本文闡述了綠色生態(tài)建筑設(shè)計(jì)中對(duì)建筑材料的相關(guān)要求,介紹了建筑材料生態(tài)設(shè)計(jì)的目的及特征、生態(tài)設(shè)計(jì)的定義及生態(tài)建材的優(yōu)點(diǎn),探討了建筑材料生態(tài)設(shè)計(jì)需要的注意問(wèn)題。
1 綠色生態(tài)建筑設(shè)計(jì)中對(duì)建筑材料的相關(guān)要求
在選擇適合生態(tài)化建筑建設(shè)的相關(guān)材料之前,首先的一點(diǎn)就是要對(duì)生態(tài)化和科學(xué)化設(shè)計(jì)規(guī)劃有一個(gè)基本的認(rèn)知和了解,只有在此基礎(chǔ)之上,我們的建筑材料選擇才能夠切實(shí)有效,真正符合相關(guān)的規(guī)定。那么,在當(dāng)前的生態(tài)化、綠色化建筑過(guò)程中對(duì)建筑材料具有哪些要求呢?經(jīng)過(guò)相關(guān)的調(diào)查和分析,筆者總結(jié)發(fā)現(xiàn)一般存在以下的一些要求:
1.1建筑的材料最好是綠色建筑材料,也就是通常我們所說(shuō)的生態(tài)建筑材料,這種建筑材料一般都是和生態(tài)環(huán)境較為協(xié)調(diào)和吻合的建筑材料,其在自身的性能上一級(jí)環(huán)境性能上都是較為生態(tài)和綠色化的。
1.2更清潔、更節(jié)能、規(guī);、大型化的新型材料。隨著生態(tài)化建設(shè)的要求以及綠色化建設(shè)的需要,在建筑建設(shè)的過(guò)程中一般要求具有高性能,而且具有節(jié)能性的建筑材料。在這些建筑材料的使用上業(yè)更加的趨向于低能耗、高性能的綠色水泥制品和環(huán)保水泥品種。
1.3綠色化健康化的建筑材料。隨著人們對(duì)建筑生態(tài)化綠色化的要求,那么在建筑材料的選擇上業(yè)相應(yīng)的要求是具有健康元素的、對(duì)人體沒(méi)有較大危害的建筑材料,因此在建筑的過(guò)程中建筑的無(wú)害性以及環(huán)保上有具體的要求。
2 建筑材料生態(tài)設(shè)計(jì)的目的及特征
建筑生態(tài)材料(Environment Conscious Materials)一般指對(duì)資源和能源消耗最少、對(duì)生態(tài)環(huán)境影響最小、循環(huán)再利用最高或可降解使用的新材料;換言之,是考慮到資源和環(huán)境問(wèn)題的新材料的總稱,已被認(rèn)為是21世紀(jì)新材料發(fā)展的必然方向。
在決定材料發(fā)展的五個(gè)判據(jù)(資源、能源、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)和性能)中,經(jīng)濟(jì)和性能一直受到高度重視,而材料發(fā)展中的資源、能源,尤其是環(huán)保問(wèn)題重視不足,我國(guó)是一個(gè)世界上人口最多的發(fā)展中國(guó)家,在制定材料發(fā)展戰(zhàn)略時(shí),在追求材料的高性能、低成本的同時(shí),務(wù)必要給予相關(guān)的能源、資源和環(huán)境保護(hù)問(wèn)題更高的重視。建筑工程材料,也是影響生態(tài)環(huán)境的主要因素。
3 生態(tài)設(shè)計(jì)的定義及生態(tài)建材的優(yōu)點(diǎn)
所謂生態(tài)設(shè)計(jì),其所采用的材料應(yīng)該是很少產(chǎn)生并能有效控制污染,形式和內(nèi)涵必須充分體現(xiàn)出自然生態(tài)與社會(huì)生態(tài);在具體功能上,必須節(jié)約能源、降低建筑造價(jià)和使用費(fèi)用,強(qiáng)調(diào)實(shí)用性和對(duì)人體及環(huán)境有益而無(wú)害等對(duì)生態(tài)環(huán)境材料的定義,雖有不同的看法,但要取得共識(shí),例如,“生態(tài)環(huán)境材料是具有滿意的使用性能和優(yōu)良的環(huán)境協(xié)調(diào)性的材料。
