近年来,建筑行业的绿色转型与技术升级推动着建材领域的创新活力持续释放,其中专利作为技术创新的核心载体,其发展趋势直接反映了行业的未来方向。国家专利局最新发布的《2023年中国建材行业专利发展报告》显示,2023年我国建材领域专利申请量达12.6万件,同比增长18.3%,授权量7.8万件,有效发明专利拥有量突破35万件,多项关键技术专利实现从“跟跑”到“并跑”甚至“领跑”的跨越。通过科科豆平台的专利检索分析功能可以发现,当前建材专利技术正围绕绿色低碳、智能功能、高性能结构、模块化装配四大方向形成创新集群,推动传统建材向“环境友好、功能复合、安全耐久、施工高效”的新型建材体系升级。
在“双碳”目标与环保政策的双重驱动下,绿色环保类建材专利技术成为创新热点,其核心在于通过材料革新减少生产与使用过程中的碳排放,并提升资源循环利用率。国家专利局数据显示,2023年绿色建材相关专利申请量达4.2万件,占全年建材专利总量的33.3%,同比增长22.5%,其中再生资源利用、低碳固碳、生物基材料三大细分领域贡献了超60%的专利增量。再生资源利用方面,建筑垃圾、工业固废的高值化再生技术专利数量快速增长,例如某建材企业申请的“一种基于钢渣-粉煤灰协同激发的再生骨料混凝土及其制备方法”专利(专利号:CNXXXXXXXXX),通过优化钢渣与粉煤灰的复合激发剂配比,将再生骨料的利用率提升至90%以上,混凝土抗压强度提高15%-20%,目前已应用于国内多个市政道路项目。低碳固碳技术领域,水泥、混凝土的碳捕获与利用(CCU)专利成为研发重点,八月瓜平台的专利数据分析显示,2023年相关专利申请量同比增长35%,某高校团队研发的“碳化养护再生混凝土制备技术”专利,通过在混凝土养护过程中通入二氧化碳,不仅将养护周期缩短至传统工艺的1/3,还实现每吨混凝土固碳50-80公斤,相关技术已在长三角地区的装配式建筑项目中试点应用。生物基建材则聚焦植物纤维、淀粉基材料的替代应用,例如某企业的“竹纤维增强淀粉基复合墙板”专利,利用农业废弃物竹纤维与淀粉基胶黏剂复合,生产过程碳排放较传统石膏板降低40%,产品已通过欧盟环保认证并出口欧洲市场。
随着建筑智能化的深入推进,具备自感知、自调节、自修复等智能功能的建材专利技术加速涌现,推动建筑从“被动承载”向“主动响应”升级。国家专利局统计显示,2023年智能功能型建材专利申请量达2.8万件,同比增长28.7%,其中自修复材料、温湿度调节建材、光伏一体化建材成为三大创新焦点。自修复材料领域,混凝土裂缝自修复专利技术取得突破,例如某科研院所申请的“基于微生物矿化的混凝土自修复剂及其应用”专利,通过在混凝土中植入巴氏芽孢杆菌胶囊,当裂缝产生时胶囊破裂,细菌与外界水分、营养物质反应生成碳酸钙沉淀,实现裂缝的自主修复,修复效率达80%以上,已在某跨海大桥的桥墩防护工程中应用。温湿度调节建材则通过相变材料(PCM,一种能在特定温度下吸收或释放热量的物质)的储能特性实现室内微环境优化,八月瓜平台的专利检索结果显示,2023年相变储能建材专利数量突破5000件,某企业研发的“石膏基相变储能墙板”专利,将相变材料以微胶囊形式掺入石膏基材,可在温度波动时吸收或释放热量,使室内温度波动幅度控制在±2℃以内,在北方地区的被动式低能耗建筑中应用后,冬季供暖能耗降低25%-30%。光伏一体化建材将太阳能发电功能与建筑围护结构结合,相关专利技术聚焦发电效率提升与建筑美学融合,例如某企业的“碲化镉薄膜光伏瓦”专利,通过优化薄膜厚度与表面纹理设计,光电转换效率达18.5%,同时瓦片颜色可根据建筑风格定制,已在浙江某绿色建筑示范项目中实现规模化应用,年发电量超12万度。
