綠色建材進(jìn)展：從概念到實(shí)踐
2005-09-12 00:00
今天，對“ 綠色”的理解已從安全、健康、環(huán)保的概念發(fā)展為評價社會可持續(xù)發(fā)展的重要標(biāo)識。我國綠色建材、綠色建筑的發(fā)展并不是從理念到實(shí)踐的逐步有序推進(jìn)，而是在學(xué)習(xí)發(fā)達(dá)國家的先進(jìn)理念和經(jīng)驗(yàn)的同時，以時不我待的迫切要求，以簡單的拿來主義方式學(xué)習(xí)國際先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，在同一時期全面推進(jìn)對綠色概念的探索和發(fā)展的實(shí)際操作。在一些國家主管部門進(jìn)行各種綠色環(huán)境標(biāo)志的評定授予的同時，另一些國家主管部門正在立項研究綠色環(huán)境材料的概念、評價理論和指標(biāo)體系。社會上對于綠色環(huán)保建材的評價更是各行其是，概念混亂、不當(dāng)甚至錯誤的做法屢見不鮮。本文試圖就最近幾年來“ 綠色建材”的發(fā)展所取得的進(jìn)步和存在的一些誤解或不正確的認(rèn)識做一概要分析，供研究者和實(shí)踐者參考。
關(guān)于定義與概念
發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)和建設(shè)和諧社會是人類社會可持續(xù)發(fā)展所面臨的挑戰(zhàn)，發(fā)展綠色生態(tài)材料是實(shí)現(xiàn)社會可持續(xù)發(fā)展的重要內(nèi)容。2 0 世紀(jì)9 0 年代以來，國內(nèi)外的研究者對綠色生態(tài)建材（ 以下簡稱綠色建材）的內(nèi)涵和定義進(jìn)行了深入的分析探討。
綠色建材是材料科學(xué)的概念，綠色建材屬于生態(tài)環(huán)境材料，其定義應(yīng)該與生態(tài)環(huán)境材料的定義相同。對生態(tài)環(huán)境材料的定義，雖有不同的看法，但主要方面取得共識，例如，“ 生態(tài)環(huán)境材料是具有滿意的使用性能和優(yōu)良的環(huán)境協(xié)調(diào)性的材料。所謂優(yōu)良的環(huán)境協(xié)調(diào)性是指在原料的采取制備、產(chǎn)品的生產(chǎn)制造、服役使用、廢棄后的處置和循環(huán)再生利用的全過程中對資源和能源消耗少，對生態(tài)和環(huán)境污染小，循環(huán)再生利用率高”。由于對使用性能的要求與傳統(tǒng)材料并無二致，生態(tài)環(huán)境材料定義區(qū)別于傳統(tǒng)材料的主要是其環(huán)境協(xié)調(diào)性。應(yīng)該指出的是，上述定義仍有不確定性，如“ 消耗少、污染小，利用率高”的要求沒有確定的標(biāo)準(zhǔn)。關(guān)于定義的其他不同要求還有“ 舒適性”、“ 能夠改善環(huán)境”、“ 有利于人體健康”、利用廢棄物等。但是，這些附加的特征要求將更加局限生態(tài)環(huán)境材料的范疇。因此，從目前的發(fā)展水平來說，具有滿意使用性能的任何材料，只要同時具有優(yōu)異于傳統(tǒng)材料的環(huán)境協(xié)調(diào)性，就應(yīng)該視為生態(tài)環(huán)境材料，綠色建材同理。對于傳統(tǒng)材料而言，只要經(jīng)過改造后具有滿意的使用性能和優(yōu)良的環(huán)境協(xié)調(diào)性，就應(yīng)該視為生態(tài)環(huán)境材料。
