建筑中生态节能建材模块化应用研究

杨 茜 雷言清 李义唐

(沈阳联保中心第四工程代建管理办公室，辽宁 沈阳 110000)

1 生态节能建材的概念及意义

生态节能建材要求不但能够在建筑使用的过程中，为建筑的运行节省能源的消耗，还要考虑建材在整个生态系统中的影响。建筑材料在各个环节中消耗的能源以及对生态的影响都应当考虑到建材整体的评价中去。由此，生态节能建材的概念应概括为采用清洁生产技术、少用天然资源和能源、大量使用工业或城市固态废弃物生产的无毒害、无污染、无放射性、有利于环境保护、人体健康的节能型建筑材料。生态节能建材在建筑中应用的意义主要有两个方面：

1)节省能源的消耗，节约资金在建筑中的投入。建材是国家能源消耗的主要部分，据统计，全国每年建材工业耗用原材料50亿t以上，能源消耗2.3亿t标煤，约占全国耗能总量的15%。

2)建立良好的生态效益，传统建材破坏了生态环境，一年建材制造中排放废气1.096亿m3，CO排放量约为1 t，粉尘30 kg，造成很大程度的环境污染，且大部分建材废弃后，不能回收利用，成为难以处理的建筑垃圾。生态节能建材的使用可以有效解决上述问题。

2 建筑设计中对建材应用存在的问题

建造所用的材料直接关系到建筑对整个生态环境的影响，以及建筑所消耗的能源。通过调研发现，大部分建筑所用的建筑材料大部分没有经过考究，问题如下：

1)对本地自有材料应用不充分。

调研发现，建筑建造过程中对有本地特色材料应用较少，例如竹、夯土、万年蒿、当地石材等，没有体现出地域特色，这在一定程度上造成能源、资源的浪费。

2)建设中存在着高消耗建筑材料的现象。

一般是市场上流行用什么建材就跟随用什么，有些材料甚至是高消耗的，在材料的运输、施工等方面存在着很大的浪费。

3 生态节能建材模块化应用研究

3.1 模块一：城市生态节能建材应用模块

1)适用范围。

该模块适用于位于城市的建筑建造对材料的选择与应用，这类建筑一般位于城市中心地带，周围环境繁华。生态节能建材的正确选用能为城市建设节约一定的资金，同时带来良好的生态效益和社会效益。

2)设计要点。

a.工业固体废物的再利用。

煤灰砖、煤矸石砖、页岩砖、矿渣砖、煤渣砖等工业废弃物可以用来作为原材料，生产制作实心砖或空心砖，从而替代黏土砖。据统计，生产1 000亿块工业废弃物制作的空心砖，可以充分再利用工业废渣7 000万t，从而达到节省耕地，节省煤炭的目的，同时还可避免工业废弃物对环境的二次污染。

城市工业中产生的废弃边角料也可以加工成建筑材料进行再次循环利用，例如煤渣、页岩、纸浆厂淤泥等可作为现浇混凝土墙或者混凝土砌块的原材料，同时，经过工艺处理和技术手段可以制造出烧结陶粒、轻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。

对城市生活垃圾进行杀菌、除臭、粉碎搅拌后，再将其和特定的化学生物制剂及辅助材料进行混合，通过特定的工艺和机器，可重新制造成各种路基砖、地板砖、墙体板、路缘石等建筑材料，用这种方式处理城市垃圾既能够避免城市垃圾对环境的再次污染，又能够为建筑提供新型材料，同时能够节约建设经费。其他的城市固态垃圾也可利用于建筑中去，例如，废旧玻璃经过处理后可以制造成玻璃马赛克、玻璃饰面材料等。

