建筑節(jié)材 功在當(dāng)代 利在千秋

摘要 系統(tǒng)闡述了我國建筑業(yè)材料消耗的現(xiàn)狀，指出了我國在建筑節(jié)材方面存在的問題，提出了解決我國建筑節(jié)材問題的技術(shù)途徑。

關(guān)鍵詞 建筑節(jié)材；技術(shù)途徑；節(jié)約型社會

    我國人均資源和能源相對貧乏：按人均計(jì)算，我國屬于貧資源國，煤炭、石油、天然氣、可耕地、水資源和森林資源的人均擁有量僅為世界平均值的1/2、1/9、1/23、1/3、1/4、1/6。在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的今天和未來很長一段時期，能源和資源短缺將影響我國經(jīng)濟(jì)的跨越式發(fā)展。所以，節(jié)約能源、節(jié)約資源已經(jīng)成為我國的一項(xiàng)重要國策。2004年中央經(jīng)濟(jì)工作會議上，黨中央、國務(wù)院強(qiáng)調(diào)了大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)、建設(shè)節(jié)約型社會的重要性。2005年3月，溫家寶在政府工作報告中再一次明確提出我國要注重能源資源節(jié)約和合理利用，要堅(jiān)決實(shí)行開發(fā)和節(jié)約并舉、把節(jié)約放在首位的方針；要抓好重點(diǎn)行業(yè)的節(jié)能節(jié)水節(jié)材工作；要大力倡導(dǎo)節(jié)約能源資源的生產(chǎn)方式和消費(fèi)方式，在全社會形成節(jié)約意識和風(fēng)氣，加快建設(shè)節(jié)約型社會。建設(shè)節(jié)約型社會涉及到社會經(jīng)濟(jì)的各個方面，建筑業(yè)作為資源和能源的消耗大戶，其節(jié)約型的發(fā)展模式無疑是建設(shè)節(jié)約型社會十分重要的環(huán)節(jié)。節(jié)約型建筑業(yè)的內(nèi)涵包括“節(jié)能、節(jié)水、節(jié)材、節(jié)地、環(huán)?！钡葍?nèi)容（如此發(fā)展的建筑稱其為“節(jié)能省地型”建筑），建筑節(jié)材是其中的核心內(nèi)容之一。

一、建筑節(jié)材，迫在眉睫

    建筑材料是建筑業(yè)的物質(zhì)基礎(chǔ)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在房屋建筑工程中建筑物成本的三分之二屬于材料費(fèi)；每年建筑工程的材料消耗量占全國總消耗量的比例大約為：鋼材占25%、木材占40%、水泥占70%。我國水泥產(chǎn)量已連續(xù)近19年居世界第一，目前占世界總產(chǎn)量的50%左右；2004年水泥產(chǎn)量已達(dá)約9.4億噸。按照我國2003年8.25億噸的水泥實(shí)際消費(fèi)量來看，據(jù)測算，60%的水泥用于商品混凝土或現(xiàn)場混凝土的拌制，則全國混凝土總的用量約為15億立方米，由此估算用于混凝土中的砂、石、水泥、水等基本原材料年用量分別約為10.7億噸、17.3億噸、5億噸、2.7億噸。可以看出，為生產(chǎn)混凝土，我國每年要開采砂石近三十億噸；而且預(yù)計(jì)到2005年全國混凝土用量將達(dá)到21億立方米，2010年將達(dá)到25億立方米，骨料消耗數(shù)量將更加驚人！磚瓦行業(yè)是對土地資源消耗最大的行業(yè)，目前實(shí)心粘土磚在我國墻體材料中仍然占相當(dāng)大的比重，仍是我國建房的主導(dǎo)材料。我國至今仍有磚瓦企業(yè)約8萬家，占地500多萬畝，每年燒磚7000多億塊標(biāo)準(zhǔn)磚，取土14億立方米，相當(dāng)于毀壞土地100多萬畝。

