绿色材料在可持续建筑设计中运用探究

作者简介：杨一；性别：男；出生年月： 2003 年 9 月；籍贯：陕西省汉阴县 民族 汉族；最高学历：本科；

摘要：在可持续建筑设计中运用绿色材料，是促进建筑行业践行低碳环保绿色发展目标的重要途径。本文立足绿色材料常见类型及运用标准归纳实践路径，从整合能源结合式设计、兼顾性能高效化设计、依据工况健康化设计三个方面，为建筑设计人员提供参考经验，以此强化绿色材料的实践效能，尽可能拓展可持续建筑物建设规模，满足建筑行业现代化建设需求。

关键词：绿色材料；可持续建筑；建筑设计；低碳混凝土；太阳能瓦片

前言：可持续建筑是在1993年由国外学者提出的建筑类型，多以可持续发展为核心。较为典型的可持续建筑为占地面积为610.83㎡的长沙远大城钢结构建筑物。为进一步推进可持续发展规划，建筑设计人员宜围绕建筑材料关注可持续发展质量。绿色材料作为环保性强、实用性突出的建筑材料，理应围绕建筑设计要求完善绿色材料应用方案，由此提高建筑行业生态效益。

一、绿色材料常见类型及可持续建筑设计中运用标准

（一）常见类型

绿色材料多为天然采取、废物利用生产的，以促进生态环境与人类健康发展为前提的材料，以绿色建材、循环材料、净化材料为主，结合实际应用情况，还可细分为再生类（再生混凝土；秸秆钢渣泡沫混凝土）、天然类（石材；木材；竹子）、高效能类（岩棉板；酚醛泡沫），经过应用绿色材料，既有利于打造高舒适度环境，又能降低建筑废料产生量，在环保之上使建筑材料得以合理应用。

（二）运用标准

在可持续建筑设计环节应用绿色材料，其主要标准包括耐用性、环保性和循环利用性等。所谓耐用性是指所选材料必然要贴合可持续建筑实用功能，环保性为绿色材料应用后需表现低碳节能优势。至于循环利用性是在降低建筑废料之上，实现建筑材料的二次回收利用，继而帮助建筑企业缩减材料投入成本。

例如北京东方文化中心建有六层建筑结构，占地面积多达3万㎡，运用绿色材料开展建筑设计工作时，共计使用1500㎡的大理石和2000㎡的花岗岩，均以本地采购方式运输石材，不仅提升了美学设计水准，还在石材辅助下降低了后续建筑材料维护成本，故此在可持续建筑设计中运用绿色材料，必然要遵循相关标准发挥实践作用[1]。

二、绿色材料在可持续建筑设计中实践运用路径

（一）整合能源结合式设计

建筑设计人员在可持续建筑设计中运用绿色材料时，具体可通过整合能源的方式，实现结合式设计，自此提高对天然资源的利用率，也能实现多种建筑废料的循环利用，在绿色材料相互结合中突显节能环保特性。此次研究具体列举下列两种常用绿色材料进行细致阐述：

其一，太阳能瓦片。可持续建筑强调建筑物的可持续发展，因而需从长远角度考虑，充分利用天然资料。而太阳能瓦片作为集太阳能资源和瓦片材料于一体的绿色材料，能使可持续建筑屋顶形成能源自我循环体系，避免依靠其它能源供应载体。以往仅在屋顶铺设太阳能板，虽然也能吸收太阳能，但多缺乏储能功能，一旦遇到光照不强天气，可能影响屋顶装修材料的实用性，显然太阳能瓦片能实现太阳能的有效储存和充分利用，为可持续建筑提供持续稳定的供能服务。

其二，秸秆钢渣泡沫混凝土。在为可持续建筑提供混凝土材料时，还可采集秸秆、钢渣、泡沫等材料，将其结合成绿色材料，而后用于建筑设计中，即可增强混凝土性能，也能提高建筑废料利用率。

实则可借鉴某专利成果“一种秸秆纤维增强的泡沫混凝土”制备经验，选择0.2mm到1.5mm粒径膨胀蛭石和5%到50%质量浓度的碳酸氢钠水溶液发泡剂，搭配密度为200kg/m³到300kg/m³的小麦秸秆（玉米秸秆），将材料混合一起后制成混凝土材料，进而延长建筑结构的使用年限。需注意的是：在运用该材料时设计人员还需合理投放水泥改性剂，以达到性能提升辅助作用，甚至还可从建筑废料中选出能耗更低的辅料，就此在绿色材料助力下建立友好型建筑设计环境[2]。由此表明：可持续建筑设计可通过整合多种自然资源及可循环资源的方式，在结合式设计中深化绿色材料的有利影响，为建筑工程可持续设计指明实践方向。

