土木工程施工中節(jié)能綠色環(huán)保技術(shù)探析

文／項盼云 武漢城市學(xué)院 湖北武漢 430000

引言：

在相當(dāng)長的時間，建筑領(lǐng)域更多是使用化石燃料作為建筑產(chǎn)業(yè)的主要物料，伴隨國內(nèi)外經(jīng)濟環(huán)境的向好發(fā)展，經(jīng)濟交流往來頻繁，使用化石原料對生態(tài)環(huán)境的危害愈發(fā)顯著，各國生態(tài)環(huán)境遭受巨大的挑戰(zhàn)。目前，在黨中央政府的政策和各類會議精神倡導(dǎo)下，我國開始致力于發(fā)展綠色環(huán)境，大力推行環(huán)保理念，目的是打造生態(tài)環(huán)保節(jié)約的社會。源于城鄉(xiāng)經(jīng)濟的迅速提升，建筑能耗總量也隨之攀升。為了實現(xiàn)基礎(chǔ)建設(shè)發(fā)展，尤其是公路、房屋基建工程，導(dǎo)致能源使用在逐年上升，這個問題不僅出現(xiàn)在我國，國外建筑領(lǐng)域損耗的能源也是如此。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，從20世紀(jì)末到至今，建筑能耗總額在社會能耗總額中的比重呈持續(xù)提升的特點，提高了近10%左右，而對于該現(xiàn)象的原因分析，其主要是由經(jīng)濟發(fā)展快、人口數(shù)量增速快等因素使得城市、鄉(xiāng)村的建筑面積高速增長引起的。其次是由于建筑服務(wù)水平的提高，建筑內(nèi)設(shè)備的增多，單位建筑能耗隨即提升，建筑節(jié)能成為世界各國的主要節(jié)能領(lǐng)域。

1、我國建筑能耗分析

1.1 我國碳排放概況

近年來，我國對能源消耗和能越節(jié)約有很高的關(guān)注度，政府對能源的消耗一直保持高的關(guān)注度，通過幾年的努力，目前我國碳排放總量總體保持一個穩(wěn)定的水準(zhǔn)，且有小幅下降。根據(jù)最新統(tǒng)計，2020年碳排放總量再次下降，比上一年度年下降近5%。鑒于這一年的GDP 增長6.9%，由此推算，2020年碳排放增加了約為1.4%。經(jīng)過對2017-2020年國內(nèi)碳排放總量的數(shù)據(jù)探析得出，碳排放總量整體呈持續(xù)下滑的時態(tài)，下降速率呈穩(wěn)定趨勢。從實際數(shù)據(jù)看，2018年國內(nèi)生產(chǎn)總值能耗和溫室氣體排放都下降近20%。而2020-2018年碳排放情況略有反彈一方面是受到經(jīng)濟回暖和工業(yè)復(fù)蘇的影響，同期降水減少導(dǎo)致水力發(fā)電無法滿足工業(yè)發(fā)展的需求，而新生能源無法彌補能源缺口。但從國內(nèi)碳排放總量層面來看，較自身而言，我國的能源消耗得到有效的緩解，但在總量上仍位于世界前列。并且全球碳排放在2020年呈現(xiàn)放緩的趨向，而個別國家和地區(qū)的碳排放量有所減少。然而我國屬于發(fā)展中國家，尤其是2012年至今發(fā)展速度極為快速，因此碳排量也不斷上升，已經(jīng)成為世界碳排量第一的國家。從而可知，房屋建筑的低碳化、節(jié)能化是建筑行業(yè)的重要發(fā)展方向。

1.2 我國建筑能耗概況

從官方所公布的《中國建筑能耗研究報告》中可得出，國內(nèi)建筑領(lǐng)域能源消費已超出8 億噸的標(biāo)準(zhǔn)煤，占能源效率總量的19.12%。其消耗主要是來源于公共場所、城鄉(xiāng)建筑中。并且，在2017-2018、2018-2019 和2019-2020 這三個不同時間之內(nèi)，國內(nèi)的建筑能源消耗分別是3.26、3.01、1.87億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。尤其在2017-2018年期間，國內(nèi)建筑總面積已經(jīng)增加到605 億m，而公共場所建筑、城市以及鄉(xiāng)村住宅建筑面積分別達到了100 億m、260億m以及245 億m；在2018-2019年期間，國內(nèi)建筑面積增加了25 億m，約為630 億m，而公共場所建筑、城市以及農(nóng)村住宅建筑面積分別達到了113 億m、248 億m以及252 億m。其中國內(nèi)的建筑能耗總量已經(jīng)達到很高的地步，約有8.57 億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，公共領(lǐng)域建筑、城市以及農(nóng)村建筑的消耗量分別達到了3.41 億噸、3.2億噸以及1.97 億噸。

