和我國(guó)差別不大，主要有中空玻璃、真空玻璃、鍍膜玻璃、Low-E玻璃等。德國(guó)及北歐國(guó)家把門(mén)窗有效利用太陽(yáng)能和保溫隔熱（即節(jié)省能源）放在首要位置來(lái)考慮，其窗戶傳熱系數(shù)要求小于1.5W/（m2·K），部分三層玻璃窗戶傳熱系數(shù)達(dá)到1.1W/（m2·K），許多新技術(shù)窗戶傳熱系數(shù)僅有0.6W/（m2·K）。另外，有部分窗戶設(shè)計(jì)了進(jìn)風(fēng)和排風(fēng)系統(tǒng)，起到調(diào)節(jié)室內(nèi)空氣的效果。

德國(guó)及北歐國(guó)家門(mén)窗節(jié)能措施主要有：

（1）合理控制窗墻比。這些國(guó)家的窗戶相對(duì)較小，從而盡量減少能量損失。

（2）在選擇使用節(jié)能玻璃時(shí)，根據(jù)區(qū)域特點(diǎn)確定玻璃品種。德國(guó)及北歐國(guó)家屬于嚴(yán)寒區(qū)域，門(mén)窗玻璃以控制熱傳導(dǎo)為主，盡量選擇中空玻璃或低輻射玻璃組成的中空玻璃，以便更好地發(fā)揮玻璃節(jié)能特性。

（3）提高住宅外窗的氣密性，減少冷空氣滲透。如設(shè)置優(yōu)質(zhì)密封條，使用新型密封性能良好的門(mén)窗材料；框與玻璃之間的密封使用各種彈性壓條；門(mén)窗框與墻間的縫隙用巖棉、玻璃棉、聚乙烯泡沫材料及密封膏等密封。

（4）改善住宅門(mén)窗的保溫性能。在門(mén)的空腹內(nèi)填充巖棉板，以增加其絕熱性能；更多采用塑料窗、塑木復(fù)合窗等，很少使用金屬門(mén)窗，以避免金屬窗產(chǎn)生冷橋；設(shè)置三層玻璃，在玻璃夾層中使用惰性氣體；擴(kuò)大單塊玻璃的面積，減少窗芯，合理減少可開(kāi)啟的窗扇面積。

（5）大型落地窗戶一般設(shè)置在“溫度阻尼區(qū)”的外層。德國(guó)及北歐國(guó)家在新建建筑中將陽(yáng)臺(tái)用大型落地窗封閉起來(lái)，與建筑外墻體的窗戶間形成中間層，起到更好的節(jié)能保溫效果。

2.4高性能遮陽(yáng)

德國(guó)及北歐國(guó)家非常重視夏天對(duì)建筑物的遮陽(yáng)，可有效降低建筑能耗，提高室內(nèi)居住舒適性。建筑遮陽(yáng)的種類(lèi)有：窗口遮陽(yáng)、屋面遮陽(yáng)、墻面遮陽(yáng)、綠化遮陽(yáng)等形式。在這些遮陽(yáng)措施中，窗口遮陽(yáng)無(wú)疑是最重要的。

窗戶的遮陽(yáng)方式分為內(nèi)遮陽(yáng)、窗戶中間遮陽(yáng)和外遮陽(yáng)三種。內(nèi)遮陽(yáng)容易把熱量留在室內(nèi)，而外遮陽(yáng)節(jié)能效果更加明顯。也有部分門(mén)窗在玻璃夾層內(nèi)設(shè)置活動(dòng)遮陽(yáng)百葉，也能起到很好的遮陽(yáng)效果，但窗戶造價(jià)較高，也不便于維修。德國(guó)及北歐國(guó)家更喜歡使用窗戶外遮陽(yáng)。

