“雙碳戰(zhàn)略”下的綠色施工技術(shù)應(yīng)用研究

韓孟君，汪濟(jì)漢，張文康，王小慶，趙東東 ，顏懷宇

（1.安徽建工集團(tuán)股份有限公司，安徽 合肥 230031；2.安徽建筑大學(xué) 土木工程學(xué)院，安徽 合肥 230601）

0 前言

2020年9月22日，中國(guó)在第75屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)上首次提出了“二氧化碳排放力爭(zhēng)于2030年前達(dá)到峰值，努力爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和”的“雙碳”目標(biāo)。近年來(lái)，過(guò)量的碳排放引起的全球變暖問(wèn)題已經(jīng)被各個(gè)國(guó)家認(rèn)真對(duì)待。建筑作為人類賴以生存的工具，承載著有效使用功能的同時(shí)也對(duì)社會(huì)資源、經(jīng)濟(jì)和周邊環(huán)境有著重大的影響。隨著“城鎮(zhèn)化”“工業(yè)化”的深入發(fā)展，能源消耗、資源浪費(fèi)和環(huán)境破壞等問(wèn)題大量出現(xiàn)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全國(guó)房屋面積已達(dá)501.86億㎡。目前，中國(guó)建筑領(lǐng)域碳排放量約占社會(huì)總量的40%。所以，在十四五時(shí)期，我們要以提升城鎮(zhèn)化發(fā)展質(zhì)量為核心，不能再墨守成規(guī)地建設(shè)浪費(fèi)資源的、對(duì)周邊環(huán)境不利的傳統(tǒng)建筑。貫徹綠色發(fā)展理念，打造綠色建筑，實(shí)施綠色施工，開發(fā)綠色施工技術(shù)成為了現(xiàn)代建筑發(fā)展的必然趨勢(shì)，是推動(dòng)可持續(xù)發(fā)展的必要手段。

1 工程概況

本文以阜陽(yáng)中醫(yī)院項(xiàng)目為案例進(jìn)行綠色施工技術(shù)分析。該工程位于古河?xùn)|路與田集路交口。項(xiàng)目占地85689.6㎡(合128畝)，總規(guī)劃建筑面積196500㎡，急診門診21000m2，醫(yī)技樓29500m2，病房樓 29500m2，感染樓 9000m2，培訓(xùn)基地 19500m2，護(hù)理樓 24500m2，食堂學(xué)術(shù)報(bào)告廳5000m2，中藥制劑室5500m2，地下建筑面積 53000m2，規(guī)劃中醫(yī)文化園、健身、康復(fù)、多功能訓(xùn)練場(chǎng)；道路管網(wǎng)、景觀綠化、水電等配套設(shè)施。

2 建筑施工節(jié)能技術(shù)及應(yīng)用

2.1 建筑節(jié)能概述

自改革開放以來(lái)，我國(guó)成為全球發(fā)展最快的國(guó)家之一。但同時(shí)也面臨著緊張的能源問(wèn)題，尤其是一些不可再生的傳統(tǒng)能源的使用。建筑節(jié)能不僅僅是簡(jiǎn)單的減少建筑能源的使用，更重要的意義在于提高能源效率。近些年來(lái)，在我國(guó)相關(guān)法律法規(guī)的指導(dǎo)下以及綠色建筑體系的形成，建筑能源大幅度降低，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益，提高了環(huán)境質(zhì)量。因此建筑節(jié)能工作對(duì)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。本節(jié)主要以太陽(yáng)能技術(shù)的節(jié)能方法分析研究。

2.2 光導(dǎo)照明技術(shù)使用

地下結(jié)構(gòu)因位置特殊，難免出現(xiàn)光線不足、視線不好的問(wèn)題。所以在地下車庫(kù)必須設(shè)置大量照明設(shè)備以確保使用體驗(yàn)及人身安全。目前常用的照明設(shè)備多數(shù)為L(zhǎng)ED燈具或高壓鈉燈，但地下車庫(kù)所用燈具需要夜以繼日的使用，不能間斷。因此，產(chǎn)生了大量的電能消耗。本工程引入了光導(dǎo)照明技術(shù)，這是近幾年發(fā)展的新型的、零污染的綠色自然采光照明技術(shù)。施工時(shí)提前在地庫(kù)上方草坪或無(wú)遮擋的空地處預(yù)留孔洞，用以布置采光罩，收集陽(yáng)光，收集到的陽(yáng)光通過(guò)連接的光導(dǎo)管增幅后再傳輸至地下車庫(kù)內(nèi)的漫反射器上實(shí)現(xiàn)照明。光線自然舒適且發(fā)散均勻，可以代替部分LED燈具，起到輔助照明的功能。光導(dǎo)照明系統(tǒng)的能源完全來(lái)自于太陽(yáng)光，是當(dāng)下較為新穎和先進(jìn)的節(jié)能方法，也是真正意義上的綠色施工技術(shù)。