    我國建筑業(yè)對其他建筑材料的消耗量也十分可觀。例如2004年全國玻璃產(chǎn)量約3億重量箱，紙面石膏板銷售量3.6億平方米，輕鋼龍骨銷售量60萬噸。近年來，我國化學(xué)材料的發(fā)展非常迅速，新產(chǎn)品層出不窮，主要有塑料管道、塑料門窗、建筑防水材料、建筑涂料、建筑壁紙、塑料地板、塑料裝飾板、泡沫保溫材料、建筑膠粘劑等。2004年全國塑料型材銷售量約150萬噸，建筑涂料165萬噸，防水材料達(dá)到1400萬平方米。這些材料的生產(chǎn)與消費(fèi)，同樣消耗了數(shù)量驚人的自然資源。

    建材工業(yè)是對天然資源和能源資源消耗最高、破壞土地最多、對大氣污染最為嚴(yán)重的行業(yè)之一，是對不可再生資源依存度非常高的行業(yè)。大部分建筑材料的原料來自不可再生的天然礦物原料，部分來自工業(yè)固體廢棄物。據(jù)估計(jì)，我國每年為生產(chǎn)建筑材料要消耗各種礦產(chǎn)資源70多億噸，其中大部分是不可再生礦石、化石類資源，全國人均年消耗量達(dá)5.3噸。例如，據(jù)分析，我國目前每生產(chǎn)1噸水泥熟料要排放1噸CO2、0.74公斤SO2、130公斤粉塵，消耗1.3噸石灰石資源，而現(xiàn)在探明我國石灰石儲量為250億噸，僅可供應(yīng)不到30年。由此，建筑材料行業(yè)對自然資源的消耗及對自然環(huán)境的影響可見一斑。在水泥生產(chǎn)和應(yīng)用方面，我國還存在一個不容忽視的嚴(yán)重問題。我國即將連續(xù)19年蟬聯(lián)世界第一大水泥生產(chǎn)國，但是同時我國卻是散裝水泥使用小國。2004年，我國水泥產(chǎn)量已達(dá)到9億多噸，但散裝水泥僅占3.2億噸，約為水泥總產(chǎn)量的33.4％，遠(yuǎn)低于美國、日本90％以上的散裝率，甚至還遠(yuǎn)低于羅馬尼亞70％、朝鮮50％的散裝率。水泥生產(chǎn)和應(yīng)用的低散裝率給我國造成了極大的資源浪費(fèi)。如以2004年全國袋裝水泥6.4億噸計(jì)算，全年消耗包裝牛皮紙約380多萬噸，折合優(yōu)質(zhì)木材2110多萬立方米，相當(dāng)于10個大興安嶺一年的木材采伐量。此外，由于包裝紙袋破損和包裝袋內(nèi)殘留水泥造成的損耗在3％以上，僅此一項(xiàng)，全國每年要損失近2000萬噸水泥，價值50多億元！

    此外，我國一些中小城市和村鎮(zhèn)還在大量使用粘土磚，建筑建造中普遍使用低性能鋼材，可再生建筑材料使用率和建筑材料循環(huán)利用率很低，也造成資源嚴(yán)重浪費(fèi)。

    我國人均資源貧乏，然而雪上加霜，我國建筑工程的物耗水平與發(fā)達(dá)國家相比也有很大差距，例如每平方米住宅建筑耗費(fèi)鋼材約55公斤，比發(fā)達(dá)國家高出10%～25%，每拌制1立方米混凝土要多消耗水泥80公斤！反過來，我國對建筑垃圾等廢棄物的再生利用比例卻很低，與發(fā)達(dá)國家差距很大。據(jù)日本建設(shè)省統(tǒng)計(jì)，早在1995年全日本廢棄混凝土再資源化率已達(dá)到65%，2000年則已高達(dá)96%。歐盟也已經(jīng)提出2010年建筑可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)之一就是使得建筑垃圾再循環(huán)率達(dá)到90％以上。

