2.2　基于绿色建筑功能目标的实现开展绿色建筑选材

所谓绿色建筑，是指在建筑的全寿命期内，最大限度地节约资源（节能、节地、节水、节材）、保护环境和减少污染，为人们提供健康、适用和高效的使用空间，与自然和谐共生的建筑。根据上述定义，绿色建筑应具有三个要素，即在全生命周期内，保护环境，减少污染，节约资源和能源，创造一个健康、安全、适用和经济的活动空间。而支撑这些要素实现的重要载体之一就是绿色建材。因此绿色建材的发展应紧随绿色建筑发展的方向，开展绿色建筑选材也应基于绿色建筑“四节一环保”各项功能目标的实现而进行。

2.1.1　节能

我国建筑业的能源消耗占全国能源消耗的27％，降低建筑的能源消耗是当务之急。实现绿色建筑节能可通过两种方式：一是减少常规能源的消耗；二是尽可能多的采用可再生能源。

（1）选用高效的保温隔热材料，以减少常规能源消耗　建筑材料对建筑节能的支撑主要体现在保温材料、节能门窗、遮阳等外围护结构用的被动节能措施，以达到减少建筑运行能耗，提高建筑热环境性能的目的，这属于减少常规能源消耗的有效方式。建筑的外墙、屋面与窗户是降低建筑能耗的关键所在，加强建筑保温隔热，选用优良的绝热材料是实现建筑节能最有效和最便捷的方法。在各种建筑物中采用绝热材料进行保温保冷，是最直观的也是效果最为显著的建筑节能方式，而采用高效绝热材料复合墙体和屋面以及密封性良好的多层窗也是建筑节能的重要方面。

我国保温材料在建筑上的应用是随着建筑节能要求的日趋严格而逐渐发展起来的，相对于保温材料在工业上的应用，建筑保温材料和技术还较为落后，高性能节能保温材料在建筑上利用率很低。保温性能差的实心黏土砖仍在建筑墙体材料组成中占据绝对优势。为实现建筑节能目标，根本出路是发展高效节能的外墙外保温复合墙体。外围护墙体的保温隔热技术和材料是目前重点研究开发的节能技术，它可以避免热桥的产生，保温效果好。国外以轻质多功能复合保温材料为开发方向，在建筑物的围护结构中，不论是商用建筑还是民用建筑，全部采用轻质高效的玻璃棉、岩棉、泡沫玻璃等保温材料，在空心砌块或空心砌筑好的墙体的空腔中，用高压缩空气把絮状的玻璃棉吹到空腔中，填充密实，保温效果非常好。一些先进的新型保温材料和技术已在国外建筑中普遍应用，如在建筑的内外表面或外层结构的空气层中，采用高效热反射材料，可将大部分红外射线反射回去，从而对建筑物起保温隔热作用。目前美国已开始大规模生产热反射膜，用于建筑节能。

随着外墙木门窗的停止使用，铝合金、塑钢等合金及复合材料窗框被大量采用。我国目前开发的铝合金隔热窗框型材有两种。其中一种隔热桥是采用树脂实心链接，隔热效果有限。另一种是采用硬聚氨酯泡沫实心填充隔热桥，隔热效果好，但耐久性较差。国外采用高强树脂双肢隔热桥，并用液压工艺连接隔热桥的铝合金隔热窗型材，隔热效果非常好。除此以外，其他型材如铝木复合、钢塑整体挤出、塑木复合型材等都要求有较高的生产工艺及技术水平，国内虽然有类似产品，但生产工艺和产品的技术经济指标和性能与国外产品相比尚具有较大差距。

（2）充分利用绿色能源的建筑材料，是实现建筑节能的重要手段　绿色能源主要指太阳能、风能、低能和其他再生能源。在建筑中使用将绿色能源转化为电能、热能等能源的建筑材料，以确保整个建筑物的能源不再需要或较少需要另外供应，减少由于燃用化石燃料对环境造成的污染，这是建筑材料的“绿色化”发展方向之一。太阳能作为一种可再生的洁净能源，是建筑上很具利用潜力的新能源之一。太阳能利用装置和材料，如透光材料、吸收涂层、反射薄膜和太阳能电池等都离不开玻璃，太阳能光伏发电系统、太阳能光电玻璃幕墙等产品都将大量采用特种玻璃，对用于太阳能转化的玻璃要求具有高透光率、低反射率、高温不变形、高表面平整度等特性。太阳能与玻璃的复合技术以使建筑的幕墙作为建筑本身部分用能的自供电源成为可能，这是建筑构件复合多功能高新技术发展的一个成功实例，也是建筑可持续发展的方向之一。

