第七节　绿色墙体材料发展

墙体材料是建筑物的重要组成部分，与保护土地资源、节约能源、减少环境污染等有着密切关系。发展绿色墙体材料是可持续发展战略的要求，也是社会进步和经济增长的重要一环。各国建筑业发展的经验充分证明，发展绿色墙体材料是保护土地、节能减排，实施可持续发展战略的重大举措，是利国利民、造福子孙后代的千秋大业。

一、绿色墙体材料发展中存在的问题

近些年来，在各级政府和全社会的重视下，我国绿色墙体材料得到很大发展，绿色墙体材料产品品种越来越多，应用范围越来越广泛。但是有些产品的产量较小，在推广应用中仍然存在以下方面的缺点。

（1）由于新型绿色墙体材料的发展历史不长，在一般情况下生产绿色墙体材料的企业规模比较小，有的是处于学习借鉴和仿制阶段，缺乏科研和产品迅速更新的能力，尚未建立完善的质量保证体系，没有快速的信息反应系统，对产品缺陷的预防，发现问题的处理，防止问题的再发生等方面，还处于小规模生产时的水平。各国的实践经验证明，一个新型绿色建材企业的发展过程，必须经过较长的时间，要保证企业快速发展和产品的质量，必须依靠企业在发展中不断完善。

（2）在我国对新型绿色墙体材料的推广和推销手段仍比较落后，多数仍然处于等待和任其应用的状态，这样不利于绿色墙体材料的发展。

（3）在推广和应用绿色墙体材料中，对其辅助材料不能配套销售，这样就不能充分体现出绿色墙体材料的优越性。

（4）采用绿色墙体材料施工的中小施工企业的工人缺乏上岗前基本培训，对于绿色墙体材料的性能和施工工艺不了解，使得工程质量不符合设计要求。

二、发展绿色墙体材料的途径

从可持续发展的观点出发，绿色墙体材料的生产和自然资源是密切相关的，它们之间的是对立统一的关系。一方面，绿色墙体材料的生产必然耗费一定的自然资源，而另一方面，绿色墙材当达到它的使用寿命后，又会回归到自然。就目前我国墙体材料的发展现状，我国发展绿色墙体材料可以从以下几个途径进行。

（一）各级政府部门要重视

政府应限制并逐步禁止高能耗、高资源消耗、高污染、低效益的墙体材料生产， 鼓励开发、生产和推广应用新型高性能绿色墙材。发展绿色墙材，首先政府必须重视开发、生产和应用新型高性能绿色墙材。其次，政府职能部门应从政策和财政上鼓励、资助并设立专门的基金资助绿色高性能墙材的研发，且在产品和结构设计中注重节省资源和能源，通过研究取得完整的技术指标参数，从而研究制定出《绿色墙材的技术标准》，提高绿色墙体材料的品质。再次，政府应制定扶持绿色墙材产业的优惠政策，如颁发促使绿色墙材发展的减免税和财政补贴政策。最后，还必须将绿色墙材纳入规范的程序管理体系，制定相关产业政策和配套法规，利用政府引导和市场行为，提高我国墙体材料的绿色化程度和品质，逐步在我国实现墙体材料的绿色化。

（二）利用工业废渣生产绿色墙体材料

目前，我国每年工业废渣排放量已达7×108t左右，占地面积约80万亩（1亩≈666.7m2，下同），但其总利用率很低，据有关部门统计，利用率尚不足30%。我国还是世界上第三大粉煤灰生产国，仅电力工业年粉煤灰排放量已超过亿吨，目前利用率仅38%左右。而实际上绝大部分废渣，如粉煤灰、煤矸石、高炉矿渣等都可以用来生产墙体材料。据估算，若用工业废渣代替黏土制造相当于1000亿块实心黏土砖的新型墙体材料，可消耗工业废渣7.0×107t，节约耕地3万亩，节约生产能耗1×106t标准煤，同时还可减少废渣堆存占地和减轻环境污染。