雖然我國建筑能耗總量有小幅增長，但是在近年的時間，國內(nèi)建筑能源消耗處于穩(wěn)定并降低的水平，我國能源節(jié)約呈現(xiàn)出積極的一面；從地區(qū)環(huán)境角度出發(fā)，國內(nèi)不同省份，由于經(jīng)濟發(fā)展的差異，因此不同省份的建筑消耗是有較大的差距的。針對該種情況進行分析，主要是由于不同地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展、人口組成、環(huán)境的差異，且部分地區(qū)有冬季供暖的需求，導(dǎo)致建筑耗能數(shù)值偏高，因此，建筑耗能的總量不同的地區(qū)有不同的體現(xiàn)。對于產(chǎn)生該種現(xiàn)象的原因分析，其主要包括人口規(guī)模、經(jīng)濟總量以及氣候等因素分析。

1.3 我國建筑能耗總量增加的原因

依據(jù)2020年的文件所顯示的內(nèi)容，目前，這一數(shù)據(jù)在國內(nèi)已出現(xiàn)了持續(xù)小幅增長的趨勢。人們不僅對住宅建筑面積需求量增大，同時對居住環(huán)境也有著更高要求，如室內(nèi)裝修等，這些因素都是我國這一數(shù)據(jù)逐年升高的成因，大約占了1/5。在現(xiàn)代，消費者追求個性，這也使得許多建筑設(shè)計師會以設(shè)計效果為第一優(yōu)先考慮，因此夸張設(shè)計和過度設(shè)計的現(xiàn)象非常常見，這種設(shè)計模式使得建設(shè)用材產(chǎn)生不必要的浪費，達不到環(huán)保與節(jié)能的目的。本文通過查閱文獻、分析相關(guān)報告，得出引起設(shè)計導(dǎo)致浪費的因素主要包含以下幾個方面：

第一，建筑市場的局限，建筑市場目前沒有較強的創(chuàng)新能力和先進管理體系，導(dǎo)致建筑領(lǐng)域技術(shù)交流信息共享不暢通。近年來，國內(nèi)部分經(jīng)濟發(fā)展突出的城市開始建設(shè)標(biāo)志性建筑，甚至部分建筑達到國際要求，打破國際記錄，該類建筑項目對建筑設(shè)計、施工技巧有更高的要求，因此國內(nèi)高速發(fā)展的建筑產(chǎn)業(yè)，側(cè)面推動我國建筑產(chǎn)業(yè)技術(shù)工藝的提高，但是，有能力且有環(huán)境建造大規(guī)模建筑的城市有限，所以，走在前沿的建筑理念和先進技術(shù)目前并沒有得到大力推廣。目前所謂的“創(chuàng)新”，建筑企業(yè)更多的是提升管理者意識和提高建筑包裝技巧環(huán)節(jié)，部分企業(yè)沒有熟悉掌握理論關(guān)鍵核心，生搬硬套，建筑技術(shù)不達標(biāo)，無法從根本上解決建筑產(chǎn)業(yè)當(dāng)前面臨的建筑損耗和物料浪費的情況，這種狀況間接打擊了對節(jié)能探究的積極性。

