住房修缮工程中绿色建材的应用研究

姚良忠 Yao Liangzhong

0 引言

长期以来，传统建材行业沿用的是大量消耗资源、能源和粗放型经营的发展战略，造成能源、资源的浪费及环境污染。绿色建材的发展和推广对于推动建材行业开展绿色化转型升级，减少环境污染，将起到重要作用。近年来，国家陆续出台了《绿色建材评价标识管理办法》（建科[2014]75号）、《促进绿色建材生产和应用行动方案》（工信部联原[2015]309号）等多项支持政策，绿色建材的推广和应用势在必行。

《上海市城市总体规划（2015—2040）纲要概要》指出，“推动城市更新，转向存量规划，以存量用地的更新利用来满足城市未来发展的空间需求”。“十三五”期间，上海将实施各类旧住房修缮改造共5 000万m2，旧住房综合改造工作成为本市“四位一体”住房保障体系的重要补充。随着人们对居住环境品质和舒适度要求的提高，住房修缮改造的内涵也在不断丰富，在住房修缮改造工作中推广应用安全、绿色、适用、耐久的材料，不仅可以提高建筑本体性能，还可以改善外部空间环境，有效解决老百姓的“急、难、愁、盼”问题。目前，绿色建材已在新建建筑中得到广泛应用，但在住房修缮中，尚未对其应用范围及可行性开展系统研究，因而缺乏相应的技术支撑，影响进一步的市场推广应用。

1 国内外绿色建材发展现状调研

1.1 绿色建材的概念

在1988年的国际材料科学研究会上，首次提出了“绿色建材”的概念。随后，国际学术界对绿色材料定义为：在原料采取、产品制造、使用或者再循环以及废料处理等环节中对地球环境负荷为最小和有利于人类健康的材料，也称之为“环境调和材料”。我国住建部、工业和信息化部联合印发的《绿色建材评价标识管理办法》，对绿色建材给出的定义是：在全生命周期内可减少对天然资源消耗和减轻对生态环境影响，具有“节能、减排、安全、便利和可循环”特征的建材产品。

1.2 国外绿色建材发展现状调研

欧、美、日等许多发达国家对绿色建材的发展非常重视，特别是20世纪90年代后，绿色建材的发展速度明显加快，先后制订了有机挥发物（VOC）散发量的试验方法，规定了绿色建材的性能标准，对建材制品开始推行低散发量标志认证，并积极开发绿色建材新产品[1]。

德国是最早推行环境标志计划的国家，其环境标志“蓝天使”主要从环境危害大的产品入手，获得了较好的环境效益。美国是较早提出环境标志的国家，由各地方组织实施，至今对健康材料还没有做出全国统一的要求，但各州、市对建材的污染物已有严格的限制，且要求愈来愈高。美国的建筑涂料已过渡到以水性涂料为主，近75%由胶乳组成。美国的涂料工业界对VOC含量的要求日益严格，要求更多采用水溶性聚合物和流变改进剂。此外，加拿大、丹麦、瑞典、英国等国家均对绿色建材设立了相应的评价指标（表1）。

1.3 国内绿色建材发展现状调研

我国对绿色建材的探索始于20世纪90年代。自1994年我国推出环境标志计划起，至今已建立了较完善的标准体系和审核体系，包括绿色建材资源综合利用产品等在内的多项产品均已获得了环境标志。 根据首批《环境标志产品政府采购清单》，绿色建材主要包括水性涂料、人造木质板材、木地板、家具、轻质墙体板材、塑料门窗、白乳胶、建筑用塑料管材、建筑陶瓷和卫生陶瓷[2]。

绿色建材的内涵随着研究应用的不断深入，变得越来越丰富。一系列有代表性的绿色建材产品如高性能混凝土、高强钢筋、新型墙体材料等不断发展，并在工程中成功应用。2013年发布的《绿色建筑行动方案》，明确将大力发展绿色建材作为我国发展绿色建筑的十项任务之一。2014 年年初，住建部、工业和信息化部联合印发《绿色建材评价标识管理办法》，首次对绿色建材给出了正式的定义。2016年5月，我国第一批绿色建材标识在京发布，共32家企业的45个产品获得首批三星级绿色建材评价标识，产品涉及预拌混凝土和预拌砂浆两大类。

目前，我国已有河南、河北、广东、江苏等省市出台了绿色建材推荐目录（表2）。工信部遴选了节能玻璃、陶瓷薄砖、节水洁具、高性能混凝土、部品部件、绿色化学建材、绿色墙体材料、墙体保温材料等作为优先推进品种。目前，已大力发展和推广的绿色建材有节能玻璃、绿色化学建材、新型墙体和节能保温隔热材料。

2 绿色建材在住房修缮中的应用研究

《绿色建材评价技术导则（试行）》给出了7类绿色建材产品的评价方法，但不代表只有这7类属于绿色建材产品。随着绿色建材产品的发展，绿色建材产品评价范围还会进一步扩大。综合国内外绿色建材应用情况，笔者认为绿色建材产品应具有安全、节能、减排、适用、耐久、便利和可循环的特点。

