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城市生态环境保护与绿色建筑材料
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内容提示：科学选材、合理用材、注重循环利用，加强绿色建筑材料的选择和应用是现代设计及制造的基础，本文在分析了现代城市绿色建筑材料的发展现状和未来发展的趋势，论述了绿色建筑材料在城市建设中的意义和重要性，并提出改善环境状况的具体措施。
世界经济结构不断调整，逐渐形成了一种绿色战略趋势，具体来说就是以环境污染少、资源利用率高、资源消耗低为发展方向。在此背景下，绿色建筑材料应运而生，在现代城市设计与建造中的应用越来越广泛。（参考《建筑中文网》）
1 基于城市生态环境保护发展绿色建筑材料的必要性
1.1 建筑材料发展趋势的影响
随着全球经济环境意识的提高，绿色建筑材料的研究也越来越受到重视。一些西方学者曾提出开发“绿色建筑材料和工艺”，并且强调健康、环保，研究出资源利用率高、环境污染少的良性建筑材料和工艺，保证人与自然的和谐发展。这是西方人的先进认识。上世纪末以来，西方学者定义材料科学为有关建筑材料的性质及性能、制备与加工、组成与结构之间关系的应用科学，并且用合成与加工、性质和性能以及组成与结构等要素组成材料科学的内容，并且构成相互关系。在谋求生存和发展的过程中，人类要不断反思所用建筑材料的科学性和合理性，使建筑材料的产生过程与再生过程的各种材料所造成的环境负荷和建筑材料的性能相协调，相统一。研究绿色建筑材料是为了在满足人们生存以及发展需要的基础上减轻对环境造成的负荷，这体现了人与自然和谐发展的人文精神。
1.2 资源和经济可持续发展的需要
21 世纪人类面临着环境、资源、人口、土地等方面的压力，为了协调利用资源与保护环境的关系，我们迫切需要良性建筑材料。研发和运用绿色建材产品以及设计和建造适宜人们居住的生态环境日益受到重视，将成为未来研究的方向，也逐步成为绿色建筑材料未来研究发展的热点。在这种条件下，我们要结合市场经济以及人们的健康需求，变革传统的建材体系以满足我国经济可持续发展以及不断增长的经济的需要，自主创新是必要条件。我们要利用高新技术来改造传统的建材产业，提高产品的性价比，促进产品的更新换代，继续保持建材产业在我国国民经济中的重要地位。
1.3 满足建筑材料与环境的适应性的需要
改革开放后，我国建筑材料工业走的是一条高资源消耗、高投入、高污染、高能耗的道路，传统的建筑材料往往追求的是建筑材料的使用性能，但是忽视了建筑材料与环境舒适性和协调性，迄今为止我国工业发展仍然主要依赖塑料、陶瓷、水泥、玻璃、钢铁等传统建材。由于传统建筑材料通常具有针对性，主要是针对某些特定场合而研究开发的，这就造成了传统建筑材料的多样性，导致传统的建筑材料无法充分回收以及再生利用，因此传统的建筑材料的环境协调性比较差。更糟糕的是，这种情况不可能在近期内发生根本改变，也不可能以少数的良性绿色建筑材料来取代量大面广的传统建材。在这种情况下我们的科学工作者更应该积极追求，知难而进。一方面，在设计和生产以及使用传统建材和传统建材再生的过程中、在建筑设计时，要更加注重生态环境问题，加强保护环境措施，减轻传统建材对环境造成的负荷，协调好传统建材与环境的关系，引进高科技促使传统建材自主创新，最终发展为具有舒适性和环境协调性的良性绿色建材；另一方面，我们的科学工作者要积极研究与绿色建筑材料相关的基础理论，提高全民和材料工作者的环境保护意识。
2 发展和推广绿色建筑材料的基础
2.1 以绿色建材观推动生态的可持续发展
上世纪八十年代，我国首次提出可持续发展战略，可持续发展战略是一个非常复杂而又系统的工程，实施可持续发展战略，指的是把可持续发展这一概念运用到社会事业和经济工作中去，它涉及到各个行业的方方面面，实践可持续发展的主要力量是科技工作者和各级政府。目前，加速生态经济发展是实施可持续发展战略的一项重要任务，同时也是发展生态城市的必要途径。根据生态经济的理念不断调整新兴产业，特别是包括知识经济在内的高新技术产业以及第三产业，淘汰那些容易对环境造成污染和破坏的老产业。