由于綠色建材的評價和檢測最終都將具體到建材產(chǎn)品，必須根據(jù)綠色建材的定義對綠色建材產(chǎn)品的范疇進(jìn)行界定，對材料產(chǎn)品的評價指標(biāo)和方法有具體的要求，才具有可操作性。因此，有的研究者從綠色建材的定義出發(fā)提出了綠色建材產(chǎn)品的定義，把綠色建材的概念具體化為可操作的技術(shù)指標(biāo)要求。例如，能源消耗指標(biāo)、資源消耗指標(biāo)、排污指標(biāo)、使用安全性能、材料的性能和功能，廢棄物的循環(huán)再生率等等。顯然，這些關(guān)于綠色建材產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)或要求是基于現(xiàn)實(shí)的科技發(fā)展水平的，而且將隨著科技水平和社會要求的提高而提高，即所謂動態(tài)的。
對綠色建材定義和內(nèi)涵的研究使我們廓清了與過去提出的一些有關(guān)概念的區(qū)別，例如新型建材、傳統(tǒng)建材、環(huán)保建材、健康建材、綠色建材產(chǎn)品等等，在許多方面取得了認(rèn)識上的一致。例如，不能簡單地以綠色使用性能作為評價材料產(chǎn)品的綠色標(biāo)準(zhǔn)，必須考查生產(chǎn)過程和廢棄后的處置是否是綠色。即使是先進(jìn)的現(xiàn)代化工業(yè)產(chǎn)品如建筑和衛(wèi)生陶瓷、P V C 塑料制品等，也存在廢棄后的循環(huán)回收利用或環(huán)保問題。綠色建材的研究工作由此而深入。
在定義和內(nèi)涵方面，綠色建材與新型建材概念的不同在于，新型建材的提出是相對于傳統(tǒng)建材在能源資源消耗、環(huán)境污染破壞和材料性能功能等方面的發(fā)展而提出的。綠色建材的提出是基于生態(tài)環(huán)境材料的理念，它超越了新型建材在生產(chǎn)過程節(jié)能、利廢、環(huán)保的要求和使用功能上的創(chuàng)新與提高，上升到材料生命全周期和可持續(xù)發(fā)展的更高科學(xué)境界。
在區(qū)別于傳統(tǒng)建材方面，綠色建材的理念使人們懂得了應(yīng)全面和科學(xué)地評價傳統(tǒng)建材，而不是簡單的否定。例如，我們習(xí)慣于把有長期生產(chǎn)和使用歷史的建筑材料當(dāng)作傳統(tǒng)建材，例如，木材、鋼材、玻璃和混凝土等建筑材料，而且想當(dāng)然地認(rèn)為，這些傳統(tǒng)建材因?yàn)椴皇切滦徒ú?，?dāng)然就不會是綠色建材。實(shí)際上，按綠色建材的要求，現(xiàn)在一些所謂的新型建材不一定能達(dá)到綠色建材的標(biāo)準(zhǔn)，而一些傳統(tǒng)建材在很多方面的綠色度卻很高。例如，從生態(tài)循環(huán)角度來看，生產(chǎn)過程資源和能源消耗高的鋼材與玻璃等材料的能源和資源的循環(huán)再生利用率要大大高于一些新型建材或所謂的綠色建材，而一些相對能耗較低的建筑材料，例如，磚瓦、混凝土材料，廢棄后其中高能耗組分難以回收，一般只能用于低價值和低性能的用途。
對生態(tài)環(huán)境材料的認(rèn)識和評價應(yīng)該站在更高的層面。作者曾構(gòu)造了圖1 所示的材料生命周期循環(huán)流程圖。從圖1 可以看到，在一般意義上，材料的生命周期全過程可以劃分為資源開采與原材料制備、材料產(chǎn)品的生產(chǎn)與加工、材料產(chǎn)品的使用、材料產(chǎn)品廢棄物的處置與資源化再生四個階段，材料在每一階段都有其不同的物質(zhì)形態(tài)和對應(yīng)于不同產(chǎn)業(yè)過程，在每個階段都可能有廢棄物的產(chǎn)生，都有廢棄物的處置和資源化再生利用的問題。從圖1 還可以理解，對某一具體的材料而言，其生命循環(huán)途徑不一定是自循環(huán)式的。因?yàn)椴豢赡軐λ信欧诺膹U棄物都能做到完全回收利用，此外，一些過程產(chǎn)生的廢棄物可能需要其他材料產(chǎn)業(yè)去利用。如果再考慮不同能源的利用（如可再生能源和可替代能源）和其他產(chǎn)業(yè)的廢棄物的利用（ 如冶金、化工、電力行業(yè)的固體廢棄物），那么，材料生命周期的循環(huán)內(nèi)涵和外延就擴(kuò)大了，這更能科學(xué)和實(shí)際地反映材料的生態(tài)循環(huán)過程和社會生態(tài)化需求。