圖1 采光罩

圖2 光導(dǎo)管

圖3 晶格漫射器

施工要點(diǎn)：預(yù)留孔洞處墩臺(tái)的混凝土澆筑應(yīng)注意防水處理。在墩臺(tái)與地下車庫(kù)頂板連接處的上方應(yīng)設(shè)置橡膠止水帶，防止雨雪天氣時(shí)的滲水出現(xiàn)，施工縫處應(yīng)選用合適的防水卷材通過(guò)熱熔法進(jìn)行粘結(jié)，該系統(tǒng)整體都要使用密封膏密封嚴(yán)實(shí)。

此外，本工程現(xiàn)場(chǎng)施工工地臨時(shí)路面還布置有太陽(yáng)能路燈，該路燈通過(guò)太陽(yáng)能電池板——光伏組件吸收陽(yáng)光，白天蓄電，晚上放電，保證夜間攪拌車及施工人員的工作安全。施工現(xiàn)場(chǎng)危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)布置有太陽(yáng)能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)儀，當(dāng)工作人員經(jīng)過(guò)時(shí)起到安全警示的作用。施工現(xiàn)場(chǎng)做到了太陽(yáng)能的充分利用。

3 建筑施工用地保護(hù)及應(yīng)用

土地是城市最重要的資源之一，我們要合理地安排使用，讓每一寸土地都發(fā)揮出它應(yīng)有的價(jià)值。建筑工程中的用地要從合理減少臨時(shí)用地、提高土地利用效率、保護(hù)綠色植被和臨用土地的復(fù)耕等各個(gè)方面綜合考慮，學(xué)會(huì)因地制宜、面面俱到。本節(jié)主要介紹了兩種施工用地保護(hù)技術(shù)。

①永久圍擋

本項(xiàng)目采用永久性圍墻，圍墻共計(jì)約680m，經(jīng)與設(shè)計(jì)院溝通，先設(shè)計(jì)永久性圍墻施工圖紙，項(xiàng)目開工前便完成永久性圍墻建設(shè)。節(jié)省了臨時(shí)圍墻建設(shè)成本，臨時(shí)圍墻建設(shè)費(fèi)用約260元/米，共計(jì)節(jié)省約17.68萬(wàn)元。同時(shí)，該圍墻避免了傳統(tǒng)臨用圍墻拆除時(shí)對(duì)土地的擾動(dòng)以及環(huán)境污染。

②綠化移植

圖4 永久圍墻

前期業(yè)主單位在項(xiàng)目施工場(chǎng)地內(nèi)種植了部分綠植及樹木，因項(xiàng)目建設(shè)需要移除，項(xiàng)目部與業(yè)主單位溝通，將其移至項(xiàng)目辦公區(qū)及施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)道路周邊，既解決了業(yè)主單位綠植及樹木無(wú)處存放的問(wèn)題，也給項(xiàng)目部及施工現(xiàn)場(chǎng)營(yíng)造了優(yōu)美的環(huán)境。項(xiàng)目部及施工現(xiàn)場(chǎng)可減少綠化投入30萬(wàn)元，預(yù)計(jì)完工后，綠植及樹木可升值20萬(wàn)元，減去移栽養(yǎng)護(hù)費(fèi)用15萬(wàn)元，預(yù)計(jì)節(jié)省成本35萬(wàn)元。

圖5 現(xiàn)場(chǎng)綠化

4 建筑施工節(jié)水技術(shù)

4.1 全封閉基坑降水

地下水是巖土中最難處理和最難控制的因素之一。因此，基坑降水決定著施工的成敗。本項(xiàng)目為深基坑工程，在設(shè)計(jì)基坑支護(hù)的同時(shí)配合設(shè)計(jì)了全封閉的基坑降水方法。傳統(tǒng)的基坑降水方法就是采用抽水裝置邊施工邊抽水，不僅浪費(fèi)了大量的地下水資源，而且地下水的大量流失也會(huì)造成周邊地表的不均勻沉降，危及周圍建筑。本工程施工現(xiàn)場(chǎng)臨近主干道，道路交通繁忙且居民眾多，所以采用全封閉基坑降水非常必要。全封閉基坑降水是通過(guò)四周滲透較小的結(jié)構(gòu)將基坑內(nèi)部的地下水與外界的地下水隔離，沒(méi)有了外界地下水的滲入，降水便容易操控，如圖所示。本工程基坑四周采用的是旋噴樁和護(hù)坡樁組合的側(cè)壁止水帷幕，施工進(jìn)行中只需根據(jù)要求抽取基坑內(nèi)部一定深度的地下水即可。抽取的基坑地下水引流至沉淀池，經(jīng)沉淀池處理后存放至蓄水池內(nèi)。

圖6 全封閉基坑降水

4.2 雨水收集利用

雨水作為自然界水循環(huán)的階段性產(chǎn)物，水質(zhì)優(yōu)良，是城市中十分寶貴的水資源，通過(guò)合理的規(guī)劃和設(shè)計(jì)，采取相應(yīng)的工程措施可將城市雨水加以充分利用。這樣不僅能在一定程度上緩解施工現(xiàn)場(chǎng)水資源的需求，還能減輕排水設(shè)施的壓力。

