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绿色建材的评价与开发研究进展论文篇一
摘 要：绿色材料又称生态建材，是在原料采取、产品制造、应用过程和使用以后的再生循环利用等环节中对地球环境负荷最小和对人类身体健康无害的材料。介绍绿色建材的概念、分类和基本特征，并探讨发展绿色建材的意义。
关键词：绿色建材；建筑材料；发展意义
一、绿色建材的概念
绿色材料又称生态建材，是在原料采取、产品制造、应用过程和使用以后的再生循环利用等环节中对地球环境负荷最小和对人类身体健康无害的材料。
90年代对绿色建材的发展、研究和应用更加重视，思路逐渐明确，制定出一些有机挥发物散发量的试验方法，并推行低散发量标志认证，同时积极鼓励开发生产绿色建材新产品和建造健康住宅。我国环境污染程度处在世界前列，首都北京的污染程度又处在世界十大严重污染城市之列。我国在1992年把保护环境、发展绿色产品作为可持续发展战略的重要内容。国家环保总局正在抓环境标志产品及认证工作。目前住宅室内装修，人们除了讲究装修格局、色调、材质、做工和价格外，更关注所用装修材料对人体健康有无危害。近一段时期一些报刊、电视等新闻媒体时有报导入住新装修的房主发生人身伤害事故。对某些装修材料的危害性也有说法，如花岗石衰变会产生氡气，人长期处在高浓度的氡气环境中会有致癌的危险；涂料所用成膜助剂主要是毒性较大的乙二醇单乙醚、乙二醇丁醚，二乙二醇和苯甲醇等对人体都有很大的危害性等等。这些说法一方面提高了人们选材的环保意识，提醒厂家生产中少用有害物质，另一方面也使百姓在选用装修材料时不知所措，因此，已经到了为绿色建材建立正确概念的时候了。
二、绿色建材的分类和基本特征
（一）绿色建材的分类
传统天然材料及大多数人造新材料均属于“绿色建材”的范畴。“健康材料”的概念系指具有特定的环保功能和有益于健康功能的材料，可具有空气净化、抗菌、防霉功能或电化学效应、红外幅射效应、超声和电场效应等。“绿色建材”主要针对地球环境负荷，而“保健材料”是指直接与健康有关的居室内小环境，也有人把二者总称为“生态环境材料”。
“生态环境”是指气、水、地球环境及光和热等自然条件之外，微生物、动植物等与人类有关的一切环境。因此，把“生态环境材料”分为如下几种：
1、气环境材料—净化空气材料
2、水环境材料—净化水材料
3、地环境材料—改良土地、利用废渣
4、循环材料—零排放废气、废水和废渣
5、保健环境材料
（二）绿色建材的基本特征
绿色建材与传统建材相比可归纳以下五个方面的基本特征：
1、生产所用原料尽可能少用天然资源，大量使用尾矿、废渣、垃圾、废液等废弃物。
2、采用低能耗制造工艺和无污染环境的生产技术。
3、在产品配制或生产过程中，不得使用甲醛、卤化物溶剂或芳香族碳氢化合物；产品中不得含有汞及其化合物；不得用铅、镉、铬等种金属及其化合物的颜料和添加剂。
4、产品的设计是以改善生产环境、提高生活质量为宗旨，即产品不仅不损害人体健康，而应有益于人体健康，产品具有多功能化，如抗菌、灭菌、防霉、除臭、隔热、阻燃、防火、调温、调湿、消磁、防射线、抗静电等。
5、产品可循环或回收再利用，无污染环境的废弃物。
绿色建材满足可持续发展的需要，做到了发展与环境的统一，现代与长远的结合。既满足现代人的需要，安居乐业，健康长寿，又不损害后代人对环境、资源的更大需求。总之，建材工业的发展、绿色化进程，不但关系到建材工业目前的发展问题，还关系到能否和国际市场接轨的问题，关系到国计民生能否可持续发展，关系到我国人民生活质量，是一件功在当代，造福千秋的大事。因此要以战略的眼光、时代的紧迫感和历史责任感努力促进各种绿色建材的发展，以绿色建材建造健康—安全—舒适—美观的建筑和室内环境，造福于社会，造福于人民。
三、发展绿色建材的意义
人类不断开采地球上的资源后，地球上的资源必然越来越少，为了人类文明的延续，也为了地球生物的生存，人类必须改变观念，改变对待自然的态度，由一味向自然索取转变为珍惜资源，爱护环境，与自然和谐相处。人类在积极地寻找新资源的同时，目前最紧迫的应是考虑合理配置地球上的现有资源和再生循环利用问题，走既能满足当代社会发展的需求又不致危害未来社会的发展，做到发展与环境的统一，眼前与长远的结合。
作为建筑材料而言，在生产、使用过程中，一方面消耗大量的能源，产生大量的粉尘和有害气体，污染大气和环境；另一方面，使用中会挥发出有害气体，对长期居住的人来说，会对健康产生影响。鼓励和倡导生产、使用绿色建材，对保护环境，改善人民的居住质量，作到可持续的经济发展是至关重要的。
谈到空气污染，人们往往只意识到大环境中的大气污染，却对居室内空气污染认识不足，其实，居室内的污染对人体的侵害更为直接。这种小环境是大环境的组成部分，它与人们朝夕相伴，与健康息息相关。
我国目前已开发的“绿色建材”有纤维强化石膏板、陶瓷、玻璃、管材、复合地板、地毯、涂料、壁纸等。如“防霉壁纸”，经过化学处理，排除了发霉、起泡滋生霉菌的现象。“环保型内外墙乳胶漆”不仅无味、无污染，还能散发香味，并且可以洗涤、复刷等。“环保地毯”既能防腐蚀、防虫蛀，又具有防止阴燃的作用。“复合型地板”，是用天然木材，经进口漆表面处理而制成，具有防蛀、防霉、防腐、防燃、不变形特点。总而言之，绿色建材是一种无污染、不会对人体造成伤害的装饰材料。
因此，解决小环境污染、保护人类健康环境成为我们刻不容缓的责任。
绿色建材的评价与开发研究进展论文篇二
绿色建材发展现状及对策分析
何龙
（土木工程，15100
2班，3115000781）