所謂優(yōu)良的環(huán)境協(xié)調(diào)性是指在原料的采取制各、產(chǎn)品的生產(chǎn)制造、服役使用、廢棄后的處置和循環(huán)再生利用的全過(guò)程,對(duì)資源和能源消耗少,對(duì)生態(tài)和環(huán)境污染小,循環(huán)再生利用率高”。由于對(duì)使用性能的要求與傳統(tǒng)材料并無(wú)二致,生態(tài)環(huán)境材料定義區(qū)別于傳統(tǒng)材料的是其環(huán)境協(xié)調(diào)性。
生態(tài)建材節(jié)約資源。我國(guó)人口眾多,土地資源十分緊張,而建材的生產(chǎn)則是消耗土地資源最多的行業(yè)之一。在建材生產(chǎn)和使用過(guò)程中,排放出大量的工業(yè)廢渣、尾氣以及垃圾,這不僅浪費(fèi)了大量的資源,而且導(dǎo)致了嚴(yán)重的環(huán)境污染,對(duì)人類的生存產(chǎn)生了嚴(yán)重的威脅。
為了節(jié)約資源,同時(shí)消除這些廢棄物對(duì)環(huán)境的污染,建材領(lǐng)域的技術(shù)人員研究和開發(fā)出利用這些廢棄物生產(chǎn)綠色建材的工藝技術(shù),如在水泥、混凝土中摻入粉煤灰、廢渣,利用煤渣、煤矸石和粉 煤灰為原料生產(chǎn)綠色墻體材料等,這樣不僅減少了環(huán)境污染,而且化廢為寶,節(jié)約土地資源。
生態(tài)建材節(jié)約能源,可以根據(jù)我國(guó)資源實(shí)際,利用農(nóng)業(yè)廢棄物生產(chǎn)有機(jī)、無(wú)機(jī)人造板,可用棉桿、麻桿、蔗渣、蘆葦、稻草、稻殼、麥秸等作增強(qiáng)材料,用有機(jī)合成樹脂(如脈醛、酚醛樹脂、三聚氰胺甲醛樹脂等)作為膠結(jié)劑生產(chǎn)隔墻板,也可用某些植物纖維作增強(qiáng)材料,用無(wú)機(jī)膠結(jié)劑(如水泥、石膏、鎂質(zhì)膠凝材料等)生產(chǎn)隔墻板。
這些板的特點(diǎn)是原材料廣泛,生產(chǎn)能耗低,密度小,導(dǎo)熱系數(shù)低,保溫性能好。用這些建材建造房屋,一方面,充分利用資源,消除廢棄物對(duì)環(huán)境造成的污染,實(shí)現(xiàn)環(huán)境友好;另一方面,這些材料具有較好的保溫隔熱性能,可以降低房屋使用時(shí)的能耗,實(shí)現(xiàn)生態(tài)循環(huán),可持續(xù)發(fā)展。
4 建筑材料生態(tài)設(shè)計(jì)需要的注意問(wèn)題
建材的生態(tài)設(shè)計(jì)。發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)和節(jié)能省地型建筑的政策正在引導(dǎo)綠色建材的生態(tài)設(shè)計(jì)發(fā)展。生態(tài)設(shè)計(jì)要求建材產(chǎn)品的開發(fā)要考慮產(chǎn)品生命周期的所有階段的環(huán)境因素,建立一個(gè)更具有可持續(xù)性的資源保障、產(chǎn)品生產(chǎn)、消費(fèi)和再生利用系統(tǒng)。材料的生態(tài)設(shè)計(jì)不僅包括保護(hù)環(huán)境方面的安全、節(jié)能、節(jié)約資源、減少污染等清潔生產(chǎn)技術(shù),還包括材料的使用功能和重復(fù)再生利用的設(shè)計(jì),以及降低成本、提高競(jìng)爭(zhēng)力的商業(yè)要求。