第二，建筑節(jié)能意識較為匱乏，目前我國的建筑節(jié)能技術(shù)仍有較大提升空間，整體技術(shù)水平有待提升，盡管我國建筑節(jié)能技術(shù)已經(jīng)從20年前已經(jīng)開始研究，但更偏向理論探討方向，在實際的運用中經(jīng)驗較少。另一層面，改領(lǐng)域從業(yè)人群并不能充分認(rèn)知節(jié)能的意義，沒有深刻意識到節(jié)能背后的深刻含義。建筑設(shè)計人員在設(shè)計中，沒有引用對應(yīng)的技能理念，沒有作為建筑整體設(shè)計內(nèi)容來看待，尤其在施工中，被賦予綠色環(huán)保設(shè)計的相關(guān)建筑，施工方卻認(rèn)為成是額外加重建筑成本的環(huán)節(jié)。結(jié)合以上種種原因，我國建筑節(jié)能的各項工作措施都沒有得到普及和應(yīng)用。

第三，無法充分、高效利用當(dāng)前的建筑用材。建筑節(jié)能，要求建筑施工材料有更高的要求，目前，我國建筑領(lǐng)域會有不同的建筑設(shè)計類型，不同的設(shè)計方式有不同的施工方法，但是，需要明確的是，建筑產(chǎn)業(yè)始終涉及多種建筑物料，在施工后更是產(chǎn)生大量建筑垃圾，在后續(xù)處理中，焚燒填埋是被采用較多的處理形式，資源的循環(huán)利用困難重重。

第四，可再生資源并未充分應(yīng)用。在節(jié)能理念開始在社會流行后，目前我國有大量的可循環(huán)利用的資源，而社會也有相對的技術(shù)也無法支撐這種需求的條件。然而，在社會面管理上，我國沒有針對再生資源利用有對應(yīng)的法規(guī)政策，存在巨大的市場應(yīng)用障礙和漏洞。這也意味著我國再生資源的發(fā)展可挖掘的空間較大。

2、城市建筑施工中節(jié)能綠色環(huán)保技術(shù)應(yīng)用

2.1 案例背景分析

某市于2019年對外頒發(fā)《關(guān)于加快實施綠色建筑行動的通知》（以下簡稱《通知》（2019）），關(guān)于推進綠色建筑規(guī)范化的發(fā)展建議。并于2020年進一步實施了關(guān)于綠色建筑的發(fā)展相關(guān)通知，高標(biāo)準(zhǔn)將綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)落地，通知明確了對某市綠色建筑的規(guī)定：（1）要嚴(yán)格督促建設(shè)、設(shè)計、施工和監(jiān)理單位嚴(yán)格落實《通知》（2019）的要求，2020年10月起在進行綠色建筑審查時需提交相關(guān)資料和對應(yīng)證明材料，重點項目需進行備案。（2）施工圖紙審查機構(gòu)要加強對重點監(jiān)管項目的把關(guān)，保證嚴(yán)格按照綠色建筑的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)逐條校對確認(rèn)設(shè)計中的指標(biāo)和證明材料的相符性。（3）地方行政部門要強化對綠色建筑項目建設(shè)每個環(huán)節(jié)的密切監(jiān)督與后續(xù)跟蹤。某市政府的這一舉措無疑大力規(guī)范了某市的綠色建筑行業(yè)的發(fā)展，從設(shè)計、審查、建設(shè)、監(jiān)督等方面確保綠色建筑的落實。

2.2 案例概述

本案例為某省某市下的錦繡花園四期住宅，某市建筑設(shè)計院負(fù)責(zé)設(shè)計方案，某市錦繡房地產(chǎn)開發(fā)有限公司負(fù)責(zé)施工方面的內(nèi)容。隸屬綜合性單體建設(shè)，該項目占地面積為14076.5m，其中地上面積為29671.2m，地下面積為5605.1m，計入容積率面積為29671.2m，容積率位2.11。該項目參照《廣東省綠色建筑評價標(biāo)準(zhǔn)》，擬設(shè)計目標(biāo)為一星B，建筑節(jié)能率為50%。

2.3 案例節(jié)能綠色關(guān)鍵性指標(biāo)分析

2.3.1 建筑設(shè)計指標(biāo)

本文研究所參照依據(jù)主要包含以下幾項標(biāo)準(zhǔn)：《夏熱冬暖地區(qū)居住建筑綠色環(huán)保設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》、《〈夏熱冬暖地區(qū)居住建筑綠色環(huán)保設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)〉廣東省實施細(xì)則》、《民用建筑熱工設(shè)計規(guī)范》、《建筑外門窗氣密，水密，抗風(fēng)壓性能分級及檢測方法》等。其中，房屋建筑的主要評定標(biāo)準(zhǔn)囊括以下幾個方面：

