綜述生態(tài)環(huán)境材料的利用

摘 要：近年來生態(tài)環(huán)境材料以其良好的使用性能和環(huán)境相容性受到社會的關注，文章針對生態(tài)環(huán)境材料，從定義、特點、分類等方面對其相關的知識進行簡要綜述，并就目前的生態(tài)環(huán)境建筑材料和未來的發(fā)展趨勢做了若干說明。綜合來講，生態(tài)環(huán)境材料是極具有發(fā)展前景的。

關鍵詞：生態(tài)環(huán)境材料；資源；生態(tài)建材；環(huán)境協(xié)調；發(fā)展前景

前言

自20世紀后期，地球的整體環(huán)境在不斷惡化，自然資源日益枯竭，人類的生存與發(fā)展受到嚴重威脅，“資源節(jié)約”與“環(huán)境協(xié)調”的概念日趨凸顯。而材料作為社會經濟發(fā)展的物質基礎，在推動人類社會的進步方面起到了不可估量的作用。如何獲得最大限度的資源效益、經濟效益、環(huán)境效益，生態(tài)環(huán)境材料（Ecomaterial）是世界各國在認識到當今環(huán)境惡化問題嚴重威脅的情況下，順應時代要求提出來的，具有深遠的戰(zhàn)略意義和發(fā)展前景。

1 生態(tài)環(huán)境材料的概念及特點

1.1 生態(tài)環(huán)境材料的概念

Ecomaterial——這一名詞最初是由日本山本良一[1]教授于1992年提出的，后來在材料領域逐漸演變，最終以“生態(tài)環(huán)境材料”為人們所廣泛接受，然而對其的具體定義并未達成統(tǒng)一共識。通常認為，生態(tài)環(huán)境材料是一種功能特殊的材料，可以與環(huán)境相協(xié)調。它從原料的提取到產品的加工與使用，以及過程中廢棄物的處理，都充分考慮到了環(huán)境、生態(tài)、資料等多方面因素。廣義上說，生態(tài)環(huán)境材料不僅包括這種環(huán)境、生態(tài)多方面協(xié)調的新材料，也包括對傳統(tǒng)的結構材料或功能材料進行生態(tài)化改造，在環(huán)境協(xié)調性評價，或者稱為材料生命周期評價（Life Cycle Assessment，LCA）的基礎上，通過不斷調整、改造和完善材料的制造工藝，逐步實現(xiàn)傳統(tǒng)材料向生態(tài)環(huán)境材料的轉化。

1.2 生態(tài)環(huán)境材料的特點

生態(tài)環(huán)境材料不但具有優(yōu)秀的使用性能，還兼有良好的環(huán)境協(xié)凋性，在具有先進性及舒適性的同時又能改善環(huán)境。所謂的環(huán)境協(xié)調性是指材料在開采生產過程中消耗的能源和資源較少，循環(huán)使用和可再生利用率較高，并且對環(huán)境污染較小；先進性則是指能夠為人類開拓更廣闊的活動范圍和環(huán)境，舒適性即使人類的居住生活環(huán)境更加美好、設施更為便利。概括來講，這種綠色制造工藝在整個生產過程中產生的廢物量很少，對環(huán)境造成的毒副作用很小，負荷很低，是科技發(fā)展與經濟效益結合的生產工藝（見圖1）。因此，生態(tài)環(huán)境材料是材料產業(yè)發(fā)展的方向，是人們與自然和諧發(fā)展過程中總結出的經驗與理性選擇，相關領域的研究進展將有助于解決環(huán)境惡化、能源過度消耗以及資源短缺等一系列問題，促進低碳經濟、循環(huán)經濟、社會經濟的可持續(xù)發(fā)展。

2 生態(tài)環(huán)境材料的分類

生態(tài)環(huán)境材料有多種分類方式，按照其制造生產的生態(tài)化程度可劃分為四種類型：一是可循環(huán)利用材料，例如循環(huán)利用復合材料、循環(huán)利用合金、低雜質合金等；二是綠色過程環(huán)境材料，這類材料采用生產過程綠色化，原料使用可再生資源或者再利用廢棄物；三是高資源利用率材料，如生命周期評價設計材料、精益結構設計材料、低損耗材料、導向應用材料等；四是原料無害化材料，如無汞材料、無鎘材料、無鉻材料、無鉛材料等。

