綠色建筑設計中的涂料應用

　　綠色建筑(Green Building)是指在建筑的全壽命周期內，最大限度地節約資源(節能、節地、節水、節材)、保護環境和減少污染，為人們提供健康、適用和高效的使用空間，與自然和諧共生的建筑。其基本內涵是人、建筑和環境三者間的和諧關系。

　　對于綠色建筑的評價體系，主要有英國的BREEAM評估體系、美國綠色建筑委員會USGBC(US Green Building Council)制訂的LEED能源與環境設計導則、德國的生態建筑導則LNB、澳大利亞的建筑環境評價體系NABERS、加拿大的GBTool和BEPAC(Building Environmental Performance Assessment Criteria)建筑環境性能評估標準、挪威的EcoProfile、法國的ESCALE以及日本的CASBEE建筑環境效能綜合評估系統等等。我國綠色建筑評價標準為GB/T 50378。

　　涂料對建筑物有著美化裝飾、防腐防火等功能性作用，對于綠色建筑的涂料選用，不同的綠色建筑評價體系中都有相應的具體說明。其中美國的LEED導則對涂料的性能要求、環保要求等有著非常明確的說明。

　　1 綠色建筑評價

　　1.1 中國《綠色建筑評價標準》

　　GB/T 50378—2006《綠色建筑評價標準》由中國住房和城鄉建設部正式發布實施。該標準是總結了我國綠色建筑方面的實踐經驗和研究成果，借鑒了國際先進經驗而制訂的第一部多目標、多層次的綠色建筑綜合評價標識標準，并以此構建了符合我國國情的“綠色建筑評價標識”體系。

　　綠色建筑的評價標識，分為三星級、二星級和一星級。住建部綠標部負責指導全國綠色建筑評價標識的工作，并組織三星級綠色建筑標識的評審，指導監督地方一星級和二星級綠色建筑評價標識工作。{BiMis:page}    從2008年起提出綠色建筑標識認證體系以來，截至2012年3月，我國已有評出綠色建筑設計評價標識371項，23項綠色建筑運行評價標識，其中三星級占到142項。

　　1.2 美國LEED認證

　　由美國綠色建筑委員會(USGBC)頒發的LEEDTM綠色建筑認證是目前國際上最為先進和具實踐性的綠色建筑認證評分體系。該系統將幫助項目小組明確綠色建筑的目標，制訂切實可行的設計策略，使項目在能源消耗、室內空氣質量、生態、環保等方面達到國際認證體系LEEDTM的指標和標準，為項目今后的用戶提供高質量、低維護、健康舒適的辦公和居住環境。從而增強項目在市場上的競爭力，使投資商獲得豐厚的經濟效益和社會效益。LEED認證從2003年進入中國，截至2012年3月，中國大陸通過LEED認證的建筑達了200項。其中獲得Gold金級認證的超過了一半，達到了58%。

　　LEED認證體系，包括新建筑(NC)、現有建筑(EB)、核殼結構(CS)、商業內裝(CI)、住宅(H)和社區開發(ND)等。

　　LEED的認證等級，以NC為例，總分110分，按得分多少分為4個等級：

　　(1)合格認證(Certified)：40～49分

　　(2)銀級認證(Silver)：50～59分

　　(3)金級認證(Gold)：60～79分

　　(4)鉑金級認證(Platinum)：80～110分

　　2 綠標認證對涂料的要求

　　我國的綠標認證中，對于涂料方面的要求并不非常清晰，只是把相關涉及標準條文羅列出來。

　　針對住宅建筑，GB/T 50378第4.4.1條規定了“建筑材料中有害物質含量符合現行國家標準GB 18580～18588和《建筑材料放射性核素限量》GB 6556”。該條控制項條文，與4.5.5條“室內游離甲醛、苯、氨、氡和TVOC等空氣污染物濃度符合現行國家標準《民用建筑室內環境污染控制規范》GB 50325的規定”有所關聯。這兩條同為控制項，必須同時達標。

　　針對公共建筑，GB/T 50378中第5.5.4條規定了“室內游離甲醛、苯、氨、氡和TVOC等空氣污染物濃度符合現行國家標準《民用建筑室內環境污染控制規范》GB 50325的規定”。本條為控制項。

　　對于VOC，必須提交具有資質的第三方檢測機構出具的室內空氣污染物濃度檢測報告。{BiMis:page}    作為建筑材料之一的涂料，也與4.4.3條“距離施工現場500 km以內工廠生產的建筑材料持量占建筑材料總質量的70%以上”相關。盡管在建筑中涂料材料所占質量比不高，卻當然也是建筑材料總量中的一部分。

　　3 LEED認證中涂料的得分貢獻

　　涂料是現代建筑不可或缺的重要材料之一，起到防護建筑保證其安全長期運行，美化建筑的工作生活環境，以及防火、防霉、防滑、降低能耗減少碳排放等諸多功能性作用。

　　在LEED V3.0中，明確對評分可以貢獻1個分值的條款為室內環境質量(IEQ)中的4.2條，低揮發性物質——涂料與涂層。滿足其要求，可得1分。

　　在其他的評分體系中，與涂料之間的關系如表1所示。

　　4 LEED認證中涂料VOC的要求

　　對于NC&CS，用于建筑物內部(例如抗風雨系統內部和施工現場)使用的涂料和涂層，必須滿足以下標準規定：

　　(1)應用于建筑墻體和天花板的涂料和涂層不超過“Green Seal Standard GS-11 Paints, 1st edition, May 20 1993”中的VOC濃度限值。