關(guān)于評價方法和指標(biāo)體系
這是一個仍然頗有爭議和正在發(fā)展的方面，有關(guān)研究工作正在進(jìn)行中。國內(nèi)最早開展有關(guān)綠色建材評定的是國家環(huán)保部門的環(huán)境標(biāo)志認(rèn)證。雖然認(rèn)證要求考察材料生命周期，但其評價標(biāo)準(zhǔn)只能是將產(chǎn)品性能標(biāo)準(zhǔn)與環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行簡單組合。由于我國現(xiàn)行建材生產(chǎn)和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)存在許多不足，有些甚至遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于社會發(fā)展的要求和國際先進(jìn)水平，因此，如果非工業(yè)主管部門簡單地采用現(xiàn)行技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)作為綠色材料評價標(biāo)準(zhǔn)，就不能科學(xué)合理地進(jìn)行評價。作為環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的制定和執(zhí)法者，政府環(huán)保主管部門對材料生產(chǎn)和使用過程的環(huán)境污染評價具有權(quán)威性，但是由于行業(yè)技術(shù)壁壘的客觀存在，環(huán)保機(jī)構(gòu)難以對材料生命周期中的制造、使用、循環(huán)利用等環(huán)節(jié)的環(huán)境協(xié)調(diào)性提出合理的符合我國生產(chǎn)力發(fā)展水平的評價方法。在對某種具體材料的生產(chǎn)過程中資源能源的消耗浪費(fèi)、產(chǎn)品性能與質(zhì)量的優(yōu)劣，以及材料廢棄后的可循環(huán)利用性的評價則缺乏技術(shù)權(quán)威性。例如，某一地方環(huán)保機(jī)構(gòu)組織編寫的《水泥工業(yè)清潔生產(chǎn)技術(shù)規(guī)范》就存在許多技術(shù)方面的問題，與國家發(fā)改委組織中國建材協(xié)會等單位編寫的《水泥工業(yè)清潔生產(chǎn)技術(shù)規(guī)范》差距很大。所以，盡管這種環(huán)境標(biāo)志認(rèn)證對于引導(dǎo)企業(yè)和消費(fèi)者重視環(huán)保方面起到了積極作用，但還是受到有關(guān)方面的批評。此外，不同主管部門（如國家環(huán)保總局和國家衛(wèi)生部）的標(biāo)準(zhǔn)對一些建材產(chǎn)品的性能有不同的要求，造成對同一產(chǎn)品的綠色評價出現(xiàn)不一致的情況，也對綠色建材評價帶來困難。
前述綠色建材定義方面存在的不確定性也反映在對評價指標(biāo)認(rèn)識的不一致。例如對環(huán)境協(xié)調(diào)性方面的評價，國家產(chǎn)業(yè)政策鼓勵利廢，建材產(chǎn)品中固體廢棄物利用量超過3 0 % 時，企業(yè)可享受稅收優(yōu)惠政策。但是在綠色建材產(chǎn)品的評價中，一些專家認(rèn)為材料是否利廢不應(yīng)成為綠色建材產(chǎn)品的判據(jù)，他們認(rèn)為，能否利廢不完全取決于生產(chǎn)企業(yè)的愿望，也不是所有廢棄物都能被安全利用，技術(shù)上還存在許多制約因素，利廢還有經(jīng)濟(jì)性問題，即利用廢物是否增加成本，降低產(chǎn)品的市場競爭能力等等。