1.3　材料与建筑寿命

1.3.1　建筑材料的寿命因子

建房修院，竭力建深院大宅给自己居住并传之子孙，似乎是不少中国农民的传统思维。在现代社会建筑寿命也是人们关心的事情，因为一套住宅往往意味着多年积蓄和含辛茹苦。而建筑材料的使用年限对建筑寿命有直接影响。一个建筑如果需要不断维修、更换建筑材料，势必要耗费更多资金和能耗，产生大量废渣、废水、废气，污染生态环境，而且一些主要结构的材料翻新，房屋等于重建。据日本三洋住宅公司统计，有时房屋翻新的投资可能超过重建几倍。建筑材料的寿命，应是住宅质量和性能评定的重要内容，也应是有关房地产收益回报率、证券化和实施国际会计标准等房地产信息的内容。

20世纪80年代，日本学者引入住宅建成到需要翻新的住宅平均寿命的概念，并且统计英国住宅平均寿命为75年、美国为44年、而日本为26年，并且指出这在资金和资源上的巨大浪费。这意味着一个寿命70～80岁的人一生住宅要翻新3次。1985年，日本建设者开始大力推行耐久性住宅，并且对世纪房屋建设计划（CHS）制定了相应的标准。

建筑材料对大型工程和建筑的影响更加明显。一位中国工程院院士多次谈及水泥混凝土建筑的使用寿命仅几十年。如北京二环的高架桥因使用年限到期需要重建时，六环、七环又逢开工，这使整个城市好似一个建筑工地，永远大兴土木。这种情况对于军用机场跑道、防海大堤、江河大坝更加值得关注。提高建筑的使用寿命，节约资源，尽量减少翻新、重建成分并减少污染，是未来建筑材料的主攻方向。

目前，一些在21世纪会大有作为的建筑材料，如玻璃纤维增强水泥（GRC）、塑料、太阳能电池、绝热材料等，使用寿命都在20～30年左右，而相变材料按循环周期而定，使用寿命更短，即使钢筋水泥结构安全使用寿命也不算长。有的学者甚至认为，在不久的将来人的平均寿命可能达120岁以上，这已超过绝大多数住宅的使用年限。

美国欧文斯·科宁公司已宣布生产的XPS绝热板材使用寿命可达70年，与现有建筑寿命同步，日本的三洋千代治公司提出努力营造百年住宅甚至200年住宅的口号。既能满足智能建筑、巨型建筑的各种功能和需求，又能如同古代石建筑一样经历千年风雨，这是21世纪建筑材料的努力目标。

1.3.2　材料与建筑毁坏

2008年中国四川汶川地震，造成成千上万的房屋倒塌和人员伤亡。建筑毁坏的主要原因就是建筑材料和施工管理的严重缺陷，而距离震中汶川110km的都江堰市的聚源镇中学，旁边其他建筑没有倒，但该中学两幢教学楼在地震中轰然倒塌，致使240余名师生遇难。事后的现场观察发现在废墟上钢筋水泥的混合物中，所谓的钢筋仅有筷子粗细。灾民和救援的建筑工程师都有相同的看法，这不是钢筋而是铁丝。汶川、北川等地的地震烈度是9～11度，但建筑材料的选用和施工只按抗震设防7度设计，因而造成重大损失和伤亡。同样，耗资18亿元的阳明滩大桥，因水泥钢筋质量问题，居然无法承载4辆货车通过，使用仅仅30天，桥体就坍塌，车毁人亡。2016年春，中国台湾高雄市地震，共116人蒙难，而其中114人死于台南市的维冠金龙大楼倒塌。调查表明，楼房大梁主筋和箍筋质量缺陷（被当地人称为“软脚蟹”），是一百多人在梦中成为冤魂的主要原因。印度在2008～2016年间，由于材料质量，有100多座高楼和桥梁接二连三倒塌，很多行人、住户遭飞来横祸。相反成功的例子也有，如1909年，德国泰来洋行承建中国兰州黄河中山铁桥，钢材、水泥等全部建筑材料都由德国进口，桥梁设计寿命为80年。1989年，德方经实地考察后，证实铁桥一直安全畅通，致函兰州市政府申明合同到期。