（二）兼顾性能高效化设计

可持续建筑设计中要想展现绿色材料的实践价值，应当充分结合建筑性能需求实施高效化设计。通常情况下，往往要求可持续建筑具备优良隔音性与保温性，以优化室内环境。此时设计人员可根据该性能要求应用生态砖材料，将此材料作为外墙设计主要材料，更易达成高效利用自然资源的可持续设计目标。在制备生态砖材料时，一般至少需加入1%的活性炭，5%的植物生态因子，8%的硝酸盐与碳酸盐，5%的硫酸盐和20%的水，要求添加剂与基础剂重量比为1：7（数据来源于北京奥翔领智专利代理机构公布的结果）。由于该材料中添加的原材料具有广泛的获取渠道，且具备低成本优势，所以刚好与可持续设计标准相契合，并且此材料除了可用于可持续建筑外墙设计部分，还可对建筑园区内的绿植予以有效培育，使整个建筑环境都呈现高效发展特征。

在应用生态砖的基础上也可运用绿色绝缘垫板，能通过为建筑内部地面及户外屋顶区域铺设该材料，借助材料绝缘特性抑制能源消散，甚至还可将其与羊毛材料予以联用，即可获得显著性材料高效运用效果。对此，设计人员宜顺应可持续建筑实际功能方向优化绿色材料运用方案，旨在从高效化设计思路贴合可持续发展理念，且此类材料在建筑拆除后仍有回收意义，同样能促进能源的循环利用。

（三）依据工况健康化设计

可持续设计中针对可持续建筑运用绿色材料，具体可根据工况实现建筑物的健康发展，从整体生态环境保护层面优选材料。根据调查：混凝土材料是建筑物常用材料，多数建筑工程中都需要搭建混凝土结构。然而，通过对混凝土二氧化碳排放情况与能耗水平的分析，发现可持续建筑设计中所用低碳混凝土，虽然具备节能特性，但也容易引发二氧化碳高排放问题。一般预制混凝土能耗水平为1.7MJ/kg，每1kg混凝土材料隐含0.18kg的二氧化碳，而钢筋混凝土材料对应值为2.1MJ/kg、0.2kg，表示在建筑设计中既要关注材料自身可持续发展特性，又要对其生产中能耗情况予以密切关注，宜实施改性处理，保证经过优化后的低碳混凝土材料能成为促进可持续建筑健康化建设的绿色材料。

例如在运用低碳混凝土材料时，于制备环节适量增加纤维增强复合料或竹木、胶凝料，由此提高绿色材料的健康水平。其中纤维增强复合料具有2300MPa压力强度的良好性能，而代替传统低碳混凝土水泥部分用量的竹木，其二氧化碳碳排放率为47%的钢筋混凝土。经过对绿色材料的优化制备，能使新型低碳混凝土材料在可持续建筑设计中体现出更强环保性，整体生态价值更显著。

以深圳星级可持续建筑工程为例，在其制备低碳混凝土时，专为装配式建筑物供应掺入适量胶凝料与石灰石水泥材料的新型绿色材料，于该工程实际运用后，整体二氧化碳排放水平得以充分控制，降幅高达61kg/m³，自此验证绿色材料在建筑设计中为展现可持续设计要素，务必依据工况特征改善材料配比，便于达成既定设计目标。

结论：综上所述，绿色材料多包含再生类、高效能类及天然类，宜遵循耐用性、环保性和循环利用性标准总结建筑设计实践路径，从结合式设计、高效化设计、健康化设计等层面，展现绿色材料的鲜明价值，以此为可持续建筑工程的开展给予新指引，达到最佳节能环保效果，促进建筑行业可持续发展。

参考文献：

[1]车雯，张通.可持续发展背景下的绿色建筑材料选择与评价[J].石材，2024，（08）：53-55.

[2]窦维双.新型绿色建筑材料秸秆钢渣泡沫混凝土研究现状及展望[J].江苏建材，2024，（02）：10-12.