    建筑業(yè)耗材過大還帶來其他一系列問題。以鋼材為例，據(jù)國家發(fā)改委統(tǒng)計(jì)，2004年全國鋼產(chǎn)量2億多噸，而全年鋼材消費(fèi)量超過2.4億噸（其中1/4以上消耗于建筑業(yè)），缺口3000萬噸以上。由于鋼材消耗過大，我國自己生產(chǎn)鋼鐵也不得不從國外進(jìn)口大量的鐵礦砂，其進(jìn)口量已占全球產(chǎn)量的30%；由于進(jìn)口需求過大，國外鐵礦砂大幅漲價，消耗了大量寶貴的外匯。我國建筑業(yè)單位面積耗鋼量明顯高于發(fā)達(dá)國家，說明我國建筑業(yè)用鋼不經(jīng)濟(jì)，一定程度上加劇了我國的鋼材供應(yīng)緊張局面。

    由此可見，我國建筑業(yè)消耗了數(shù)量巨大的資源，使得我國人均資源匱乏的不利狀況更加突出，已經(jīng)對國民經(jīng)濟(jì)健康發(fā)展造成了負(fù)面影響，所以，建筑節(jié)材迫在眉睫，勢在必行！

二、 我國建筑節(jié)材工作存在的問題

    我國建筑業(yè)耗材數(shù)量巨大，浪費(fèi)嚴(yán)重，這不僅對建筑業(yè)本身而且對整個國民經(jīng)濟(jì)的跨越式發(fā)展形成了負(fù)面影響。造成我國建筑業(yè)對材料消耗長期過高這一現(xiàn)狀的原因是多方面的，主要有：

（一）缺乏有效的建筑節(jié)材新技術(shù)、新產(chǎn)品、新的設(shè)計(jì)和管理模式的研發(fā)及推廣平臺
建筑節(jié)材是需要節(jié)材新技術(shù)體系作保障的，我國在這方面尚未建立這方面的研發(fā)平臺，使得建筑節(jié)材長期缺乏行之有效的技術(shù)途徑。另外，事實(shí)上，在長期的實(shí)踐過程中，我國建筑業(yè)已經(jīng)總結(jié)出了一些建筑節(jié)材的方法和途徑，但是由于缺乏推廣平臺，尚未使這些方法和技術(shù)途徑得以廣泛應(yīng)用。

（二）有關(guān)建筑節(jié)材的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系尚未形成
由于缺乏相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，如何實(shí)施節(jié)材措施、如何評價節(jié)材效果就成為一個大難題，建筑節(jié)材不可避免地存在盲目性和主觀隨意性。

（三）缺乏有效的建筑節(jié)材激勵政策和強(qiáng)有力的法律法規(guī)體系
這在很大程度上制約了建筑節(jié)材的積極性，反過來對材料浪費(fèi)也無力約束和制裁。

（四）缺乏有效的建筑節(jié)材行政監(jiān)管體系
只有從建筑設(shè)計(jì)、建筑施工等各個環(huán)節(jié)進(jìn)行全面監(jiān)管，才能充分保證真正的建筑節(jié)材。

（五）缺乏有效的建筑節(jié)材宣傳機(jī)制
由于缺乏有效的建筑節(jié)材宣傳機(jī)制，使得全社會的建筑節(jié)材意識不強(qiáng)，尚未形成全民關(guān)注建筑節(jié)材的局面，更未形成避免浪費(fèi)、自覺節(jié)材的良好社會風(fēng)氣。

三、建筑節(jié)材的技術(shù)途徑及其發(fā)展趨勢

    我國建筑業(yè)材料消耗數(shù)量極其驚人，但是反過來也暗示著我國建筑節(jié)材的潛力十分巨大?！敖ㄔO(shè)部關(guān)于發(fā)展節(jié)能省地型住宅和公共建筑的指導(dǎo)意見” （建科[2005]78號）就十分樂觀地提出：到2010年，全國新建建筑對不可再生資源的總消耗比現(xiàn)在下降10％；到2020年，新建建筑對不可再生資源的總消耗比2010年再下降20％。