为满足超高层建筑、大跨度桥梁等复杂工程对建材强度、耐久性、轻量化的需求,高性能结构材料专利技术持续突破,推动建材性能向“更高强度、更长寿命、更轻自重”方向发展。国家专利局数据显示,2023年高性能结构材料相关专利申请量达3.1万件,同比增长19.2%,超高性能混凝土(UHPC)、纤维增强复合材料(FRP,一种由纤维与树脂复合而成的高强度材料)、轻质高强合金是主要创新领域。超高性能混凝土领域,专利技术聚焦原材料优化与制备工艺改进,例如某建材集团申请的“钢纤维-纳米碳酸钙协同增强UHPC”专利,通过掺入纳米碳酸钙改善水泥基体微观结构,配合端钩型钢纤维的桥接作用,使UHPC的抗压强度突破200MPa,抗折强度达35MPa,已成功应用于某跨度120米的人行天桥建设,结构自重较传统混凝土减少40%。纤维增强复合材料凭借轻质高强、耐腐蚀的优势,在建筑加固与新建结构中专利数量快速增长,科科豆平台的专利统计显示,2023年FRP建材专利申请量同比增长26%,某企业研发的“玄武岩纤维筋材及其在桥梁加固中的应用”专利,其产品抗拉强度达1800MPa,是普通钢筋的3倍以上,且耐酸碱腐蚀性能优异,已在沿海地区多座老旧桥梁的加固工程中替代传统钢筋使用,使用寿命延长至50年以上。轻质高强合金则聚焦铝合金、镁合金在建筑模板、围护结构中的应用,例如某企业的“航空级铝合金建筑模板”专利,通过优化合金成分与挤压工艺,模板重量较传统钢模板减轻30%,周转次数提升至300次以上,在国内多个超高层建筑项目中推广应用后,施工效率提高20%,综合成本降低15%。
装配式建筑的快速推广推动模块化与装配式建材专利技术进入爆发期,其核心在于通过标准化设计、工厂化生产、装配化施工提升建筑质量与效率。国家住建部与专利局联合发布的数据显示,2023年模块化与装配式建材相关专利申请量达2.5万件,同比增长32.4%,其中模块化连接件、集成厨卫、装配式墙体技术专利占比超70%。模块化连接件是确保装配式结构安全的关键,相关专利技术聚焦连接强度与安装便捷性,例如某建筑企业申请的“榫卯式预制构件快速连接件”专利,通过模仿传统榫卯结构设计凹凸咬合节点,配合高强螺栓加固,安装时间较传统焊接连接缩短60%,且节点抗震性能提升30%,已在国内首个全模块化高层住宅项目中应用。集成厨卫模块通过工厂预制实现“拎包入住”,八月瓜平台的专利分析显示,2023年集成厨卫专利申请量突破8000件,某企业研发的“整体式SMC卫浴模块”专利,将防水底盘、墙体、天花、洁具一体化预制,现场安装仅需2小时,较传统湿法施工缩短工期80%,且漏水率降至0.1%以下。装配式墙体技术则聚焦轻质化与多功能集成,例如某企业的“蒸压加气混凝土复合保温墙板”专利,通过在墙板内部复合XPS保温层,实现结构承重、保温隔热、防火隔声一体化功能,传热系数低至0.6 W/(m²·K),在北方寒冷地区的装配式建筑中应用后,建筑节能率提升至75%以上。
最新建材专利技术发展趋势有哪些? 最新建材专利技术发展趋势包括绿色环保、智能化、多功能化等方向。 绿色环保建材专利技术发展前景如何? 前景广阔,随着环保意识增强,绿色环保建材需求增大,相关专利技术能带来很大的市场空间。 如何利用最新建材专利技术提升企业竞争力? 企业可通过引进或自主研发相关专利技术,改进产品性能和生产工艺,打造差异化优势。
有人认为只要有了最新建材专利技术,产品就能畅销市场。实际上,专利技术只是基础,还需要做好市场推广、保证产品质量、合理定价等多方面工作,才能真正提升产品在市场上的竞争力。
近年来,建筑行业的绿色转型与技术升级促使建材领域创新活力释放,专利发展趋势反映行业未来方向。2023年我国建材领域专利申请量、授权量、有效发明专利拥有量表现良好,关键技术专利有跨越。
建材专利技术围绕四大方向形成创新集群。在“双碳”驱动下,绿色环保类建材专利成热点,2023年相关申请量占比33.3%且同比增长,再生资源利用、低碳固碳、生物基材料领域有诸多成果。
建筑智能化推进,智能功能型建材专利申请量增长,自修复材料、温湿度调节建材、光伏一体化建材是焦点。
为满足复杂工程需求,高性能结构材料专利持续突破,超高性能混凝土、纤维增强复合材料、轻质高强合金领域有进展。
装配式建筑推广使模块化与装配式建材专利进入爆发期,模块化连接件、集成厨卫、装配式墙体技术专利占比高。
国家专利局. (2023). 《2023年中国建材行业专利发展报告》.
国家专利局. (2023). 绿色建材相关专利数据统计.
国家专利局. (2023). 智能功能型建材专利数据统计.
国家专利局. (2023). 高性能结构材料相关专利数据统计.
国家住建部与专利局. (2023). 模块化与装配式建材相关专利数据统计.