各国经验已经证明，利用工业废渣可生产高性能混凝土砌块、压蒸纤维增强粉煤灰水泥墙板、加气混凝土砌块与条板、粉煤灰砖、钢渣砖、粉煤灰加气混凝土墙板、粉煤灰陶粒、粉煤灰空心内墙板、粉煤灰硅酸钙板、煤矸石烧结砖、煤矸石空心砌块、废渣轻型混凝土墙板、纤维石膏板等绿色墙体材料。某些工业废渣经一定的加工处理还可代替部分水泥生产混凝土砌块、加气混凝土砌块与墙板、纤维水泥板、硅酸钙板等，且这些墙体材料价格低、容重小、质量轻、防火性好、可调节室内空气湿度、机械加工性能好，其社会效益、经济效益和综合效益是很明显的。

在利用工业废渣生产绿色墙体材料方面已有很多成功的实例，如四川省开发成功的页岩多孔砖已完全不含黏土，已在成都市“锦城苑”小康住宅示范工程（总建筑面积16万平方米）上大量使用。其应用结果表明，与实心黏土砖相比，可节约生产与建筑使用能耗20%，减轻建筑物自重10%～20%，并可改善墙体的隔热、保温性能与抗震性能。利用工业废渣代替部分或全部天然资源生产的绿色墙体材料，有利于节约资源、降低墙体材料的成本，这是发展绿色墙材的重要途径。

（三）利用农业废弃物生产墙体材料

我国是农业大国，木材资源十分匮乏，而各类农业废弃物排量很大，如各种秸秆、蔗渣、稻草等，用农业废弃物代替木质纤维制造人造板，不仅可以变废为宝，而且符合可持续发展的方针。人造板可分为有机胶黏剂黏结的人造板与无机胶黏剂黏结的人造板。用棉秆、麻秆、蔗渣、芦苇、稻草、麦秸等作增强材料，用有机合成树脂作黏结剂可以生产出有机胶黏剂黏结的人造板。这类板材具有原料来源广、生产能耗低、表观密度小、保温隔热性能好、防虫蛀、防腐蚀、可加工性好等特点，可广泛用于三、四级耐火等级的普通建筑物中作隔墙板； 而用某些植物纤维作增强材料，用无机胶黏剂（如水泥、石膏、镁质胶凝材料等）作胶黏剂，加入适量的助剂，经混合、搅拌、成型、加压养护等工序制成的平板。这类板材具有原料来源广、生产能耗低、自重比较小、导热系数低、防水、防虫蛀、防腐蚀和可加工性好等特点， 可用于二、三级耐火建筑物的隔墙板或外墙板。用农业废弃物代替部分或全部天然资源生产新型墙材，有利于保护山林，节省自然资源，减少废气排放，保护生态环境，变废为宝，符合可持续发展的理念。

（四）利用建筑垃圾生产墙体材料

随着我国城市化进程的加快，建筑业也得到了空前的发展，建筑垃圾也日益增多。目前我国建筑垃圾的年排放量已超过6×108t，建设部发布了《城市建筑垃圾管理规定》，自2005 年6月1日起施行，其对建设、施工、运输、处置单位、个人、行政机关管理人员都进行了规范，这对利用建筑垃圾生产墙体材料是一个良好的发展机遇。建筑垃圾大部分为固体废弃物，其中大多可以作为再生资源重新利用。我国建筑垃圾用于墙体材料的研究生产尚处在起步阶段，但也已成功开发了一些产品，如利用废砖和废混凝土块制成混凝土砌块砖、花格砖等轻质砌块。

近几年，我国在利用建筑垃圾生产墙体材料方面取得了可喜的成果。如上海市建筑构件制品公司1997年就开始利用建筑工地爆破拆除的基坑支护等废弃混凝土制作混凝土空心砌块。上海建工集团所属的构件厂开发生产出了再生骨料混凝土小型空心砌块，这种砌块强度高、变化性强，可根据需要设计成各种形状和颜色的装饰条块。南京工业大学利用建筑垃圾采用免烧、免蒸振动成型方法制成的标准砖（或空心砖、异型砖），具有良好的力学性能和耐久性，各项性能指标均能满足国家标准对产品质量的要求，可广泛应用于建筑物、构筑物的承重部位，且其制砖生产成本当时仅为 0.18元/块，而目前市场上标准砖的售价约0.35元/块，这一项目是100%利用建筑垃圾，其生产成型工艺的设备完全国产化，具有极大的经济效益、环境效益和社会效益。2004年9月21 日在上海市建成的生态建筑示范楼，位于上海市建筑科学研究院莘庄科技发展园区内，示范楼“3R”材料（即低消耗、再利用、再循环材料）使用率达到60%，采用了大量绿色材料，如墙体全部采用再生骨料混凝土空心砌块。

