綠色建材進展：從概念到實踐
2005-09-12 00:00
今天，對“ 綠色”的理解已從安全、健康、環保的概念發展為評價社會可持續發展的重要標識。我國綠色建材、綠色建筑的發展并不是從理念到實踐的逐步有序推進，而是在學習發達國家的先進理念和經驗的同時，以時不我待的迫切要求，以簡單的拿來主義方式學習國際先進經驗，在同一時期全面推進對綠色概念的探索和發展的實際操作。在一些國家主管部門進行各種綠色環境標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境材料的概念、評價理論和指標體系。社會上對于綠色環保建材的評價更是各行其是，概念混亂、不當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”的發展所取得的進步和存在的一些誤解或不正確的認識做一概要分析，供研究者和實踐者參考。
關于定義與概念
發展循環經濟和建設和諧社會是人類社會可持續發展所面臨的挑戰，發展綠色生態材料是實現社會可持續發展的重要內容。2 0 世紀9 0 年代以來，國內外的研究者對綠色生態建材（ 以下簡稱綠色建材）的內涵和定義進行了深入的分析探討。
綠色建材是材料科學的概念，綠色建材屬于生態環境材料，其定義應該與生態環境材料的定義相同。對生態環境材料的定義，雖有不同的看法，但主要方面取得共識，例如，“ 生態環境材料是具有滿意的使用性能和優良的環境協調性的材料。所謂優良的環境協調性是指在原料的采取制備、產品的生產制造、服役使用、廢棄后的處置和循環再生利用的全過程中對資源和能源消耗少，對生態和環境污染小，循環再生利用率高”。由于對使用性能的要求與傳統材料并無二致，生態環境材料定義區別于傳統材料的主要是其環境協調性。應該指出的是，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準。關于定義的其他不同要求還有“ 舒適性”、“ 能夠改善環境”、“ 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環境材料的范疇。因此，從目前的發展水平來說，具有滿意使用性能的任何材料，只要同時具有優異于傳統材料的環境協調性，就應該視為生態環境材料，綠色建材同理。對于傳統材料而言，只要經過改造后具有滿意的使用性能和優良的環境協調性，就應該視為生態環境材料。
由于綠色建材的評價和檢測最終都將具體到建材產品，必須根據綠色建材的定義對綠色建材產品的范疇進行界定，對材料產品的評價指標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提出了綠色建材產品的定義，把綠色建材的概念具體化為可操作的技術指標要求。例如，能源消耗指標、資源消耗指標、排污指標、使用安全性能、材料的性能和功能，廢棄物的循環再生率等等。顯然，這些關于綠色建材產品的標準或要求是基于現實的科技發展水平的，而且將隨著科技水平和社會要求的提高而提高，即所謂動態的。
對綠色建材定義和內涵的研究使我們廓清了與過去提出的一些有關概念的區別，例如新型建材、傳統建材、環保建材、健康建材、綠色建材產品等等，在許多方面取得了認識上的一致。例如，不能簡單地以綠色使用性能作為評價材料產品的綠色標準，必須考查生產過程和廢棄后的處置是否是綠色。即使是先進的現代化工業產品如建筑和衛生陶瓷、P V C 塑料制品等，也存在廢棄后的循環回收利用或環保問題。綠色建材的研究工作由此而深入。
在定義和內涵方面，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建材在能源資源消耗、環境污染破壞和材料性能功能等方面的發展而提出的。綠色建材的提出是基于生態環境材料的理念，它超越了新型建材在生產過程節能、利廢、環保的要求和使用功能上的創新與提高，上升到材料生命全周期和可持續發展的更高科學境界。