如果從材料的功能及用途方面來劃分，生態(tài)環(huán)境材料可分為生態(tài)環(huán)境建筑材料、生態(tài)環(huán)境工程材料、生態(tài)環(huán)境凈化材料、生態(tài)環(huán)境降解材料、生態(tài)環(huán)境修復材料、綠色包裝材料以及生態(tài)環(huán)境替代材料等。生態(tài)環(huán)境修復材料有用于治理工業(yè)廢水污染的重金屬沉淀、酸堿中和、氧化還原材料，用于治理大氣污染的顆粒物吸附和催化轉化材料，以及用于減少有害固態(tài)廢棄物對土壤造成的污染的固體隔離材料、用于防止土壤沙漠化的固沙植被材料等；生態(tài)環(huán)境凈化材料有過濾、殺菌、分離已經消毒材料等；生態(tài)環(huán)境替代材料的代表是用作制冷劑的氟里昂替代材料，以及工業(yè)和民用的無磷化學品材料[2]等。

國際上許多知名的公司企業(yè)已研發(fā)出一系列具有與環(huán)境高度協(xié)調性的材料產品，像Misawa Home公司的100%可再生房屋、DAIKIN公司的房間空調器、BMW公司的混合動力汽車以及YOKOGAWA公司的便攜式示波器等。這些新型的生態(tài)環(huán)境材料為人類的生活提供了極大的便利，潛在著廣闊的應用前景。

3 生態(tài)環(huán)境建筑材料的應用

所有人造材料之中，建筑材料的用量最大、產量最高，因此帶來的能耗消耗與資源消耗也最高，污染最為嚴重。在當前的大背景下，社會對于建筑材料的要求除了輕質、耐久性和高強度等性能以外，還要從循環(huán)的角度來考慮它可能引起的環(huán)境影響或生態(tài)兼容性。這一改變形成了多種具有明顯特點的生態(tài)環(huán)境建筑材料，日益嶄露頭角，逐漸出現(xiàn)在建筑的各個角落。生態(tài)環(huán)境建筑材料是生態(tài)環(huán)境材料的重要組成部分，就以下幾種材料作為代表來進行闡述。

3.1 生態(tài)水泥

生態(tài)水泥是通過回收利用工業(yè)廢渣或城市垃圾進行加工，以充分發(fā)揮各種廢棄物的潛力，最大程度地激發(fā)其活性，來生產無公害的水硬性膠凝材料。

水泥材料是多組分的混合物，從理論上講，凡是可以提供鈣質材料和硅質材料的物質，都可以作為水泥原料。在傳統(tǒng)的水泥生產中，大多采用頁巖或石灰石等天然礦物作為水泥原材料，原生資源消耗大，廢氣、粉塵的排放量大，對煤炭的消耗巨大，被稱為“煤老虎”，這完全背離了可持續(xù)發(fā)展的基本內涵，對人類及社會的長遠發(fā)展極為不利。若由其原料本質的化學組成來看，其完全可以用其他含有相似成分的物質替代，如粉煤灰、銅礦渣、電石渣、高爐礦渣以及煤矸石等。加入某些工業(yè)廢渣以用作水泥的礦物摻合料，在有效節(jié)省水泥熟料、降低生產成本的前提下，還可以改善并提高水泥的性能，比如加入一些經過加工處理的礦渣能夠有效提高普通硅酸鹽水泥的抵抗硫酸鹽侵蝕以及抗?jié)B能力[3]并顯著地降低水化放熱，粉煤灰可改善含堿水泥的泌水性能。

水泥在生產過程中溫度很高，反應穩(wěn)定，并且伴隨充分的氣固相熱交換，因此利用這些特點，可以在水泥生產過程中同時對可燃的工業(yè)廢棄物及可燃的生活垃圾進行焚燒處理，這種處理方式不僅節(jié)約了單獨對垃圾焚燒處理所消耗的能源，還另外擁有獨特的優(yōu)勢。在水泥回轉窯中，窯內氣體溫度可高達1800℃，物料溫度在1450℃，可以保證熔點較高的有機物也能完全焚燒；回轉窯內的高溫氣體湍流強烈，更有助于徹底焚燒工業(yè)廢棄物；除此之外，氣體在窯內的停留時間一般在4s以上，而物料的停留時間更是超過30min，為待焚燒的廢棄物提供了充分的焚燒時間[4]；焚燒后的廢棄物殘渣可以用作水泥的礦物摻和料，避免了廢棄物的二次處理；同時水泥窯體系本身高效的除塵系統(tǒng)能保證廢氣快速順暢地被凈化處理，從而限制了燃燒產生的粉塵的肆意排放（見圖2）。

