基于绿色建筑的绿色建材设计选用及技术经济性研究

郭 帆 董恒瑞，2

（1. 中煤科工集团重庆设计研究院有限公司绿色建筑技术中心，重庆 400042；2. 重庆市绿色建材评价机构，重庆 400042）

绿色建材在全生命周期内减少对资源消耗和减轻对生态环境影响，保障人体健康，满足质量性能要求，具有节能、减排、安全、便利和可循环的特征。自2013 年，住房城乡建设部和工业信息化部《关于印发〈绿色建材评价标识管理办法〉的通知》以来，我国绿色建材正式着手构建绿色建材选用机制，疏通建筑工程绿色建材选用通道。新版的绿色建筑评价标准将原标准中的“节材与材料资源利用”章节调整为“节材与绿色建材”章节[1]，进一步强调绿色建材的基础性作用。笔者从全国绿色建材采信应用数据库中了解到，截止目前我国已经对51 种建材产品开展绿色建材评价认证工作，其范围涉及到基础材料、结构材料、保温材料、装饰装修、设备设施等。随着种类的逐渐增多，大部分设计人员对绿色建材品种、性能、选用、甄别等尚不清晰，容易与“昂贵”“产品证书”等混为一谈。作为绿色建筑最主要的呈现载体，不能深度理解和选用绿色建材，将在一定程度上影响了设计质量和技术创新，不利于绿色建筑设计的高质量发展。

1 设计选用原则

绿色建材是绿色建筑的基础，与其他新型建材的主要不同在于绿色建材是一个系统工程，不只是生产或使用过程中的某一环节[2]，若将绿色建筑比作一个人，则绿色建材就像是人的组织、皮肉和骨头。绿色建材的选用，在很大程度上决定了绿色建筑真正的绿色程度，在设计选用过程中应注重绿色建材的“四节一环保”特征，在满足建筑基本功能和建筑追求的基础上，实现环境友善、经济可行。

1.1 热工性能

建筑节能是绿色建筑最基础的考虑因素和判定指标。建筑围护结构热工性能涉及到外墙、屋面、隔墙、结构热桥、外挑楼板、架空楼板、功能转换楼板、地面、地下室外墙、门窗（幕墙）、凸窗等。在设计选用绿色建材时，首先应选取导热系数、传热系数、蓄热系数等热物理性能指标满足设计、标准及管理文件要求的建材产品。

1.2 耐久性能

安全耐久是绿色建材的特征之一。合理选用高耐久的建筑材料可有效降低资源与能源的消耗，是实现建筑绿色化的有效途径。以混凝土为例， 《绿色建筑评价标准》 GB/T50378-2019 中规定应提高建筑结构材料的耐久性，应选用高耐久混凝土。高耐久混凝土性能不低于《混凝土耐久性试验判定标准》JGJ/T193 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III 级的混凝土。以钢结构为例，应优先采用符合国家标准《耐候结构钢》GB/T 4171要求的钢材。以装饰装修材料为例，如外饰面材料、内墙涂料、防水材料及密封材料等，应优先选用安全环保、耐磨、耐蚀、耐沾污，符合绿色特征的建材产品。

1.3 隔声性能

室内声环境是绿色建筑“健康”指标之一。由于受到经济发展水平的限制，室内声环境是长期被忽视的环境问题[3-4]。我国在2010 年～2017 年噪声投诉事件构成比例中，社会生活噪声投诉数量占比平均在30%～40%，我国居住建筑室内声环境亟待提升。以重庆市为例，政府主管部门明文规定：凡申报绿色建筑一星级的项目，住宅建筑隔声性能须达到《民用建筑隔声设计规范》GB 50118-2010 的低限标准限值，申报绿色建筑二星级的项目，室外与卧室之间、分户墙（楼板） 两侧卧室之间的空气声隔声性能以及卧室楼板的撞击声隔声性能达到低限标准限值和高要求标准限值的平均值；申报绿色建筑三星级的项目，室外与卧室之间、分户墙（楼板） 两侧卧室之间的空气声隔声性能以及卧室楼板的撞击声隔声性能达到高要求标准限值。因此，在绿色建材选用时，特别是针对建筑本体应注意材料的隔声及密实性能。

1.4 防火性能

建筑防火性能是最重要的绿色建筑“安全”指标之一。绿色建材的选用须注意材料的耐火性能，绿色建材不带入或少带入防火隐患，与安全舒适有良好的协调性。2018 版的建筑设计防火规范中对建筑变形缝填充材料、保温材料、饰面材料的燃烧性能等级有明确规定[5]。