    要想實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，除了需要從標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、政策法規(guī)、宣傳機(jī)制及監(jiān)管機(jī)制等方面入手外，發(fā)展建筑節(jié)材適用新技術(shù)將是保證建筑節(jié)材目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的根本途徑。

    就目前可行的技術(shù)而言，建筑節(jié)材技術(shù)可以分為三個層面：建筑工程材料應(yīng)用方面的節(jié)材技術(shù)、建筑設(shè)計(jì)方面的節(jié)材技術(shù)、建筑施工方面的節(jié)材技術(shù)。

㈠ 建筑工程材料應(yīng)用方面

    在建筑工程材料應(yīng)用技術(shù)方面，建筑節(jié)材的技術(shù)途徑是多方面的，例如盡量配制輕質(zhì)高強(qiáng)結(jié)構(gòu)材料，盡量提高建筑工程材料的耐久性和使用壽命，盡可能采用包括建筑垃圾在內(nèi)的各種廢棄物，盡可能采用可循環(huán)利用的建筑材料等等。近期內(nèi)較為可行的技術(shù)包括：

⒈ 可取代粘土磚的新型保溫節(jié)能墻體材料的工程應(yīng)用技術(shù)，例如外墻外保溫技術(shù)、保溫模板一體化技術(shù)等。該類技術(shù)可以節(jié)約大量的粘土資源，同時可以降低墻體厚度，減少墻體材料消耗量。

⒉ 輕質(zhì)高強(qiáng)建筑材料工程應(yīng)用技術(shù)，例如高強(qiáng)輕混凝土等。高強(qiáng)輕質(zhì)材料不僅本身消耗資源較少，而且有利于減輕結(jié)構(gòu)自重，可以減小下部承重結(jié)構(gòu)的尺寸，從而減少材料消耗。

⒊ 以耐久性為核心特征的高性能混凝土及其他高耐久性建筑材料的工程應(yīng)用技術(shù)。采用高耐久性混凝土及其他高耐久性建筑材料可以延長建筑物的使用壽命，減少維修次數(shù)，所以在客觀上避免了建筑物過早維修或拆除而造成的巨大浪費(fèi)。

⒋ 低水泥用量高性能混凝土的工程應(yīng)用技術(shù)。降低混凝土中的水泥用量將產(chǎn)生多方面的積極意義：節(jié)約水泥生產(chǎn)所消耗的石灰石等自然資源，減少水泥生產(chǎn)過程中的廢物排放量，有利于環(huán)保。

⒌ 工業(yè)廢渣（包括建筑垃圾）在建筑工程材料中的應(yīng)用技術(shù)，包括粉煤灰、礦渣、煤矸石、稻殼灰、淤泥及各種尾礦、廢棄混凝土及其他建筑垃圾等的應(yīng)用。我國在這方面已經(jīng)積累了很多寶貴的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，例如工業(yè)廢渣在水泥、混凝土或砂漿中的成功應(yīng)用，使得建材工業(yè)成為工業(yè)廢渣的綜合利用大戶。目前，我國應(yīng)該進(jìn)一步提高工業(yè)廢渣綜合利用技術(shù)水平，進(jìn)一步提高建筑工程材料中工業(yè)廢渣的應(yīng)用比率，以減少建筑材料對自然資源的占有率。

⒍ 人造骨料、再生骨料在混凝土中的工程應(yīng)用技術(shù)。天然砂石資源已經(jīng)不容我們無節(jié)制地開采下去了，尋找天然骨料的替代骨料將是節(jié)約天然砂石資源的有效途徑。

⒎ 廢棄磚瓦在建筑工程中的再生利用技術(shù)。城市老建筑和小城鎮(zhèn)建筑中有相當(dāng)一部分屬于磚混結(jié)構(gòu)，這些建筑報廢后產(chǎn)生的大量廢棄磚瓦將可以重新回到建筑工程中去。