澳大利亞某生態(tài)技術公司最近宣布開發(fā)成功一種能吸收溫室氣體的新一代生態(tài)水泥，其主要原料為粉煤灰、廢料、氧化鎂以及普通水泥。據(jù)報道，如果世界所產18.5億噸的普通水泥中的0%由生態(tài)水泥替代，將會有16億噸的二氧化碳被吸收。普通水泥每生產1噸，就會釋放出1噸的二氧化碳，與之相反，生態(tài)水泥制成的產品是二氧化碳的中和物，如若這種生態(tài)水泥與有機廢料纖維相結合，它們會成為二氧化碳的吸收物。除此之外，這種生態(tài)水泥不僅在強度上完全不遜色于普通水泥，還具有更高的耐氯化物性、耐硫酸鹽性以及耐其他腐蝕性化學物質性。

總之，生態(tài)水泥改變了傳統(tǒng)的生產方式，減少了廢棄物的數(shù)量，并使其更容易被處理，大大降低了對環(huán)境的污染程度，從而與環(huán)境相協(xié)調，并改善了人類的生活環(huán)境，轉變?yōu)榈厍虻摹扒鍧嵐ぁ薄?/p>

3.2 新型墻體材料

實心粘土燒結磚曾經是我國墻體材料的主導，比例高達90%左右。在生產和使用環(huán)節(jié)中，每年需要耗用粘土約109m3，毀壞無數(shù)農田，消耗大量標煤，排放若干粉塵及有害氣體，粘土磚塊小體重、不利于現(xiàn)代化施工、不滿足輕質高強等當今建筑材料的基本要求。現(xiàn)在，人們開始研發(fā)利用各種工業(yè)廢渣生產新型建筑墻體材料——各種輕質板材、墻體磚、礦棉、砌塊等，利用甘蔗渣或麥稈等植物纖維生產纖維板，利用各種工業(yè)石膏，包括排煙脫硫石膏來生產紙面石膏板等，這些均給墻體材料帶來一場全新的生態(tài)革命。

具體來說，輕質板材包括加氣混凝土板、石膏板、石棉水泥板、普通混凝土墻板、有機涂層彩色鋼板、玻璃纖維水泥板等品種。其中，石膏板以其所具有的保溫、防水、吸聲、輕質、隔熱、裝飾、空氣濕度自動調節(jié)以及低廉的價格等特點而得到廣泛的應用。人們在單一的輕質板材基礎上，將這些輕質板材作為面層，在中間填充保溫材料制備成復合墻板。目前人們研發(fā)并投入使用的復合墻板有很多種，如“泰柏板”系列的中間填充的是聚氨酯、發(fā)泡聚苯乙烯、合成纖維、巖棉等保溫材料，兩面噴涂水泥砂漿并輔以鋼絲網而形成。還有采用復合材料蜂窩或紙蜂窩做芯材的金屬或石膏復合板、玻纖增強水泥夾心復合板以及陶粒混凝土復合外墻板等。以上這些材料，不僅體現(xiàn)了能源方面的節(jié)約，而且因其可進行溫度和濕度的調節(jié)控制而能夠維持室內環(huán)境舒適程度，建筑物使用面積大，安裝方便，是我國墻體材料（見圖3）改革的必然趨勢。

同時，新型砌塊以其隔音、防火、質輕、強度穩(wěn)定以及工效高等優(yōu)點，將在中小型建筑中廣泛使用。新型砌塊的主要種類包括多功能石膏砌塊、裝飾砌塊、加氣混凝土砌塊、保溫隔熱砌塊以及輕骨料混凝土砌塊等。其中，以利廢且成本低的多功能石膏砌塊和加氣混凝土砌塊和應用最為廣泛。砌塊類似于板材，正在向復合型材料方向發(fā)展。為了進一步提高砌塊的保溫隔熱效果和減輕砌塊重量，目前已生產出摻入膨脹聚苯乙烯顆粒或膨脹珍珠巖的混凝土空心砌塊。或者為了使墻體兼顧圍護與保溫功能，還可以在空心砌塊的空隙中填充各類保溫材料。而裝飾砌塊則是同時具有圍護與裝飾功能的砌塊。

