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贵州省绿色墙体材料评价指标研究

2014-08-11陈康

中国科技纵横 2014年7期
关键词:绿色建材评价指标生命周期

陈康

【摘 要】 加强对绿色建材的评价指标研究,对科学、全面地完成材料的评价工作起着基础性作用。本文分析了建材生命周期对生态环境和人体健康等因素的影响,并结合贵州实际,提出从五个方面对具有代表性的贵州省绿色墙体材料的评价指标进行研究。确定了相应的评价指标,为建材评价工作的开展奠定了基础。

【关键词】 绿色建材 生命周期 评价指标

1 引言

“绿色材料”的概念被首次提出是在1988年的第一届国际材料学会上,绿色材料的定义则是国际学术界在1992年给出的:指在原料采取、产品制造、使用或者再循环以及废料处理等环节中对地球环境负荷为最小和有利于人类健康的材料,亦称之为“环境调和材料”。绿色材料内涵丰富,研究方向包括工业材料、生物材料、医疗材料、农林材料、能源材料等,应用在建筑行业中的绿色材料则是绿色建材。

建材经历着从天然无加工,到简单加工,再到深加工的过程。与此同时,建材的使用过程和废弃环节也在发生变化。早期建材能简单的与生态环境共处,对生态环境影响小,最后在废弃时也可轻松回归自然,但是这样的方式正随着材料的发展变得越来越复杂。建筑材料生命周期具有四个方面的影响。分别是:

(1)取材影响。在建材发展初期,由于人口和需求较少,因此在建材的获取上基本能与生态环境保持平衡。近现代以来,随着人口的骤增以及人们对建材需求的提高,建材的获取开始打破生态平衡。

(2)制材影响。建材制造业是资源、能源依赖型产业,伴随人类文明的进步,建筑材料的制作加工从无到有,由浅入深。建材制造业的高能耗、高消耗、高污染已毋庸置疑。

(3)使用影响。建筑材料在出厂投入使用时涉及到交通运输问题,盲目订制和使用远距离地区所产建材的现象造成了较大的资源浪费。另外由于对材料的不熟悉,工人在现场的使用又会浪费大量时间和精力。建材的功能性质会对其在使用过程中所产生的耗能造成影响,不适合的材料会造成巨大的能源浪费,一些材料还会释放出对人及生物有危害的物质。

(4)报废影响。建筑拆除过程中的噪音、粉尘既影响人们的健康和正常生活也污染环境空气质量。大量废弃材料释放的挥发物质、有毒物质、化学涂料、放射物质对土壤及地下水造成巨大污染和渗透。固体垃圾占用了大面积的土地空间,这些固体垃圾包括废弃混凝土、废弃金属、高分子材料等等,它们难以腐化、降解,对生态空间造成巨大压力。

综上所述,一些传统建筑材料会对生态环境、人体健康、经济社会带来巨大压力,在当前,我国把生态建设融入到经济社会发展的各个领域的时代背景下,绿色建材成为了建筑材料发展的必然选择,对绿色建材的评价研究显得十分紧要。

2 绿色建材与贵州省情

2.1 贵州省的资源优势与问题

贵州省地处云贵高原东部,平均海拔1100米左右,高原山地、丘陵和盆地是贵州地貌的三种基本组成形式,其中山地和丘陵面积占92.5%。贵州独特的生态环境衍生出丰富的生物资源,有维管束植物9982种、有脊椎动物1052种、有药用植物4419种。贵州还是矿产资源大省,矿产种类多、储量大、矿业经济占到工业经济的64%。此外贵州还有由水能和煤炭资源组成的丰富的水火能源。贵州是多民族聚居省,共有民族成分56个,少数民族文化多种多样,富有特色,是为多彩贵州。贵州虽然有着丰富的资源、能源,气候宜居,地域文化多姿多彩,但是仍存在着制约着贵州的发展的生态环境问题。

贵州具有非常典型的岩溶地貌,生态较为敏感,稳定性不高,当植被遭到破坏后,易形成水土流失、泥石流等地质灾害,进而出现洪涝灾害。中生代燕山构造运动的挤压过程使贵州地貌起伏较大,山地特征明显,地形坡度较大,平均地表坡度为21.5°。

贵州高原属于中亚热带湿润季风气候地区,常年温暖湿润。冬无严寒,夏无酷暑,但阴雨日多,日照少,湿度大。喀斯特区域河流表现为地表径流和地下径流,径流深度和径流量较大,水资源丰富,但降水、岩溶水、地下水之间转化迅速,地表水流失较为严重。