【摘要】：可持续发展的战略要求提出了绿色建筑的构想和要求，而绿色建材是绿色建筑的物质基础。绿色建材是指采用清洁生产技术、少用天然资源和能源、大量使用工业或城市固态废弃物生产的无毒害、无污染、无放射性、有利于环境保护和人体健康的建筑材料。通过对绿色建材基本特征、发展现状的介绍，总结了绿色建材的优点及存在问题，最后提出了绿色建材发展的方向与展望。
【关键词】：绿色建材 可持续发展 环保
引言建筑材料是建筑的基础材料，其性能直接决定建筑产品的性能。对于某种建筑产品来说，其实用性、功能性、观赏性等已经占据了一般人的理念。近年来，人们对于安全、舒适、美观的生活空间提出了进一步的要求，于是，建筑材料的可持续发展也被提上了日程。可持续发展是指“既满足当代人的需要，又不危害后人满足其需要的能力的发展”。为了保证源源不断地为工程建设提供质量可靠的材料，避免新型材料的生产和发展造成对环境的损害，土木工程材料的发展必须遵循与工业循环再生，协调共生，持续自然的原则，因此，“绿色建材”的概念应运而生，绿色建材行业迅猛发展，绿色建材深入人心。
一、绿色建材的定义、基本特征
1.绿色建材的定义：1992年，国际学术界明确提出绿色材料的定义：绿色材料是指在原料采取、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”。绿色建材又称生态建材、环保建材和健康建材等。简而言之，绿色建材是采用清洁生产技术、少用天然资源和能源、大量使用工业或城市固态废弃物生产的无毒害、无污染、无放射性、有利于环境保护和人体健康的建筑材料。
2.基本特征：绿色建材与传统建材相比可归纳以下五个方面的基本特征：
1、其生产所用原料尽可能少用天然资源，大量使用尾矿、废渣、垃圾、废液等废弃物。
2、采用低能耗制造工艺和无污染环境的生产技术。
3、在产品配制或生产过程中，不得使用甲醛、卤化物溶剂或芳香族碳氢化合物；产品中不得含有汞及其化合物；不得用铅、镉、铬等种金属及其化合物的颜料和添加剂。
4、产品的设计是以改善生产环境、提高生活质量为宗旨，即产品不仅不损害人体健康，而应有益于人体健康，产品具有多功能化，如抗菌、灭菌、防霉、除臭、隔热、阻燃、防火、调温、调湿、消磁、防射线、抗静电等。
5、产品可循环或回收再利用，无污染环境的废弃物。
二、绿色建材的现状
1.绿色建材在国内外的应用现状
近年来,欧、美、日等工业发达国家对绿色建材的发展非常重视。(1)德国的环境标志计划始于1977年,是世界最早的环境标志计划。德国开发的“蓝天使”标志的建材产品,侧重于对环境危害大的产品入手,取得了很好的环境效益。使传统的溶剂型建筑涂料逐渐被淘汰,其环境效益相当明显,仅原西德每年少排放有机溶剂40 000 t。
（2）日本政府对绿色建材的发展非常重视，于1988年开展环境标志工作，至今环保产品已有2500多种。如生态水泥的实验生产线、可有效地抑制杂菌繁殖和防止霉变的保健型瓷砖、有调节湿度性能和防止避免生霉的瓷砖和可净化空气的预制板等。
中国目前已开发的“绿色建材”有纤维强化石膏板、陶瓷、玻璃、管材、复合地板、地毯、涂料、壁纸等。如“防霉壁纸”，经过化学处理，排除了发霉、起泡滋生霉菌的现象。“环保型内外墙乳胶漆”不仅无味、无污染，还能散发香味，并且可以洗涤、复刷等。“环保地毯”既能防腐蚀、防虫蛀，又具有防止阴燃的作用。“复合型地板”，是用天然木材，经进口漆表面处理而制成，具有防蛀、防霉、防腐、防燃、不变形特点。
河北省力推的cl住宅建筑结构体系，以cl网架板为承重结构，外加保温墙板材作为外墙围护结构，内墙为高压脱水的石膏板，隔墙采用石膏空心砌块。该体系的优点是造价低，采用绿色建材，施工速度快。
2.绿色建材种类
2.1现代绿色混凝土材料
混凝土是现代建筑的主要建筑用材，所以发展绿色混凝土材料对于绿色建筑至关重要。
①高性能混凝土材料：高性能混凝土是一种新型的高技术的混凝土，其大幅度的提高常规混凝土性能的基础上，具有优良的耐久性、适用性、工作性、各种力学性能、体积稳定性和经济合理性等性能。
②利用废弃混凝土生产的绿色混凝土：现在大量的研究表明,废弃混凝土可用作再生混凝土的骨料，也可取代部分优质石灰石生产水泥。将废弃混凝土清洗、破碎、分级并按一定比例配合后得到的骨料称为“再生骨料”，将再生骨料作为部分或全部骨料配置的混凝土成为“再生混凝土”。实验表明再生混凝土的抗压强度可满足设计要求,其它力学性能指标和耐久性指标与普通混凝土基本接近（抗压强度、弹性模量有所降低），用水量比普通混凝土多
③加气混凝土：加气混凝土（其中一类）是以石英沙为基础，以水泥和石灰为胶凝材料，以石膏为硬化剂，铝粉为发泡剂，经高温高压养护后形成的多孔状材料
④合成纤维混凝土：合成纤维混凝土现已得到广泛应用。对增强混凝土早期抗拉强度，防止早期由沉陷、水化热、干缩而产生的内蕴微裂纹，减少表面裂缝和开裂宽度，增强混凝土的防渗性能、抗磨损抗冲击性能及增强结构整体性有显著作用 2.2木材
木材成为现代绿色建材的亮点，其随着技术的进步出现了许多新的使用形式。①瓷化木材：用饱含钡离子的化学溶液浸泡木材使钡离子扩散、渗透到木材组织和细胞内，采用一定的工艺处理过程，木材变成瓷化木材。瓷化木材疏水、稳定、阻燃性能优异。经喷射火焰试验，不出火苗几乎无烟，只产生低度碳化。
②塑化木材：将乙烯类树脂加压注入木材内部，形成塑化木材。塑化木材具有很强的压缩、弯曲、剪切综合强度，大大地缩小了诸如劈裂等缺陷，具有很强的耐磨强度和硬度。④疏水木材：疏水木材在潮湿空气中膨胀率只有普通木材的一半，吸水率只有普通木材的1/5，疏水材料的原理是将木材中亲水性的活性羟基转化成疏水性的乙酰基。2.3保温隔热材料