我们应该从以下几个方面来认识新时期的绿色建材观。首先，我们应该重视生态经济领域的研究和实践，然后积极开发和运用可持续发展的先进技术，为实践可持续发展提供理论保证和技术支持。其次，建筑材料尽可能地再循环、再利用，与自然环境相互协调，从而解决生态环境恶化问题、大量废弃物存放问题、资源日益短缺的问题，例如目前住宅装修对人居生态环境的污染已经引起了人们的普遍关注，人们开始高度重视生态住宅问题。第三、我们要有生态环境资本意识，遵循市场规律，做好资本运营，为可持续发展拓宽路径。
2.2 运用创新理念促进技术的推陈求新
绿色建筑材料的推广需要运用技术革新，采用新技术促使传统建材自主创新，不断研制开发系列绿色建材，在技术层面，需要有创新突破，例如：从医疗和食品方面运用的抗菌剂预测在21 世纪将普遍运用到新型建筑材料和日常生活方面，从而发展成为兼有净化和抗菌功能的新型绿色建筑材料。这种绿色建筑材料是把传统建筑材料作为载体，然后加入抗菌剂和催化剂使其具有抗菌和催化的功能；接下来选用适合的催化剂使新型建筑材料催生出新功能；最终开发出一系列的绿色建筑材料，主要有以下几种：具有空气净化作用的涂料及内墙材料；具有抗菌、除臭、净化功能的卫生间；具有除臭、防射线、抗菌、调光的玻璃窗；具有防污、抗菌、除臭、防霉的室内装饰。
3 改善建筑材料与环境保护关系的创新举措
3.1 实现技术创新，以高新技术研发新材料
为了改善建筑材料和环境保护的关系，我国采用高新技术来开发绿色建筑材料。诸如具有净化功能的建筑材料有净化室内的除臭材料、净化大气的净化材料、净化细菌的抗菌材料。凡是具有杀菌或抗菌作用的材料都叫做抗菌材料。抗菌材料或抗菌制品通常为制品表面或薄膜上的涂料，往往以粉末、块体的形式出现。现在的绿色建筑材料有: 可调湿、防远红外、防霉的内墙涂料，良性高效黏结剂，不挥发的有机水性涂料，其中部分产品已经面市，部分产品还处在试制阶段。
而目前促使传统建筑材料自主创新的新技术主要是指：多孔材料和超微颗粒的制备技术；材料环境和细菌的作用以及优化细菌技术；有害物体对人们健康的影响以及防治技术；制备技术和复合材料设计，诸如离子交换法、光CVD 法、水热合成法等；大气净化和光合作用技术；生物化学技术和光电化学；光分解、化合以及催化吸收的净化新技术。
3.2 传统工艺改造，实现材料的循环再利用
把页岩、粉煤灰、炉渣、煤岩石、矿渣等废弃物作为基础材料，制成砌块、空心砖、实心砖等产品。目前这些产品已经取代了粘土砖，普遍运用于工程之中。这样做不仅可以节省能耗、降低成本、而且减少环境污染，有利于建设生态环境，落实科学发展观。经研究，我们可以把城市垃圾、工业废渣赤泥、下水道污泥等作为原料，再加入铁粉、薄土、石灰石等经过一定的加工可以制成与环境相协调的生态水泥。生态水泥的特点是凝结时间比较短，在没有添加任何缓凝剂时，前期强度高，干缩率不大。然而这种生态水泥中氯离子的含量高，容易侵蚀钢筋等材料，所以应用于增强混凝土、PC 钢丝以及钢筋混凝土以外的领域，例如建筑灰浆，还可以作为固化土壤的材料。研发和应用生态水泥是废弃物循环利用的重要途径，同时也是建设生态环境的重要措施。另外，还可以利用刨花板的生产技术制造，复合板材产品和保温板产品来取代传统木材。
3.3 产学研结合，开发新的绿色材料品种
现在我国大力提倡“产、学、研”相结合的发展模式，研发和运用新技术来变废为宝，开发绿色建筑材料。在新材料的开发中，能够积极的将企业的发展、市场的需要和国际国内的科研成果进行转化，同时寻求政府和相关部门的政策支持和资金支持，注意引进国外先进的生产线的配套设备以及生产技术，与国内的科研机构和大学联手合作，进行符合市场化需求的实验和探索。有时良好的产学研结合途径能够带来意想不到的收获，开发的产品能够获得良好的经济效益、社会效益和生态效益。例如美国日本等发达资本主义国家已经利用化学石膏制造了一系列的石膏制品，我们也应该学习借鉴，采用化学石膏诸如氟石膏、脱硫石膏、磷石膏来代替天然的石膏，保护天然石膏矿藏。利用脱硫石膏的生产技术，可以减轻我国部分地区的酸雨污染问题。
