建筑节材 功在当代 利在千秋

摘要 系统阐述了我国建筑业材料消耗的现状，指出了我国在建筑节材方面存在的问题，提出了解决我国建筑节材问题的技术途径。

关键词 建筑节材；技术途径；节约型社会

    我国人均资源和能源相对贫乏：按人均计算，我国属于贫资源国，煤炭、石油、天然气、可耕地、水资源和森林资源的人均拥有量仅为世界平均值的1/2、1/9、1/23、1/3、1/4、1/6。在经济快速发展的今天和未来很长一段时期，能源和资源短缺将影响我国经济的跨越式发展。所以，节约能源、节约资源已经成为我国的一项重要国策。2004年中央经济工作会议上，党中央、国务院强调了大力发展循环经济、建设节约型社会的重要性。2005年3月，温家宝在政府工作报告中再一次明确提出我国要注重能源资源节约和合理利用，要坚决实行开发和节约并举、把节约放在首位的方针；要抓好重点行业的节能节水节材工作；要大力倡导节约能源资源的生产方式和消费方式，在全社会形成节约意识和风气，加快建设节约型社会。建设节约型社会涉及到社会经济的各个方面，建筑业作为资源和能源的消耗大户，其节约型的发展模式无疑是建设节约型社会十分重要的环节。节约型建筑业的内涵包括“节能、节水、节材、节地、环保”等内容（如此发展的建筑称其为“节能省地型”建筑），建筑节材是其中的核心内容之一。

一、建筑节材，迫在眉睫

    建筑材料是建筑业的物质基础。据统计，在房屋建筑工程中建筑物成本的三分之二属于材料费；每年建筑工程的材料消耗量占全国总消耗量的比例大约为：钢材占25%、木材占40%、水泥占70%。我国水泥产量已连续近19年居世界第一，目前占世界总产量的50%左右；2004年水泥产量已达约9.4亿吨。按照我国2003年8.25亿吨的水泥实际消费量来看，据测算，60%的水泥用于商品混凝土或现场混凝土的拌制，则全国混凝土总的用量约为15亿立方米，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别约为10.7亿吨、17.3亿吨、5亿吨、2.7亿吨。可以看出，为生产混凝土，我国每年要开采砂石近三十亿吨；而且预计到2005年全国混凝土用量将达到21亿立方米，2010年将达到25亿立方米，骨料消耗数量将更加惊人！砖瓦行业是对土地资源消耗最大的行业，目前实心粘土砖在我国墙体材料中仍然占相当大的比重，仍是我国建房的主导材料。我国至今仍有砖瓦企业约8万家，占地500多万亩，每年烧砖7000多亿块标准砖，取土14亿立方米，相当于毁坏土地100多万亩。

    我国建筑业对其他建筑材料的消耗量也十分可观。例如2004年全国玻璃产量约3亿重量箱，纸面石膏板销售量3.6亿平方米，轻钢龙骨销售量60万吨。近年来，我国化学材料的发展非常迅速，新产品层出不穷，主要有塑料管道、塑料门窗、建筑防水材料、建筑涂料、建筑壁纸、塑料地板、塑料装饰板、泡沫保温材料、建筑胶粘剂等。2004年全国塑料型材销售量约150万吨，建筑涂料165万吨，防水材料达到1400万平方米。这些材料的生产与消费，同样消耗了数量惊人的自然资源。

    建材工业是对天然资源和能源资源消耗最高、破坏土地最多、对大气污染最为严重的行业之一，是对不可再生资源依存度非常高的行业。大部分建筑材料的原料来自不可再生的天然矿物原料，部分来自工业固体废弃物。据估计，我国每年为生产建筑材料要消耗各种矿产资源70多亿吨，其中大部分是不可再生矿石、化石类资源，全国人均年消耗量达5.3吨。例如，据分析，我国目前每生产1吨水泥熟料要排放1吨CO2、0.74公斤SO2、130公斤粉尘，消耗1.3吨石灰石资源，而现在探明我国石灰石储量为250亿吨，仅可供应不到30年。由此，建筑材料行业对自然资源的消耗及对自然环境的影响可见一斑。在水泥生产和应用方面，我国还存在一个不容忽视的严重问题。我国即将连续19年蝉联世界第一大水泥生产国，但是同时我国却是散装水泥使用小国。2004年，我国水泥产量已达到9亿多吨，但散装水泥仅占3.2亿吨，约为水泥总产量的33.4％，远低于美国、日本90％以上的散装率，甚至还远低于罗马尼亚70％、朝鲜50％的散装率。水泥生产和应用的低散装率给我国造成了极大的资源浪费。如以2004年全国袋装水泥6.4亿吨计算，全年消耗包装牛皮纸约380多万吨，折合优质木材2110多万立方米，相当于10个大兴安岭一年的木材采伐量。此外，由于包装纸袋破损和包装袋内残留水泥造成的损耗在3％以上，仅此一项，全国每年要损失近2000万吨水泥，价值50多亿元！

