建筑中生態節能建材模塊化應用研究

楊 茜 雷言清 李義唐

(沈陽聯保中心第四工程代建管理辦公室，遼寧 沈陽 110000)

1 生態節能建材的概念及意義

生態節能建材要求不但能夠在建筑使用的過程中，為建筑的運行節省能源的消耗，還要考慮建材在整個生態系統中的影響。建筑材料在各個環節中消耗的能源以及對生態的影響都應當考慮到建材整體的評價中去。由此，生態節能建材的概念應概括為采用清潔生產技術、少用天然資源和能源、大量使用工業或城市固態廢棄物生產的無毒害、無污染、無放射性、有利于環境保護、人體健康的節能型建筑材料。生態節能建材在建筑中應用的意義主要有兩個方面：

1)節省能源的消耗，節約資金在建筑中的投入。建材是國家能源消耗的主要部分，據統計，全國每年建材工業耗用原材料50億t以上，能源消耗2.3億t標煤，約占全國耗能總量的15%。

2)建立良好的生態效益，傳統建材破壞了生態環境，一年建材制造中排放廢氣1.096億m3，CO排放量約為1 t，粉塵30 kg，造成很大程度的環境污染，且大部分建材廢棄后，不能回收利用，成為難以處理的建筑垃圾。生態節能建材的使用可以有效解決上述問題。

2 建筑設計中對建材應用存在的問題

建造所用的材料直接關系到建筑對整個生態環境的影響，以及建筑所消耗的能源。通過調研發現，大部分建筑所用的建筑材料大部分沒有經過考究，問題如下：

1)對本地自有材料應用不充分。

調研發現，建筑建造過程中對有本地特色材料應用較少，例如竹、夯土、萬年蒿、當地石材等，沒有體現出地域特色，這在一定程度上造成能源、資源的浪費。

2)建設中存在著高消耗建筑材料的現象。

一般是市場上流行用什么建材就跟隨用什么，有些材料甚至是高消耗的，在材料的運輸、施工等方面存在著很大的浪費。

3 生態節能建材模塊化應用研究

3.1 模塊一：城市生態節能建材應用模塊

1)適用范圍。

該模塊適用于位于城市的建筑建造對材料的選擇與應用，這類建筑一般位于城市中心地帶，周圍環境繁華。生態節能建材的正確選用能為城市建設節約一定的資金，同時帶來良好的生態效益和社會效益。

2)設計要點。

a.工業固體廢物的再利用。

煤灰磚、煤矸石磚、頁巖磚、礦渣磚、煤渣磚等工業廢棄物可以用來作為原材料，生產制作實心磚或空心磚，從而替代黏土磚。據統計，生產1 000億塊工業廢棄物制作的空心磚，可以充分再利用工業廢渣7 000萬t，從而達到節省耕地，節省煤炭的目的，同時還可避免工業廢棄物對環境的二次污染。

城市工業中產生的廢棄邊角料也可以加工成建筑材料進行再次循環利用，例如煤渣、頁巖、紙漿廠淤泥等可作為現澆混凝土墻或者混凝土砌塊的原材料，同時，經過工藝處理和技術手段可以制造出燒結陶粒、輕骨料等其他建筑材料。

b.城市生活垃圾在建筑材料中的重生利用。

對城市生活垃圾進行殺菌、除臭、粉碎攪拌后，再將其和特定的化學生物制劑及輔助材料進行混合，通過特定的工藝和機器，可重新制造成各種路基磚、地板磚、墻體板、路緣石等建筑材料，用這種方式處理城市垃圾既能夠避免城市垃圾對環境的再次污染，又能夠為建筑提供新型材料，同時能夠節約建設經費。其他的城市固態垃圾也可利用于建筑中去，例如，廢舊玻璃經過處理后可以制造成玻璃馬賽克、玻璃飾面材料等。