（五）墙体材料推广清洁化生产

清洁化生产是指将综合预防的环境策略持续地应用于生产过程和产品中，以便减少对人类和自然环境的风险性，这是墙体材料生产企业循环发展方向和模式。从我国目前的墙体材料产品结构及现状可以看出，清洁化生产的重点放在采用先进的工艺、技术和装备，对资源、能源消耗的减量上，以及污染的控制减量和净化上。

烧结制品的基本生产工艺为原料的开采、原料的破碎处理、陈化、成型、干燥、焙烧、出成品。其中最典型的为一次码烧煤矸石烧结空心砖和二次码烧煤矸石烧结空心砖清洁化生产工艺，其特点是采用现代化生产工艺和设备，高效挤出机同步垂直切坯，机械进行码坯；采用大型宽断面或大断面平吊顶隧道窑；窑炉干燥采用温度、湿度、压力全自动控制系统，二次码烧还配全自动上下架系统；整个生产线实现全自动控制；生产的多孔砖、空心砖的合格率达到95%以上。生产设备所用冷却水、真空泵用水全部循环使用，生产过程中产生的废料全部由回收设备再回收利用，生产中无粉尘、无噪声，采用先进的烟气净化技术和设备，气体排放完全符合国家标准。整个生产线干净、整洁，生产人员较少，劳动效率高，再加上厂区经过精心美化绿化设计，环境非常优美。煤矸石的掺量根据不同的情况最高可以达100%；粉煤灰的掺量可以达30%～60%；多孔砖的孔洞率为30%，空心砖的孔洞率为45%以上。这种清洁化生产方式，不仅可以大大减少资源和能源的消耗，而且可以减少对环境的不良影响。

根据我国在墙体材料清洁化生产方面的实践经验，清洁化生产措施主要体现在以下方面。

（1）采用产品空心化的生产技术　墙体材料有很强的地方性和区域性，其发展受到各国资源、自然条件、工业和科学技术水平、建筑风格、民族习俗等多方面的影响。尽管各发达国家情况不同，但共同特点是：走节能、节土、低污染、轻质、高强度、配套化、易于施工、劳动强度低的新型墙体材料发展道路。总的发展趋势是：产品结构趋向合理。以黏土为原料的产品大幅度减少，并向空心化和装饰化方向发展；石膏制品以纸面石膏板为主，增长迅速；建筑砌块持续增长，并向系列化方向发展，产品以混凝土砌块为主，且向空心化发展，装饰砌块和多功能、易于施工的砌块也将得到发展。

在生产多孔砖、空心砖、空心砌块的过程中，对原料处理、成型、干燥、焙烧方面有特殊的工艺要求，如原料的颗粒细度及组成、塑性等，因此要采用合理的生产工艺路线，优化工艺技术和工艺参数，并要合理进行选型，生产中产品合格率可高达95%以上。与实心砖相比，多孔砖的孔洞率为25%～35%，可节约原料30%左右，能耗降低10%～15%；空心砖的孔洞率为40%～50%，可节约原料45%左右，能耗降低20%～30%，采用产品空心化的生产技术，不仅可以实现对资源和能源的减量，而且还可以实现对排放有害气体的减量。

（2）采用内燃烧砖技术，有效地利用资源　内燃烧砖技术是指添加可燃工业废渣，如粉煤灰，煤矸石等以适当比例掺入制坯黏土原料中作为内燃料，当砖焙烧到一定温度时，内燃料在坯体内也进行燃烧，这样烧成的砖称为内燃砖。内燃烧砖法可节约大量外投燃料，节约原料黏土5%～10%，强度提高20%左右，表观密度减小，导热系数降低，并可变废为宝，减少环境污染。内燃烧砖技术在我国制砖行业广泛采用，在原料中掺加可燃的工业废渣和废料，不仅可以减少资源的消耗，而且可以减少能源的消耗。如生产烧结砖时利用烧失量较高的粉煤灰和一定发热量的煤矸石、工业废渣、锯末、农作物秸秆等。