在岩溶生态环境以耐旱和适应岩生的岩溶植被为主,林地多为松、杉等针叶树,草种多为乔本科草,经济林多为油桐等树种。喀斯特山区的森林覆盖率不高,上升幅度也十分缓慢。

贵州喀斯特山区以石灰岩、白云岩等碳酸盐类岩为主构成地表基质,由于该类岩石抗风蚀能力强,因而造壤力低,土体薄、土质差。同时贵州土地利用结构不合理,大于6°的坡地上分布着全省81.02%的耕地,农、林、牧业可用地仅为全省总面积的83.7%,土地资源十分紧缺。

2.2 贵州省绿色建材的内涵

面对资源优势与劣势,贵州省绿色建材应有如下内涵:

(1)在原料采集过程中最大限度节约资源、能源,减小环境破坏;

(2)在生产过程中对能源、资源的低消耗,对生态环境的低污染;

(3)材料性能优越,降低材料的用量,节约资源,降低建筑能耗;

(4)能有效改善室内环境,有利于人体健康;

(5)大量利用工业废弃物,经济效益好;

(6)对社会的和谐发展起到促进作用;

(7)反映出绿色建材的地域特色文化。

3 贵州省绿色墙体材料评价指标分析

在贵州省城市化、住宅产业化等因素带动下迅速发展的新型墙体材料为贵州调整产业结构,促进经济转型,深化改革起到了积极的作用,对它的评价指标进行研究,对指导贵州省绿色建材的整体发展有着典型性的作用。

通过对贵州省绿色建材内涵的分析,决定在贵州省墙体材料绿色性总目标下设生态性、功能性、经济性、社会性、文化性五个一级子目标,并对这五个一级子目标分别进行分析,以确定能够反映上级目标需求的二级子目标乃至评价准则。

3.1 生态性指标的确定endprint

按照墙体材料和生态环境发生相互作用的时间顺序,可将二级子目标设定为生产影响,使用影响,报废影响。具体内容有:

(1)生产影响。墙体材料在生产阶段通过对资源、能源的消耗,生产出墙体材料工业成品。同时产生出废气、废水、废渣、噪音等不利于生态环境的污染。因此在生产影响子目标下选择资源消耗、能源消耗、废气污染、水污染、固体废物、噪音六项指标作为三级子目标。

生产阶段的资源消耗主要是钙质材料和工业废渣的使用量,故而选择钙质材料使用率、工业废渣使用率两项准则对生产阶段的资源消耗进行评价。

生产阶段的能源消耗主要为电能、热能等,为了体现出绿色墙材对生态环境的友善性,在生产阶段还提倡对可再生能源的使用。故此选择标准煤用量、可再生能源用量两项则准评价生产阶段的能源消耗情况。

生产阶段的废气污染主要为CO2、SO2、CFCs、NOx、粉尘等,这些废气污染会破坏臭氧层、产生酸化效应、温室效应、形成光化学烟雾、携带有毒物质、损害人体健康。故根据其危害的不同,选择CO2、SO2、粉尘三项准则来评价生产阶段的废气污染。

生产阶段的水污染主要是工业污水的排放,在排放环节前鼓励对污水进行循环使用和污水处理。故以污水处理率为准则评价生产阶段的水污染情况。

生产阶段的固体废弃物是指原料的废渣等。可直接用固体废弃物利用率作为准则进行评价。

生产阶段的噪音是指生产过程中发出的,超过50分贝的,影响人正常休息和睡眠的声响。可直接以噪声分贝作为准则进行评价。

(2)使用影响。墙体材料在使用过程中分为两个环节,一是在建筑工地时,工人的使用,二是建筑竣工后,业主的使用。因此在墙体材料的使用影响子目标下设施工性和健康性两个三级子目标。

墙体材料在施工过程中对生态环境的影响主要体现在加工材料时发生的噪音、加工后产生的废料。故而在施工性子目标下设噪音、材料损耗率两项准则进行评价。

材料在健康性上主要表现为材料的放射性和室内空气污染。但墙体材料自身的挥发性物质极少,几乎没有影响,重点是放射性的影响。因此选择内照射指数和外照射指数作为健康性子目标的评价准则。

