绿色建筑材料在住宅结构中的应用研究

绿色建筑材料在住宅结构中的应用研究

张佳超，提香勇，范丛霖，程康，刘杰

中建八局第四建设有限公司

摘要：随着全球环境问题的日益严重和可持续发展理念的普及，绿色建筑材料在住宅结构中的应用逐渐成为研究热点。绿色建筑材料以其环保、节能、可再生等特性，在减少污染排放、保护自然资源、恢复和维持生态平衡方面具有重要意义。本文将从绿色建筑材料的种类及特点、在住宅结构中的应用现状、优势及存在的问题、应用前景等方面进行详细探讨。

关键词：绿色建筑；环保材料；住宅工程

引言

绿色建筑材料，顾名思义，是指在其全生命周期内（包括原料采集、生产加工、使用维护及废弃处理）对环境负荷最小、资源效率最高、对人体健康无害的建筑材料。这些材料不仅能够减少对自然资源的依赖和破坏，还能通过其优异的物理、化学性能，提升建筑的能效水平，降低运行阶段的能耗和碳排放。在住宅结构设计中引入绿色建筑材料，是践行绿色建筑理念、推动建筑业绿色转型的重要举措。住宅作为人们日常生活的主要场所，其建造材料的选择不仅关系到居住者的健康与安全，更直接影响到整个社会的可持续发展水平。因此，深入研究绿色建筑材料在住宅结构中的应用，探索其技术可行性、经济效益及环境效益，对于推动建筑业绿色发展、实现人与自然和谐共生具有重要意义。

1 绿色建筑材料的特点概述

绿色建筑材料，又称生态建材、环保建材和健康建材，它们在国际上也被称为“健康建材”或“环保建材”，并非指单独的建材产品，而是对建材“健康、环保、安全”品性的评价。绿色建筑材料在生产过程中，往往能够最大限度地利用可再生资源或工业废弃物，如利用粉煤灰、矿渣灰等工业废渣生产绿色混凝土，通过减少原材料开采、生产加工和运输等环节中的能耗和排放，绿色建筑材料有助于降低整个建筑生命周期的碳排放，并且许多绿色建筑材料是可回收或可降解的，如竹材、再生木材等，它们在废弃后能够被重新利用或自然分解，减少了对环境的长期污染，促进了循环经济的发展。绿色建筑材料在应用过程中具有节能与降低运营成本的特点，如保温玻璃、高密度隔热板等，具有优异的保温隔热性能，能够显著减少建筑物的能耗。同时，太阳能板、风力涡轮发电机等可再生能源技术的应用，也为建筑提供了可持续的能源供应，降低了对传统能源的依赖。虽然绿色建筑材料的初期投资可能较高，但其在长期使用过程中能够显著降低能耗和水资源成本，从而带来长期的经济效益，并且良好的室内环境质量也能提高居住者的舒适度和满意度，降低因健康问题而产生的额外费用[1]。

2 绿色建筑材料在住宅结构中的应用

2.1承重结构中的应用

2.1.1绿色混凝土

绿色混凝土是指采用环保型材料和技术制作而成的混凝土，具有低碳、低能耗、低排放等特点，在生产过程中，绿色混凝土通过减少水泥的使用量、采用混合材料等措施，降低了二氧化碳的排放量，并提高了资源的利用效率。同时，绿色混凝土还具备高承载能力、高耐久性、高抗裂性等优异性能，使其能够满足承重结构的严格要求，并广泛应用于高层建筑、桥梁工程、隧道工程等项目。以柳州竹鹅溪泵站工程为例，该工程主体由防洪堤、涵闸、泵房三部分组成，其中大量使用了绿色混凝土。防洪堤采用重力式混凝土结构，涵闸和泵房的混凝土部分也均采用了绿色混凝土进行施工，该工程通过采用绿色混凝土进行泵送施工，不仅确保了工期和质量，还实现了文明施工和环境保护的目标。

2.1.2绿色钢材

绿色钢材，作为绿色建筑材料的一种，主要采用废钢为原料，经过先进的冶炼和轧制工艺处理而成，它不仅具有传统钢材的高强度、高韧性、耐腐蚀等特点，还因其在生产过程中对资源的循环利用和节能减排而备受推崇。绿色钢材的应用，是建筑业贯彻绿色、可持续发展理念的重要体现，如方大萍安钢铁绿色钢材应用，方大萍安钢铁充分利用废钢作为原料，通过先进的冶炼和轧制工艺处理，生产出绿色钢材，这种循环利用模式不仅减少了对原生铁矿石的依赖，还降低了开采和冶炼过程中的能源消耗和环境污染。绿色钢材在方大萍安钢铁的建筑项目中得到了广泛应用，如在大型展览馆、体育馆等需要大跨度结构的建筑中，绿色钢材的应用使得结构设计更加灵活多变，同时降低了施工难度和成本[2]。