资源上首先应采取合理利用的原则，尤其是黏土资源是人类宝贵的矿产资源，它的开采应当有利于合理利用，不破坏生态环境或对生态环境影响很小，在法规以及规划允许的范围内，选择储量足够大、较适宜制砖的原料进行开采，并最大限度地将其转化为优质产品。在发展中要充分考虑到对生态系统的修复能力，特别应严禁毁田制砖，实现原料上减少资源的消耗和能源的消耗。其次采取综合利用的原则，在保证产品质量和满足建筑功能的前提下，应尽量多地利用工业废弃物或工业废渣、工业尾矿、江河淤泥等，以减少资源的用量；要积极研究和开发多种能源和资源利用的途径。

（3）采用余热、废料循环再利用技术　余热资源是指在目前条件下有可能回收和重复利用而尚未回收利用的那部分能量。在各种生产过程中，往往会生成具有热能、压力能或具有可燃成分的废气、废液等产物，在不少化学工艺过程中，还会有大量化学反应热释放出来。有些产品还可能会携带大量的物理热量，这些带有能量的载能体都称为余能，俗称为余热。这些余热资源不仅可用于发电、驱动机械、加热或制冷等，而且还可利用于墙体材料，这样不仅能减少一次能源的消耗，而且减轻了对环境的热污染。

在墙体材料烧结砖的生产过程中，除了在结构上要做到保温隔热性能要好、密封结构要合理、燃料燃烧效率要高外，为了降低产品的成本，节省生产的能源，还要充分利用隧道窑、轮窑焙烧过程中冷却制品的余热，抽取后送往干燥室用于坯体的干燥，这样可大大提高能源利用的效率。

随着我国城镇建设的蓬勃发展，建筑垃圾的产生量也与日俱增。据有关资料介绍，我国每年仅施工建设中产生和排出的建筑废渣就有4×107t，因拆迁而产生的建筑垃圾更不计其数。数据显示，我国建筑垃圾的数量已占到城市垃圾总量的30%～40%，耗用大量的征用土地费、垃圾清运等建设经费。同时，清运和堆放过程中的遗撒和粉尘、灰砂飞扬等问题又造成了严重的环境污染，成为废物管理中的难题。

建筑垃圾作为各种建材产品废料的混合物，未加处理直接填埋，不仅破坏了人类赖以生存的自然环境，而且也是资源的巨大浪费。如果建筑垃圾回收利用，就能将建筑垃圾变废为宝，作为再生资源重新利用，是节约资源、保护生态的有效途径。“建筑垃圾如果不加以利用，就是垃圾；如果将建筑垃圾加以聚集、分类利用，建筑垃圾则成为财富。”从生态经济系统的意义上说，废弃物是“放错了位置的资源”，将其回收利用以生产新型建材，使其资源化，实现经济的可持续发展。发达国家建筑垃圾资源化的利用率已达60%～90%，而我国尚不足5%，无形中造成了极大的资源浪费。

我国建筑垃圾循环利用和大型机械设备研发制造的技术都还很落后，日本、瑞典和德国在这方面的技术虽然目前是最先进的，但设备造价高昂，建设年产5×105t建筑垃圾处置工厂，其总设备投资不低于人民币1亿元以上，而且其应用产品市场附加值不高。如果单纯靠引进国外技术和设备进行产业化，对国内此类企业来说是不切实际的。因此，要想从根本上解决我国建筑垃圾处理上存在的问题，实现我国建筑垃圾的循环再利用，应大力进行建筑垃圾循环利用的技术创新和研发制造建筑垃圾循环利用的处理设备。采取建筑周期全过程的管理模式，从而形成“建筑原料—建筑物—建筑垃圾—再生原料”高利用、低排放的循环模式。在保护环境的同时也能取得更大的经济利益。