新型墻體材料的市場前景光明，已經有越來越多的企業(yè)開始從事新型墻體材料（見圖4）制備加工和化工高新技術科技產品的研究，以生態(tài)環(huán)境建材設備、技術工藝（高壓高強標準壓磚機、盲孔壓磚機、各種砌塊機、彩色水泥瓦機、輕質隔墻板機、節(jié)能挖掘裝載設備等），利用工業(yè)廢渣類似粉煤灰、煤矸石、爐渣、冶煉渣、大砂和各種尾礦渣，任意選取一種或兩種作為主要原料，生產符合要求的新型墻體產品。

由于墻體材料對原材料的適應性比較強，只要其能滿足生產工藝的要求，并且不會對人體和環(huán)境造成危害即可。利廢墻體材料主要包括工業(yè)廢渣類墻體材料、建筑廢渣類墻體材料和農業(yè)廢渣類墻體材料。這些墻體材料充分利用了廢棄資源，并具有保溫、減震、隔音等特性。其中農業(yè)廢渣類墻體材料主要包括植物纖維水泥板、麥秸人造板、紙面草板、麥秸均質板等。秸稈包括水稻、玉米、小麥、紅薯、棉花等作物的秸稈，纖維組分含量很高。據(jù)聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署（United Nations Environment Programme， 簡稱UNEP）報道，全世界種植的各類谷物，每年可提供秸稈約17億噸。聯(lián)合國糧農組織統(tǒng)計表明，全世界農作物的秸稈纖維有6成以上作為生活能源而被燒掉甚至在田中直接燒掉，并未形成工業(yè)化規(guī)模的生產。我國是一個農業(yè)大國，在一些糧食生產大省，有著非常豐富的秸稈纖維資源，我國的秸稈利用率僅為30%左右，大量的秸稈并未得到充分利用，直接在田中燃燒銷毀，不僅是寶貴的資源的浪費，而且還造成了更為嚴重的環(huán)境問題。

因此，新型利廢墻體材料憑借充分有效利用資源與能源的特點，將占據(jù)未來龐大的建材市場，給人類的生活帶來耳目一新的感受。

3.3 純天然木材

作為一種純天然材料，木材廣泛應用于建筑領域，包括家具、裝修及建筑結構等方面。木材不僅抗震性能好、保溫隔熱性能優(yōu)良、素雅美觀，而且具有極佳的環(huán)境協(xié)調性，無論是樹木的生長，還是木材的加工和使用過程，都具有優(yōu)異的環(huán)境友好性。除此之外，樹木在生成過程中具有良好的固碳作用，可以減少二氧化碳對全球變暖的影響。在當今四大建筑材料--鋼材、水泥、塑料和木材中，其中，水泥與鋼材的生產過程需要消耗大量的能源，從開采到生產、拆除都會對生態(tài)環(huán)境造成一定程度的損害。木材是其中唯一可再生的天然資源，并且可以多次循環(huán)利用，同時還有優(yōu)異的觸覺以及視覺特性。