在區別于傳統建材方面，綠色建材的理念使人們懂得了應全面和科學地評價傳統建材，而不是簡單的否定。例如，我們習慣于把有長期生產和使用歷史的建筑材料當作傳統建材，例如，木材、鋼材、玻璃和混凝土等建筑材料，而且想當然地認為，這些傳統建材因為不是新型建材，當然就不會是綠色建材。實際上，按綠色建材的要求，現在一些所謂的新型建材不一定能達到綠色建材的標準，而一些傳統建材在很多方面的綠色度卻很高。例如，從生態循環角度來看，生產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。
對生態環境材料的認識和評價應該站在更高的層面。作者曾構造了圖1 所示的材料生命周期循環流程圖。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、材料產品的生產與加工、材料產品的使用、材料產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形態和對應于不同產業過程，在每個階段都可能有廢棄物的產生，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，其生命循環途徑不一定是自循環式的。因為不可能對所有排放的廢棄物都能做到完全回收利用，此外，一些過程產生的廢棄物可能需要其他材料產業去利用。如果再考慮不同能源的利用（如可再生能源和可替代能源）和其他產業的廢棄物的利用（ 如冶金、化工、電力行業的固體廢棄物），那么，材料生命周期的循環內涵和外延就擴大了，這更能科學和實際地反映材料的生態循環過程和社會生態化需求。
關于評價方法和指標體系
這是一個仍然頗有爭議和正在發展的方面，有關研究工作正在進行中。國內最早開展有關綠色建材評定的是國家環保部門的環境標志認證。雖然認證要求考察材料生命周期，但其評價標準只能是將產品性能標準與環保標準進行簡單組合。由于我國現行建材生產和產品標準存在許多不足，有些甚至遠遠落后于社會發展的要求和國際先進水平，因此，如果非工業主管部門簡單地采用現行技術標準作為綠色材料評價標準，就不能科學合理地進行評價。作為環保標準的制定和執法者，政府環保主管部門對材料生產和使用過程的環境污染評價具有權威性，但是由于行業技術壁壘的客觀存在，環保機構難以對材料生命周期中的制造、使用、循環利用等環節的環境協調性提出合理的符合我國生產力發展水平的評價方法。在對某種具體材料的生產過程中資源能源的消耗浪費、產品性能與質量的優劣，以及材料廢棄后的可循環利用性的評價則缺乏技術權威性。例如，某一地方環保機構組織編寫的《水泥工業清潔生產技術規范》就存在許多技術方面的問題，與國家發改委組織中國建材協會等單位編寫的《水泥工業清潔生產技術規范》差距很大。所以，盡管這種環境標志認證對于引導企業和消費者重視環保方面起到了積極作用，但還是受到有關方面的批評。此外，不同主管部門（如國家環保總局和國家衛生部）的標準對一些建材產品的性能有不同的要求，造成對同一產品的綠色評價出現不一致的情況，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認識的不一致。例如對環境協調性方面的評價，國家產業政策鼓勵利廢，建材產品中固體廢棄物利用量超過3 0 % 時，企業可享受稅收優惠政策。但是在綠色建材產品的評價中，一些專家認為材料是否利廢不應成為綠色建材產品的判據，他們認為，能否利廢不完全取決于生產企業的愿望，也不是所有廢棄物都能被安全利用，技術上還存在許多制約因素，利廢還有經濟性問題，即利用廢物是否增加成本，降低產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品的判據可能出現誤判情況，因為沒有考慮利廢的生產過程是否會產生更多的能源和其他資源消耗和環境污染，以及產品使用的安全性等問題。由此看來，利廢問題關鍵在于對利廢的效果進行全面和科學的評價。對于某一具體的材料產品，如果科學評價的結果證實利廢確實帶來資源能源的節約、生態環境的改善，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。