2.1.2　节材

建筑节材包括设计节材和材料选用两个方面。通过设计优化节材，可解决建筑结构中的“肥梁胖柱”问题，增加建筑使用面积。而材料的选用主要体现在高强度结构材料、高耐久性材料和3R材料的选用（可再生、可再循环、可再利用以及利废等）。

（1）高强度结构材料　合理选用高强度结构材料，如高性能钢材、高性能混凝土等，可减小构件的截面尺寸，节约建筑材料用量，同时也可减轻结构自重，减少地震作用及地基基础的材料消耗。另外，这些材料的品质和耐久性优良，可保证其使用功能维持时间较长，延长使用期限，减少在房屋全生命周期内的维修次数，从而降低社会对材料的需求量，同时减少废物拆除物的数量，减轻对环境的污染。GB/T 50378—2014《绿色建筑评价标准》提出：混凝土结构中梁、柱纵向受力普通钢筋应采用不低于400MPa级的热轧带肋钢筋；合理采用高强度建筑结构材料等。而高强度结构材料的选择也属于系统工程的范畴。以混凝土为例，即使在同样强度等级的情况下，不同的配合比又与其耐久性密切相关，而耐久性指标需要根据具体环境取值。同时，不同的配合比又会影响混凝土的碳排放和可循环性。因此，基于绿色建筑选材的角度，混凝土的绿色选材应是一项对综合技术要求较高的工作。

（2）建筑材料的耐久性　建筑材料的耐久性是建筑师最为关心的指标之一，但需要与建筑使用功能和实际环境相结合。在满足建筑风格与使用需求的前提下，关注建筑材料的耐久性，提高其使用寿命是最重要的节材手段之一。

GB/T 50378—2014《绿色建筑评价标准》提出：合理采用高耐久性建筑结构材料。混凝土结构中高耐久性混凝土用量占混凝土总量的比例不低于50％，其中“高耐久性混凝土”是指在满足设计要求下，性能不低于行业标准《混凝土耐久性检验评定标准》（JGJ/T 193）中抗硫酸盐侵蚀等级KS90，抗氯离子渗透性能、抗碳化性能及早期抗裂性能Ⅲ级的混凝土。其各项性能的检测与试验方法应符合《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》（GB/T 50082）的规定。钢结构应采用耐候结构钢或耐候型防腐涂料，耐候结构钢须符合现行国家标准《耐候结构钢》（GB/T 4171）的要求；耐候型防腐涂料须符合行业标准《建筑用钢结构防腐涂料》（JG/T 224—2007）中Ⅱ型面漆和长效型底漆的要求。此外，新版绿色建筑评价标准还提出应采用耐久性好、易维护的外立面材料（表2-2），采用耐久性好、易维护的室内装饰装修材料。

（3）3R材料　3R材料的选择也是建筑节材的重要方面。可再利用和可再循环材料是3R材料的范畴之一。GB/T 50378—2014《绿色建筑评价标准》提出：住宅建筑中可再利用材料和可再循环材料用量比例不低于6％；公共建筑中的可再利用材料和可再循环材料用量比例不低于10％。

可再利用材料包括从旧建筑拆除的材料以及从其他场所回收的旧建筑材料，如砌块、砖石、管道、板材、钢材、钢筋等。评价时，需提供工程决算材料清单，计算使用可再利用材料的重量以及工程建筑材料的总重量，二者比值即为可再利用材料的使用率。

可再循环材料是指受到破坏，但经加工处理后可循环再利用的材料，其基本概念有两点：一是可进行无害化的解体，二是解体后材料可再利用。如生活和建筑废物的利用，通过物理或化学的方法解体，做成其他建筑部品。具备可再循环利用性的建材包括：钢材、建筑玻璃、铝型材、木材等。除此之外的其他类型的产品较少，但近年已有一些新产品上市。例如连锁式小型空心砌块，砌筑时不用或少用砂浆，主要是相互连锁形成墙体。当房屋空间改变需拆除隔墙时，不用砂浆砌筑的大量砌块完全可以重复使用。又如外墙自锁式干挂装饰砌块，通过搭叠和自锁安装，完全不用砂浆，当需改变外装修立面时，能很容易被完整的拆卸下来，重复使用。