保温材料根据其在围护结构的使用部位不同，可分为内、外保温隔热材料；根据其状态的不同分为板块状、浆体状保温隔热材料。
保温隔热材料的主要性能指标有：导热系数、表观密度、压缩强度、尺寸变化率、吸水率、水蒸气渗透系数、粘结强度、氧指数。板块状保温隔热是材料，可以用于内、外保温工程；以其形状的特点，具有使用简便、能保证保温隔热层的厚度要求，性能比较稳定。
优良的板块状保温隔热材料有：发泡型聚苯乙烯板（eps），挤出型聚苯乙烯板（xps），岩棉板，玻璃棉板等不同材料。浆体状保温隔热材料目前主要用于外墙内保温，也用于隔墙和分户墙的保温隔热。
浆体状材料有两种类型，以胶凝材料为主的固化型和以水分蒸发为主的干燥型。其主要成分是由聚苯粒、矿物纤维、硅酸盐为主的多种材料，经一定的生产工艺复合而成的轻质保温材料。此外保温隔热材料还包括其它一些常用材料：空隙性材料，如空心砖、加气混凝土块；断桥隔热铝合金窗框，用导热性远远低于铝的隔条将铝型材隔断，形成铝材—隔热条—铝材组成的铝合金门窗型材；low—e低辐射保温玻璃、中空玻璃、夹胶玻璃等。2.4防水材料
现代绿色建筑防水材料不仅具有基本的防水功能还具有其它如保温、去污等功能，并在生产是使用的过程中对环境的影响较小。
①聚合物水泥防水涂料。
聚合物水泥防水涂料以水泥和丙烯酸等（乳液或其它类）水性聚合物为主原料，加入其它外加剂制得的双组份水性建筑防水涂料。两组份在现场搅拌成均匀、细腻浆料，涂刷或喷涂于基体表面，固化后形成柔韧、高强的防水涂膜。这种涂料既有水泥类胶凝材料高强度，易与潮湿基面粘结的性能，又兼有聚合物涂膜弹性大，防水性好的优点，尤其是以水作为载体，克服了沥青、焦油、有机溶剂型防水材料易造成环境污染的弊端，是一种无毒无害、可湿作业、施工简便的新型绿色环保防水材料。它不仅适用于各种防水工程，还可用于修补、界面处理、混凝土防护、装饰、结构密封等工程。②渗透结晶型防水材料。
渗透结晶型防水材料是指材料中含有的活性化学物质向混凝土内部渗透，在混凝土中形成不溶于水的结晶体，堵塞毛细孔道，从而使混凝土致密的防水材料。其防水性能及其优良。
③塑料防渗补漏剂。塑料防渗补漏剂是一种能够迅速防止房屋渗漏的新型建筑化工涂料。其以废旧塑料纺织袋、塑料薄膜、泡沫塑料等废塑料为原料，再配以合理的增塑剂、固化剂，采用低压冷溶反应生产而成，具有塑化快，干燥迅速以及良好的平滑性、密封性、粘接性、防水性、弹塑性和耐热、耐寒、耐腐蚀、抗老化等特点。其生产过程不仅设备投资少、节约能源，而且彻底消除了废旧塑料对环境的污染。
三、国内绿色建材发展现状及对策建议
1.国内绿色建材发展现状
我国发展绿色建材的需求其实很早就被提出，但截止到目前，我国绿色建材的应用范围和规模都还较小，其发展现状不容乐观，表现在：（1）通过相关部门努力，我国建材产品中使用了一定数量的固体废弃物，但利废效率较低，平均掺量不足7%，绿色化程度远远不够；（2）我国近几年已经开始推动产品的清洁生产和能耗限制，但涉及面较窄，大多数建材产品的能耗仍高居不下，生产环保性不佳；（3）建材产品的生产与应用过程中，更多被关注的是其质量是否符合技术标准要求，而很少考虑其是否节约能源、资源以及环境污染等环保性要求。显然，我国建材业当前的生产与消费模式是不利于可持续发展的，促使建材业绿色化转型已刻不容缓.2.推动我国绿色建材发展的对策建议
针对我国绿色建材发展的现状及存在的问题，可采取以下措施来推动绿色建材的发展。
（1）加快建立绿色建材评价体系和制定标准，深化与国外机构合作，引进先进技术并为我所用，同时结合我国建筑现状，自我研发高效、节能的绿色建材。（2）加快推进绿色建材发展相关政策法规的出台。开展我国建材行业基础资料的调查和整理，搜集研究国内外绿色建材动态和发展方向，促进政府有关部门制定推进绿色建材行业发展的政策法规。
（3）对旧设备、旧技术进行改造。我们应研发大型化、高科技的生产技术、绿色生产技术和设备,关停或合并那些高能耗、小规模、污染严重的企业,合理配备资源,优化组合,使现代化的绿色建材产品在技术上成为可能。
四、结语
现代绿色建筑材料具有其发展的必要性，是现代建筑材料的发展方向，日益的受到各界的重视。现代绿色建筑材料的发展现状与发展速度都呈现良好的态势，表明其将有非常好的发展前景，将有越来越多的新型、高质量的绿色建筑材料被开发和利用。绿色建材之路任重而道远！
参考文献
[1] 彭小芹，马铭彬，吴芳，等.土木工程材料第二版[m].重庆：重庆大学出版社，2010.[2] 中国建筑材料科学研究院.绿色建材与建材绿色化[m].北京：中国化工出版社，2003.[3] 中国建材工业协会.绿色建材文集[m].[出版社不详].2004
[4] 中国建筑材料科学研究总院.我国绿色建材产品的评价指标体系和评价方法[j].北京：[出版社不详]
[5] 绿色建材当前状况及未来发展趋势[j].中国论文网论文完成时间：2012年4月20日
绿色建材的评价与开发研究进展论文篇三
武汉理工大学(论文)
我国绿色建材评价、认证的研究进展综述
专 业： 中国建筑材料科学研究总院 学
生： 吴帅
日
期： 2013年12月
-i
武汉理工大学(论文)
第一章 绿色建材发展及趋势综述
20世纪70年代，发达国家就已开始研究建筑材料对室内空气质量的影响及对人体健康的危害。我国在1992年发布的《中国21世纪议程》中，也把保护环境、发展绿色产品作为可持续发展战略的重要内容。