然而木材也有一些顯而易見的缺陷，如易腐蝕、硬度和強度均不高。通常人們會對木材進行加工改性的預處理，以克服其自身的缺陷，提高使用的可靠性。木材的改性主要分為物理改性和化學改性兩大類。物理改性包括對木材進行形狀加工、外形修飾、組合等，如制成三合板或疊層板等；化學改性包括化學修飾、減壓注入、浸漬處理、加熱注入等，可對木材起到阻燃、防腐、裝飾、耐磨等作用。化學處理根據(jù)反應機制的不同，有縮醛化、脂化、醚化等處理方法。近年來，人們采用先進的技術將木材進行塑化復合處理，形成木材高分子復合材料，從而獲得具有更好耐磨性能、更高強度與硬度的木材。木材的表面處理包括涂層處理和涂層保護等。最近人們發(fā)明了一種非電解鍍膜處理表面的方法，這種方法將木材放入混合了還原劑與金屬離子的溶液中進行鍍膜，使木材的表面獲得一種金屬的光澤，同時提高木材的耐久性能與抗腐蝕性。還有一種新型的木材表面改性技術是用等離子體對木材表面進行處理，這種方法可改變木材表面的介電特性和機械強度。通過設計各種表面處理方法的組合可以在木材的表面引入各種官能團，進一步提高木材的使用性能與裝飾性能。除了作為建筑材料以為，木材還可以用來制備木質陶瓷。木材經過樹脂充分浸漬后，放入爐中進行高溫真空燒結處理，在表面形成碳化酚醛樹脂和碳化木纖維的各種結構，生成的陶瓷材料具有優(yōu)異的耐磨性能，可用作汽車摩擦墊等耐磨部件。木材還有其他用途，比如從樹葉中提煉香精油、從植物中提取食品添加劑、利用樹皮制備吸油墊等。國外將開發(fā)具有調節(jié)環(huán)境舒適性的建筑材料作為重點之一。日本研制出了一種帶有呼吸感應功能的硅酸鈣質可調濕人造木材，當室內濕度較大時，木材可以吸收水分，降低濕度，而當空氣干燥時木材可逐漸放出所吸附的水份，達到感應調解濕度的作用，為人們提供更加舒適的工作和生活環(huán)境。另可采用滲入復合技術，制出無機有機材料與木材的復合材料，將人工合成的某些優(yōu)良性能引入到木材中，使其可以阻燃、抗菌，變?yōu)榧Y源、功能、環(huán)境特性于一身的生態(tài)環(huán)境材料。

木材與環(huán)境的極好相容性為其廣泛的應用奠定了堅實的基礎，在今后的建筑材料領域，其保溫隔熱、舒適古樸（見圖5）的特性將會發(fā)揮到極致。

3.4 生態(tài)環(huán)境玻璃材料

傳統(tǒng)的玻璃產業(yè)具有很多缺點，如高環(huán)境污染、高能源消耗、高天然礦物資源消耗以及低生產效率等，因此，玻璃產業(yè)亟待對生成工藝進行改造，使其能實現(xiàn)生態(tài)友好性[5]。在不降低玻璃性能的前提下，積極開發(fā)使用生態(tài)環(huán)境材料，以此降低材料本身帶來的污染和毒性，如降低玻璃色釉中鎘與鉛的溶出量，在生成過程中不加入鎘、碲、砷、鉈等重金屬及有毒性物質，用無鉛玻璃代替有鉛玻璃，利用各種粉煤灰、礦渣、珍珠巖尾粉、尾渣、爐渣等制造泡沫玻璃、馬賽克玻璃及微晶玻璃等。自清潔玻璃是在玻璃表面負載納米氧化鋅、二氧化鈦等半導體薄膜，在紫外的照射下可以通過光催化反應將空氣中的氧氣與水分轉化為活性氧自由基，隨后這些游離的自由基可使附著的氮硫化物或油污等污染物分解成無害的水、二氧化碳等，起到自清潔作用。還有一些涂有二氧化錫膜的玻璃，能對微波產生屏蔽作用，以防止微波輻射對人體造成的傷害[6]。如今，各種各樣浮法玻璃、有色玻璃、鍍膜玻璃、夾膠玻璃、中空張膜玻璃、真空玻璃、電控變色玻璃、光化學電池玻璃等新產品不斷涌現(xiàn)，各自分別具有普通玻璃缺乏的性能。對玻璃生成工藝進行改造，在保持玻璃制品性能和強度的條件下，采用輕量化工藝，降低玻璃制品的重量，可大量節(jié)約資源和能源。最大限度地利用廢棄玻璃和其他回收原料。在配料中加入60%的碎玻璃可節(jié)約節(jié)約6%的能源與50%的天然礦物源，減少6%～22%的空氣污染與70%固體廢棄物排放。對燃燒條件和窯爐結構進行改進，采用全氧燃燒或富氧燃燒等先進技術，提高燃燒效率，增加窯爐使用年限，減少環(huán)境污染。為了降低煙塵的排放，可以通過控制原料的粒度，減少超細粉末遇到熱空氣時的飛揚現(xiàn)象。我國洛陽的浮法玻璃工藝是世界三大浮法玻璃工藝之一，日熔化產量500t，目前也進行了相應的生態(tài)化設計改造，促進了與環(huán)境的協(xié)調共存。

