一、生态建材定义或概念
按照全生命周期评价(LCA)方法,****限度地减小********自然资源和能源的消耗,废弃物可进行回收再生,且废弃无害;并且在使用过程中,有利于环境保护、人体舒适和健康的建筑材料。
五个评价环节:
①原料的获取:节约、保护生态;
②生产过程:四减-能源消耗、废气、废渣、废水;
③使用过程环境负荷**小:节能环保,利于居住者健康;
④使用寿命:有足够的耐久性;
⑤拆除:可循环,不可循环对环境影响**小化或无害化。
对于村镇建筑材料与建筑****的特点应该在于十二个字:
“因地制宜、环境融入、舒适健康”。
二、国外生态建材发展的趋势
建筑史也是人类的发展史。早期人类为了遮风避雨,尽量利用原始的天然资源,采用原始的方法制造建筑,如:草木房子、窑洞、树洞、土木结构房子等等。这些简易建筑虽然不具居住舒适性,但对自然环境不产生负面影响。进入秦砖汉瓦时代,人类为居住生产建筑材料,对地球的表面产生“痕迹”。现代建筑文明,使人类对环境的破坏“痕迹”愈加明显,乃至无法消除,影响人类的可持续发展。如何在现代建筑文明中多含有自然的元素,消除人类活动对生态环境产生的“痕迹”,解决环境破坏、不可持续问题是世界各国追求的目标。
单从材料学的角度来看生态建材:
在西方国家看来,从生命周期的角度看虽然钢材生产能耗较高,但是其使用的耐久性和可再生等优点,被列为有利于生态的材料之一。
木材是****可以再生的建筑材料,所以木材应是具有****意义上的绿色建材。木结构房屋在一些国家,日本、美国等都是常见的建筑形式。
水泥、混凝土作为建筑的主体材料,存在碳排放、较大能源消耗和回收困难等问题。目前,还不能被国际认为是一种有益生态环境的材料。目前,国际研究中,制备混凝土在消耗一定量的废渣、尾矿等资源,也认为其提升了一定的生态性。根本的问题,不仅在于材料,而在于基于材料制造的构件的耐久性和可再生性重复使用性能。
化学建材的基础来源于石油,但是由于资源问题国外一些国家已经将化学建材的目光转向于可再生的植物资源。材料的生产与制造与使用应考虑到其废弃后的再生和环境无害化,例如德国不鼓励聚氯乙烯塑料制品的使用,其原因在于其废弃后会产生环境问题。
基于材料或构件的寿命是建筑材料的生态性能的重要因素。如果一个材料的生产能耗或资源消耗较大但其使用耐久性能能够具有跨几个世纪的耐久性。在其从摇篮到坟墓的周期中无疑会增加其生态分值。
此外,在国外的建筑材料和结构中也主张其随着使用目不同的可变性,为在建筑改造和使用时留下减少资源消耗,满足使用性能的目的。
在发达国家,材料资源基于其地域因素一定要考虑的。在传统建筑中,我国的不同地域环境中采用不同资源材料建造的不同风格和种类的建筑已经是迫于自然规律尊重了自然的生态性。
从材料与建筑结构的结合来看生态建材:
建筑材料已经突破了传统的遮风避雨的一个维护结构材料,新的节能型、环境改善型建筑构件与材料设备技术也是“广义建筑材料”。主要利用现代新材料和新技术制造成新的节能构件或组件,实现建筑对自然环境能源的被动式利用和改善建筑的生态环境性能。例如:明野村住宅(日本建于1996年),利用屋顶表面蓄热、太阳能电池和保温玻璃窗等被动节能措施,实现太阳能的被动利用。
巴伐利亚双户住宅(德国)德国****建筑师托马斯等人采用了一种由半透明隔热材料、蓄热墙、百叶相结合的隔热墙体系,以****限度地利用太阳能。
伦敦连排住宅(英国)每户都有一个3层高的多功能阳光室,可供起居、贮能之用。阳光室的通风、遮阳及植物浇灌等都可根据情况随时加以控制。
新型功能型材料:科学的建筑节能设计也需要材料的配合才能完成,绝热材料、集热材料、蓄热材料、湿度控制材料等等都是具有生态功能的新型建筑材料。
三、生态村镇建设中生态建材的空间与作用
在生态村镇建设中,基于以下原因生态建材将更能发挥起作用。