    此外，我国一些中小城市和村镇还在大量使用粘土砖，建筑建造中普遍使用低性能钢材，可再生建筑材料使用率和建筑材料循环利用率很低，也造成资源严重浪费。

    我国人均资源贫乏，然而雪上加霜，我国建筑工程的物耗水平与发达国家相比也有很大差距，例如每平方米住宅建筑耗费钢材约55公斤，比发达国家高出10%～25%，每拌制1立方米混凝土要多消耗水泥80公斤！反过来，我国对建筑垃圾等废弃物的再生利用比例却很低，与发达国家差距很大。据日本建设省统计，早在1995年全日本废弃混凝土再资源化率已达到65%，2000年则已高达96%。欧盟也已经提出2010年建筑可持续发展目标之一就是使得建筑垃圾再循环率达到90％以上。

    建筑业耗材过大还带来其他一系列问题。以钢材为例，据国家发改委统计，2004年全国钢产量2亿多吨，而全年钢材消费量超过2.4亿吨（其中1/4以上消耗于建筑业），缺口3000万吨以上。由于钢材消耗过大，我国自己生产钢铁也不得不从国外进口大量的铁矿砂，其进口量已占全球产量的30%；由于进口需求过大，国外铁矿砂大幅涨价，消耗了大量宝贵的外汇。我国建筑业单位面积耗钢量明显高于发达国家，说明我国建筑业用钢不经济，一定程度上加剧了我国的钢材供应紧张局面。

    由此可见，我国建筑业消耗了数量巨大的资源，使得我国人均资源匮乏的不利状况更加突出，已经对国民经济健康发展造成了负面影响，所以，建筑节材迫在眉睫，势在必行！

二、 我国建筑节材工作存在的问题

    我国建筑业耗材数量巨大，浪费严重，这不仅对建筑业本身而且对整个国民经济的跨越式发展形成了负面影响。造成我国建筑业对材料消耗长期过高这一现状的原因是多方面的，主要有：

（一）缺乏有效的建筑节材新技术、新产品、新的设计和管理模式的研发及推广平台
建筑节材是需要节材新技术体系作保障的，我国在这方面尚未建立这方面的研发平台，使得建筑节材长期缺乏行之有效的技术途径。另外，事实上，在长期的实践过程中，我国建筑业已经总结出了一些建筑节材的方法和途径，但是由于缺乏推广平台，尚未使这些方法和技术途径得以广泛应用。

（二）有关建筑节材的标准规范体系尚未形成
由于缺乏相关的标准规范，如何实施节材措施、如何评价节材效果就成为一个大难题，建筑节材不可避免地存在盲目性和主观随意性。

（三）缺乏有效的建筑节材激励政策和强有力的法律法规体系
这在很大程度上制约了建筑节材的积极性，反过来对材料浪费也无力约束和制裁。

（四）缺乏有效的建筑节材行政监管体系
只有从建筑设计、建筑施工等各个环节进行全面监管，才能充分保证真正的建筑节材。

（五）缺乏有效的建筑节材宣传机制
由于缺乏有效的建筑节材宣传机制，使得全社会的建筑节材意识不强，尚未形成全民关注建筑节材的局面，更未形成避免浪费、自觉节材的良好社会风气。

三、建筑节材的技术途径及其发展趋势

    我国建筑业材料消耗数量极其惊人，但是反过来也暗示着我国建筑节材的潜力十分巨大。“建设部关于发展节能省地型住宅和公共建筑的指导意见” （建科[2005]78号）就十分乐观地提出：到2010年，全国新建建筑对不可再生资源的总消耗比现在下降10％；到2020年，新建建筑对不可再生资源的总消耗比2010年再下降20％。