国际学术界于1992年提出绿色材料的定义:绿色材料是指在原料采取、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最小和有利于人类健康的材料，亦称之为“环境调和材料”。
自从绿色建材被定义以来，不少发达国家都针对绿色建材提出规定的性能标准，如德国的“蓝天使”环境标志计划、加拿大的ecolog。环境标志计划、丹麦的建筑材料室内气候标志(dicl)系统以及日本的“环境调和材料研究计划”等。同时，英国建筑研究院开发了一些绿色建材产品，美国各个州对建材污染均有严格限制。由此可见，发达国家早已认识到绿色建材的重要性，并针对其制定了标准和措施。目前我国有关绿色建材的评估标准主要是环境标志产品认证。我国从1993年开始在全国开展环境标志工作，由国家环保部环境认证中心对环境标志产品实施认证，发放环境标志。有关建材的i型环境标志标准已达到20多项，如环境标志产品认证技术要求—轻质墙体板材(hbc19一2005)、卫生陶瓷(hbc16一2003)、壁纸(hbc23一2004)、人造板及其制品(hbc17一2003)等等[1]。我国已施行对自我环境声明的n型标志的认证，而in型环境产品声明(epd)计划近年来刚刚启动。
武汉理工大学(论文)
第二章 绿色建材的评价方法及其现状
2.1绿色建材的评价方法
目前国内国际关于绿色建材的评价方法主要有五种:
第一类是单因子评价方法。即根据单一因素及影响因素确定其是否为绿色。如某种新型墙体材料能够代替实心戮土砖节省土地资源，从这一点上就可以说它是绿色建材。又如对人造板材中含有的有害物质限量做出具体数值的规定，符合规定的就确定为绿色建材，反之则为非绿色。单因子评价方法的优点是评价方式简单，易于操作。不足之处在于，其并不能成为实践中用以指导绿色建材发展的操作方法。因为其系统性较差，很容易造成为了达到单一目标而不考虑整体效果，甚至以牺牲整体利益为前提的结果。
第二类是分级模型。同济大学的张莹等利用物元分析建立绿色建材综合评价模型，对绿色建材进行分级，并排除非绿色建材。
第三类是模糊数学评价模型。昆明理工大学的王志强等利用信息论和模糊理论，构造了基于嫡值权的绿色建材模糊数学评价模型并给出了详细的评价步骤。
第四类是评估体系框架模型。中国建筑材料研究院的同继锋、赵平等提出了绿色建材的评估体系框架，为建筑材料的绿色度评价提供了基本方向和思路，但总的来说还处于起步阶段，尚待进一步完善。
武汉理工大学(论文)质量合格，而且在生产、使用和处理过程中符合特定的环境保护要求。实施环境标志认证，实质上是对产品全生命周期的环境行为进行控制。
各国的环境标志产品的应用领域、评价内容和评价指标各不相同。大多数计划是针对室内建筑材料(装饰装修材料)的污染物指标制定定量规定，从评价方法上基本采用单因素评价，对一些具体而单一的污染物指标如甲醛含量进行成分限制。
国内对建筑材料的定性和简单定量评价工作已在很多领域开展，已编制相应标准并在企业和建筑工程中得到应用和检验。其中建材产品环境标志产品技术要求、绿色建筑中建材的标准规定等应用的最多。我国的环境标志自1993年国家环保局正式颁布实施，由国家环保总环境认证中心实施认证。目前有68种环境标志产品标准，其中包含近20种建材产品。数百家建材企业获得不同产品的环境标志。《奥运绿色建筑评估体系》[2]首次对建筑用建材的绿色化指标进行了定量评价，确定了资源消耗指标、能源消耗指标、环境污染指标、本地化指标和再利用(再循环)指标。《中国生态住宅技术评价手册》、《绿色建筑评价标准》(gbt50378-2006)也都设立独立章节对建筑材料规定指标体系进行评价。
近年来，中国加大了绿色建材的研究投入，支持建材行业开展有关绿色建材环境协调性的评价、认证方面的专项研究，取得一系列成果。2007年，依托中国建筑材料科学研究总院建立了绿色建筑材料国家重点实验室，绿色建材评价认证工作也是该实验室首要的研究工作之一。作为行业的管理部门，中国建材工业协会也开展了“绿色建材产品认定”工作，制订
武汉理工大学(论文)为lca数据具有很强的地域性，几乎各个国家和地区都需要建立自己的产品(材料)环境影响数据库。
国内早在上世纪末就开展了对绿色建材(环境协调材料)评价方法的研究。以中国建筑材料科学研究总院牵头承担的“十五”科技攻关项目开展了绿色建材技术及分析评价方法的研究，基本建立了适合国情的绿色建材及部品的评价体系框架，建立了绿色建筑用建筑材料分类体系与基础数据库；按照全生命周期分析方法分别对主要6类建材产品5类建筑部品作出环境影响评价[3]。在此基础上，“十一五”科技支撑计划更加完善了绿色建材综合评价体系及评价软件，同时开展了绿色建材产品标准研究及建立标准动态数据库的研究；编制了绿色建材检测认证分类标准，编制了典型绿色建材产品认证规程。第一批建材产品(浮法玻璃等)生命周期评价技术规范国家标准已公示。更为积极的是，开展了绿色建材与绿色建筑相互影响方面的研究，开发了绿色建材与绿色建筑的互动软件系统，为绿色建筑的材料选择提供了指导和帮助。建立了对水泥、玻璃、建筑卫生陶瓷和烧结墙体材料制造过程的环境负荷数据库，建立了述四种材料制造过程绿色化的评价体系和方法，进行定量评价。
2.4我国绿色建材评价存在的问题
在绿色建材评价技术的应用方面，由于绿色建材评价技术的复杂和客观条件的限制，评价技术对建材产品自身的环境评价方面尚没有大规模的应用。但近年来，利用建材全生命周期评价理念、方法及评价指标方面的成果应用于建筑环境评价影响方面进行了初步的尝试。《绿色奥运建筑评估