這些意見有一定道理。簡單地以是否利廢作為綠色建材產(chǎn)品的判據(jù)可能出現(xiàn)誤判情況，因?yàn)闆]有考慮利廢的生產(chǎn)過程是否會產(chǎn)生更多的能源和其他資源消耗和環(huán)境污染，以及產(chǎn)品使用的安全性等問題。由此看來，利廢問題關(guān)鍵在于對利廢的效果進(jìn)行全面和科學(xué)的評價。對于某一具體的材料產(chǎn)品，如果科學(xué)評價的結(jié)果證實(shí)利廢確實(shí)帶來資源能源的節(jié)約、生態(tài)環(huán)境的改善，那么利廢就是材料綠色的特征，如果沒有或適得其反，那么利廢就成為綠色的反面。
除了環(huán)保部門的努力之外，建材行業(yè)的有關(guān)單位在國家科技等部門的支持下開展生態(tài)建材產(chǎn)品的檢測技術(shù)和評價體系的研究，取得一些進(jìn)展，在執(zhí)行國家有關(guān)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，參照國際先進(jìn)水平提出了關(guān)于產(chǎn)品的質(zhì)量、性能和生態(tài)功能要求、產(chǎn)品的環(huán)保指標(biāo)、單位產(chǎn)品能耗、生產(chǎn)過程中的廢水、廢氣、廢渣排放、噪聲、使用中的維護(hù)、廢棄后的原料再生性、處置時的能耗等評價指標(biāo)。中國建材工業(yè)協(xié)會提出了綠色建材產(chǎn)品評價指標(biāo)體系，開展了綠色建材產(chǎn)品的評定工作。
目前在評價和認(rèn)定綠色建材產(chǎn)品的工作中，亟待發(fā)展的是對材料清潔生產(chǎn)的考核評價指標(biāo)體系和方法，沒有材料清潔生產(chǎn)技術(shù)規(guī)范和評價方法，綠色建材的評價就不可能做到真正科學(xué)合理。目前，由于缺乏統(tǒng)一的檢測評價標(biāo)準(zhǔn)體系，社會各相關(guān)部門和行業(yè)的各行其是給這項工作帶來很多負(fù)面影響，從一個側(cè)面說明我們?nèi)狈σ环N合作的文化。發(fā)展綠色建材是一個系統(tǒng)工程，涉及材料制造業(yè)、建筑業(yè)、環(huán)保和衛(wèi)生部門，沒有合作，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)和綠色建材就會困難重重。不論對誰而言，制定科學(xué)合理的清潔生產(chǎn)技術(shù)規(guī)范、評價指標(biāo)體系和評價方法，無論在理論和實(shí)踐方面都是極具挑戰(zhàn)性的課題。
建材產(chǎn)業(yè)的綠色化
從生態(tài)環(huán)境材料或綠色建材的定義可以理解，傳統(tǒng)材料的綠色化取決于傳統(tǒng)材料產(chǎn)業(yè)綠色化進(jìn)程。從根本上說，綠色建材不是評出來的，沒有建材產(chǎn)業(yè)的綠色化就不會有綠色建材產(chǎn)品。目前建材產(chǎn)業(yè)綠色化的發(fā)展主要集中在以下一些方面：
1 . 與其他產(chǎn)業(yè)建立生態(tài)化產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)。在發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的推動下，建材產(chǎn)業(yè)正在成為一些生態(tài)工業(yè)鏈不可或缺的一環(huán)。建材企業(yè)不僅對自身產(chǎn)出的各種廢渣廢水進(jìn)行循環(huán)利用，而且在國家產(chǎn)業(yè)政策的推動下，積極利用和消納其他工業(yè)的廢渣作為原燃料，發(fā)展出了如煤- 電-建材（ 粉煤灰、脫硫石膏的利用）聯(lián)產(chǎn)模式，鋼鐵- 建材（ 高爐礦渣、鋼渣的利用）聯(lián)產(chǎn)模式，煤炭- 建材（ 煤系高嶺土的利用）聯(lián)產(chǎn)模式等。