    要想实现上述目标，除了需要从标准规范、政策法规、宣传机制及监管机制等方面入手外，发展建筑节材适用新技术将是保证建筑节材目标实现的根本途径。

    就目前可行的技术而言，建筑节材技术可以分为三个层面：建筑工程材料应用方面的节材技术、建筑设计方面的节材技术、建筑施工方面的节材技术。

㈠ 建筑工程材料应用方面

    在建筑工程材料应用技术方面，建筑节材的技术途径是多方面的，例如尽量配制轻质高强结构材料，尽量提高建筑工程材料的耐久性和使用寿命，尽可能采用包括建筑垃圾在内的各种废弃物，尽可能采用可循环利用的建筑材料等等。近期内较为可行的技术包括：

⒈ 可取代粘土砖的新型保温节能墙体材料的工程应用技术，例如外墙外保温技术、保温模板一体化技术等。该类技术可以节约大量的粘土资源，同时可以降低墙体厚度，减少墙体材料消耗量。

⒉ 轻质高强建筑材料工程应用技术，例如高强轻混凝土等。高强轻质材料不仅本身消耗资源较少，而且有利于减轻结构自重，可以减小下部承重结构的尺寸，从而减少材料消耗。

⒊ 以耐久性为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应用技术。采用高耐久性混凝土及其他高耐久性建筑材料可以延长建筑物的使用寿命，减少维修次数，所以在客观上避免了建筑物过早维修或拆除而造成的巨大浪费。

⒋ 低水泥用量高性能混凝土的工程应用技术。降低混凝土中的水泥用量将产生多方面的积极意义：节约水泥生产所消耗的石灰石等自然资源，减少水泥生产过程中的废物排放量，有利于环保。

⒌ 工业废渣（包括建筑垃圾）在建筑工程材料中的应用技术，包括粉煤灰、矿渣、煤矸石、稻壳灰、淤泥及各种尾矿、废弃混凝土及其他建筑垃圾等的应用。我国在这方面已经积累了很多宝贵的技术经验，例如工业废渣在水泥、混凝土或砂浆中的成功应用，使得建材工业成为工业废渣的综合利用大户。目前，我国应该进一步提高工业废渣综合利用技术水平，进一步提高建筑工程材料中工业废渣的应用比率，以减少建筑材料对自然资源的占有率。

⒍ 人造骨料、再生骨料在混凝土中的工程应用技术。天然砂石资源已经不容我们无节制地开采下去了，寻找天然骨料的替代骨料将是节约天然砂石资源的有效途径。

⒎ 废弃砖瓦在建筑工程中的再生利用技术。城市老建筑和小城镇建筑中有相当一部分属于砖混结构，这些建筑报废后产生的大量废弃砖瓦将可以重新回到建筑工程中去。

⒏ 废弃植物纤维在建筑工程材料中的应用技术。废弃植物纤维主要是指农作物秸秆、废弃木质材料、废弃竹子等。废弃植物纤维是一种具有多种用途的可再生生物资源。我国是一个农业大国，农作物秸秆资源十分丰富，稻草、小麦秸和玉米秸为三大农作物秸秆。据统计，1998年全国各种秸秆的产量已达6.05亿吨，约占全世界秸秆总量的30%左右。废弃植物纤维由于具有很多良好的性能，在建筑材料中应用具有一定的性能潜力。例如我国已经开始探索采用廉价的废弃植物纤维作为主要原材料之一，开发研究绿色环保型植物纤维增强水泥基建筑材料及其应用综合技术。