2.3.1.1 常規(guī)保溫隔熱設(shè)計

（1）外墻平均傳熱系數(shù)（K）為1.97W/(m·K)，熱惰性指標(biāo)（D）為3.03；自承重墻體采用內(nèi)保溫、，所用保溫材料為復(fù)合硅酸鹽保溫砂漿；寬度為1m 以上的兩面東邊和西邊的剪力墻、以及外墻外表面太陽輻射吸收系數(shù)(ρ)為0.5；夏季的時候，東邊的外墻內(nèi)表面最高溫度可達到35.4℃，西邊的外墻內(nèi)表面最高溫度比東邊略低，為34.9℃。

表1 錦繡花園項目概況

（2）屋面平均傳熱系數(shù)（K）為0.79W/(m·K)，熱惰性指標(biāo)（D）為3.27，夏季內(nèi)表面最高溫度35.2℃，當(dāng)溫度很高的時候，可以用擠塑聚苯板進行保溫。

（3）門窗玻璃采用為單片吸熱玻璃。

（4）東西向外窗外遮陽裝置形式為平板遮陽。

本項目保溫隔熱符合《夏熱冬暖地區(qū)居住建筑綠色環(huán)保設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》，外窗最小通風(fēng)面積至少是房間地面面積的10%，或約占外窗面積的一半。

2.3.1.2 裝飾性構(gòu)件

本項目存在小量裝飾性構(gòu)件，占工程總造價的0.13%。

2.3.1.3 室內(nèi)基本物理性能指標(biāo)

（1）主要功能房間室內(nèi)噪聲聲壓級最大值，晝間〈60dB，夜間〈50dB。

（2）對于隔音量性能，外墻為達到48.64dB，外門窗達到 30 dB，內(nèi)分戶墻達到48.64dB，入戶門達到30dB。

（3）樓板隔聲設(shè)計為隔聲砂漿，計權(quán)標(biāo)準(zhǔn)化隔聲量為〈70dB。

（4）房間的窗洞口面積與房間地面面積之比為0.20，最小外窗玻璃透過玻璃的可見光光通量與投射在其表面可見光光通量之比為0.77。

2.3.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計指標(biāo)

本項目采用了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中梁、柱縱向受力普通鋼筋采用HRB400 級的熱軋帶肋鋼筋。

2.3.3 給排水設(shè)計指標(biāo)

本項目的給排水設(shè)計指標(biāo)測驗了生活用水來源及其他水源，這些水源都是來自市政給水管網(wǎng)。其中，兩個豎向分區(qū)主要進行給水的工作。市政管網(wǎng)直接供給五層及五層以下樓層的水源，低區(qū)加壓供水主要負(fù)責(zé)六至十層，高區(qū)加壓供水則主要供給十一至十六層。供水設(shè)備的供水頻率有一定的要求，需要變化頻率，同時供水時，壓力大于或等于0.30MPa。平均時用水量為：10.29m/h，最大小時用水量為：25.73m/h。最高日用水量：247m/d。給排水主要綠色環(huán)保設(shè)計指標(biāo)如下：

第一，室內(nèi)生活排水可以分開進行，一是廢水，二是污水。筆者查閱大量資料，學(xué)習(xí)雨水、污水分流，室內(nèi)污、廢水分流的排水體制的知識。最后發(fā)現(xiàn)，加入一天的排出的污水占總的生活用水的90%，可以算出最高日污水量和最大時污水量兩個數(shù)據(jù)，分別是341.1m/d 和31.31m/h。我們通常采用雨污分流的方法對建筑污水進行排水。其中，雨水系統(tǒng)選擇：屋面采用87 式重力滿流系統(tǒng)。雨水設(shè)計參數(shù)有重力流屋面雨水和室外雨水兩種：當(dāng)重力流屋面雨水重現(xiàn)期按5年來算的話，綜合徑流系數(shù)為0.9，此時集水時間為5 分鐘；當(dāng)室外雨水重現(xiàn)期按3年來算的話，此時綜合徑流系數(shù)變?yōu)?.75，集水時間增多，約為10 分鐘。