建筑材料的開發(fā)、生產(chǎn)和使用在生態(tài)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)下,將突破目前的生產(chǎn)和使用節(jié)能、利廢,環(huán)保、質(zhì)量、性能等方面的綠色化發(fā)展思路,開拓新的視野。例如,根據(jù)建筑工業(yè)化要求實(shí)施建筑材料部品化,按循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展要求推進(jìn)建筑部品標(biāo)準(zhǔn)化、可拆卸和重復(fù)使用要求,按綠色建筑要求從居室環(huán)境生態(tài)化等方面發(fā)展綠色建材等新的思路。
材料生產(chǎn)與環(huán)境的聯(lián)系存在三條基本途徑:資源、能源與廢棄物[6]。人們采用各種生產(chǎn)方式從環(huán)境中獲得資源和能源,并把它們轉(zhuǎn)變成為可供建筑使用的材料,同時(shí)向環(huán)境排放出大量的廢棄物,這些廢棄物包括廢氣、廢渣和廢水等,對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重的危害。
傳統(tǒng)的建材生產(chǎn),物質(zhì)的轉(zhuǎn)變往往是單方向的,生產(chǎn)出的產(chǎn)品供建筑使用,排放的廢棄物并無(wú)采取措施處理,直接污染環(huán)境。而綠色建材則采用清潔新技術(shù)、新工藝進(jìn)行生產(chǎn),在生產(chǎn)和使用的同時(shí),必須考慮與環(huán)境友好性,這不僅充分考慮到生產(chǎn)過(guò)程少污染,對(duì)環(huán)境無(wú)危害,而且考慮到建材本身的再生和循環(huán)使用,使建材在整個(gè)生產(chǎn)和使用周期內(nèi),對(duì)環(huán)境的污染減少到最低,對(duì)人體無(wú)害。
關(guān)于生態(tài)建材的發(fā)展方式和對(duì)環(huán)境協(xié)調(diào)性的改進(jìn),日本學(xué)者三本良一教授總結(jié)了四類創(chuàng)新的方法和它們各自對(duì)環(huán)境協(xié)調(diào)性貢獻(xiàn)大小的評(píng)價(jià),即,產(chǎn)品改進(jìn),重新設(shè)計(jì),功能創(chuàng)新和系統(tǒng)創(chuàng)新。系統(tǒng)創(chuàng)新對(duì)環(huán)境協(xié)調(diào)性的改進(jìn)最大,花費(fèi)的時(shí)間最長(zhǎng),不難理解,系統(tǒng)創(chuàng)新的難度也最大,而產(chǎn)品的改進(jìn)相對(duì)簡(jiǎn)單,對(duì)環(huán)境協(xié)調(diào)性的提高也相對(duì)小些。這里需要指出的是,對(duì)某種材料而言,生態(tài)化或環(huán)境協(xié)調(diào)化的發(fā)展并不一定要遵循這四種排列順序。
生態(tài)建材必須遵循建筑材料的可更新、可循環(huán)、可再用、減少能耗與污染原則;其次,必須使用地方自然資源,體現(xiàn)本土觀念;再次,生態(tài)建材的使用都對(duì)人類生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生較大的影響,因此,把這些放之于更廣泛的社會(huì)環(huán)境、生態(tài)環(huán)境中去看,生態(tài)建筑要實(shí)現(xiàn)它的基本目標(biāo),必須要有現(xiàn)代技術(shù)的支持。
從比較廣泛的角度來(lái)說(shuō)節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境,目前都可以認(rèn)為是生態(tài)技術(shù)。關(guān)于對(duì)生態(tài)建筑和使用技術(shù)的要求。首先技術(shù)本身的功能與生態(tài)環(huán)保功能必須一致,第一要求采用的技術(shù)和制造的產(chǎn)品有利于資源能源的節(jié)約,第二要求采用的技術(shù)和產(chǎn)品有利于人的健康。
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