墙体材料生产的节能与资源合理利用

王国田 田 峰 张永明

（1 亚太建设科技信息研究院，北京 100120；2 上海同材材料科技发展有限公司，上海 200092）

20 世纪90年代以来，我国已成为世界上最大的建筑材料生产与消费国家。建筑能耗巨大，占全国总能耗的30%[1]。已建和在建房屋建筑面积中，墙体材料是建筑物的主要结构砌筑及围护材料，是建筑物的主体材料，约占房建材料的70%。几乎占每栋建筑物主体固体材料用料的80%以上。墙体材料工业是中国建材工业的重要组成部分，也是基础工业之一[2]。

我国房屋建筑墙体材料中粘土砖占据主导地位。实心粘土砖的生产方式基本上是手工或半机械化操作，造成土地大量破坏，能源浪费巨大，环境污染严重。我国生产粘土砖每年耗用粘土资源达20 多亿立方米，约相当于毁田120万亩；每年生产粘土砖消耗7000 多万吨标准煤。实心粘土砖生产的增长，不仅增加了墙体材料的生产能耗，而且导致新建建筑的采暖和空调能耗大幅度增加，严重加剧能源供需矛盾[3]。

国家规划发展纲要中明确指出，"构建和谐社会、创建节约型社会、发展循环经济是我国社会和经济发展的指导思想”。随着我国工业化进程和经济的快速发展，资源和能源的消耗量增加，尤其是墙体材料工业能耗尤为突出。墙体材料革新是节约耕地、节约能源、保护环境的重要手段。加速墙体材料工业体系的建设，提高科技自主创新能力，提高矿山资源综合利用率，充分消化社会废弃资源，发展绿色墙材与循环生产技术，减少资源、能源消耗和环境污染，推进墙体材料革新是保护耕地和节约能源的迫切需要[1][4]。

1 墙体材料生产能源资源利用现状

我国墙体材料总产量大，企业数量多，但人均劳动生产率低，质量水平一般。近年来，由于墙体材料革新与建筑节能政策的推动，我国墙体材料由单一烧结粘土实心砖发展到近百种产品。新型墙体材料虽然发展较快，品种较多，但从总体上讲，材料性能差，还不能满足建筑节能的要求，能源、资源利用情况与发达国家相比存还在较大差距。

1.1 传统墙体材料能源资源利用

砖瓦是我国墙体材料工业的重要组成部分，约占我国墙体材料总量的90%以上。我国砖瓦企业数量10万多个，占地400万亩左右。无论是产量，还是企业数量及占用土地均为世界各国之首。随着我国经济的快速发展，墙体材料工业也得到快速发展。但实心粘土砖仍然是墙体材料的主要材料，占墙体材料总量的60%，耗能多达5000 多万t 标准煤。

实心粘土砖主导墙体材料市场，不仅制约着建筑节能目标的实现，还存在着毁田取土、高能耗与破坏生态环境等问题。目前，我国在城市建设中已经禁止使用实心粘土砖，全国实心粘土砖年产量得到了一定的控制。今后要严格控制和逐步取代普通粘土实心砖的生产和使用，大力推广新型墙体材料。推进墙体材料工业的进步，消化吸收国外先进的新型墙体材料生产技术，加强“禁实”政策等诸多墙改与建筑节能政策的顺利实施，在技术方面与政策上极大地促进了我国墙体材料工业的发展，提高我国墙体材料行业的整体发展水平。

1.2 新型墙体材料能源资源利用

墙体材料工业的发展，不仅是产品种类的变化，而且是原料种类的增长。目前，较为成熟的、常见的生产烧结墙体材料的技术，除了粘土生产烧结砖技术以外，还有煤矸石生产烧结砖、粉煤灰生产烧结砖、页岩生产烧结砖技术等；非烧结墙体材料技术除了混凝土空心砌块、加气混凝土砌块生产技术外，还增加了纸面石膏板生产技术、纤维增强水泥板材生产技术、金禾板生产技术等。这些技术的发展为墙体材料行业带来了前所未有的机遇，为资源能源的合理利用开发了新的渠道，也为因地制宜发展墙体材料创造了条件。

建材产业属典型的资源依赖型产业，每年总消耗量在30亿t 以上，其中墙体材料消耗量占近一半。合理开发非金属矿物资源，开发利用工业废渣、建筑垃圾、固体废弃物等资源能源进行新型建材生产的新技术，是我国材料产业发展的重要方向。工业废渣包括粉煤灰、煤矸石、脱硫石膏、赤泥、尾矿、磷矿渣和磷石膏等。城市淤泥、建筑垃圾与生活垃圾等城市固体废弃物可以生产烧结类与非烧结类新型墙体材料。各地应充分根据当地的产业现状，确定自身墙体材料产品的发展重点，做到资源能源的合理利用[2]。表1 为我国工业废渣、城市垃圾年产量与累积量。

2 墙体材料生产对资源、能源和环境的影响

我国墙体材料生产仍以粘土制品为主，不仅砖瓦生产企业仍占用着很多土地，而且每年制砖取土毁地非常严重。同时，砖瓦行业又是个耗能大户，每年消耗大量煤炭，严重浪费能源。砖瓦窑排放的有害气体还严重污染环境，破坏生态，影响人民身体健康，危害农业生产。传统的砖瓦生产严重制约着我国经济社会的可持续发展。