(3)报废影响。墙体材料在报废时,会对生态环境造成不良影响,要减少影响,势必需要减少报废次数,这就需要墙体材料有较长的使用寿命。另外报废材料的可循环性,也会减少对资源的压力,同时节约固体垃圾占地。报废阶段对环境的直接影响是粉尘、固体垃圾、可溶性重金属的污染。故报废影响子目标下设材料寿命、材料循环性、污染物三个三级子目标,其中材料寿命和材料循环性可直接作为准则进行评判,污染物下设固体垃圾堆场体积、粉尘及可溶性重金属污染两个准则进行评价。

3.2 功能性指标的确定

功能性是建筑材料本质的属性,是决定建筑材料价值,建筑材料类型,和建筑材料是否适宜地域环境的重要因素。建材的功能可分为自重、强度、抗菌性、降噪系数、吸音系数、导热率、电磁屏蔽、蓄能、抗静电性、温湿调控、耐沾污、耐久性、阻燃系数、采光系数等。结合贵州的地域特点,和墙体材料的主要功能,在功能性方面,选择以自重、强度、保温性、阻燃性、渗水性为准则对贵州省墙体材料的功能性进行评价。

3.3 经济性指标的确定

贵州绿色墙体材料的经济性要讨论在运输过程中的经济性,贵州交通基础设施还比较落后,长途的材料运送会增加材料成本,降低材料的经济性,所以材料的本地化应考虑在材料经济性内,同时绿色墙体材料的优化在配套材料的节省量、工期的减少等方面也是经济性的体现。最后材料价格也是经济与否的直接表现。因此,选择评价贵州省绿色墙体材料经济性的二级指标为:材料本地化、使用经济性、材料价格三项。具体内容有。

(1)材料本地化。材料的本地化体现在矿场与生产材料工厂的距离,即原料运输距离,材料的销售半径,故此以这两项准则进行评价。

(2)使用经济性使用的经济性体现在绿色墙体材料在施工时的配套材料节省量,例如水泥和砂浆减少的使用量等。同时,由于绿色墙体材料的自重小和体积合理等因素,使得施工中的搬运等过程更为方便,有效减少了工时。故而以配套材料节省量、工时为使用经济性的评价准则。

(3)材料价格。材料的价格作为经济性的直接表现,不仅对生产者的利润产生影响,也对购买者的购买动机产生影响。故对材料价格进行评价。

3.4 社会性指标的确定

首先贵州绿色墙体材料的发展能为贵州引入大量的投资,形成规模工业,这对贵州省的发展目标和工业强省的发展战略起到积极的作用。其次,绿色墙体材料的发展使得大批人口的就业问题得到有效解决,对维护社会稳定,改善民生,意义非凡。最后绿色墙体材料在发展中不断深化,形成产业链,不仅能深化对资源的节约利用,还能促成产业结构的优化升级,同时形成强大的发展动力,使贵州经济社会发展进入到全新的阶段。因此,绿色墙体材料的社会性指标选择以引进资金、规模以上工业程度、解决就业性、产业链状态作为评价准则。

3.5 文化性指标的确定

贵州绿色墙体材料的文化性,不仅是对企业文化的宣传发展,更是对贵州文化瑰宝的宣传和发展。贵州的文化有其独特性,绿色墙体材料宣传和发展贵州特色的文化,能够增强贵州的文化自信,促使文化周边产业的形成。绿色墙体材料具有地域特色的外形在建筑中的运用,使得贵州的多彩风情更为直观,也是对古老地域文化的继承和发扬。就文化性指标来说,主要分为文化措施性和文化影响力两项二级指标上。具体内容有:

(1)文化措施性。贵州绿色墙体材料的文化措施性可视为对绿色墙体材料的主动宣传方式,进行宣传则应该有负责宣传工作的机构,投入宣传的费用,确定宣传的途径,打造绿色墙材地域特色文化元素等。因此以有无宣传机构、宣传费用、宣传途径、有无地域文化元素作为评价文化措施性的准则。

(2)文化影响力。贵州绿色墙体材料的文化影响力可表现为是否进入了贵州省住建厅公布的节能墙体材料目录,在世界、国内或省内获奖等级的不同及次数的不同也能体现其文化影响力大小、另外正面性的网络数据统计数量、有无相应的网站等都可对其文化影响力进行分析。故选择以是否进入节能目录、获奖次数、网络搜索正面性数据统计、有无网站作为文化影响力的评价准则。

综上所述,从生态、功能、经济、社会、文化五个方面对贵州省绿色墙体材料评价指标进行确定,能更为全面的开展对墙体材料的评价研究工作,使得评价研究更加科学、全面。

参考文献

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[2]林宪德.绿色建筑[M].台北:詹氏书局,2006.

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