（4）工艺装备上采用效率高、节能设备　墙体材料采用清洁化生产方式，应用高效设备替代能耗高的设备，例如节能风机、高效节能破碎设备、搅拌挤出设备、成型设备等，可以适应多品种的要求（功能齐全），做到设备运行成本低、运行可靠、故障率低。维修费用低或不需维修，维修方便，操作控制方便安全；采用先进的变频、增容补偿等措施，提高电能利用效率。生产过程采用的技术含量高，生产效率高的自动控制智能化技术，减少人为控制不当产生的能耗。

贯彻《中华人民共和国清洁生产促进法》，严格按照国家经贸委《工商投资领域制止重复建设目录》（第一批）（1999年14号令）、国家经贸委《淘汰落后生产能力、工艺和产品的目录》（第一批）（第二批）（1999年第6号令、16号令）、国家发改委关于当前部分行业制止低水平重复建设目录，不选用淘汰设备，不采用落后技术。防止低水平重复建设，限制、淘汰落后技术、工艺和产品，淘汰和改造实心黏土砖生产企业。改造排放超标的企业。

另外，还应采用高效治理污染技术和设备。污染的控制减量上采取工艺过程减量与末端治理相结合。在烧制砖生产过程中，由于原料的种类不同，焙烧排放的烟气中有可能释放如SO2、NOx、CO、HF、HCl等有害气体，烧结墙体材料生产中净化烟气是采用循环脱硫法烟气净化技术和设备，通过湿法多级过滤净化，实现脱硫、去氟、除尘，方法简单，投资不大、效果良好，在一些现代化的烧结砖厂中已得到应用。

（六）大力研发和推广复合墙板

所谓复合墙板是指用两种或两种以上不同性能的材料，应用某些工艺制作而成的一种建筑预制品材料。用复合墙板可以修筑成复合墙体结构。复合墙体是用两种或两种以上完全不同性能的材料，采用不同的工艺复合而成的，具有多种使用功能的建筑物立面围护结构。复合墙体分为复合外墙和复合内墙。复合外墙用复合方法建造的建筑外立面的不透明围护结构；在建筑物中应该能够抵抗外部环境施加的各种不良影响，除了承受各种荷载，还应起到保温、隔声等作用。复合内墙用复合方法建造的建筑物内部用于分户或分室的墙体，除应该能承受自重或部分外加荷载，主要要求提高隔声性能和防火性能，改善居住安全性和舒适性。

试验结果表明，采用多孔砖、空心砖、灰砂砌块、混凝土空心砌块中的任一种与绝热材料相复合，就能组成具有多种功能的复合墙板，既能满足建筑节能保温隔热的要求，也能满足外墙防水、强度的技术要求，如钢丝网水泥夹芯板、装配式复合大板等，目前在我国已有少量生产和应用，并取得了较好的效果。例如湖南省大板建筑公司采用复合工艺生产的大型复合墙板，墙板的自重、强度及保温、隔热、隔音效果大大改善，这种墙板的应用效果较好。在长沙、株洲、湘潭3市仅湖南省建六公司和湖南省大板建筑公司完成的装配式复合大板住宅近70多万平方米，其工程实践表明装配式复合大板建筑有着优越的结构技术性能、使用性能和良好的发展基础。因此，复合墙体材料也是今后的发展方向，我们应大力推广复合墙板，并进一步改善和完善其生产的配套技术。

墙体材料发展必须走新型工业化道路。选择新发展的墙体材料产品要有利于提高建筑技术水平，由粗放式施工向工业化转变、走机械化装配化施工的路子，不能老是围绕现有手工砌筑、搞人扛肩抬的施工方式发展新墙体材料产品；与此同时，要有利于建材业的技术进步和高性能优品质材料的应用，因此要积极开发能够提高房屋建筑功能、提高施工效率和建筑技术含量高的新墙材产品，例如发展预应力混凝土构件，特别是工厂化生产的预制楼板和墙板，采用高强度等级水泥和高性能混凝土及高强预力钢绞线，开发新型的建筑结构体系和装配式的安装施工技术等，由此能够显著提高居住质量和功能，提高房屋建筑综合经济效益，并能大幅度地为国家节约建筑资源。这些都是建筑业和建材业贯彻科学发展观所应该考虑的。