⒏ 廢棄植物纖維在建筑工程材料中的應(yīng)用技術(shù)。廢棄植物纖維主要是指農(nóng)作物秸稈、廢棄木質(zhì)材料、廢棄竹子等。廢棄植物纖維是一種具有多種用途的可再生生物資源。我國是一個農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)作物秸稈資源十分豐富，稻草、小麥秸和玉米秸為三大農(nóng)作物秸稈。據(jù)統(tǒng)計(jì)，1998年全國各種秸稈的產(chǎn)量已達(dá)6.05億噸，約占全世界秸稈總量的30%左右。廢棄植物纖維由于具有很多良好的性能，在建筑材料中應(yīng)用具有一定的性能潛力。例如我國已經(jīng)開始探索采用廉價的廢棄植物纖維作為主要原材料之一，開發(fā)研究綠色環(huán)保型植物纖維增強(qiáng)水泥基建筑材料及其應(yīng)用綜合技術(shù)。

⒐ 采用商品混凝土和商品砂漿。例如商品混凝土集中攪拌，比現(xiàn)場攪拌可節(jié)約水泥10%，減少砂石現(xiàn)場散堆放、倒放等造成的損失達(dá)5%～7%。

㈡ 建筑設(shè)計(jì)技術(shù)方面

⒈ 設(shè)計(jì)時采用工廠生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的預(yù)制成品或部品，以減少現(xiàn)場加工材料所造成的浪費(fèi)。這樣一來，勢必逐步促進(jìn)建筑業(yè)向工廠化、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

⒉ 設(shè)計(jì)時遵循模數(shù)協(xié)調(diào)原則，以減少施工廢料量。

⒊ 設(shè)計(jì)方案中盡量采用可再生原料生產(chǎn)的建筑材料或可循環(huán)再利用的建筑材料，減少不可再生材料的使用率。

⒋ 設(shè)計(jì)方案中提高高強(qiáng)鋼材使用率，以降低鋼材消耗量。

⒌ 設(shè)計(jì)方案中提高高強(qiáng)混凝土使用率，以降低混凝土消耗量，從而降低水泥、砂石的消耗量。

⒍ 采用有利于提高材料循環(huán)利用效率的新型結(jié)構(gòu)體系，例如鋼結(jié)構(gòu)、輕鋼結(jié)構(gòu)體系以及木結(jié)構(gòu)體系等。以鋼結(jié)構(gòu)為例。鋼結(jié)構(gòu)建筑在整個建筑中所占比重，發(fā)達(dá)國家達(dá)到50％以上，但在我國卻不到5％，差距十分巨大。但從另一個角度看，差距也是動力和潛力。隨著我國“住宅產(chǎn)業(yè)化”步伐的加快以及鋼結(jié)構(gòu)建筑技術(shù)的發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)建筑將逐漸走向成熟，鋼結(jié)構(gòu)建筑必將成為我國建筑的重要組成部分。再看木結(jié)構(gòu)。木材為可再生資源，屬于真正的綠色建材，發(fā)達(dá)國家已經(jīng)開始注重發(fā)展木結(jié)構(gòu)建筑體系，例如在美國，新建住宅的89%均為木結(jié)構(gòu)體系。

⒎ 對建筑結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行優(yōu)化。例如某設(shè)計(jì)院在對50層的南京新華大廈進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時，采用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方案，節(jié)約材料達(dá)20%。

⒏ 建筑設(shè)計(jì)尤其是高層建筑設(shè)計(jì)應(yīng)優(yōu)先采用輕質(zhì)高強(qiáng)材料，以減小結(jié)構(gòu)自重和材料用量。

⒐ 建筑的高度、體量、結(jié)構(gòu)形態(tài)要適宜，過高、結(jié)構(gòu)形態(tài)怪異，為保證結(jié)構(gòu)安全性往往需要增加某些部位的構(gòu)件尺寸，從而增加材料用量。