对城市生活垃圾的再生利用，城市生活垃圾的处理方式很大一部分是进行焚烧，并且随着城市的发展，可焚烧城市垃圾的比例也越来越高。城市垃圾进行焚烧后所产生的灰土目前处理方式大都进行掩埋，这样一来不但造成了资源的浪费，还对生态环境造成了二次污染。城市垃圾焚烧所产生的渣土，经过研究可应用于制造新的建筑材料，利用60%的下水道污泥、城市垃圾焚烧灰渣、制铝工业废渣赤泥、纸浆厂废弃材料等加入黏土、石灰石、铁镁粉等按照一定的比例进行调配，同时配合一定的生产工艺、技术手段可以制造成新型生态水泥等建筑材料，利用到建筑中去。

c.废弃建筑中材料的再生利用。

在新建还是解体拆除中建构筑物会产生大量的含金属、塑料、有混凝土、木材成分的建筑固体废弃材料，建筑固体废弃材料在建筑总体废弃物中所占比例是很高的，有时甚至高达一半左右。因此，在整个建筑材料闭式循环中，该部分的充分再利用占有很重要的地位，节约经费的同时，有着重要的生态意义。

建筑固体废物主要来自两个方面：钢材、保温材料、木地板、木板材、木制品、铁器、装饰灯具、砌块、砖石、混凝土预制构件等从废弃建筑中拆卸下来的可以再利用的材料，这些材料可以进行再次分类再次利用，在新建筑中发挥新作用。第二个来源是易拉罐、废弃轮胎、塑料、玻璃等的生活垃圾中有用物质的再利用，这些废弃物经过一定的工艺处理后应用到新建建筑中。

3)城市生态节能建材模块。

分析城市生态节能建材原料的构成+选择恰当的建材。

位于城市中心或近郊的建材选择首先要分析该城市工业、城市废弃物等的组成，从而确定建材原料的来源，然后根据上面的分析选择合适的建材。

3.2 模块二：郊区建筑生态节能建材应用模块

1)适用范围。

该模块适用于远离的城市的建设对建材的选择与应用。特别是云南、贵州、四川、西藏等位于的边远地区地带的建筑，生态环境脆弱，其材料的应用更该考究。

2)设计要点。

a.对农业副产物的再利用。我国是农业大国，很多地区农业所占份额都比较大，因而农业副产品的产量是很丰富的。例如矿渣刨花板、水泥刨花板、石膏刨花板等都是用农植物副产品和一些工业无机原料进行复合生产出来的，这些建筑材料有着隔热、隔音、轻质、高强、调节室内湿度、防火等良好的物理力学性能，不会污染环境，有很好的生态效益。

b.可循环建筑材料的利用。可循环建筑材料的显著特征是可以自己进行降解，能够做到来自自然，最终回归自然，同时包含了初次使用和二次加工利用两种情况。生土、石、稻草、草、竹、原木等天然材料属于原生材料，这些建筑材料可以从自然中来，到自然中去；竹纤维板、纸等建筑材料需要由原材料加工而成，它们包含了传统的建筑材料，同时也包括一些非传统材料利用到建筑中。

竹子、石材、木材等建筑：对于盛产竹子的山区，例如四川、云南等地山区，完全可以利用竹子作为主要的建筑材料，进行修建民居。竹作为建材有着广泛的运用，力学性能好，耐压、韧性佳；加工简便、施工快捷；并且废弃后可降解，不会对环境造成污染(见图1)。

夯土建筑：对于土质条件好的山区，可以利用传统的夯土技术建造(见图2)。夯土营房的建造可以节约能源，减少对环境的污染，并且夯土营房的室内热环境要好于砖混建筑，有利于减少制冷、采暖的能耗。

高原地域建筑对“万年蒿”的利用。将万年蒿进行高压压制，然后紧密的进行砌筑，从而制造出防水与保温一体的建材。由于有很细小的空气间层使得该建材有保温的特性，同时，空气层的存在也可以防止整个墙体的开裂。这种适宜的技术材料，以及相应的构造技术是在长年的实践中总结出来的，见图3。

3)郊区建筑生态节能建材模块。

分析地方本土建材原料的构成+选择恰当的建材。

位于郊区建筑的建材选择首先要分析当地建材的组成，尽量使用本地特有的建材，或者由本地材料制造的建材。

4 结语

生态节能建材在建筑中广泛应用，有着重要的经济价值及生态效益，因此，重视生态节能建材的应用，结合工程所在地域及功能性质，因地制宜的选择合适的生态节能建材是必要的，也是必须的。