绿色低碳建材在建筑领域的应用现状和展望

郅晓

我国明确提出2030年前实现碳达峰，力争2060年实现碳中和的目标。2020年，我国建材行业碳排放16.5亿吨，其中水泥作为用量最大的建材，碳排放量为12.3亿吨;建材行业减少碳排放，对我国实现碳达峰、碳中和有极为重要的作用，建材的低碳化发展将助力建筑业的绿色发展。

本文主要阐述了水泥行业的低碳技术路径，对提升能效技术、原燃料替代技术、低碳水泥技术及碳捕集封存利用技术在各个时期的减碳量做了预测。同时，对绿色低能耗建筑有重要作用的功能复合墙体材料、智能玻璃与高安全功能玻璃、光伏建筑一体化（BIPV）等绿色低碳建材发展现状进行了阐述，并对绿色低碳建材“十四五”发展方向进行了分析，建议提升建材生产和制造过程中的绿色度，实现建材高端化、低碳化、智能化、国际化。

一、绿色低碳建材领域背景

中国建筑材料工业是引领世界建材工业发展的重要力量。到2030年，我国将由建材大国转变为世界建材工业强国。中国建材工业年排放二氧化碳量占全国碳排放总量的16%，建材工业烟气具有碳浓度高、温度高、排放集中度高的特点，具备碳捕捉和碳转化利用的有利技术条件，发展碳利用技术是中国建材工业引领世界建材工业发展的重要历史机遇。建筑节能材料、建筑储能材料、建筑产能材料，是服务我国绿色建筑转型的重要材料保障，未来要进一步发展以高端化、绿色化、智能化为主题的新型建材，为城市绿色发展、品质提升和低碳转型提供支撑。

二、低碳建材发展现状

国家高度重视绿色建材技术发展及推广应用，“十二五”“十三五”期间对绿色建材的研发给予了持续支持。在高性能混凝土方面，实现了通过减少熟料和胶凝材料使用量、利用固体废弃物等低环境负荷原材料，提升混凝土性能、延长混凝土服役寿命。在功能复合墙体材料方面，我国既有建筑面积超过600亿平方米，约有60%以上的建筑是不节能的建筑，全国建筑运行阶段碳排放约为21亿吨二氧化碳，占全国碳排放的比重达到20%以上。通过提升外墙和窗户保温性能，“十三五”期间建筑物能耗实现了明显下降。在节能玻璃和安全功能玻璃方面，实现了规模化应用。光伏建筑一体化是绿色节能、绿色产能建筑的重要途径，通过结构性防水发电玻璃瓦、采光幕墙与建筑结合，形成光伏建筑一体化技术的有效试点示范应用。

三、“十四五”期间绿色低碳建材展望

“十四五”期间建材行业将聚焦高端化、低碳化、智能化和国际化发展，重点可关注以下几方面技术：

1.低碳水泥：硅铝铁质低碳复合水泥及其性能优化、调控关键技术;镁质低碳水泥体系及其性能提升关键技术;钙硅质负碳水泥体系及其性能提升关键技术。低碳/负碳水泥及其应用过程中CO₂减排量核算和验证方法，低碳/负碳水泥性能评价及应用标准、规范体系。

2.高性能混凝土：低碳/负碳高性能混凝土及制品关键技术和应用研究;低收缩抗冲磨水泥基材料、极端环境下自修复材料等研究;机场、岛礁混凝土预制构件高性能化与智能化研究;超快速抢修抢建关键材料与施工技术的研究。

3.功能复合墙体材料：绿色建筑用节能墙体材料、保温材料、光伏结构/功能一体化复合材料，突破相关材料的绿色制造、智能制造核心技术，实现墙体系统性能的全面提升。

4.节能玻璃和门窗系统：高端建材制造和应用技术，攻克玻璃幕墙的安全性预测，形成满足岛礁、高原等特殊环境绿色建筑要求的门窗系统。

5.长寿命生态屋面材料：攻克屋面材料的耐久性难题，研发系列节能、绿色、智能化屋面功能材料，突破相关材料的绿色制造、智能监控与集成核心技术，实现产业由跟跑向领跑转变。

6.面向“平疫结合”的抗菌杀毒功能材料：开发长效、安全的抗菌杀毒功能建材，研究抗菌杀毒功能材料与无机非金属、金属、木材等典型基材复合的关键技术，开发出系列低碳抗菌杀毒装饰板建材新产品，满足“平疫结合”的发展需求。

7.功能型装饰装修材料的研究与应用：开发系列长寿命、高效能的功能一体化室内装饰装修材料，并建立技术评价标准体系。

8.建筑室内材料环保数据基因组系统及智能选材平台构建：建立多元复杂材料体系污染物散发机理和预测模型，开发气味评价谱库系统与电子鼻，构建快速筛查及污染物溯源系统;建立建筑室内单一材料、模块、样板间的环保指标基因组系统;通过互联网、大数据、云服务等信息技术无缝对接基于建筑信息模型（BIM）技术的建筑设计软件系统，实现建筑设计及装修阶段的选材智能化。

9.地域性原料资源化及其制备生态建材关键技术提升：研究地域性原料和工农业副产品资源化、生态化关键技术;研究生态建筑材料性能提升与一致性控制技术;研究地域性原料制备生态建材的相容性和复合技术;建立生态建材和生态混凝土的产业化与应用标准体系。

10.基于“无废城市”的固体废弃物建材资源化一体处置技术：研究固废有害组分智能化快速识别、筛选、分类、污染评价关键技术;开发固废制备河道治理、沿海城市海岸生物生态恢复专用生态胶凝材料技术;研发大宗固废协同制备低成本地下工程材料及应用技术;研究利用多种固废组配制备高附加值功能型绿色建材的关键技术;研究就地处置并资源化利用的技术体系与装备;建立固废资源化利用园区，为“无废城市”建设提供范例。

11.信息感知与绿色建材的深度融合技术：开发具有信息传感特点的新型建材;实现绿色建材与5G通信技术的深度融合，汇聚建筑信息大数据，搭建数据化模型;研究信息感知、无线通信、边缘计算等技术与绿色建材和裝配式建筑的适应性技术。

12.推动绿色低碳建材技术和产品国际化，助力“一带一路”沿线建设：建立行业绿色低碳技术评价细则;建立低碳产品评价通则;强化团体标准，推动绿色建材技术和产品更好的国际化发展。