武汉理工大学(论文)绿色建材lca评价在建材行业生产企业尚未开展有效的应用推广。建材lca对建筑方面示范性应用研究更是未曾涉及。
第三章 生命周期法及其应用
3.1生命周期法
自从1969年由美国中西部资源研究所针对可口可乐公司的饮料包装瓶进行的评价研究以来，生命周期法一直作为企业内部产品开发与管理的决策支持工具而存在，直到1990年由国际环境毒理学与化学学会(setac)首次主持召开有关生命周期评价的国际研讨会，在该次会议上首次提出生命周期评价(life cycle assessment, lca)的概念。此后1993年出版的纲领性报告《生命周期评价(lca)纲要:实用指南》[4]为lca方法提供了一个技术框架，成为生命周期评价方法论研究的里程碑式的起源点。
目前生命周期评价已被纳人iso14040环境管理体系。工业产品生命周期评价发展较完善，是进行工业产品环境影响评价的主要方法之一，其应用主要包括:为节约原料和能源，企业在产品开发设计的过程中对不同的替代方案进行比较研究，为政府环境管理部门公共政策的制定提供依据。农业生命周期评价发展较晚，但目前也已经有一个比较完善的体系。其研究方向主要集中在单一农产品生命周期评价、不同种植模式或方法下农产品生命周期评价以及农业生命周期评价方法等。建筑生命周期评价是近年来生命周期评价的新分支。国外建筑生命周期评价主要集中在绿色或低碳
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武汉理工大学(论文)
影响评价是对编目分析中的环境影响做定量或是定性的描述和评价。生命周期影响评价是根据清单分析后所提供的资源、能源消耗数据以及各种排放数据对产品所造成的环境影响进行定性定量的评估,确定产品环境负荷，比较产品环境性能的优劣，或对产品重新设计。目前一般采用steac建立的框架[6]，将生命周期影响评价分为分类、特征化和评价三个步骤，分类和特征化是必选过程，评价是可选过程。分类属于定性作业，是将清单分析结果划分到各个影响类型的过程，将对环境有一致或类似影响的数据分作一类。在lca中一般按照对人类健康的影响、对生态环境的影响和对资源的影响分为三大类，每一大类又细分为许多具体的环境类型，如对生态环境的影响包括全球变暖、臭氧层损害、富营养化、酸化等具体的环境类型。特征化是使用特征化因子将同一个影响类型中的清单分析结果转化和汇总成为同一单元。评价是通过归一化、分组和加权将分类并定量化的各种环境类型的参数结果统一归结为一个指标,归一化采用基线或基准信息，分组和加权采用价值选择。
武汉理工大学(论文)首先建材产品的生命周期评价是一个复杂的系统化过程,其中需要建立完善的部品数据库清单查询库,远非某个人或某个课题组可以实现。同时,由于其中还涉及建材的生产和运输等方面的计算,因此数据库的建立必须跨行业、跨部门配合才能实现。
第二，确定关键建材产品的评价体系。选择有代表性的建材产品，从其生产、制备工艺、运输、回收、再利用等方面进行资料收集、分析，获取材料性能、工艺、流向、能源消耗，废弃物的产生、种类、数量和去向等基本数据 ；确定其环境负荷的表征及评价方法，完善各工艺和使用环节对环境的影响的评价体系，从而确定这些具代表性产品的评价体系。
第三，制订完善相关配套的标准体系。制订绿色建材评价标准及关键产品的产品和应用标准，形成完整的评价和应用技术体系。
第四，开展绿色建材及关键产品的认证。制订绿色建材认证规程，为建材领域开展绿色建材认证提供原则性指导和理论框架，为进一步开展绿色建材认证继而达到国际互认奠定基础。绿色建材评价工作更深远的意义和目标是使绿色建材的评价成为指导建材科技工作者设计、开发产品的工具和手段，使新设计开发的产品从其生命的起点即符合与地球环境负荷最小和有利于人类健康的宗旨，并不断在建材工艺过程改进、区域规划和行业宏观决策等不同层次获得应用，只有这样才能逐步实现建材行业自身的良性循环。
武汉理工大学(论文)[6]pennington dw，yue p s for the comparison of process design alternatives in the context of regional to,colosieal impacts[j].journal of cleaner production，2009，8(2)：1—9．
绿色建材的评价与开发研究进展论文篇四
绿色建材的评价与开发研究进展
摘要
绿色建材是一种既不破坏环境, 又能保护环境, 节约能源和资源, 满足社会发展的新型建筑材料,随着我国工业的发展，我国的环境遭受了很大的破坏，因此我们应提高环境保护意识, 大力开发和使用绿色建材, 提高人类居住环境的健康、安全条件, 以保证社会可持续发展。
本文介绍了绿色建材的基本概念、特征，在阅读文献的基础上总结了国内外绿色建材的在国内外的发展以及评价方法的研究，最后对绿色建材的发展进行了展望。指出
关键词：绿色建材 ；研究进展 ；可持续发展
绿色建材的评价与开发研究进展
一、前言
传统建材工业是国民经济非常重要的基础性产业, 是天然资源和能源消耗最高、破坏生态环境最多、对大气污染最为严重的行业之一。据估算, 生产1 吨水泥要消耗石灰岩2 吨,排放co2 1 吨, 同时还要排放no2、so2 和粉尘等有害物质, 破坏土地表面, 导致温室效应和酸雨现象, 破坏生态环境。随着人类物质文化生活水平的提高, 人们对居住环境的健康、安全要求越来越高。早在70 年代末, 科学家们就开始着手研究建筑材料所释放的气体对室内空气的影响及其对人体健康的危害程度。大量研究表明, 除了人类活动的影响以外, 造成室内空气污染的有两大重要因素: 通风和建筑材料(包括装饰材料和家具等)。建筑材料常成为一种很严重的污染源, 众多挥发性有机物普遍存在于室内建筑材料中。同时, 由于现代化空气调节设备的大量使用, 导致室内的空气交换量大大减少, 建筑材料所释放的挥发性有机化合物被大幅度浓缩, 造成更严重的空气污染。
