绿色建筑设计中的涂料应用

　　绿色建筑(Green Building)是指在建筑的全寿命周期内，最大限度地节约资源(节能、节地、节水、节材)、保护环境和减少污染，为人们提供健康、适用和高效的使用空间，与自然和谐共生的建筑。其基本内涵是人、建筑和环境三者间的和谐关系。

　　对于绿色建筑的评价体系，主要有英国的BREEAM评估体系、美国绿色建筑委员会USGBC(US Green Building Council)制订的LEED能源与环境设计导则、德国的生态建筑导则LNB、澳大利亚的建筑环境评价体系NABERS、加拿大的GBTool和BEPAC(Building Environmental Performance Assessment Criteria)建筑环境性能评估标准、挪威的EcoProfile、法国的ESCALE以及日本的CASBEE建筑环境效能综合评估系统等等。我国绿色建筑评价标准为GB/T 50378。

　　涂料对建筑物有着美化装饰、防腐防火等功能性作用，对于绿色建筑的涂料选用，不同的绿色建筑评价体系中都有相应的具体说明。其中美国的LEED导则对涂料的性能要求、环保要求等有着非常明确的说明。

　　1 绿色建筑评价

　　1.1 中国《绿色建筑评价标准》

　　GB/T 50378—2006《绿色建筑评价标准》由中国住房和城乡建设部正式发布实施。该标准是总结了我国绿色建筑方面的实践经验和研究成果，借鉴了国际先进经验而制订的第一部多目标、多层次的绿色建筑综合评价标识标准，并以此构建了符合我国国情的“绿色建筑评价标识”体系。

　　绿色建筑的评价标识，分为三星级、二星级和一星级。住建部绿标部负责指导全国绿色建筑评价标识的工作，并组织三星级绿色建筑标识的评审，指导监督地方一星级和二星级绿色建筑评价标识工作。{BiMis:page}    从2008年起提出绿色建筑标识认证体系以来，截至2012年3月，我国已有评出绿色建筑设计评价标识371项，23项绿色建筑运行评价标识，其中三星级占到142项。

　　1.2 美国LEED认证

　　由美国绿色建筑委员会(USGBC)颁发的LEEDTM绿色建筑认证是目前国际上最为先进和具实践性的绿色建筑认证评分体系。该系统将帮助项目小组明确绿色建筑的目标，制订切实可行的设计策略，使项目在能源消耗、室内空气质量、生态、环保等方面达到国际认证体系LEEDTM的指标和标准，为项目今后的用户提供高质量、低维护、健康舒适的办公和居住环境。从而增强项目在市场上的竞争力，使投资商获得丰厚的经济效益和社会效益。LEED认证从2003年进入中国，截至2012年3月，中国大陆通过LEED认证的建筑达了200项。其中获得Gold金级认证的超过了一半，达到了58%。

　　LEED认证体系，包括新建筑(NC)、现有建筑(EB)、核壳结构(CS)、商业内装(CI)、住宅(H)和社区开发(ND)等。

　　LEED的认证等级，以NC为例，总分110分，按得分多少分为4个等级：

　　(1)合格认证(Certified)：40～49分

　　(2)银级认证(Silver)：50～59分

　　(3)金级认证(Gold)：60～79分

　　(4)铂金级认证(Platinum)：80～110分

　　2 绿标认证对涂料的要求

　　我国的绿标认证中，对于涂料方面的要求并不非常清晰，只是把相关涉及标准条文罗列出来。

　　针对住宅建筑，GB/T 50378第4.4.1条规定了“建筑材料中有害物质含量符合现行国家标准GB 18580～18588和《建筑材料放射性核素限量》GB 6556”。该条控制项条文，与4.5.5条“室内游离甲醛、苯、氨、氡和TVOC等空气污染物浓度符合现行国家标准《民用建筑室内环境污染控制规范》GB 50325的规定”有所关联。这两条同为控制项，必须同时达标。

　　针对公共建筑，GB/T 50378中第5.5.4条规定了“室内游离甲醛、苯、氨、氡和TVOC等空气污染物浓度符合现行国家标准《民用建筑室内环境污染控制规范》GB 50325的规定”。本条为控制项。

　　对于VOC，必须提交具有资质的第三方检测机构出具的室内空气污染物浓度检测报告。{BiMis:page}    作为建筑材料之一的涂料，也与4.4.3条“距离施工现场500 km以内工厂生产的建筑材料持量占建筑材料总质量的70%以上”相关。尽管在建筑中涂料材料所占质量比不高，却当然也是建筑材料总量中的一部分。

　　3 LEED认证中涂料的得分贡献

　　涂料是现代建筑不可或缺的重要材料之一，起到防护建筑保证其安全长期运行，美化建筑的工作生活环境，以及防火、防霉、防滑、降低能耗减少碳排放等诸多功能性作用。

　　在LEED V3.0中，明确对评分可以贡献1个分值的条款为室内环境质量(IEQ)中的4.2条，低挥发性物质——涂料与涂层。满足其要求，可得1分。

　　在其他的评分体系中，与涂料之间的关系如表1所示。

　　4 LEED认证中涂料VOC的要求

　　对于NC&CS，用于建筑物内部(例如抗风雨系统内部和施工现场)使用的涂料和涂层，必须满足以下标准规定：

　　(1)应用于建筑墙体和天花板的涂料和涂层不超过“Green Seal Standard GS-11 Paints, 1st edition, May 20 1993”中的VOC浓度限值。