1.5 经济性能

“适用、经济、绿色、美观”是新时代建筑方针，在设计选用绿色建材过程中，绿色建材造价应能够满足经济性要求，从建筑全寿命期考虑，其成本增量控制在合理范围内。此外，绿色建材的选用更贴合当前高品质高质量发展要求，对于提升企业形象和提高建筑物自身的价值都是有利的。

2 绿色建材比例核算

建立绿色建材应用比例核算及应用评估制度，是推进绿色建材规模化、标准化发展的必要手段[6]。当前，我国在绿色建材比例核算方面尚处于初期阶段，绿色建材评估制度尚未建立。

主要执行方式及依据是由设计人员或咨询人员按照单类建材中通过绿色建材认证的建材使用量占该类材料使用总量的比例计算，或按照《绿色建筑评价标准》GB/T50378 中权衡计算，提供统计分析报告。

3 技术经济性分析

不同的绿色建筑类型，对绿色建材的需求不同，并最终影响建筑经济性。笔者以某高层居住建筑为例，通过计算分析绿色建材的技术经济性。

3.1 典型项目

笔者以量大面广的典型高层绿色住宅及较高品质的典型别墅为例，图1 所示，分析两种不同建筑的绿色建材的用量占比及造价占比。

1） 某高层住宅项目，位于重庆市大渡口区，建筑结构类型为典型剪力墙结构，总建筑面积21272.83m2，层高31层，建筑高度93.00m。

2） 某联排别墅项目，位于重庆市渝北区，建筑工程规模为41611.52m2。

为研究绿色建材造价占比和用量占比，采用专业软件进行模拟计算。

3.2 技术经济性

1） 高层绿色住宅，对高层绿色住宅所有材料进行统计计算。表1 所示，表中某些设备设施难以通过重量进行统计、衡量，在用量占比统计时未参与计算，同时考虑到当前绿色建材的计算主要是针对基础材料、保温材料和结构材 料，在分析过程中未将设备设施纳入。

表1 各建筑材料造价及用量占比

从表1 中看出：从造价上分析，针对绿色建筑高层住宅，常用绿色建材造价占比的先后顺序为：钢筋、混凝土、地面砖、砌块、玻璃（幕墙）、管线、门、乳胶漆类、全轻混凝土、管材、外窗型材、保温板（本项目为岩棉板、挤塑聚苯板XPS）。从用量占比上分析，针对绿色建筑（绿色生态住宅小区） 高层住宅，常用绿色建材使用量占比的先后顺序为：混凝土、砌块、钢筋、砂浆、地面砖、玻璃（幕墙）、遮阳制品、乳胶漆。

2） 别墅项目，高层绿色住宅所有材料进行统计计算。表2 所示：

表2 各建筑材料造价

从表2 中看出针对别墅项目，常用绿色建材造价占比的先后顺序为：混凝土、钢材、防水卷材及防水涂料、砌块、砂浆、保温板材、乳胶漆类。

3.3 分析

通过对典型建筑的计算分析，绿色建材中混凝土、钢筋、建筑砌块（砖）、保温材料、饰面涂料、门窗玻璃是建筑中造价占比和用量占比较为靠前的几种材料，与新版的绿色建筑评价标准中给出的绿色建材应用比例计算表[1]中的范围基本吻合。

因此，在绿色建筑设计选用绿色建材过程中，应重点关注上述几种材料，抓住主要矛盾，把控好上述材料的造价及用量占比，对优化绿色建筑技术经济性至关重要。

4 结语

1） 绿色建材是绿色建筑由“浅绿”向“深绿化”发展的必由之路，绿色建材、绿色建筑是环环相扣的战略新兴产业，是绿色发展的组合拳，也是建筑转型发展的新亮点、新引擎。

2） 在绿色建筑设计咨询过程中，应以绿色建筑对绿色建材的要求为出发点，基于绿色建筑设计选用对绿色建材的需求，合理选择绿色建材，同时基于绿色建材的性能及施工应用特点，强化绿色建材工程项目落地。3） 绿色建筑设计应重点关注混凝土、钢筋、建筑砌块（砖）、保温材料、饰面涂料、门窗玻璃等几种主要绿色建材，对优化绿色建筑色建筑安全、耐久、健康、经济性、及全生命周期环境影响，对提高绿色建筑设计水平和促进绿色建筑的发展至关重要。