建筑材料的环境成本分析与优化

在建筑物中使用的材料统称为建筑材料。建筑材料的范围广泛，如在建设施工过程中使用的水泥、混凝土、木材、砖瓦等结构材料；装修过程中使用的涂料、油漆、镀层、瓷砖等装饰材料；以及专门用于防水、防火、隔音的专用材料等。建筑材料的环境成本是相当巨大的，首先，生产建筑材料会消耗大量的自然资源，尤其是结构材料；其次，在其生产和使用过程中排出的废水、废气对环境会造成污染；此外，这些材料在建筑施工完成后还会对环境和人体健康造成影响。

传统的建筑材料主要消耗的是矿石资源和能源，并向外界排放大量的废气等污染。传统的建筑材料主要包括砂浆、混凝土、水泥、石灰等材料，其生产制作会消耗大量的矿石资源和能源，制作1000块实心黏土砖会消耗2.5吨的矿石资源和234千克标准煤；1吨石膏会消耗1.2吨的矿石资源和97千克标准煤；1立方米普通混凝土砌块会消耗1.27吨矿石资源和62.6千克标准煤能源。传统建筑材料在制作过程中会排放出大量二氧化碳，尤其是水泥工业。水泥工艺中最重要的一步是将主要以碳酸钙为主的生料煅烧生产以氧化钙为主的熟料，在此过程中无疑会产生大量的二氧化碳，成为温室气体排放大户。当建筑废弃后，像砖、石、混凝土等材料的回收利用率极低，同时占用大量土地。此外，生产过程中还会向大气中排放二氧化硫、氮氧化物、粉尘等废气，对大气环境造成污染。

木材和钢材是可回收材料，其主要的环境影响是资源的消耗。树木是环境贡献材料，它可以固化环境中的二氧化碳，减少温室气体的影响。密度为0.5 g/cm3的树木其碳存储量是250 kg/m3，固定空气中的CO2 916.7 kg/m3，而生产1立方米的此种木材生产过程中会排放73.9千克的CO2，因此在伐木的同时应该种植相应数量的树木，并且木材使用的年限应该足够长，以固化一定数量的CO2。建筑中使用的钢材种类主要有钢板、型钢、钢管、钢筋四种。炼钢行业同样是高污染行业，同时，面对当前资源不断耗竭的现状，钢材的回收利用是至关重要的。钢材的循环利用主要从其边角料的循环利用和废钢的循环利用入手，以提高钢铁冶炼过程和废弃后的再利用效率。(www.xing528.com)

聚氯乙烯和泡沫聚苯乙烯的环境成本不容小觑。聚氯乙烯（PVC）和泡沫聚苯乙烯（EPS）是常用建筑材料，PVC广泛应用于建筑管材和门窗框料，EPS大量应用于建筑的保温绝热材料。1吨PVC消耗过程能源55 934.0兆焦耳，排放废气8781.73千克，排放废水37.12千克，排放废渣1183.35千克；1吨EPS消耗过程能源88 224.84兆焦耳，排放废气17 194.0千克，排放废水26.9千克，排放废渣1112.6千克。PVC和PES的生产会消耗大量资源和能源，环境污染也较为严重，需要将污染物处理后达标排放。此外，这两种材料与水泥、砖石等一般建筑材料不同，在填埋过程中会缓慢降解，释放出CH4等污染气体，对环境造成危害。

建筑材料的整体环境影响涉及的方面十分广泛。从其生命周期环境影响评价的角度来分析，它涉及化石燃料消耗、矿产资源消耗、水资源消耗、木材资源消耗，全球变暖、臭氧耗竭、水体富营养化、酸化、光化学烟雾、烟尘和粉尘，以及固体废弃物等环境影响。许多建筑材料生产中会产生大量的二氧化碳，加剧了全球变暖的问题；建筑材料生产中释放的卤烃对臭氧有极大的损害，引起紫外线直射地面，会导致人体皮肤、免疫力的损害。生产工艺中产生的N、S、P等污染物导致的土壤和水体的酸化，严重地影响了土壤、水体生态环境的平衡和稳定。种种的环境恶化都不断提醒着人类应减少资源和环境的破坏，保护自然就是保护人类自己。