正因为环境问题与材料密切相关, 所以, 国外科学家们早就开始探讨和研制既能满足建筑需要, 又不破坏环境且能改善环境的替代材料。在1988 年第一届国际材料科学研讨会上, 首次提出了“绿色材料”的概念。近20 年来[1], 欧、美、日等工业发达国家对绿色建材的发展非常重视, 1992 年联合国环境与发展大会召开后, 1994 年联合国又增设了“ 可持续产品开发”工作组, 随后, 国际标准化机构(iso)也开始讨论制定环境调和型制品(ecp)的标准化,大大推动了国外绿色建材的发展。特别是90 年代后, 绿色建材的发展速度明显加快, 制定出了一些有机挥发物(voc)散发量的试验方法, 规定了一些绿色建材的性能标准, 对一些建材制品开始推选低散发量标准认证, 并积极开发了一些绿色建材新产品, 在提倡和发展绿色建材的基础上, 一些国家已经建成了居住或办公用的样板健康建筑, 取得了良好的技术经济效果。近年来, 我国开始注意绿色建材的信息交流和研讨。上海也成立了绿色建材展示促销中心, 系统深入地开展绿色建材的研究开发。一些研究单位开始致力于绿色建材的研究和开发, 取得了一定的成果。
二、绿色建材的基本概念和特征
（一）绿色建材的基本概念
进行绿色建材评价、认证及绿色建材产品研究的基础，决定了绿色建材今后的研究方向和范围边界。目前国内外对绿色建材还没有一个明确的定义。在众多纷杂的对绿色材料的定义和解释中最具有代表性的是：绿色材料是指在原料采取，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最小和有
利于人类健康的材料[2]。这个定义所阐明的“四个环节、两个目的”表明材料领域将以全生命周期的理念、将环境保护与人类健康作为更高的发展目标。
绿色材料定义中阐明的整个生命周期的表现要达到地球环境负荷最小和有利于人类健康两个目的的要求，同样是绿色材料定义中的精髓，也完全适用于绿色建材。绿色建材是指在原料采取、产品制造、使用或者再循环及废料处理等环节中对地球环境负荷最小和有利于人类健康的建筑材料。
绿色建材的涵义要求除了要具备生命周期各阶段的先进性以外，还要具备环境协调性，包括材料寿命周期的能源属性指标、资源属性指标、环境属性指标等。绿色建材的定义与统建材、新型建材等称谓在内涵方面既有交叉也存在区别。与新型建材的概念不同在于：新型建材是相对于传统建材在环境协调性和材料性能、功能等方面的发展而提出的，而绿色建材则超越了新型建材在生产过程中的节能、利废、环保要求和实用功能上的创新与提高，上升到材料生命周期和可持续发展的更高科学境界。按照绿色建材的理念，传统建材只要经过改造后具有满意的使用性能和优良环境协调性，就应视为绿色建材。因此，绿色建材不是一类新的材料体系，而是建筑材料通过科学评价后认定达到在全生命周期过程中满足对地球环境负荷最小和有利于人类健康要求的材料的总称[3]。
（二）绿色建材的基本特征
与传统建材相比, 绿色建材可归纳出以下五方面的基本特征:(1)其生产所用原料尽可能少用天然资源, 大量使用尾矿、废渣、垃圾、废液等废弃物。
(2)采用低能耗制造工艺和不污染环境的生产技术。
(3)在产品配制或生产过程中, 不使用甲醛、卤化物溶剂或芳香族碳氢化合物;产品中不得含有汞及其化合物, 不得用含铅、镉、铬及其化合物的颜料和添加剂。
(4)产品的设计是以改善生活环境、提高生活质量为宗旨, 即产品不仅不损害人体健
康, 而且应有益于人体健康, 产品具有多功能化, 如抗菌、灭菌、防雾、除臭、隔热、阻燃、防火、调温、调湿、消声、消磁、防射线、抗静电等。
(5)产品可循环或回收再生利用, 无污染环境的废弃物。
三、绿色建材在国内的发展
我国政府非常重视可持续发展问题。我国的环境标志是1993 年10 月公布的[4], 其图形由青山、绿水、红日和10 个蓝环组成。其中心结构表示人类赖以生存的环境, 外围十环相连紧扣表示公众参与, 共同保护环境, 寓意“全民联合起来, 共同保护赖以生存的环境”。近年来, 我国开始注意绿色建材的信息交流和研讨。上海也成立了绿色建材展示促销中心, 系统深入地开展绿色建材的研究开发。一
些研究单位开始致力于绿色建材的研究和开发, 取得了一定的成果。下面介绍近年来国内绿色建材研究开发的主要进展。水性涂料是建材中首先实行环保标志的产品。在中国5环境标志产品技术要求6 中, 有关水性涂料(hjbz004-94)的技术要点是:(1)产品的性能指标、安全指标, 应符合各自产品要求;(2)产品配制或生产过程中, 不得使用甲醛、卤化物溶剂或芳香类碳氢化合物;(3)产品中不得含有汞及其化合物, 不得用含铅、镉、铬及其化合物的颜料着色。1995 年5 月[5],苏州市新型建筑涂料厂的沧浪牌丙烯酸酯合成树脂乳液涂料和洛阳市防水涂料厂的大禹牌dc-818 水性多彩涂料被批准为我国第一批环境标志产品。1996 年11 月~ 1997 年10 月, 上海建筑科学研究院完成了“上海市健康型建筑涂料标准的研究”课题, 提出了我国第一个地方性健康型建筑内墙涂料的健康指标。