　　(2)應用于內部鋼鐵金屬底材表面的防銹防腐涂料，VOC不得超過250 g/L，根據Green Seal Stanard GS-03, Anti-Corrosive Paints, 2nd edition, January 7,1997限定。

　　表1 LEED V3.0評分體系與涂料間的關系

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

　　(3)室內透明木器涂料、地板涂料、著色劑、底漆和蟲膠漆等的VOC濃度限值必須滿足2004年1月版 South Coast Air Quality Management District(SCAQMD) Rule 1113，即南海岸空氣質量管理區規定1113。

　　需要說明的是，LEED 3.0版涉及到的以上規范，已經有了更新。

　　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，已經合二為一，全部遵照GS-11 的2010年版本執行。對于VOC的限制，除去水和調色著色劑之外，規定如表2。如果是零售終端調色系統產品，在表2數據上可以再放寬50 g/L。

　　表2 GS-11,2010版VOC限值

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

　　南海岸空氣質量管理區規定1113是從2003年1月1日起，分5年分階段實施的，其中一些產品的最后期限是2008年7月1日。{BiMis:page}    SCAQMD Rule 1113的最新版本是2011年6月3日的修訂版，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日兩個階段。部分涂料和涂層的VOC限值見表3。

　　5 GS-11綠色標準對涂料的要求

　　5.1 涂料性能

　　(1)遮蓋力按ASTM D D2805-96a (2003)，每加侖涂料在400平方英尺上至少要達到0.95的對比率。

　　(2)防腐涂料：耐腐蝕性，要求按鹽霧/UV循環試驗ASTM D5894-05，300 h后依據 SSPC-VIS 2銹蝕至少達到9級，即只有0.03%的銹蝕。

　　(3)地板涂料：耐堿性，按ASTM D 1308-02(2007)，16 h的0.5 N氫氧化鈉浸泡;耐磨性按ASTM D 4060-07，C-17磨輪，500 g載重，耐磨指數小于等于200。

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

　　(5)外墻涂料：耐老化性，按ASTM G 151-06，QUV-A 1 000 h測試ΔE<5;柔韌性按ASTM D522-93a (2001)，不開裂，不起皮，不影響附著力;耐水性，按ASTM D1735-04，不洗白，不咬底，不起皺。

　　(6)非彈性反射墻面漆：加速老化，按ASTMD714-02e1，500 h的UQV-A試驗，涂膜無起泡、粉化、裂紋、開裂、剝落和附著力缺陷，光澤變化最大10個光澤單位;柔韌性測試要求同外墻涂料。淺色面漆的太陽反射須大于等于0.65，深色系須大于等于0.40。根據ASTM C1371-04a，至少要求75%的熱輻射。

　　(7)彈性反射墻面漆：加速老化，按ASTM G155-05，1 000 h的QUV-A，涂膜無開裂和裂紋;拉伸強度，按ASTM D2370-98(2002)，至少約1 379 kPa(200psi)達到100%的拉伸;柔韌性，按ASTM D522-93a(2001)，在約-26.1 ℃(-15 ℉)時彎曲1/2;抗菌性，按ASTM G21-96(2002)，要求為0級。太陽反射同非彈性反射墻面漆。熱輻射同非彈性反射墻面漆。

　　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，滿足ASTMD6083-05e1的要求。熱幅射按ASTM C1371-04，等于或大于80%。太陽反射符合ASTM C1549-04 或ASTME1918-06，見表4。

　　表4 屋面反射涂料太陽反射性能要求

　　Table 4 Reflective Property Requirement for Roof Solar Reflective Coatings

　　5.2 健康和環境要求

　　(1)涂料不能含有任何致癌、誘變劑、再生性毒素、有害空氣污染物或者破壞臭氧層的化合物;除非用于生產鈦白粉或調漆的炭黑，但是炭黑用量的質量分數必須小于該產品的1%。

　　(2)產品不能含有下列物質：

　　——二氯苯;

　　——烷基酚聚氧乙烯醚;

　　——甲醛;

　　——重金屬，包括鉛、汞、鎘、六價鉻、銻等，以元素或成分的形式存在于涂料中;

　　——鄰苯二甲酸鹽;

　　——三苯基和三丁基錫。

　　(3)揮發性芳香化合物成分質量分數限制在0.5%。

　　(4)揮發性有機化合物成分限制(ASTM D6886-03或ISO 11890-2)。

　　6 結 語

　　綠色建筑中涂料的選用，與一般的建筑結構涂料選用有著更多的健康環保方面的要求，特別是VOC方面的明確規定。因此無論是內外墻裝飾性、鋼結構防腐涂料，還是防火涂料、地坪涂料等，必須在滿足涂料產品本身的性能要求的基礎上，還要在VOC、重金屬含量等環保要求上達到相應的要求。