表1 国外主要绿色建材类型及评价指标

表2 国内主要城市绿色建材推荐目录

本市旧住房量大面广，房屋类型多，建造标准差别大。旧住房的修缮改造经历了多层住宅平改坡、旧小区综合整治、旧住房综合改造等多个阶段，改造内容也逐步从最初的单项改造发展为综合性的修缮改造。与新建房屋不同的是，旧住房修缮改造时，应综合考虑材料的耐用性、安全性、经济性及对周边环境的影响等因素，秉着高效、安全、绿色、便利的原则，对修缮材料进行选择。

（1）考虑到旧住房对于节能和舒适度提升的要求，保温隔热材料和节能门窗的应用符合目前绿色发展趋势。在选择屋面保温材料时，应考虑保温材料导热系数、厚度对荷载和使用空间的影响，以及保温材料的防火性、吸水性、耐用性和成本。不可燃、吸水率低、导热系数低的保温材料应优先选用。外窗改造在只更换玻璃的情况下，建议选择低辐射中空玻璃；整窗更换时，其外窗框型材可选择金属隔热型材、塑料、木、铝包木及TICO聚氨酯型材等。

（2）由于建造年代、使用习惯等原因，旧住房屋面、外立面渗漏现象较为普遍，其修缮对防水材料的需求较大。屋面防水工程应优先选用聚氯乙烯高分子防水卷材、高聚物改性沥青卷材等。室内厨卫间防水工程所选用的防水材料，以防水性能优异、无接缝的整体涂膜最为理想，如高分子防水涂料、水性聚合物水泥基防水涂料等。

（3）住房修缮工程应使用水性涂料，禁用溶剂型涂料。目前，合成树脂乳液外墙涂料、弹性建筑涂料和砂壁状建筑涂料已在外墙修缮工程中得到广泛应用。此外，室外停车场、道路部分可使用透水铺装材料，有利于推进老旧小区海绵化改造。小区楼道和地下车库等处采用LED节能灯、太阳能路灯，有利于节能。

结合国内外绿色建材应用发展情况调研，在综合考虑旧住房修缮的特点和绿色建材节能环保特点的基础上，笔者认为，目前旧住房修缮中较为适用并且具备较大应用潜力的绿色建材产品主要有7类，即保温隔热材料、节能门窗、水性涂料、防水材料、透水铺装材料、节能灯具和节水器具。下面以某旧住房修缮改造工程为案例，研究绿色建材的应用情况。

3 案例介绍

3.1 工程概况

某旧住区房屋建造于20世纪二三十年代，属历史风貌保护片区，是老式石库门里弄住宅，多为2层，部分带3层阁楼。整个小区共有23栋单体，共计有270单元，建筑面积为22 473m2，1 181户。

3.2 修缮设计方案

由于建造年代久远，房屋结构老化、室内功能使用不便，需进行修缮改造。其修缮设计方案如下（图1）：

（1）建筑外部保留历史建筑风貌。

（2）项目通过设计将原两个门牌号合并为一个门牌号，充分利用楼梯间空间和原公共部位增加厨卫功能。

（3）通过改建提高房屋安全、防火、保暖性能。

（4）根据改造后非标格局，配置集成化厨卫，通过使用新材料、新技术，提高居住舒适度。

（5）改造后原则上原部位回搬，每户增加面积3～5m2，按证增加厨卫功能。

3.3 绿色建材选用

3.3.1 屋面材料

由于屋顶阁楼空间小，屋面保温层厚度不宜过厚，需选择导热系数低的保温材料。若选择泡沫玻璃、发泡水泥板等无机保温材料，厚度均超过6cm，因此，决定采用憎水性轻质保温材料气凝胶二氧化硅保温毡，导热系数≤0.013 W/（m·K），厚度约1cm，同时具备保温和防水功能（图2、3）。

图1 某旧住房修缮设计方案图

屋面采用自黏防水卷材、气凝胶二氧化硅保温毡、顺水条，保温毡拼接采用防水钉、防水垫。

3.3.2 外窗

满足传热系数≤2.2 W/（m2·K）的外窗通常需要三玻双腔，但考虑到旧住房结构承载能力弱，可选择双玻单腔的高性能外窗。本项目采用玻纤增强聚氨酯节能门窗（图4），其玻纤增强聚氨酯复合材料轻质高强，密度为2 100 kg/m3，强度为铝合金的4～6倍，且传热系数是铝合金的30%，是PVC的70%，节能的同时还具有很好的耐火性。