利用废物生产绿色建材对于建筑节材具有重要意义。GB/T 50378—2014《绿色建筑评价标准》提出：使用以废弃物为原料生产的建筑材料，废弃物掺量不低于30％。利用废物生产绿色建材已成为国内外建材行业研究和开发的热点，如建筑废物中的废混凝土、废砖瓦经处理后可制成再生骨料用于制作混凝土砌块、水泥制品和配制再生混凝土等；建筑污泥可用来制造混凝土骨料；废木材可作为造纸原料，也可用来制造人造木材和保温材料。工业废物中的煤矸石、沸腾炉渣、粉煤灰、磷渣等可用来代替部分黏土作为煅烧硅酸盐水泥熟料的原料，也可直接作为硅酸盐水泥的混合材；粉煤灰、矿渣经处理可作为活性掺合料用于配制高性能混凝土；一些工业废渣还可用来制砖和砌块，如炉渣砖、灰砂砖、粉煤灰砖等。

拆除旧建筑物的废弃物与施工中产生的建筑垃圾的再生利用，也是使废弃物减量化和再利用的一项技术措施。例如将结构施工的垃圾经分拣粉碎后与砂子混合作为细骨料配制砂浆；将回收的废砖块和废混凝土经分拣破碎后作为再生骨料用于生产非承重的墙体材料和小型市政或庭院材料；将经过优选的废混凝土块分拣、破碎、筛分和配合混匀形成多种规格的再生骨料后可配制C30以下的混凝土，其抗压强度可满足设计要求，其他力学性能指标和耐久性指标与普通混凝土接近，和易性可满足施工要求，甚至可配制泵送混凝土。

2.1.3　节水

我国水资源短缺，仅为世界人均值的1/4，有很多城市严重缺水，因此，“节水”已成为建设节约型社会的重中之重。建筑的节水是其中一项重要措施，而把好与建筑用水相关的建筑材料的选用是极重要的一环。绿色建材对建筑节水的支撑包括节水器具、安全耐久的供水管网、雨水回收系统、渗水地面材料等。

GB/T 50378—2014《绿色建筑评价》标准提出：①应采用节水器具。本着“节流为先”的原则，用水器具应选用中华人民共和国国家经济贸易委员会2001年第5号公告和2003年第12号公告《当前国家鼓励发展的节水设备（产品）》目录中公布的设备、器材和器具。根据用水场合的不同，合理选用节水水龙头、节水便器、节水淋浴装置等。所有用水器具应满足现行标准《节水型生活用水器具》（CJ164）及《节水型产品技术条件与管理通则》（GB/T 18870）的要求。除特殊功能需求外，均应采用节水型用水器具。对土建工程与装修工程一体化设计项目，在施工图中应对节水器具的选用提出要求；对非一体化设计项目，申报方应提供确保业主采用节水器具的措施、方案或约定。②应选用密闭性能好的阀门、设备，使用耐腐蚀、耐久性能好的管材、管件；③应使用较高用水效率等级的卫生器具。

以节水效果最为明显的节水器具为例，在选材中应结合情景模拟、使用寿命、卫生陶瓷的轻量化等因素优化选择。节水器具应满足下述技术要求。

（1）节水型水嘴水嘴是对水介质实现启、闭及控制出口水流量和水温度的一种装置，节水型水嘴具有手动或自动启闭和控制出水口水流量功能，包括：加气节水龙头、陶瓷阀芯水龙头、停水自动关闭水龙头等。用于浴缸和洗衣机的水龙头流量应不大于0.2L/s；盥洗水龙头、厨房洗涤池水龙头流量应不大于0.1L/s。水嘴重金属析出量应满足JC/T 1043《水嘴铅析出限量》和HJ/T 411《环境标志产品技术要求水嘴》的要求。感应式水龙头使用寿命应大于15万次，陶瓷片密封式水龙头使用寿命应大于20万次；其他类型水龙头使用寿命应大于30万次。