任何建筑材料，在周而复始的化学、生物、物理作用下，都会逐步变得脆弱、腐朽、锈蚀，成分性能发生变化，并且导致整个建筑结构松散，强度下降，功能衰退，最终倒塌毁坏。这是一个不可避免的过程。任何建筑都有其自然寿命。人们在谈及建筑材料和建筑的时候，必须同时考虑材料的更换，建筑相关的维修、加固、重建。当然还有很多意料不到的因素。1938年3月，比利时哈尔什特钢桥突然断裂为三截坠落，损失惨重。原因是设计时没有想到大西洋寒流可降温达-20℃，引发钢桥材料脆性破坏。纽约世贸中心的总设计师山崎实为形容大楼坚固程度曾口出狂言：“如果有一架波音707飞机以180英里每小时的速度飞向大楼，只有它撞击到的7层会被损坏，其余的部分仍然会站在那里，整个大楼也不会塌。”但千虑一失山崎实只计算了大楼的结构强度，却忽视了大楼建筑材料在高温时的性能变化，这是忽视材料对建筑性能影响的典型失误。“9·11事件”发生后建筑专家指出，虽然飞机冲撞大楼的破坏程度与原先设计相差不大，但随之燃起的大火才是楼房倒塌的直接原因。高层建筑有一个无法回避的致命缺陷，即高层建筑只能用钢材建造，而钢材遇高温必定变软，丧失强度。

撞击世贸中心大楼的两架波音飞机分别装有35t和51t燃油，燃起大火，受到飞机撞击楼层的钢材在很短时间内发生软化，再也无力承担上部楼层成千上万吨的重压，上部楼层如同巨大铁锤，加速下坠，使下部楼层受到远大于原先静止——也就是结构设计的重力，整个建筑土崩瓦解是必然结果。

纽约世界贸易中心，这座由钢铁、铝板和玻璃组成的建筑，被誉为“世界之窗”“现代建筑的神话”“世界最高建筑”，融入了现代主义美学、欧洲古典主义美学和东方传统美学审美观念，但在2001年9月11日遭到致命一击，不仅结束了它短暂的不到30年的辉煌历史，还使这座令人赞叹不已的建筑顿时沦为人间地狱，3000多名在中心工作、受人羡慕的成功人士，生命戛然而止。

1.3.3　废弃建筑材料的危害

中国建筑垃圾堆积如山，已经成为一种社会公害。尽管这个问题常常遭到掩盖，但随着垃圾数量的不断增多，它已变得愈发无法逃避：数亿吨的建筑垃圾每年都被悄悄倾倒在中国各大城市的周围。如今，生活在大城市郊区或周边村庄的居民一觉醒来就会发现房子附近出现了一个乱扔的建筑垃圾堆，这样的事几乎每周都会发生。2015年年底，深圳地区山体（应为垃圾山）滑坡，造成重大人员伤亡和财产损失，原因就是没有处理因拆迁和重建造成的堆积如山的建筑垃圾。

尽管中国的城市有着广阔的废物回收网：拾荒者骑着三轮车买卖各种塑料、金属和纸质废品，但建筑垃圾却几乎完全无人理会。

香港大学建筑学副教授吕伟生说：“城建垃圾一旦产生，就没法处理了。”他说，得到回收利用的主要是金属，只占全部废弃物的一小部分。“剩下的废弃物没有办法得到系统的处理，只能随处乱扔。”

对每年中国产生的建筑垃圾数量进行的核查，尽管缺少精确的统计数据，但已有的数字显示，问题正变得日益严重。根据上海每年公布的拆迁记录，2011年中国产生的建筑垃圾超过20亿吨。在日本，多达95%的建筑垃圾得到回收利用，但在中国，这一数字大致相反，再利用的垃圾不到5%，除混凝土和废砖块外，热固性玻璃钢建材废料也在不动声色地逐年增长。这种材料轻质比强度高、防水、耐腐，可以代钢、代木，受到了人们的欢迎。但经几十年使用成为废料以后，热固性玻璃钢建材在地下埋放几百年甚至更长时间不会分解，如焚烧将释放强致癌气体。这在中国已形成急需解决的社会问题。

回收利用建筑材料的商业模式已经非常成熟。回收利用建筑材料会推动中国实现促进环境保护的目标，因为这将缓解垃圾填埋场的压力，减少乱扔现象，并减少挖掘河床和开山采石等为制造混凝土获取沙砾的破坏性行为。

但是，出于对建筑质量的担心，公众对使用回收材料修建住宅和办公场所可能一时还无法完全接受。

要想让回收利用的建筑材料得到广泛认可，必须先使中国消费者对它们的安全性感到放心。气候组织大中华地区总裁吴昌华表示：“在中国人看来，被称为‘垃圾’的东西给人的感觉就像是‘废物’。这是非常消极的。我们需要改变这种观念。这需要付出极大的努力。”