浙江大学伊利诺伊大学厄巴纳香槟校区联合学院（ZJUI）的2022级土木水利专业硕士研究生叶风扬（目前即将前往香港大学攻读博士学位）、2023级结构工程专业博士研究生卫翰林，与导师ZJUI肖岩教授、合作导师Cristoforo Demartino教授（意大利罗马第三大学建筑系）共同完成的综述论文“Bio-based insulation materials in sustainable constructions: A review of environmental, thermal and acoustic insulation, durability, and mechanical performances”已正式发表在国际权威期刊Renewable and Sustainable Energy Reviews（影响因子16.3）。

▲论文首页

目前，传统建筑常用的玻璃纤维、泡沫塑料等保温隔热材料高度依赖石化资源，其生产过程能耗高、碳排放大，且材料本身难以降解，长期累积对环境造成严重污染。为推动建筑行业绿色低碳发展，研究人员逐渐将目光转向来源于天然植物的生物质材料，如竹材、木材、麻秆、稻壳和甘蔗渣等。这类材料取自可再生资源，生产过程能耗更低，契合绿色建筑的理念。

▲常见的绿色建造生物质材料生产过程

该论文系统梳理并分析了395篇相关文献，从碳足迹、热学性能、隔音性能、耐久性及力学性能等方面，对生物基保温隔热材料展开了全面研究。团队在研究过程中基于大量实验数据建立了数据库，不仅为学术界进一步研究提供了坚实基础，也为产业界推广应用生物质材料提供了科学依据。

在碳足迹方面，论文指出，与传统材料相比，竹材和麻纤维等生物质材料在生长过程中可吸收并固定大量二氧化碳（CO₂），具有接近零甚至负的碳足迹。当这些材料应用于建筑后，不仅能显著降低运行阶段能耗，还可有效减少建筑全生命周期的碳排放，实现真正意义上的环境友好型建造。

▲不同生物质材料的碳足迹分布图显示，竹材和麻纤维显著低于传统岩棉、玻璃棉等材料

论文还提出了两个关于生物质材料热学与声学性能的重要预测模型：一是热导率与材料密度的线性关系模型，二是噪声吸收系数与材料密度、厚度的多变量函数模型。这些模型可为建筑师和工程师优化保温与隔音设计提供实用参考，助力实现建筑围护结构的综合性能提升。

▲生物质材料热导率与材料密度、厚度之间的关系

▲生物质材料NRC系数与材料密度、厚度之间的关系

此外，相关研究表明，这类材料在机械性能方面同样表现出色。竹材、木材等硬质生物质材料具备较高强度和刚度，可用于部分结构性应用；麻秆、稻草等软质材料则在保温隔热性能上表现突出，适合用于非承重构件或内部填充。

▲常见木基硬质隔热材料

▲常见秸秆基软质保温材料

最后，文章提出了热处理、化学改性以及添加阻燃剂或防腐剂等方法，以提升生物质材料对湿气、紫外线、昆虫和微生物侵害的抵抗力。这些措施显著增强了材料的耐久性，使其在实际工程应用中更具竞争力。

本研究得益于国际合作团队的共同努力，特别感谢加拿大多伦多城市大学建筑科学系Umberto Berardi教授、意大利罗马第一大学结构与岩土工程系Giuseppe Quaranta教授的深度参与和宝贵建议。该综述不仅为生物质材料的推广提供了学术参考，也为建筑行业向低碳、环保转型提供了重要支持。

研究团队长期致力于可持续绿色建造领域，积累了丰富的生物基建筑材料研发、性能优化及工程耐久性提升经验，持续为建筑行业绿色转型注入创新动力。团队未来将继续深耕生物基建筑材料的性能改良与工程化应用，并期待在后续工作中分享更多成果，为可持续建造贡献力量。