2.2围护结构中的应用

围护结构是住宅保温隔热、防风防雨的关键部分，绿色建筑材料在此领域的应用主要体现在墙体、门窗等方面。绿色墙体材料如加气混凝土砌块、岩棉板、玻化微珠保温板等，具有优异的保温隔热性能，能有效降低建筑能耗。例如，加气混凝土砌块的材料以其轻质、保温、隔热、隔音和环保等特点受到青睐，加气混凝土砌块内部含有大量微小的气孔，这些气孔能够有效地阻断热传导，从而降低建筑能耗。同时，其生产过程还能消耗工业废弃物，实现资源的循环利用。绿色门窗材料如断桥铝合金门窗、中空玻璃等，则通过优化结构设计，提高了门窗的密封性和保温性能，进一步减少了能源消耗。

2.3装饰与内装材料中的应用

2.3.1无毒无害的装饰材料

①绿色涂料。无毒无害的涂料是绿色建材的重要代表，这些涂料在生产过程中避免或减少了有害物质的添加，如挥发性有机化合物（VOCs）、甲醛等，从而在使用过程中不会释放有毒气体，保障了居住者的健康。同时，一些涂料还具备抗菌、防霉等功能，进一步提升了室内环境的卫生水平。②环保壁纸。壁纸作为墙面装饰的重要材料，其环保性能同样受到关注，环保壁纸采用天然纤维或环保材料制成，不含重金属、氯乙烯单体等有害物质，且具有良好的透气性和吸湿性，有助于调节室内湿度，营造舒适的居住环境。③绿色地板。地板是室内装饰的重要组成部分，绿色地板材料如实木地板、竹地板、强化复合地板（使用环保胶水）等，均以其无毒无害、自然环保的特点受到青睐，这些地板材料不仅美观耐用，还能有效减少室内空气污染，提升居住品质

[3]。

2.3.2可降解或回收的地面材料

可降解地面材料是指在适当的环境条件下，能够自然分解或降解为无害物质的材料，这类材料通常具有良好的生物相容性，能够在微生物或自然环境中被分解，最终回归自然，如竹地板、天然纤维地板、生物基塑料地板等，其中竹地板以其快速生长、可再生、强度高等优点成为绿色建材的典范，竹材本身无毒无害，且在生产过程中能够减少对森林资源的依赖，有利于生态平衡。同时，竹地板还具备良好的耐磨、防潮、防虫等性能，是理想的地面装饰材料。

2.3.3具有空气净化功能的绿色建材

具有空气净化功能的绿色建材是指那些能够吸附、分解或转化室内空气中的有害物质，如甲醛、苯、TVOC（总挥发性有机化合物）等，并释放有益负离子或氧气，从而提升室内空气质量的建材产品。例如，光触媒涂料，光触媒涂料是一种具有空气净化功能的绿色建材，它能在光照条件下分解空气中的有害物质，如甲醛、苯等，并产生具有杀菌作用的活性氧和氢氧自由基，从而改善室内空气质量。此外，光触媒涂料还具有自洁功能，能够减少墙面污染，保持室内环境的清洁。

结论

综上所述，通过采用绿色建筑材料，可以显著降低建筑能耗和碳排放，提高建筑质量和居住舒适度，尽管绿色建筑材料的推广应用仍存在一些挑战，但随着技术的不断进步和政策的持续支持，绿色建筑材料必将在住宅乃至整个建筑领域的广泛应用，为实现建筑行业可持续发展目标贡献力量。

参考文献

[1]程凯.绿色建筑材料在住宅建筑工程施工中的应用研究[J].中文科技期刊数据库(引文版)工程技术,2023(11):0094- 0097.

[2]梁少凯.新型材料在绿色建筑施工中的应用研究[J].中文科技期刊数据库(全文版)工程技术,2023(9):0061- 0064.

[3]刘新华.新型绿色建筑材料的应用及发展趋势[J].佛山陶瓷,2023,33(5):3- 6.