建筑市場對各種高性能玻璃的需求量呈增加趨勢，不僅玻璃幕墻在公共建筑被大量應用，而且住宅建筑的窗戶面積也越來越大，以追求通透的效果，有些房間甚至整個建筑的外“墻”都是玻璃。那么，改善生態(tài)環(huán)境玻璃的光學特性，可以將熱射線擋在室外，從而降低夏季空調降溫的負荷，達到遮陽、隔熱、節(jié)能和提高室內舒適度的目的。

3.5 生態(tài)環(huán)境涂料

涂料在建筑領域的角色不容忽視，常常以裝飾為主的這類材料裸露在最表層的位置，與環(huán)境直接接觸的特點使得人類對其的要求更為苛刻。然而涂料揮發(fā)出的甲醛、苯乙烯等芳香族化合物是有機揮發(fā)物（縮寫為VOC）的主要罪魁禍首，我國有關標準規(guī)定，在涂料相關產品的配置或生產過程中，不得使用甲醛、乙醛、丙烯醛或芳香族碳氫化合物，不得使用含有鉛、鉻、鎘及其化合物的添加劑和原料，產品中不得含有汞及其化合物。因此研究開發(fā)對人體無害、對環(huán)境無污染的且附加環(huán)境協(xié)調性功能的生態(tài)環(huán)境涂料具有重要的意義。

當下，以納米納米微米復合技術制備的系列涂料具有空氣凈化、調節(jié)濕度、抗菌等功能，實現(xiàn)真正的無可揮發(fā)化合物污染的健康功能。納米改性抗菌內墻涂料，采用納米抗菌機理，長效無毒、防霉、凈化空氣、氣味清新，確保家人健康，而且耐擦洗性極佳。納米改性的自潔內墻涂料，具有獨特的納米表面能有效防止水分滲透，自清潔功能可以增加墻壁的耐沾污能力，容易清洗，同時具備彈張功能，可以彌補墻體表面細微的裂紋。納米改性高耐候外墻涂料，利用納米“雙疏”機理，具有優(yōu)異的疏水性能和突出的立面防水效果，有效抵御水的浸蝕。因采用納米光穩(wěn)定劑，提升涂料耐候性能，同時具有彈張功能，能彌補墻壁細微裂紋，耐沾污、耐洗刷、清洗方便、色彩豐富持久等特點。

納米類的生態(tài)環(huán)境涂料只是其中一部分，另外還有多種無毒、無污染、不散發(fā)有機揮發(fā)成分的涂料，如水溶性涂料、粉末涂料、無溶劑涂料、防輻射涂料、彈性防水涂料、紫外光固化涂料等。比如用于公共場所衛(wèi)生陶瓷表面的涂料，如果加入少量稀土激活抗菌劑、銀銅離子型抗菌劑或者TiO2光催化劑等，不但具有普通陶瓷表面釉質的常見性能如耐磨、光亮，還具有殺菌、防霉、凈化空氣、防止污染等作用，對人體的健康十分有益。德國科學家從荷花出淤泥而不染的原理中獲得靈感，研制出了自清潔外墻涂料[7]。

研究表明，一定波長范圍內的紅外線對人體的微循環(huán)有促進作用，還能提高人體免疫力，對人們身體健康有很多好處， 這個原理被應用于紅外保健內衣，以及一些保健治療儀等。同樣，這個原理也可以應用在材料領域，主要研究的如紅外輻射陶瓷材料。人們采用特定的技術，將紅外輻射陶瓷材料粉末加入內墻涂料中，即可制成帶有保健功能的紅外輻射內墻涂料。這種內墻涂料不僅可以用于專門的保健治療室，還可以用于日常家庭裝修，使人們足不出戶，就可以在家享受理療與保健的作用。

目前市場上出現(xiàn)了一種新型的負離子內墻生態(tài)環(huán)境涂料，該產品涂在墻面上之后，涂料中的負離子會與透過高分子膜的空隙中的水分子碰撞，激活稀土，在負離子粉體顆粒電極附近的強電場作用下電離成氫氧根離子和氫離子。隨后氫氧根離子進入空氣，吸引空氣中水分子，形成水合羥基離OH-（H2O）n，即為空氣負離子，并能永久釋放負離子，用以增加室內空氣中負離子濃度，實現(xiàn)建筑涂料的環(huán)境功能化。經測試，該涂料可以使空氣中的負離子濃度大于800個/cm3，從而有效凈化空氣。