外遮陽(yáng)一般有可調(diào)式百葉外遮陽(yáng)、上翻板外遮陽(yáng)、側(cè)翻板外遮陽(yáng)、推拉板外遮陽(yáng)（單軌道或雙軌道）、卷簾外遮陽(yáng)及新型太陽(yáng)能遮陽(yáng)（圖4）等。

2.5保溫砂漿及外飾層

德國(guó)內(nèi)外墻抹灰材料主要用砂漿，并且開(kāi)發(fā)了系列保溫砂漿及特殊砂漿作為基礎(chǔ)材料。主要砂漿品種有砌筑砂漿、抹灰砂漿、粘結(jié)砂漿、填料和澆注料等。德國(guó)保溫砂漿的導(dǎo)熱系數(shù)一般為0.15～ 0.21 W/（m·K），而我們國(guó)家的保溫砂漿一般在0.8 W/（m·K）左右。另外，還有用于內(nèi)墻具有儲(chǔ)備能量的隔熱砂漿，其10%～25%的成分為蓄熱石蠟。通過(guò)石蠟遇熱吸收熔融、遇冷釋放熱量的調(diào)節(jié)作用，可使室內(nèi)平均溫度保持在22攝氏度左右，濕度保持在40%～ 60%之間，保溫砂漿的功能性效果顯著。

德國(guó)及北歐國(guó)家建筑物外飾層所用材料基本和國(guó)內(nèi)差別不大，但裝飾效果以簡(jiǎn)約為主。裝飾層主要有涂料飾面、裝飾磚飾面、石材飾面及其它裝飾板材飾面等。德國(guó)建筑比較注重細(xì)節(jié)，露出外墻的緊固件基本以使用不導(dǎo)熱配件為主，任何細(xì)微熱損失都在考慮范疇之內(nèi)。

3德國(guó)及北歐國(guó)家綠色建材標(biāo)識(shí)制度

德國(guó)及北歐國(guó)家積極推動(dòng)綠色建材的環(huán)境標(biāo)識(shí)制度，極大地促進(jìn)了環(huán)保、健康的綠色建材發(fā)展。

德國(guó)是世界上最早推行環(huán)境標(biāo)志制度的國(guó)家。1987年德國(guó)發(fā)布了第一個(gè)環(huán)境標(biāo)志——“藍(lán)天使”后，至今實(shí)施“藍(lán)天使”的產(chǎn)品已達(dá)7500多種，其中建材產(chǎn)品是其主要組成部分。德國(guó)開(kāi)發(fā)的“藍(lán)天使”標(biāo)志的建材產(chǎn)品側(cè)重于從環(huán)境危害大的產(chǎn)品入手并逐步推進(jìn)，取得了很好的環(huán)境效益。目前，“藍(lán)天使”環(huán)境標(biāo)志已成為德國(guó)公眾熟知的一種標(biāo)志，在市場(chǎng)上扮演著重要的角色，德國(guó)居民也愿意多付些錢(qián)去購(gòu)買(mǎi)對(duì)環(huán)境有益的產(chǎn)品。德國(guó)所有大中城市，均有專(zhuān)門(mén)出售“綠色建材”的商店。

北歐的芬蘭、瑞典等國(guó)于1989年實(shí)施了統(tǒng)一的北歐環(huán)境標(biāo)志。芬蘭為了促進(jìn)綠色建材的發(fā)展，推出了“健康建材”（HMB）標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定所出售的建材產(chǎn)品在使用說(shuō)明書(shū)上除標(biāo)出產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)外，還必須標(biāo)出健康指標(biāo)。

瑞典實(shí)施的建筑法規(guī)中明確規(guī)定，用于室內(nèi)的建筑材料要求實(shí)行安全標(biāo)簽制，并制定有機(jī)化合物室內(nèi)空氣濃度指標(biāo)限值：≤0.2毫克/立方米時(shí)，為一類(lèi)空氣；≤0.5毫克/立方米時(shí)，為二類(lèi)空氣。瑞典出口建筑材料及家具等產(chǎn)品時(shí)，廠家已在說(shuō)明書(shū)上標(biāo)出產(chǎn)品4周和26周有機(jī)化合物室內(nèi)空氣濃度限值。