1 基于城市生态环境保护发展绿色建筑材料的必要性
1.1 建筑材料发展趋势的影响
随着全球经济环境意识的提高，绿色建筑材料的研究也越来越受到重视。一些西方学者曾提出开发“绿色建筑材料和工艺”，并且强调健康、环保，研究出资源利用率高、环境污染少的良性建筑材料和工艺，保证人与自然的和谐发展。这是西方人的先进认识。上世纪末以来，西方学者定义材料科学为有关建筑材料的性质及性能、制备与加工、组成与结构之间关系的应用科学，并且用合成与加工、性质和性能以及组成与结构等要素组成材料科学的内容，并且构成相互关系。在谋求生存和发展的过程中，人类要不断反思所用建筑材料的科学性和合理性，使建筑材料的产生过程与再生过程的各种材料所造成的环境负荷和建筑材料的性能相协调，相统一。研究绿色建筑材料是为了在满足人们生存以及发展需要的基础上减轻对环境造成的负荷，这体现了人与自然和谐发展的人文精神。
1.2 资源和经济可持续发展的需要
21 世纪人类面临着环境、资源、人口、土地等方面的压力，为了协调利用资源与保护环境的关系，我们迫切需要良性建筑材料。研发和运用绿色建材产品以及设计和建造适宜人们居住的生态环境日益受到重视，将成为未来研究的方向，也逐步成为绿色建筑材料未来研究发展的热点。在这种条件下，我们要结合市场经济以及人们的健康需求，变革传统的建材体系以满足我国经济可持续发展以及不断增长的经济的需要，自主创新是必要条件。我们要利用高新技术来改造传统的建材产业，提高产品的性价比，促进产品的更新换代，继续保持建材产业在我国国民经济中的重要地位。
1.3 满足建筑材料与环境的适应性的需要
改革开放后，我国建筑材料工业走的是一条高资源消耗、高投入、高污染、高能耗的道路，传统的建筑材料往往追求的是建筑材料的使用性能，但是忽视了建筑材料与环境舒适性和协调性，迄今为止我国工业发展仍然主要依赖塑料、陶瓷、水泥、玻璃、钢铁等传统建材。由于传统建筑材料通常具有针对性，主要是针对某些特定场合而研究开发的，这就造成了传统建筑材料的多样性，导致传统的建筑材料无法充分回收以及再生利用，因此传统的建筑材料的环境协调性比较差。更糟糕的是，这种情况不可能在近期内发生根本改变，也不可能以少数的良性绿色建筑材料来取代量大面广的传统建材。在这种情况下我们的科学工作者更应该积极追求，知难而进。一方面，在设计和生产以及使用传统建材和传统建材再生的过程中、在建筑设计时，要更加注重生态环境问题，加强保护环境措施，减轻传统建材对环境造成的负荷，协调好传统建材与环境的关系，引进高科技促使传统建材自主创新，最终发展为具有舒适性和环境协调性的良性绿色建材；另一方面，我们的科学工作者要积极研究与绿色建筑材料相关的基础理论，提高全民和材料工作者的环境保护意识。
2 发展和推广绿色建筑材料的基础
2.1 以绿色建材观推动生态的可持续发展
上世纪八十年代，我国首次提出可持续发展战略，可持续发展战略是一个非常复杂而又系统的工程，实施可持续发展战略，指的是把可持续发展这一概念运用到社会事业和经济工作中去，它涉及到各个行业的方方面面，实践可持续发展的主要力量是科技工作者和各级政府。目前，加速生态经济发展是实施可持续发展战略的一项重要任务，同时也是发展生态城市的必要途径。根据生态经济的理念不断调整新兴产业，特别是包括知识经济在内的高新技术产业以及第三产业，淘汰那些容易对环境造成污染和破坏的老产业。
我们应该从以下几个方面来认识新时期的绿色建材观。首先，我们应该重视生态经济领域的研究和实践，然后积极开发和运用可持续发展的先进技术，为实践可持续发展提供理论保证和技术支持。其次，建筑材料尽可能地再循环、再利用，与自然环境相互协调，从而解决生态环境恶化问题、大量废弃物存放问题、资源日益短缺的问题，例如目前住宅装修对人居生态环境的污染已经引起了人们的普遍关注，人们开始高度重视生态住宅问题。第三、我们要有生态环境资本意识，遵循市场规律，做好资本运营，为可持续发展拓宽路径。