该研究课题通过审定将在提高我国绿色建筑内墙涂料的档次、促进低毒建筑涂料发展、规范生产、保护人体健康方面, 迈出可喜的一步。江苏省爱富希新型建材厂在有关单位的帮助下, 研究和开发成功的“无石棉粉煤灰硅酸钙建筑平板”和“可挠性纤维石膏板”于1997 年9 月9 日通过了部级鉴定;武汉水利电力大学等单位研究成功的hec 高强高耐水体固结剂, 被誉为目前我国高值化处理各种土体及工业废弃物的最为理想的固结剂。该研究成果于1997 年6 月15 日通过了电力工业部组织的鉴定, 达到国际先进水平, 是一种符合可持续性发展、具有巨大发展潜力的新型建筑材料。当前, 一些发达国家的生态建材的开发研究已达到较高水平, 工业废渣的综合利用达到95% ~ 100%。我国生态建材技术的开发研究也取得了一些突破。例如, 在采用工业废渣生产建材产品方面做出了显著成绩, 粉煤灰综合利用率在40%以上, 其中建材利用率占30%,但综合利用水平不高, 特别是高掺量利用技术还不成熟, 与发达国家相比, 还有相当大的差距。因此, 我国制定了今后生态建材技术开发的总体目标和重点任务, 即重点建立环境建材研究与开发体系, 解决粉煤灰作为粘土质原料的配比及生产工艺条件, 进行高掺量粉煤灰综合利用技术、城市固态垃圾在建材领域的综合利用技术的研究, 建成相应的示范生产线;开发灭菌健康卫生陶瓷、电磁波屏蔽材料、调光调温材料;开发低能耗、低污染的清洁生产技术, 使用大掺量工业废渣(或城市固态废弃物)生产建材产品的新技术、新工艺、新装备;在粉煤灰代替部分粘土作为原料生产水泥和粉煤灰砖中, 粉煤灰掺入量达60% ~ 85%, 以提高我国生态环境质量[6]。
四、绿色建材的测试与评价
研究、开发和应用绿色建材时要考虑的内容有: 建材对地球臭氧层的破坏程度, 掺入的废渣对环境的破坏, 是否有利于保护树木和改善生态环境, 减少co2 的排放, 放射性的影响, 有害化学物质的影响和减少声、光、电、磁污染等。大量研究表明, 室内空气的污染主要来自于室内墙体表面材料的污染物的散发。材料的散发特性主要表现在两个方面, 即散发率和散发时间。室内空气的污染源主
要来自于室内表面材料的散发, 其表现形态可以是无机颗粒也可能是蒸气相有机物, 典型的有机气相物的浓度范围可以从每立方米几十毫克至几千毫克, 而测出的化合物从数十种至数百种。丹麦的环境学家olevalbjorn 将从建筑材料中散发出来的污染物质分为三类:第一类, 自由基未化合的污染物质。包括从木屑板的粘结剂中散发出来的游离甲醛、矿棉吸音板中的松散纤维及溶剂型涂料中的溶剂等。第二类, 不同程度化合的污染物质。如在相当稳定的化合物中的甲醛、吸音板中的岩棉纤维及石棉纤维板中的石棉等。第三类, 经吸收及积累后形成的污染物质。如整开间的地毯, 尽管其本身并无散发性,但易于吸收及沉淀污染物质, 因此, 对于室内空气的影响很大。
绿色建材测试与评价方案的设计需要综合考虑建材对人类健康安全和环境无害的特点。许多部门都已经对绿色建材确定了自己的指标, 但它们分散体现在建材行业的产品中。建材产品具有与一般商品不同的特点: 它有自己的产品标准, 可以在市场上销售, 又不一定是最终消费品, 有的需要经过加工、安装成为整个建筑物成品的一个部分。鉴于此, 并考虑到近期内无法使上万种建材产品全部达到绿色建材标准, 应该将绿色建材评价系统分为绿色建材产品评价系统和建筑物建成后包含绿色建材评价的综合评价系统。绿色建材的测试指标一般可分为两类: 第一类为单项理化指标, 包括放射性强度、甲醛含量等;第二类为复合测试指标, 包括挥发物总含量、人类感觉试验、耐燃等级、氧指数、废物利用率、木材取代性和节能效果等。绿色建材的评价指标也可以分为两类: 第一类为卫生类评价指标, 包括放射性强度和甲醛含量等, 在这类指标中, 只要有一项不合格就不符合绿色建材的标准;第二类为复合类评价, 包括挥发物总含量、人类感觉试验、耐燃等级和综合利用指标, 在这类指标中, 只要有一两项指标较好, 该材料就可以作为绿色建材。
五、国内外绿色建材评价和认证的现状
由定义可知，绿色建材需要用按照全生命周期的理念和方法制定的科学评价体系进行评价才能予以认定，其评价体系的公正和完善与否影响着绿色建材的发展。国外发达国家都是以制定建材产品环保“绿色”标志认证制度入手，并辅之以完善而有效的制度使绿色建材逐步推广[7]。目前采用最为广泛的是各种不同形式的环境标志产品。国际上已有几十个国家采用不同的环境标志。
环境标志是一种产品的“证明性商标”，它表明该产品不仅质量合格，而且在生产、使用和处理过程中符合特定的环境保护要求。实施环境标志认证，实质上是对产品全生命周期的环境行为进行控制。各国的环境标志产品的应用领域、评价内容和评价指标各不相同。大多数计划是针对室内建筑材料（饰装修材料）的污染物指标制定定量规定，从评价方法上基本采用单因素评价，对一些具体而单一的污染物指标如甲醛含量进行成分限制。
国内对建筑材料的定性和简单定量评价工作已在很多领域开展，已编制相应标准并在企业和建筑工程中得到应用和检验。其中建材产品环境标志产品技术要求、绿色建筑中建材的标准规定等应用的最多。我国的环境标志自1993 年国家环保局正式颁布实施，由国家环保总环境认证中心实施认证。目前有68 种环境标志产品标准，其中包含近20 种建材产品。数百家建材企业获得不同产品的环境标志。《奥运绿色建筑评估体系》首次对建筑用建材的绿色化指标进行了定量评价，确定了资源消耗指标、能源消耗指标、环境污染指标、本地化指标和再利用（再循环）指标。《中国生态住宅技术评价手册》、《绿色建筑评价标准》（gbt50378-2006）也都设立独立章节对建筑材料规定指标体系进行评价[8]。