（2）节水型便器由便器和与其配套使用的水箱及配件、管材、管件、接口和安装施工技术组成，每次冲洗周期的用水量不大于4.5L，即能将污物冲离便器存水弯，排入重力排放系统的产品体系。节水型便器系统各部件（便器、水箱及配件、管材、管件、接口）组装后各连接部位应无渗漏，在使用中不允许有明显的水锤现象，噪声声压级不大于60dB。应符合HJ/T 296—2006《环境标志产品认证技术要求卫生陶瓷》的要求，放射性内照指数不大于0.9，放射性外照指数不大于1.2；坐便器中可溶性铅含量不得超过20mg/kg，可溶性镉含量不得超过5mg/kg。免冲水式小便器应具备自洁、抑菌、防臭功能。陶瓷小便器的烧制温度应不低于1280℃，陶瓷表面釉层的釉料应具有抗菌功效。

（3）节水型淋浴器采用接触或非接触控制方式启闭，并有水温调节和流量限制功能，包括：水温调节器、淋浴喷嘴等，淋浴喷头内部应设置限流配件。淋浴器喷头在水压0.1 MPa和管径15mm下，最大流量不应大于9L/min，淋浴阀关闭时，通入公称压力1.1倍的水压，出水口、阀杆密封处不应出现渗漏。封住出水口，由入水口通入压力0.1 MPa的水，阀杆密封处也不应出现渗漏。淋浴阀寿命大于5万次，并符合CJ 164《节水型生活用水器具》的相关规定。

2.1.4　室内环境

建筑材料对室内声、光、热环境和空气质量的改善具有重要的支撑作用，如遮阳产品对光热环境的改善，吸声材料、隔声窗、低噪声排水管对声环境的改善。而其中最为突出的是对室内空气质量的影响。

随着科技的发展，目前国内已开发出很多利于室内空气质量的材料，包括无污染、无毒害的建筑材料；有利于人体健康的材料如净化空气材料、保健抗菌材料、微循环材料等。已开发出的无毒耐候性长寿命的内外墙涂料，耐候性可达10年左右；利用光催化半导体技术产生负氧离子，开发出具有防霉、杀菌、除臭的空气净化功能材料；具有红外辐射保健功能的内墙涂料；可调湿的新型建筑材料；以及抗菌自洁玻璃灯等。近年在研究观念上又进一步，将消极的灭杀空气中有害物质的理念上升为积极地提供有利于人体健康的元素，利用稀土离子和分子的激活催化手段，开发出具有森林功能效应、能释放一定数量负氧离子的内墙涂料及其他建筑材料等。这些新材料的开发为创造良好的室内空气质量提供了基本的材料保证。而另一方面，对于目前市场上出现的林林总总的改善空气质量的功能材料，由于缺乏相关标准规定，或虽已有标准，但执行力度不够，导致市场呈现较为混乱的局面。

相对于室内空气质量，建筑材料对建筑声、光、热环境的影响已有较为成熟的模拟软件，可以很好地进行前期干预。而对室内空气质量的影响目前缺乏有效的模拟评估手段，这也限制了关注前期选材对室内空气质量改善的积极作用的发挥。往往是建筑投入使用后因室内空气质量不合格，只能被动的通过使用空气净化设备改善，不能很好地预防环境污染的发生。总结绿色建筑在室内空气质量方面的选材要求主要有以下几个方面：

（1）严格控制建筑材料的环保质量，所选用的建筑材料，如混凝土、墙体材料、水泥及其制品、石材、装饰装修材料中的人造板及制品、木器涂料、内墙涂料、胶黏剂、木制家具、壁纸、卷材地板、地毯、瓷砖、卫生器具等，其中有害物质含量应符合国家相关标准的规定。

（2）尽量选择天然或无须再加工的建筑材料，少用涂料等覆盖层或大量的装饰。

（3）避免选用可能导致臭氧层破坏的材料，应尽量避免选用以氟利昂为发泡剂的保温材料。

（4）避免使用产生放射性污染和释放有害物质的材料，避免影响建筑工人和建筑使用者的健康，减少环境中的粉尘和有机物污染。

（5）使用具有改善居室生态环境和保健功能的建筑材料等，如空气净化功能纳米复相涂覆材料、产生负氧离子功能材料、稀土激活保健抗菌材料、湿度调节材料、温度调节材料等。

支撑绿色建筑各项功能目标实现的绿色建筑选材见图2-1。