以上所述的生態(tài)環(huán)境建筑材料僅僅是整個大體系中的若干縮影，除此之外，像增強型混凝土、生態(tài)透水磚、天然纖維增強鋁基復合材料等均以獨特的魅力占據(jù)生態(tài)環(huán)境材料的一席之地。隨著世界各國的不斷努力，逐步探索，這個大家族會越來越龐大，將給人類的發(fā)展帶來不可估量的價值。

4 生態(tài)環(huán)境材料的發(fā)展前景

“生態(tài)環(huán)境材料”這一概念從提出到目前為止剛剛走過了二十個念頭，這看似不長的時間內，人類的認識發(fā)生根本性的轉變。現(xiàn)在，經濟全球化的浪潮下，人們開始關注保護自然的重要性，并且開始崇尚回歸生態(tài)，有關環(huán)保與生態(tài)的消費理念也在逐年提高，消費者在選擇商品的時候，會把商品的“生態(tài)度、環(huán)保值”放在首要位置，甚至愿意為此付出更高的費用。國際貿易中也開始對那些沒有生態(tài)環(huán)保標志的商品在進口時進行限制，這種舉措已經成為了國際貿易中新型的“貿易壁壘”。

20世紀90年代末英國建造了一座名為Integer的三層木結構住宅（見圖6）。為了充分利用地熱資源，臥室設在底層，二層為起居室，內分餐廳、客廳和廚房區(qū)，三層為熱泵間、活動室和書房。為了增加空間視覺效果，三層的活動室和書房間的內墻采用調光玻璃。建筑圍護結構達到英國建筑節(jié)能設計最新標準，外墻K值為0.3，屋面為0.16，樓板為0.45，窗采用LOW-E雙玻。住宅的坡屋面采用玻璃幕墻架空封閉，頂面開設天窗并安裝有兩個約1平方米的太陽能熱水器，兩端天溝設有雨水收集器，并通過中間水循環(huán)管道重復回收利用；建筑物基礎混凝土采用再生骨料，墻體采用由廢紙纖維制成的保溫材料，外墻和地板為舊房回收廢料；屋內的家用電器也全都是節(jié)能產品[8]。據(jù)報道，這棟生態(tài)建筑住宅比傳統(tǒng)節(jié)能建筑還要節(jié)水1/3、節(jié)能50%，60%的供熱需求可以由太陽能熱水裝置滿足，整個建筑材料的使用與設計無處不體現(xiàn)了生態(tài)環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展原則。這樣一棟外觀平常的建筑竟然有如此驚人的數(shù)據(jù)結果，的確可見生態(tài)環(huán)境材料的潛力無窮、前景光明。

5 結束語

當資源、能源和環(huán)境成為人類生存和發(fā)展協(xié)調一致的重要內容之時，當節(jié)能利廢擺在我國建筑行業(yè)現(xiàn)階段發(fā)展的議程之上，那么大力倡導、促進、開發(fā)和發(fā)展生態(tài)環(huán)境材料勢在必行。應以研制新型的生態(tài)環(huán)境材料為基準，并輔以正確的生產工藝技術，使其發(fā)揮作用，從而降低建筑行業(yè)在能源資源方面的過度消耗與其同步對生態(tài)環(huán)境造成的污染，逐步將建筑行業(yè)這個傳統(tǒng)的高能源消耗型行業(yè)轉化為為高效生態(tài)發(fā)展型行業(yè)，這個舉措將對經濟與社會的可持續(xù)發(fā)展起著無可替代的作用。

總而言之，生態(tài)環(huán)境材料作為一個綜合了生態(tài)科學、材料科學以及環(huán)境科學的綜合新型學科，在未來一定會成為新興材料領域的一個重要部分。在可持續(xù)發(fā)展以及保持能源平衡與環(huán)境平衡等方面將起到無法替代的作用。這類材料使資源和能源得到充分有效的利用，能夠真正意義上與自然、城市有效地相融，實現(xiàn)對人們的生產環(huán)境生活空間進行改善和美化的目的，獲得顯著的經濟效益、社會效益和環(huán)境效益。它代表了社會向前發(fā)展的總趨勢以及未來科學技術發(fā)展的方向，一定會對人類社會的發(fā)展與進步起到巨大的推動作用，為造福人類作出巨大的貢獻。

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