2.2 运用创新理念促进技术的推陈求新
绿色建筑材料的推广需要运用技术革新，采用新技术促使传统建材自主创新，不断研制开发系列绿色建材，在技术层面，需要有创新突破，例如：从医疗和食品方面运用的抗菌剂预测在21 世纪将普遍运用到新型建筑材料和日常生活方面，从而发展成为兼有净化和抗菌功能的新型绿色建筑材料。这种绿色建筑材料是把传统建筑材料作为载体，然后加入抗菌剂和催化剂使其具有抗菌和催化的功能；接下来选用适合的催化剂使新型建筑材料催生出新功能；最终开发出一系列的绿色建筑材料，主要有以下几种：具有空气净化作用的涂料及内墙材料；具有抗菌、除臭、净化功能的卫生间；具有除臭、防射线、抗菌、调光的玻璃窗；具有防污、抗菌、除臭、防霉的室内装饰。
3 改善建筑材料与环境保护关系的创新举措
3.1 实现技术创新，以高新技术研发新材料
为了改善建筑材料和环境保护的关系，我国采用高新技术来开发绿色建筑材料。诸如具有净化功能的建筑材料有净化室内的除臭材料、净化大气的净化材料、净化细菌的抗菌材料。凡是具有杀菌或抗菌作用的材料都叫做抗菌材料。抗菌材料或抗菌制品通常为制品表面或薄膜上的涂料，往往以粉末、块体的形式出现。现在的绿色建筑材料有: 可调湿、防远红外、防霉的内墙涂料，良性高效黏结剂，不挥发的有机水性涂料，其中部分产品已经面市，部分产品还处在试制阶段。
而目前促使传统建筑材料自主创新的新技术主要是指：多孔材料和超微颗粒的制备技术；材料环境和细菌的作用以及优化细菌技术；有害物体对人们健康的影响以及防治技术；制备技术和复合材料设计，诸如离子交换法、光CVD 法、水热合成法等；大气净化和光合作用技术；生物化学技术和光电化学；光分解、化合以及催化吸收的净化新技术。
3.2 传统工艺改造，实现材料的循环再利用
把页岩、粉煤灰、炉渣、煤岩石、矿渣等废弃物作为基础材料，制成砌块、空心砖、实心砖等产品。目前这些产品已经取代了粘土砖，普遍运用于工程之中。这样做不仅可以节省能耗、降低成本、而且减少环境污染，有利于建设生态环境，落实科学发展观。经研究，我们可以把城市垃圾、工业废渣赤泥、下水道污泥等作为原料，再加入铁粉、薄土、石灰石等经过一定的加工可以制成与环境相协调的生态水泥。生态水泥的特点是凝结时间比较短，在没有添加任何缓凝剂时，前期强度高，干缩率不大。然而这种生态水泥中氯离子的含量高，容易侵蚀钢筋等材料，所以应用于增强混凝土、PC 钢丝以及钢筋混凝土以外的领域，例如建筑灰浆，还可以作为固化土壤的材料。研发和应用生态水泥是废弃物循环利用的重要途径，同时也是建设生态环境的重要措施。另外，还可以利用刨花板的生产技术制造，复合板材产品和保温板产品来取代传统木材。
3.3 产学研结合，开发新的绿色材料品种
现在我国大力提倡“产、学、研”相结合的发展模式，研发和运用新技术来变废为宝，开发绿色建筑材料。在新材料的开发中，能够积极的将企业的发展、市场的需要和国际国内的科研成果进行转化，同时寻求政府和相关部门的政策支持和资金支持，注意引进国外先进的生产线的配套设备以及生产技术，与国内的科研机构和大学联手合作，进行符合市场化需求的实验和探索。有时良好的产学研结合途径能够带来意想不到的收获，开发的产品能够获得良好的经济效益、社会效益和生态效益。例如美国日本等发达资本主义国家已经利用化学石膏制造了一系列的石膏制品，我们也应该学习借鉴，采用化学石膏诸如氟石膏、脱硫石膏、磷石膏来代替天然的石膏，保护天然石膏矿藏。利用脱硫石膏的生产技术，可以减轻我国部分地区的酸雨污染问题。
原文网址：http://www.pipcn.com/research/201303/15207.htm
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