⒑ 采用預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)。例如山西省保險公司綜合樓工程采用無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)，節(jié)約鋼材約25%，節(jié)約混凝土約1/3，且減輕了結(jié)構(gòu)自重。

⒒ 設(shè)計(jì)方案應(yīng)使建筑物的建筑功能具備靈活性、適應(yīng)性和易于維護(hù)性，以便使建筑物在結(jié)束其原設(shè)計(jì)用途之后稍加改造即可用作其他用途，或者使建筑物便于維護(hù)而盡可能延長使用壽命。與此類似，在城市改造過程中要統(tǒng)籌規(guī)劃，不要過多地拆除尚可使用的建筑物，應(yīng)該維修或改造后繼續(xù)加以利用，盡量延長建筑物的服役期。

㈢ 建筑施工技術(shù)方面

    應(yīng)盡可能減少建筑材料浪費(fèi)及建筑垃圾的產(chǎn)生：

⒈ 采用科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)牟牧项A(yù)算方案，盡量降低竣工后建筑材料剩余率。

⒉ 采用科學(xué)先進(jìn)的施工組織和施工管理技術(shù)，使建筑垃圾產(chǎn)生量占建筑材料總用量的比例盡可能降低。

⒊ 加強(qiáng)工程物資與倉庫管理，避免優(yōu)材劣用、長材短用、大材小用等不合理現(xiàn)象。

⒋ 大力推行一次裝修到位，減少耗材、耗能和環(huán)境污染。目前，提供毛坯房的做法已經(jīng)滿足不了市場的需求，也不適應(yīng)社會化大生產(chǎn)發(fā)展趨勢。住宅的二次裝修不僅造成質(zhì)量隱患、資源浪費(fèi)、環(huán)境污染，而且也不利于住宅產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展。提供成品住宅，實(shí)現(xiàn)住宅裝修一次到位，將是建筑業(yè)的發(fā)展主流。

⒌ 盡量就地取材，減少建筑材料在運(yùn)輸過程中造成的損壞及浪費(fèi)。

    當(dāng)然，建筑業(yè)作為一個龐大的系統(tǒng)工程，建筑節(jié)材同樣也是一個系統(tǒng)工程，建筑節(jié)材涉及到建筑過程的各個環(huán)節(jié)?；谶@一思想，近年來提出了建筑全生命周期概念上的建筑節(jié)材，即在建筑全生命周期（物料生產(chǎn)、建筑規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營維護(hù)及拆除、回用過程）中實(shí)現(xiàn)高效率地利用各種資源（包括能源、土地、水資源、建筑材料等）。然而，如何真正實(shí)現(xiàn)全生命周期意義上的建筑節(jié)材，還有很多工作需要去研究探討?？梢灶A(yù)見，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和全社會節(jié)約意識的不斷提高，未來的建筑節(jié)材技術(shù)將朝向智能化系統(tǒng)實(shí)施、智能化系統(tǒng)評價、智能化系統(tǒng)管理的方向發(fā)展。

四、結(jié)語

    我國社會經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展面臨著能源和資源短缺的危機(jī)，所以社會各行業(yè)必須始終堅(jiān)持節(jié)約型的發(fā)展道路，共建節(jié)約型社會。建筑業(yè)作為能源和資源的消耗大戶，更需要大力發(fā)展節(jié)約型建筑業(yè)，其中建筑節(jié)材是其核心內(nèi)容之一。我國建筑業(yè)耗材現(xiàn)狀及國內(nèi)外建筑節(jié)材實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)告訴我們，我國建筑節(jié)材潛力巨大，技術(shù)可行，前景廣闊，大有文章可做。

    最后，讓我們記住這樣一句醒世警言：“地球不是我們從祖輩那里繼承來的，而是從子孫那里借用的?！苯ㄖ?jié)材，功在當(dāng)代，利在千秋！