****、村镇周边为农业耕地或山丘,具有许多可以利用的地方资源,如:农业秸秆、竹木、石材、地理环境等等。
如果村镇建筑毗邻农业区域,农业可再生原材料的取得较为容易,若用农业废弃物制备建筑材料废弃后易于回归农田。
在我国许多地区的传统土木建筑中,基本上废弃后099%回归自然农田。现在在我国北方农村的老建筑仍是土木结构建筑。土木结构回归自然、生态性好、蓄热性能好,但耐久性相对较差;在贵州地区利用其特殊地质条件的存在岩片建筑的传统房屋也具有非常好的生态特征,取材方便、不破坏自然耕地,该建筑耐久、蓄热性能好;江西地区的速生材竹子建筑也是生态性非常好的建筑材料,竹木房屋具有造价低、调节湿度、居住舒适等许多优点,重要的是其可以****回归自然,环境负荷为零。
如何借助现代技术结合传统的粘土质材料、石材和秸秆材料制备地方特的建筑材料值得研究,且具有很大的发展空间,符合生态建材与建筑的发展方向。
****、村镇人口密度小,人均太阳能环境以及其他可以利用的环境资源相对较多。
在人口密集的高层住宅,人均太阳能资源少、风环境利用困难,而在村镇太阳能资源丰富、风资源易于利用,可以通过材料与构件和设计的结合被动利用环境能量,达到建筑节能可持续的原则。此外,村镇可能具有比较充足的空间采用生物技术处理动物粪便、秸秆等制造新能源,达到了废弃资源的利用和环境的净化目的。
充分考虑气候因素和环境因素的利用,如朝向、方位、建筑布局、地形地势等。尽可能利用天然热源、冷源来实现采暖与降温,充分利用自然通风来改善空气质量、降温、调湿。
第三、村镇建设多采用独栋方式,利于功能性建筑构件的设置和使用;
独栋式建筑有利于生态功能性建筑材料构件的设置和发挥作用,例如太阳房的建设,蓄热材料的应用等。
第四、村镇建设基本无高层住宅,对建筑材料的承重要求较低。
承重要求较低的的建筑材料,易于利用农业秸秆等资源制造,为地方特色的生态型建筑材料体用提供了较大空间。
村镇建设由于其特殊的环境条件和资源条件,为生态建材的开发利用和发展提供了足够的空间。
四、村镇建设生态建材科技发展趋势
国内外生态建筑材料的发展,除了关注其生命周期中对环境的影响外,也较多地关注环境功能性材料在建筑中的应用和新能源利用材料技术的开发应用,使建筑在使用过程中实现低能耗、乃至零能耗。
村镇建设材料的取得,在国内外无不遵守环境资源这一自然规律,在此基础上开发“适宜”的建筑材料。在村镇建设中,一些生态性好的新型建筑材料亟待开发,且具有极大的发展空间。
****、村镇生态建材的发展将是“因地制宜”,利用可以利用的环境资源开发生态建材和生态建筑。科技发展的着力点可能在于,突破传统观念利用村镇环境现有资源开发环境友好型建筑材料,配合生态建筑的设计和建设。例如,开发利用植物纤维多糖制造粘结材料、制备可降解生物质填充砌块、墙板等,使材料有足够的使用寿命,且**终能够“回归自然”。利用现代加工技术继续开发特定地域条件下的传统材料的加工使用技术等也是村镇建设的发展方向。
****、村镇生态建材的发展,除了主体材料的生态化外,具有环境能源(太阳能、地热、土壤热源)利用的材料技术是村镇生态建设具有跟广泛意义的材料技术。原始的窑洞建筑是直接利用土壤热源和土壤环境净化性能的很好实例,开发土壤热源利用技术是除了太阳能之外,又一生态村镇建设的措施。所以,村镇生态住宅建设,需要多种新技术结合,进行新技术开发并进行示范性研究。
第三、村镇建设所需的材料不是****脱离城市建设中的新材料技术。在可再生能源利用的新技术中,有许多共同特性,可能在城市难以发挥的优势在村镇建设中其优点更突出。例如:集热技术、太阳能电池技术、蓄热技术、储能技术、保温技术等等,都是在村镇建设中非常重要的技术,对建设村镇低碳住宅具有重要且不可或缺的材料技术。
世界上所谓生态建筑、低能耗建筑、零能耗建筑等都在发展和利用相关技术。人类的历史也是一部建筑史,其共同特征是,尊重自然、取道于自然、科学利用自然,用科技之法推动建材的科技****和健康建筑的可持续发展。