2.1 墙体材料生产对土地资源的影响

随着国家对新农村建设的高度重视，村镇建筑迅速发展。村镇地区对建筑材料的需求量大增，乡镇粘土砖厂得到空前的发展，成为我国砖瓦企业的主力军。据了解，我国每年粘土实心砖年产量高达7000亿块，年实际毁田120万亩，虽然这120万亩的土地不一定都是适宜耕作的良田，但生产粘土砖确实将相当一部分的耕地占用和破坏了，造成耕地面积减少，加剧我国人多地少的紧张关系。

2.2 墙体材料生产对能源的影响

建材工业的能耗占全国工业能耗的约13%。这其中墙体材料行业的能耗占建材工业能耗总量的35%，而粘土砖企业是墙体材料的主要耗能大户。我国粘土砖生产所用的燃料以煤为主。据分析，我国砖瓦行业的平均能耗已从20 世纪80年代的每万块砖耗标煤1.1t 降低到目前的约0.9t，先进企业的煤耗可达到500～600kg 标煤/万块。我国粘土砖企业的烧成能耗是发达国家的1倍左右。但由于国内大多数企业采用自然干燥，露天晾晒，干燥过程无需能耗和电耗，使得粘土砖生产的总能耗降低，单位产品的能耗低于发达国家的水平。但由于我国粘土砖的产量太大，能源消耗的绝对数量十分惊人，如果目前产量按7000亿块计算的话，全国烧砖所用的煤耗约7000万t，占全国煤炭产量的2.2%左右。

表1 我国工业废渣、城市垃圾年产量与累积量

2.3 墙体材料生产对环境的影响

粘土砖是古老的传统墙体材料，是我国城乡建设所需的最基本材料之一。由于投资少、技术含量低、原料易得，许多乡镇企业投资建砖厂。生产粘土砖燃煤造成的二氧化硫、二氧化碳排入量和粉尘污染本身就很大，而乡镇砖厂采用简易的工艺和设备，生产技术和环保设施落后，造成的污染非常严重。由于不重视土地资源的合理规划和管理，还造成了土地大量的破坏，耕地变成了废坑荒地。而这些废坑荒地因上面的粘质土层被挖走，沙质土层裸露在外，易被风刮起形成浮土和沙尘，造成环境的破坏。

3 墙体材料生产节能发展趋势

3.1 墙体材料生产的发展要以建筑节能为核心

我国建筑能耗已占全国总能耗的30%，其中，建筑使用能耗占建筑能耗的88%，建筑围护结构的传热量约为建筑使用能耗的72%，建筑能耗比国际先进水平高2～3 倍。在我国现行建筑运行中，北方建筑采暖每年多消耗2000万t 标煤；南方地区夏季制冷也消耗大量电力。建筑使用能源浪费惊人，建筑节能刻不容缓。

当前，我国节能建筑主要采用外墙外保温、外墙内保温等复合节能保温体系，这些建筑节能保温体系存在耐久性与安全性差、施工难度大和建筑成本高等许多问题。要解决这些问题，必须依据当地的气候条件、资源状况等，开发以建筑节能为核心的大掺量、高孔洞率、导热系数低的新型墙体材料产品与节能墙体材料体系。

3.2 墙体材料生产的发展以满足建筑功能为条件

墙体材料生产的发展不仅要以建筑节能为核心，还要适应建筑功能改善的要求，满足不同建筑结构和不同档次建筑的需要。以框架结构为主的高层建筑，应积极发展满足建筑功能要求，保温隔热性能优良，轻质高强，便于机械化施工的各类内、外墙板与空心砖砌体；多层砌筑结构和高层框架结构，承重墙体材料应重点发展承重混凝土小型空心砌块和承重利废空心砖；非承重墙体材料应以利废的各类非承重砌块和轻板为主。

3.3 墙体材料生产的发展以废弃物利用为重点

大量堆积起来的工业废渣与城市固体废弃物，对人们现在与未来造成的危害不容忽视，而墙体材料的生产是消耗大量工业废渣与城市固体废弃物的主要途径。在墙体材料生产过程中，首先应考虑利用粉煤灰、脱硫石膏、磷石膏等工业废弃物，再考虑利用建筑垃圾等城市废弃物与农作物废弃物，最后再考虑使用城市固体废弃物，使这些产品成为当地新型墙体材料的主导产品，达到资源的合理利用的目的。利用当地资源，积极发展低能耗、低污染、高性能、高强度、多功能、系列化、能够提高施工效率的新型墙体材料产品，不但可以充分利用当地资源，而且解决了大量的废弃物处置难题。

3.4 各地墙体材料生产的发展应充分考虑当地资源条件

节能利废是墙体材料生产发展的先决条件，但并不是唯一条件。墙体材料生产的发展必须结合当地的资源条件，因为墙体材料生产的发展不能脱离经济效益这一前提条件而仅考虑其社会效益。墙体材料由于运输半径与成本的限制，使墙体材料具有很强的地域特性，成为地道的地方性材料。因此，墙体材料产业的发展，不能脱离当地的资源条件，要强化以经济效益领先因地制宜发展墙体材料生产工业。

[1]翟红侠，潘胜祥，张高展，廖绍会.利用地方资源开发设计建筑节能新型墙体材料[J].安徽建筑.2009,(92).39,112.

[2]权宗刚.论因地制宜发展墙体材料工业—墙体材料工业的发展应充分利用各地资源[J].砖瓦.2007,(7).10-13.

[3]马荣.实施可持续发展战略推进我国墙体材料革新事业[J].中国建材科技.2001,10(4).34-38.

[4]孙向远.面对节能建筑和可持续发展战略目标论我国砖瓦工业节能与发展之路[J].中国建材.2008,(1).48-52.