4幾點(diǎn)建議

筆者通過(guò)對(duì)德國(guó)及北歐國(guó)家綠色建材的考察，并結(jié)合這些國(guó)家綠色建材的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)，對(duì)我國(guó)綠色建材發(fā)展提出以下幾點(diǎn)建議。

（1）發(fā)展環(huán)保、健康的建筑材料

借鑒德國(guó)“藍(lán)天使”環(huán)境標(biāo)志制度，芬蘭、瑞典等國(guó)家統(tǒng)一實(shí)施的北歐環(huán)境標(biāo)志制度，我國(guó)建材行業(yè)在轉(zhuǎn)變發(fā)展方式的過(guò)程中，也應(yīng)設(shè)置環(huán)保、能耗、工藝技術(shù)、裝備、規(guī)模等方面的準(zhǔn)入門(mén)檻，從產(chǎn)品安全、質(zhì)量隱患等入手實(shí)施生產(chǎn)許可制度，保障綠色建材質(zhì)量，進(jìn)一步提高優(yōu)質(zhì)綠色建材產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化水平和精細(xì)化程度。

（2）生產(chǎn)和應(yīng)用節(jié)能的建筑材料

綠色建材的能耗包括生產(chǎn)節(jié)能和應(yīng)用節(jié)能兩個(gè)方面，只有同時(shí)抓才能更好的促進(jìn)我國(guó)節(jié)能減排的各項(xiàng)工作。就應(yīng)用節(jié)能而言，應(yīng)鼓勵(lì)發(fā)展導(dǎo)熱系數(shù)小于 0.06 W/（m·K）的優(yōu)質(zhì)無(wú)機(jī)保溫材料、導(dǎo)熱系數(shù)小于 0.5 W/（m·K）的新型墻體材料及傳熱系數(shù)小于0.5 W/（m2·K）復(fù)合墻體，同時(shí)還應(yīng)發(fā)展高質(zhì)量的密封件、五金件及其它相關(guān)配套產(chǎn)品等。

（3）研發(fā)和推廣適合綠色建筑的新型建材及技術(shù)

發(fā)展綠色建材新技術(shù)，以更好地滿足保溫、隔熱、透光、通風(fēng)等各種需求，在維護(hù)室內(nèi)良好物理環(huán)境的同時(shí)降低能源消耗。比如：基于相變材料的蓄熱型圍護(hù)結(jié)構(gòu)，基于高分子吸濕材料的調(diào)濕型內(nèi)飾面材料等，傳熱系數(shù)低于1.5W/m2·K建筑外窗等。

（4）不斷提高綠色建材的施工和應(yīng)用技術(shù)水平

綠色建材必須要有優(yōu)質(zhì)的施工質(zhì)量作保障。目前為滿足我國(guó)建筑節(jié)能50%和65%要求所采用的外保溫體系不能滿足與建筑物同壽命，資源浪費(fèi)嚴(yán)重。因此，鼓勵(lì)大力發(fā)展質(zhì)量穩(wěn)定可靠、施工專(zhuān)業(yè)化與建筑同壽命的高效保溫墻體材料及新型保溫技術(shù)，并大力提高施工技術(shù)水平；完善專(zhuān)項(xiàng)施工資質(zhì)，加強(qiáng)各層面的技術(shù)人員、管理人員和施工人員的教育培訓(xùn)，做到持證上崗；經(jīng)常開(kāi)展技術(shù)經(jīng)驗(yàn)交流與合作，使好的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)得以推廣等。

最后，建議在國(guó)家政策及綠色建筑的規(guī)劃、標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)中提高建筑保溫材料的使用厚度標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)一步降低建筑物的外圍護(hù)傳熱系數(shù)，有效提高我國(guó)建筑節(jié)能效果。