對城市生活垃圾的再生利用，城市生活垃圾的處理方式很大一部分是進行焚燒，并且隨著城市的發展，可焚燒城市垃圾的比例也越來越高。城市垃圾進行焚燒后所產生的灰土目前處理方式大都進行掩埋，這樣一來不但造成了資源的浪費，還對生態環境造成了二次污染。城市垃圾焚燒所產生的渣土，經過研究可應用于制造新的建筑材料，利用60%的下水道污泥、城市垃圾焚燒灰渣、制鋁工業廢渣赤泥、紙漿廠廢棄材料等加入黏土、石灰石、鐵鎂粉等按照一定的比例進行調配，同時配合一定的生產工藝、技術手段可以制造成新型生態水泥等建筑材料，利用到建筑中去。

c.廢棄建筑中材料的再生利用。

在新建還是解體拆除中建構筑物會產生大量的含金屬、塑料、有混凝土、木材成分的建筑固體廢棄材料，建筑固體廢棄材料在建筑總體廢棄物中所占比例是很高的，有時甚至高達一半左右。因此，在整個建筑材料閉式循環中，該部分的充分再利用占有很重要的地位，節約經費的同時，有著重要的生態意義。

建筑固體廢物主要來自兩個方面：鋼材、保溫材料、木地板、木板材、木制品、鐵器、裝飾燈具、砌塊、磚石、混凝土預制構件等從廢棄建筑中拆卸下來的可以再利用的材料，這些材料可以進行再次分類再次利用，在新建筑中發揮新作用。第二個來源是易拉罐、廢棄輪胎、塑料、玻璃等的生活垃圾中有用物質的再利用，這些廢棄物經過一定的工藝處理后應用到新建建筑中。

3)城市生態節能建材模塊。

分析城市生態節能建材原料的構成+選擇恰當的建材。

位于城市中心或近郊的建材選擇首先要分析該城市工業、城市廢棄物等的組成，從而確定建材原料的來源，然后根據上面的分析選擇合適的建材。

3.2 模塊二：郊區建筑生態節能建材應用模塊

1)適用范圍。

該模塊適用于遠離的城市的建設對建材的選擇與應用。特別是云南、貴州、四川、西藏等位于的邊遠地區地帶的建筑，生態環境脆弱，其材料的應用更該考究。

2)設計要點。

a.對農業副產物的再利用。我國是農業大國，很多地區農業所占份額都比較大，因而農業副產品的產量是很豐富的。例如礦渣刨花板、水泥刨花板、石膏刨花板等都是用農植物副產品和一些工業無機原料進行復合生產出來的，這些建筑材料有著隔熱、隔音、輕質、高強、調節室內濕度、防火等良好的物理力學性能，不會污染環境，有很好的生態效益。

b.可循環建筑材料的利用?？裳h建筑材料的顯著特征是可以自己進行降解，能夠做到來自自然，最終回歸自然，同時包含了初次使用和二次加工利用兩種情況。生土、石、稻草、草、竹、原木等天然材料屬于原生材料，這些建筑材料可以從自然中來，到自然中去；竹纖維板、紙等建筑材料需要由原材料加工而成，它們包含了傳統的建筑材料，同時也包括一些非傳統材料利用到建筑中。

竹子、石材、木材等建筑：對于盛產竹子的山區，例如四川、云南等地山區，完全可以利用竹子作為主要的建筑材料，進行修建民居。竹作為建材有著廣泛的運用，力學性能好，耐壓、韌性佳；加工簡便、施工快捷；并且廢棄后可降解，不會對環境造成污染(見圖1)。

夯土建筑：對于土質條件好的山區，可以利用傳統的夯土技術建造(見圖2)。夯土營房的建造可以節約能源，減少對環境的污染，并且夯土營房的室內熱環境要好于磚混建筑，有利于減少制冷、采暖的能耗。

高原地域建筑對“萬年蒿”的利用。將萬年蒿進行高壓壓制，然后緊密的進行砌筑，從而制造出防水與保溫一體的建材。由于有很細小的空氣間層使得該建材有保溫的特性，同時，空氣層的存在也可以防止整個墻體的開裂。這種適宜的技術材料，以及相應的構造技術是在長年的實踐中總結出來的，見圖3。

3)郊區建筑生態節能建材模塊。

分析地方本土建材原料的構成+選擇恰當的建材。

位于郊區建筑的建材選擇首先要分析當地建材的組成，盡量使用本地特有的建材，或者由本地材料制造的建材。

4 結語

生態節能建材在建筑中廣泛應用，有著重要的經濟價值及生態效益，因此，重視生態節能建材的應用，結合工程所在地域及功能性質，因地制宜的選擇合適的生態節能建材是必要的，也是必須的。