3.3.3 整体卫浴

厨卫合用改为厨卫独用，其中，小空间设计采用整体卫浴（图5）。

在该项目修缮改造过程中，充分考虑原有建筑的特点和历史建筑风貌，积极考虑采用新型绿色建材，在保留保护的同时，提高建筑能效，为今后旧式里弄建筑的保护修缮提供了参考。

图2 气凝胶二氧化硅保温毡

图3 屋面防水保温层

4 推广应用建议

4.1 材料性能严格把控，注意耐久、安全、协调、美观

建筑材料的性能是影响整个工程质量的关键因素，而性能的优劣往往是由原材料质量、生产工艺、产品标准等决定，因此，绿色建材特别是涂料类材料在应用时，应严格把控原材料质量，并从整体系统考虑，选用适宜的、能够保持良好粘结效果的各个分系统材料，使得整体系统的材料性能得以保证甚至加强。

图4 玻纤增强聚氨酯节能窗

对于住房修缮工程应用的绿色建材，应重点考虑环保性能，特别是外墙和室内等涂料产品的VOC和甲醛排放性能。同时，由于溶剂型涂料大多易燃，对保存和储藏的要求很高，具有较高的消防隐患，不适用于施工场地狭窄、居民进出频繁的住房修缮工程，应严禁使用溶剂型外墙涂料。建筑防水材料一般应具有良好的耐候性，能较好地抵抗光、热等方面的影响，具有耐酸碱腐蚀、防止渗透的性能。此外，针对局部性住房修缮工程项目，修缮材料建议选用与原材料系统尽量保持一致或相近的，并须注意新、旧材料之间的界面结合。

4.2 健全现场检查制度，严把施工质量关

住房修缮施工质量的把控应从现场施工管理入手，根据不同建材的特性，采用正确的预处理方法，做到严格按照施工方案施工。若处理不当，将会直接影响材料相关性能，从而影响整体工程质量。

住房修缮工程应用新型防水材料或反射隔热涂料等绿色建材时，必须先完成铲除旧涂层、补平基层及清洗墙面等基层处理工作，并对基层处理情况进行验收后，方可进行新材料的涂刷工程，最大限度地确保外墙修缮工程的施工质量。此外，应对绿色建材施工所用材料和工程质检增加现场抽检和复检制度，确保其严格按照施工规范和工序的要求，加强修缮施工监管的作用，建立责任追究制度。

节能门窗是一种节能环保、实施效果好、经济成本可控的绿色建材。其应用的关键之一是要严格按设计要求做好节点部位的施工，若热桥部位施工不当或未做好防水处理，极易发生质量缺陷。例如，窗框四周若封闭不严，墙体结构与保温层之间在窗膀上易出现裂缝而引起渗水。因此，在编制修缮方案时，若涉及节能门窗的安装及洞口等部位的修复，应有节点设计和细部说明，如有必要，可配节点详图加以明确。

4.3 明确绿色建材在住房修缮中的应用技术要求

自2015年颁布《促进绿色建材生产和应用行动方案》以来，绿色建材在既有建筑中应用的重要性及比例逐渐提高；国家最新颁布的《绿色建材评价技术导则（试行）》也对保温材料、预拌混凝土、建筑节能玻璃等7类新型绿色建材产品给出了具体的评价技术要求，为绿色建筑的推广应用提供了基本思路和框架。然而，我国大部分地区的绿色建材推广应用工作才刚起步，绿色建材在新建建筑、建筑改造中的应用还在探索研究阶段，建议结合地区特点，制定推广绿色建材的扶持政策，明确绿色建材在住房修缮中应用的技术要求，为加快推动绿色建材的推广应用，提高绿色建材应用效果提供必要的技术支撑。

4.4 落实绿色建材施工安全管理，宣传鼓励绿色行为

由于住房修缮一般是在居民居住在内的情况下进行施工，有些交通要道还会与施工工地或材料堆放场地出现重叠。因此，在修缮工程开展时，应加强施工安全管理及项目防火安全，下发居民告知书，通知居民修缮工程开展的时间、区域和注意事项等。在住房修缮工程中，应首先对修复区域内的空调机架、晾衣架、雨篷等外墙悬挂物进行安全质量检查。当悬挂物强度不足或与墙体连接不牢固时，应采取加固措施或拆除、更换。此外，施工现场作业区和危险区，应设置安全警示标志；当需修复的外立面紧邻人行道或车行道时，应在该道路上方搭建安全天棚，并设置警示和引导标志。同时，还应提高居民对绿色建材的认识和正确使用方法，通过定期举办宣传科普活动，出台适宜的激励措施等方式，引导用户绿色行为，从而整体提升绿色建材的应用效果。

5 结语

综上所述，绿色建材产品应具有安全、节能、减排、适用、耐久、便利和可循环的特点。目前，旧住房修缮中较为适用且具备较大应用潜力的绿色建材产品主要有保温隔热材料、节能门窗、水性涂料、防水材料、透水铺装材料、节能灯具、节水器具等。在旧住房修缮改造过程中，应充分考虑原有建筑的特点和历史建筑风貌，积极考虑采用上述各类新型绿色建材，在做好保留保护的同时，努力提高建筑能效。同时，在后期的推广应用中，还应在材料性能把控、施工质量检查、技术要求和安全管理等方面进行把控。