⒐ 采用商品混凝土和商品砂浆。例如商品混凝土集中搅拌，比现场搅拌可节约水泥10%，减少砂石现场散堆放、倒放等造成的损失达5%～7%。

㈡ 建筑设计技术方面

⒈ 设计时采用工厂生产的标准规格的预制成品或部品，以减少现场加工材料所造成的浪费。这样一来，势必逐步促进建筑业向工厂化、产业化发展。

⒉ 设计时遵循模数协调原则，以减少施工废料量。

⒊ 设计方案中尽量采用可再生原料生产的建筑材料或可循环再利用的建筑材料，减少不可再生材料的使用率。

⒋ 设计方案中提高高强钢材使用率，以降低钢材消耗量。

⒌ 设计方案中提高高强混凝土使用率，以降低混凝土消耗量，从而降低水泥、砂石的消耗量。

⒍ 采用有利于提高材料循环利用效率的新型结构体系，例如钢结构、轻钢结构体系以及木结构体系等。以钢结构为例。钢结构建筑在整个建筑中所占比重，发达国家达到50％以上，但在我国却不到5％，差距十分巨大。但从另一个角度看，差距也是动力和潜力。随着我国“住宅产业化”步伐的加快以及钢结构建筑技术的发展，钢结构建筑将逐渐走向成熟，钢结构建筑必将成为我国建筑的重要组成部分。再看木结构。木材为可再生资源，属于真正的绿色建材，发达国家已经开始注重发展木结构建筑体系，例如在美国，新建住宅的89%均为木结构体系。

⒎ 对建筑结构方案进行优化。例如某设计院在对50层的南京新华大厦进行结构设计时，采用结构设计优化方案，节约材料达20%。

⒏ 建筑设计尤其是高层建筑设计应优先采用轻质高强材料，以减小结构自重和材料用量。

⒐ 建筑的高度、体量、结构形态要适宜，过高、结构形态怪异，为保证结构安全性往往需要增加某些部位的构件尺寸，从而增加材料用量。

⒑ 采用预应力混凝土结构技术。例如山西省保险公司综合楼工程采用无粘结预应力混凝土结构技术，节约钢材约25%，节约混凝土约1/3，且减轻了结构自重。

⒒ 设计方案应使建筑物的建筑功能具备灵活性、适应性和易于维护性，以便使建筑物在结束其原设计用途之后稍加改造即可用作其他用途，或者使建筑物便于维护而尽可能延长使用寿命。与此类似，在城市改造过程中要统筹规划，不要过多地拆除尚可使用的建筑物，应该维修或改造后继续加以利用，尽量延长建筑物的服役期。

㈢ 建筑施工技术方面

    应尽可能减少建筑材料浪费及建筑垃圾的产生：

⒈ 采用科学严谨的材料预算方案，尽量降低竣工后建筑材料剩余率。

⒉ 采用科学先进的施工组织和施工管理技术，使建筑垃圾产生量占建筑材料总用量的比例尽可能降低。

⒊ 加强工程物资与仓库管理，避免优材劣用、长材短用、大材小用等不合理现象。

⒋ 大力推行一次装修到位，减少耗材、耗能和环境污染。目前，提供毛坯房的做法已经满足不了市场的需求，也不适应社会化大生产发展趋势。住宅的二次装修不仅造成质量隐患、资源浪费、环境污染，而且也不利于住宅产业现代化的发展。提供成品住宅，实现住宅装修一次到位，将是建筑业的发展主流。

⒌ 尽量就地取材，减少建筑材料在运输过程中造成的损坏及浪费。

    当然，建筑业作为一个庞大的系统工程，建筑节材同样也是一个系统工程，建筑节材涉及到建筑过程的各个环节。基于这一思想，近年来提出了建筑全生命周期概念上的建筑节材，即在建筑全生命周期（物料生产、建筑规划、设计、施工、运营维护及拆除、回用过程）中实现高效率地利用各种资源（包括能源、土地、水资源、建筑材料等）。然而，如何真正实现全生命周期意义上的建筑节材，还有很多工作需要去研究探讨。可以预见，随着科学技术的不断进步和全社会节约意识的不断提高，未来的建筑节材技术将朝向智能化系统实施、智能化系统评价、智能化系统管理的方向发展。

四、结语

    我国社会经济可持续发展面临着能源和资源短缺的危机，所以社会各行业必须始终坚持节约型的发展道路，共建节约型社会。建筑业作为能源和资源的消耗大户，更需要大力发展节约型建筑业，其中建筑节材是其核心内容之一。我国建筑业耗材现状及国内外建筑节材实践经验告诉我们，我国建筑节材潜力巨大，技术可行，前景广阔，大有文章可做。

    最后，让我们记住这样一句醒世警言：“地球不是我们从祖辈那里继承来的，而是从子孙那里借用的。”建筑节材，功在当代，利在千秋！