2 . 正在向環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展。最近，國家環(huán)?？偩?、挪威大使館、德國技術(shù)合作公司及國際水泥工業(yè)組織聯(lián)合在北京召開了“ 水泥窯處置危險廢物環(huán)境管理研討會”，介紹國外發(fā)達(dá)國家利用水泥窯爐處理城市生活垃圾和危險廢物的經(jīng)驗(yàn)和水泥工業(yè)向生態(tài)產(chǎn)業(yè)和都市產(chǎn)業(yè)方向的發(fā)展。我國北京水泥廠在處置工業(yè)危險廢物方面也積累了許多經(jīng)驗(yàn)，處理的工業(yè)危險廢物涵蓋了《國家危險廢物名錄》中列出的4 7 類中的2 8 類，為我國水泥工業(yè)處理危險廢物提供了令人信服的范例。由于具有利用工業(yè)廢渣的功能，一些建材產(chǎn)業(yè)如水泥、石膏等膠凝材料及其建筑制品正在向環(huán)保產(chǎn)業(yè)方向發(fā)展。
3 . 綠色建材的生態(tài)設(shè)計。發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)和節(jié)能省地型建筑的政策正在引導(dǎo)綠色建材的生態(tài)設(shè)計發(fā)展。生態(tài)設(shè)計要求建材產(chǎn)品的開發(fā)要考慮產(chǎn)品生命周期的所有階段的環(huán)境因素，建立一個更具有可持續(xù)性的資源保障、產(chǎn)品生產(chǎn)、消費(fèi)和再生利用系統(tǒng)。材料的生態(tài)設(shè)計不僅包括保護(hù)環(huán)境方面的安全、節(jié)能、節(jié)約資源、減少污染等清潔生產(chǎn)技術(shù)，還包括材料的使用功能和重復(fù)再生利用的設(shè)計，以及降低成本、提高競爭力的商業(yè)要求。建筑材料的開發(fā)、生產(chǎn)和使用在生態(tài)設(shè)計的指導(dǎo)下，將突破目前的生產(chǎn)和使用節(jié)能、利廢，環(huán)保、質(zhì)量、性能等方面的綠色化發(fā)展思路，開拓新的視野。例如，根據(jù)建筑工業(yè)化要求實(shí)施建筑材料部品化，按循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展要求推進(jìn)建筑部品標(biāo)準(zhǔn)化、可拆卸和重復(fù)使用要求，按綠色建筑要求從居室環(huán)境生態(tài)化等方面發(fā)展綠色建材等新的思路。
4 . 以清潔生產(chǎn)為動力實(shí)施傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)升級與改造。節(jié)能、節(jié)約資源、建設(shè)節(jié)約型社會的要求正在逐步轉(zhuǎn)化為國家政策的各個方面，國家工業(yè)和環(huán)保主管部門重視和推進(jìn)清潔生產(chǎn)，正在制定重要產(chǎn)業(yè)的清潔生產(chǎn)技術(shù)規(guī)范，國家環(huán)保部門也正在開展清潔生產(chǎn)審核的培訓(xùn)工作。只有把發(fā)展綠色建材的基礎(chǔ)工作納入國家法律法規(guī)體系建設(shè)內(nèi)容，綠色建材的發(fā)展才有長效的促進(jìn)機(jī)制。
作者：徐永模，中國建筑材料科學(xué)研究院副院長
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