除了環保部門的努力之外，建材行業的有關單位在國家科技等部門的支持下開展生態建材產品的檢測技術和評價體系的研究，取得一些進展，在執行國家有關環保標準的基礎上，參照國際先進水平提出了關于產品的質量、性能和生態功能要求、產品的環保指標、單位產品能耗、生產過程中的廢水、廢氣、廢渣排放、噪聲、使用中的維護、廢棄后的原料再生性、處置時的能耗等評價指標。中國建材工業協會提出了綠色建材產品評價指標體系，開展了綠色建材產品的評定工作。
目前在評價和認定綠色建材產品的工作中，亟待發展的是對材料清潔生產的考核評價指標體系和方法，沒有材料清潔生產技術規范和評價方法，綠色建材的評價就不可能做到真正科學合理。目前，由于缺乏統一的檢測評價標準體系，社會各相關部門和行業的各行其是給這項工作帶來很多負面影響，從一個側面說明我們缺乏一種合作的文化。發展綠色建材是一個系統工程，涉及材料制造業、建筑業、環保和衛生部門，沒有合作，發展循環經濟和綠色建材就會困難重重。不論對誰而言，制定科學合理的清潔生產技術規范、評價指標體系和評價方法，無論在理論和實踐方面都是極具挑戰性的課題。
建材產業的綠色化
從生態環境材料或綠色建材的定義可以理解，傳統材料的綠色化取決于傳統材料產業綠色化進程。從根本上說，綠色建材不是評出來的，沒有建材產業的綠色化就不會有綠色建材產品。目前建材產業綠色化的發展主要集中在以下一些方面：
1 . 與其他產業建立生態化產業關聯。在發展循環經濟的推動下，建材產業正在成為一些生態工業鏈不可或缺的一環。建材企業不僅對自身產出的各種廢渣廢水進行循環利用，而且在國家產業政策的推動下，積極利用和消納其他工業的廢渣作為原燃料，發展出了如煤- 電-建材（ 粉煤灰、脫硫石膏的利用）聯產模式，鋼鐵- 建材（ 高爐礦渣、鋼渣的利用）聯產模式，煤炭- 建材（ 煤系高嶺土的利用）聯產模式等。
2 . 正在向環保產業發展。最近，國家環保總局、挪威大使館、德國技術合作公司及國際水泥工業組織聯合在北京召開了“ 水泥窯處置危險廢物環境管理研討會”，介紹國外發達國家利用水泥窯爐處理城市生活垃圾和危險廢物的經驗和水泥工業向生態產業和都市產業方向的發展。我國北京水泥廠在處置工業危險廢物方面也積累了許多經驗，處理的工業危險廢物涵蓋了《國家危險廢物名錄》中列出的4 7 類中的2 8 類，為我國水泥工業處理危險廢物提供了令人信服的范例。由于具有利用工業廢渣的功能，一些建材產業如水泥、石膏等膠凝材料及其建筑制品正在向環保產業方向發展。
3 . 綠色建材的生態設計。發展循環經濟和節能省地型建筑的政策正在引導綠色建材的生態設計發展。生態設計要求建材產品的開發要考慮產品生命周期的所有階段的環境因素，建立一個更具有可持續性的資源保障、產品生產、消費和再生利用系統。材料的生態設計不僅包括保護環境方面的安全、節能、節約資源、減少污染等清潔生產技術，還包括材料的使用功能和重復再生利用的設計，以及降低成本、提高競爭力的商業要求。建筑材料的開發、生產和使用在生態設計的指導下，將突破目前的生產和使用節能、利廢，環保、質量、性能等方面的綠色化發展思路，開拓新的視野。例如，根據建筑工業化要求實施建筑材料部品化，按循環經濟發展要求推進建筑部品標準化、可拆卸和重復使用要求，按綠色建筑要求從居室環境生態化等方面發展綠色建材等新的思路。
4 . 以清潔生產為動力實施傳統產業的技術升級與改造。節能、節約資源、建設節約型社會的要求正在逐步轉化為國家政策的各個方面，國家工業和環保主管部門重視和推進清潔生產，正在制定重要產業的清潔生產技術規范，國家環保部門也正在開展清潔生產審核的培訓工作。只有把發展綠色建材的基礎工作納入國家法律法規體系建設內容，綠色建材的發展才有長效的促進機制。
作者：徐永模，中國建筑材料科學研究院副院長
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