　　(2)应用于内部钢铁金属底材表面的防锈防腐涂料，VOC不得超过250 g/L，根据Green Seal Stanard GS-03, Anti-Corrosive Paints, 2nd edition, January 7,1997限定。

　　表1 LEED V3.0评分体系与涂料间的关系

　　Table 1 LEED V3.0 Grading System and Its Relations with Coatings

　　(3)室内透明木器涂料、地板涂料、着色剂、底漆和虫胶漆等的VOC浓度限值必须满足2004年1月版 South Coast Air Quality Management District(SCAQMD) Rule 1113，即南海岸空气质量管理区规定1113。

　　需要说明的是，LEED 3.0版涉及到的以上规范，已经有了更新。

　　GS-11和GS-03，在新版本的GS-11 Green Seal Standard for PAITNS AND COATIGNS, 3rd Edition January 1, 2010中，已经合二为一，全部遵照GS-11 的2010年版本执行。对于VOC的限制，除去水和调色着色剂之外，规定如表2。如果是零售终端调色系统产品，在表2数据上可以再放宽50 g/L。

　　表2 GS-11,2010版VOC限值

　　Table 2 VOC Limits in GS-11 (2010 Version)

　　南海岸空气质量管理区规定1113是从2003年1月1日起，分5年分阶段实施的，其中一些产品的最后期限是2008年7月1日。{BiMis:page}    SCAQMD Rule 1113的最新版本是2011年6月3日的修订版，接上一版本的2008年7月1日，分2012年1月1日和2014年1月1日两个阶段。部分涂料和涂层的VOC限值见表3。

　　5 GS-11绿色标准对涂料的要求

　　5.1 涂料性能

　　(1)遮盖力按ASTM D D2805-96a (2003)，每加仑涂料在400平方英尺上至少要达到0.95的对比率。

　　(2)防腐涂料：耐腐蚀性，要求按盐雾/UV循环试验ASTM D5894-05，300 h后依据 SSPC-VIS 2锈蚀至少达到9级，即只有0.03%的锈蚀。

　　(3)地板涂料：耐碱性，按ASTM D 1308-02(2007)，16 h的0.5 N氢氧化钠浸泡;耐磨性按ASTM D 4060-07，C-17磨轮，500 g载重，耐磨指数小于等于200。

　　(4)内墙涂料，按ASTM D2486-06，耐400次刮擦。耐洗刷性，按ASTM D4828-91，平光面漆至少5级，非平光面漆至少7级。

　　(5)外墙涂料：耐老化性，按ASTM G 151-06，QUV-A 1 000 h测试ΔE<5;柔韧性按ASTM D522-93a (2001)，不开裂，不起皮，不影响附着力;耐水性，按ASTM D1735-04，不洗白，不咬底，不起皱。

　　(6)非弹性反射墙面漆：加速老化，按ASTMD714-02e1，500 h的UQV-A试验，涂膜无起泡、粉化、裂纹、开裂、剥落和附着力缺陷，光泽变化最大10个光泽单位;柔韧性测试要求同外墙涂料。浅色面漆的太阳反射须大于等于0.65，深色系须大于等于0.40。根据ASTM C1371-04a，至少要求75%的热辐射。

　　(7)弹性反射墙面漆：加速老化，按ASTM G155-05，1 000 h的QUV-A，涂膜无开裂和裂纹;拉伸强度，按ASTM D2370-98(2002)，至少约1 379 kPa(200psi)达到100%的拉伸;柔韧性，按ASTM D522-93a(2001)，在约-26.1 ℃(-15 ℉)时弯曲1/2;抗菌性，按ASTM G21-96(2002)，要求为0级。太阳反射同非弹性反射墙面漆。热辐射同非弹性反射墙面漆。

　　表3 SCAQMD Rule 1113，2011版VOC限值

　　Table 3 SCAQMD Rule 1113, VOC Limits (2011 Version)

　　(8)屋面反射涂料的物理性能，满足ASTMD6083-05e1的要求。热幅射按ASTM C1371-04，等于或大于80%。太阳反射符合ASTM C1549-04 或ASTME1918-06，见表4。

　　表4 屋面反射涂料太阳反射性能要求

　　Table 4 Reflective Property Requirement for Roof Solar Reflective Coatings

　　5.2 健康和环境要求

　　(1)涂料不能含有任何致癌、诱变剂、再生性毒素、有害空气污染物或者破坏臭氧层的化合物;除非用于生产钛白粉或调漆的炭黑，但是炭黑用量的质量分数必须小于该产品的1%。

　　(2)产品不能含有下列物质：

　　——二氯苯;

　　——烷基酚聚氧乙烯醚;

　　——甲醛;

　　——重金属，包括铅、汞、镉、六价铬、锑等，以元素或成分的形式存在于涂料中;

　　——邻苯二甲酸盐;

　　——三苯基和三丁基锡。

　　(3)挥发性芳香化合物成分质量分数限制在0.5%。

　　(4)挥发性有机化合物成分限制(ASTM D6886-03或ISO 11890-2)。

　　6 结 语

　　绿色建筑中涂料的选用，与一般的建筑结构涂料选用有着更多的健康环保方面的要求，特别是VOC方面的明确规定。因此无论是内外墙装饰性、钢结构防腐涂料，还是防火涂料、地坪涂料等，必须在满足涂料产品本身的性能要求的基础上，还要在VOC、重金属含量等环保要求上达到相应的要求。