近年来，中国加大了绿色建材的研究投入，支持建材行业开展有关绿色建材环境协调性的评价、认证方面的专项研究，取得一系列成果。2007年，依托中国建筑材料科学研究总院建立了绿色建筑材料国家重点实验室，绿色建材评价认证工作也是该实验室首要的研究工作之一。作为行业的管理部门，中国建材工业协会也开展了“绿色建材产品认定”工作，制订了10 余项量大面广的建材产品的绿色技术要求，并作为常规性的工作长期进行。
六、国内外绿色建材评价方法的研究
绿色建材的评价是国际绿色建材领域研究和关注的热点。目前，对绿色建材的评价主要有以下3 种方法(1)概念性评价；（2）单因子定量评价；(3)lca 生命周期评价体系。前两种方法由于过于简单，容易得到片面或者是错误的结果，不能系统评价建筑材料的绿色化指标。第三种评价体系已在iso14000 国际认证标准中加以规范化，非常复杂，不易操作，但却是解决建材的绿色评价问题最科学的分析方法。
材料的全生命周期分析(lca)研究主要是通过统计材料系统从原材料获取阶段到最终废弃过程的物质和能量输入流及污染排放和废物输出流，综合使用一系列定性和定量方法对这些输入输出流的潜在环境影响进行评估，进而寻找改进材料环境表现的途径。国际上的研究和应用主要可以归结成以下三方面开展：（1）关于材料环境协调性评价的系统框架和评价方法的研究。典型的例子是is014000 系列国际环境管理标准的颁布和实施；（2）国家或企业根据自身的要求提出各自的环境负荷评价指标，并针对具体的实际过程建立了环境影响数据库，国家层次上最具代表性的是日本从1998 年启动的持续国家mlca 计划；（3）将lca 方法应用于实际的材料或产品的设计和生产过程中，这主要体现在全生命周期软件系统的开发与应用。由于不同国家的资源、能源占有量不同、科学与技术水平的不平衡，表现为lca 数据具有很强的地域性，几乎各个国家和地区都需要建立自己的产品（材料）环境影响数据库[9]。
国内早在上世纪末就开展了对绿色建材（环境协调材料）评价方法的研究。以中国建筑材料科学研究总院牵头承担的“十五”科技攻关项目开展了绿色建材技术及分析评价方法的研究，基本建立了适合国情的绿色
建材及部品的评价体系框架，建立了绿色建筑用建筑材料分类体系与基础 数据库；按照全生命周期分析方法分别对主要6 类建材产品及5 类建筑部品作出环境影响评价。在此基础上，“十一五”科技支撑计划更加完善了绿色建材综合评价体系及评价软件，同时开展了绿色建材产品标准研究及建立标准动态数据库的研究；编制了绿色建材检测认证分类标准，编制了典型绿色建材产品认证规程。第一批建材产品（浮法玻璃等）生命周期评价技术规范国家标准已公示。更为积极的是，开展了绿色建材与绿色建筑相互影响方面的研究，开发了绿色建材与绿色建筑的互动软件系统，为绿色建筑的材料选择提供了指导和帮助。建立了对水泥、玻璃、建筑卫生陶瓷和烧结墙体材料制造过程的环境负荷数据库，建立了述四种材料制造过程绿色化的评价体系和方法，进行定量评价。
北京工业大学通过10 余年的潜心研究，建立了材料环境协调性评价数据库，可提供典型材料行业的材料环境负荷基础数据；其中包含了建筑材料（塑钢门窗、各种外加剂，各种涂料、地毯、pvc 地板卷材、壁纸、木家具、胶粘剂、人造板、水泥、混凝土等）等典型材料和基础能源（煤炭、石油、天然气、电力）环境负荷数据，总计6 万余条。
七、绿色建材评价工作的展望
开展对建材及产品整个全生命周期的环境负荷评价研究，是改造乃至淘汰该建材产品或生产工艺的基础性工作，是我国建材工业可持续发展的需要也是世界各国研究的热点。但基于lca 研究的局限性及我国的具体国情，开展建筑材料的绿色评价还要有许多基础性研究工作要做[10]。
首先，确定关键建材产品的评价体系。选择有代表性的建材产品，从其生产、制备工艺、运输、回收、再利用等方面进行资料收集、分析，获取材料性能、工艺、流向、能源消耗，废弃物的产生、种类、数量和去向等基本数据；确定其环境负荷的表征及评价方法，完善各工艺和使用环节对环境的影响的评价体系，从而确定这些具代表性产品的评价体系。
第二，制订完善相关配套的标准体系。制订绿色建材评价标准及关键产品的产品和应用标准，形成完整的评价和应用技术体系。
第三，开展绿色建材及关键产品的认证。制订绿色建材认证规程，为建材领域开展绿色建材认证提供原则性指导和理论框架，为进一步开展绿色建材认证继而达到国际互认奠定基础。绿色建材评价工作更深远的意义和目标是使绿色建材的评价成为指导建材科技工作者设计、开发产品的工具和手段，使新设计开发的产品从其生命的起点即符合与地球环境负荷最小和有利于人类健康的宗旨，并不
断在建材工艺过程改进、区域规划和行业宏观决策等不同层次获得应用。只有这样才能逐步实现建材行业自身的良性循环。
六、总结
绿色建材评价工作更深远的意义和目标是使绿色建材的评价成为指导建材科技工作者设计、开发产品的工具和手段，使新设计开发的产品从其生命的起点即符合与地球环境负荷最小和有利于人类健康的宗旨，并不断在建材工艺过程改进、区域规划和行业宏观决策等不同层次获得应用。只有这样才能逐步实现建材行业自身的良性循环。本文介绍了绿色建材的基本概念、特征，在阅读文献的基础上总结了国内外绿色建材的在国内外的发展以及评价方法的研究，最后对绿色建材的发展进行了展望。
参考文献
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