第二，給水管和排水管的材料不相同，分別是PP-R管水管、UPVC 管。它們的連接材料也不同，一個是熱熔進行連接，另一個是用膠粘劑進行粘接。

第三，設(shè)置了不同標(biāo)準(zhǔn)的用水計量：分級計量和分項計量。

第四，采用了節(jié)水器具。節(jié)水電器主要應(yīng)用于住宅衛(wèi)生供水環(huán)節(jié)，如5L 以下環(huán)保馬桶、節(jié)水水龍頭等。

綜合上述指標(biāo)進行用水量測算?？梢姳卷椖磕昕傆盟繛?9597.96m/a，項目采用市政生活用水主要用于上述表中的三大方面。滿足綠色建筑評價標(biāo)準(zhǔn)的要求。

2.3.4 其他指標(biāo)

本項目房屋各環(huán)節(jié)的能源消耗分別進行測量和統(tǒng)計，其中統(tǒng)計的內(nèi)容主要包括公共建筑冷熱源、配送系統(tǒng)和照明。

3、結(jié)論與啟示

放眼各國，建筑領(lǐng)域是各國重要的經(jīng)濟支撐，與此同時，也是主要能源消耗的出處。隨著能源危機的到來以及人民對環(huán)境保護的重視，各國均致力于發(fā)展綠色新型建筑產(chǎn)業(yè)。民用居住建筑身為能源消耗的較大的建筑領(lǐng)域，是踐行綠色低碳化的主要行業(yè)。我國目前處于經(jīng)濟發(fā)展的上升階段，無論是都市還是鄉(xiāng)鎮(zhèn)的發(fā)展都日新月異，也在悄無聲息中將建筑用材行業(yè)帶上了較為快速的發(fā)展階段，基于此，造成建筑能源消耗的總額逐漸攀高。

文章以我國碳排放情況作為切入點，淺析了房屋建筑能耗過高的原因。與歐美國家，日本相比，我國在建筑節(jié)能措施和實施成效等方面做的遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。身為關(guān)鍵角色的政府機構(gòu)，在推進建筑節(jié)能層面所采取的政策措施相對薄弱，經(jīng)濟方面激勵等措施嚴(yán)重缺少，從時間線上來看，比歐美發(fā)達國家起步也較晚。最后在立足于國內(nèi)外的建筑節(jié)能應(yīng)用現(xiàn)狀的基礎(chǔ)之上，從而提出促進我國房屋建筑節(jié)能的相關(guān)措施。設(shè)計和施工方在制度和技術(shù)上要強化創(chuàng)新意識。高技術(shù)是建筑節(jié)能的基礎(chǔ)條件，對節(jié)能材料的合理使用是建筑節(jié)能的根基，且要以生態(tài)理念為根本出發(fā)點，然后通過對生態(tài)建筑上進行整體構(gòu)思，著力完成整個生態(tài)建筑節(jié)能模式的實施。這就要求建筑設(shè)計師在構(gòu)思中要把握好這兩個要點：首先要依據(jù)當(dāng)?shù)氐膶嶋H狀況，充分利用當(dāng)?shù)夭牧虾蛡鹘y(tǒng)模式相融合的辦法；其次要引入當(dāng)下先進的建筑技術(shù)。對于政府方，要有政策創(chuàng)新。在建筑節(jié)能領(lǐng)域，加大力度推動綠色、可持續(xù)經(jīng)濟發(fā)展，制定綠色節(jié)能建筑評估體系和建筑能耗監(jiān)控系統(tǒng)。政府應(yīng)在新建建筑區(qū)大力推行裝配式建筑等新技術(shù)，在減少碳排放的同時節(jié)約更多資源。另一方面，政府還推出財政補貼、稅收減免等多角度的經(jīng)濟激勵措施。

結(jié)語：

隨著我國城市化進程逐漸深入以及群眾物質(zhì)生活水平日益提升，建筑能耗會日漸攀升。所以，為了兌現(xiàn) “美麗中國”這一宏偉理念的早日實現(xiàn)，建筑節(jié)必將成為節(jié)能減排的重要部分。