阜陽(yáng)地區(qū)屬于溫帶季風(fēng)氣候，夏季雨水充沛。施工場(chǎng)地內(nèi)的雨水收集主要是路面雨水收集?，F(xiàn)場(chǎng)路面兩邊設(shè)置有尺寸為400mm×400mm的排水溝，排水溝底部設(shè)計(jì)有2‰的坡度。路面地表水匯集至排水溝，再由排水溝引流至三級(jí)沉淀池內(nèi)。

施工現(xiàn)場(chǎng)雨水及基坑降水經(jīng)排水溝引流至三級(jí)沉淀池，分別通過(guò)格柵除渣的物理處理、除油的生化處理以及針對(duì)水質(zhì)中氮磷含量的深度處理后，再引流至項(xiàng)目的蓄水池中。蓄水池內(nèi)壁設(shè)置有溢流孔，當(dāng)池內(nèi)水位超過(guò)溢流孔時(shí)，便可將多余的水排放至市政排水管網(wǎng)中。蓄水池內(nèi)的水資源可以代替自來(lái)水用作施工現(xiàn)場(chǎng)消防、降塵、沖洗、養(yǎng)護(hù)等，節(jié)約水資源，達(dá)到降本增效的目的。

圖7 蓄水池

經(jīng)計(jì)算每月節(jié)約水資源3000m3，工期3年，預(yù)計(jì)節(jié)約10.8萬(wàn)m3，施工用水按3.8元/立方計(jì)算，水池建設(shè)費(fèi)用3萬(wàn)元，預(yù)計(jì)節(jié)省費(fèi)用38.04萬(wàn)元。

5 建筑施工節(jié)材技術(shù)及應(yīng)用

建筑在建造和運(yùn)營(yíng)過(guò)程中消耗了大量的能源和資源，據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計(jì)，建設(shè)工程所使用的資源和材料占全國(guó)資源利用量的40%～50%。從全生命周期來(lái)看，建筑材料生產(chǎn)、運(yùn)輸和建筑的施工占建筑全生命周期能耗的比例達(dá)23%左右[4]。建筑材料是所有房建工程的基礎(chǔ)，用量極大且價(jià)格昂貴。同時(shí)材料本身的質(zhì)量、規(guī)格又與建筑的安全性、實(shí)用性和耐久性密不分割，但在施工現(xiàn)場(chǎng)難免產(chǎn)生廢料。所以，要通過(guò)各種方法將這種浪費(fèi)降到最低，從而降低工程造價(jià)。因此，建筑節(jié)材一直都是建筑工程師及施工人員探索研究的問(wèn)題。本節(jié)介紹了在該項(xiàng)目施工現(xiàn)場(chǎng)的兩種節(jié)材辦法。

5.1 鋼筋控制

5.1.1 高強(qiáng)鋼筋的使用

與普通鋼筋不同的是高強(qiáng)鋼筋在加工時(shí)能減少煤炭、礦石和水這些傳統(tǒng)資源的消耗，高強(qiáng)鋼筋的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度及延性等性能都領(lǐng)先于普通鋼筋。在施工時(shí)，同樣的結(jié)構(gòu)可以降低配筋率，提高結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。使用高強(qiáng)鋼筋不僅能保證結(jié)構(gòu)耐久性，同時(shí)能降低工程造價(jià)。本項(xiàng)目通過(guò)某鋼鐵公司批量定制了HRB635高強(qiáng)鋼筋替換原先設(shè)計(jì)使用的HRB400普通鋼筋，主要用于地庫(kù)頂板梁。鋼筋力學(xué)性質(zhì)如表1所示。

鋼筋力學(xué)性質(zhì)

5.1.2 廢料處理

對(duì)鋼筋下料方案進(jìn)行優(yōu)化，在鋼筋工長(zhǎng)審查復(fù)核料單樣品確認(rèn)后，再批量下料，保證鋼筋的進(jìn)場(chǎng)計(jì)劃。

對(duì)于施工中產(chǎn)生的鋼筋廢料應(yīng)按照鋼筋長(zhǎng)度分類，堆放時(shí)應(yīng)注意采用防水雨布進(jìn)行遮擋，避免出現(xiàn)鋼筋銹蝕等現(xiàn)象。在鋼筋廢料中選取長(zhǎng)度質(zhì)量合格（一般選用直徑為16mm以上）的鋼筋送入鋼筋加工棚，進(jìn)行直螺紋機(jī)械連接，然后再次投入現(xiàn)場(chǎng)使用。直徑為Φ8、Φ 16的鋼筋可用于二次結(jié)構(gòu)，其余的短鋼筋廢料可以加工成馬凳等。

5.2 模板控制

本項(xiàng)目自行研究了《高支模梁柱節(jié)點(diǎn)分階段安裝澆筑施工工法》。梁柱澆筑的傳統(tǒng)工法是在梁柱鋼筋綁扎及模板安裝完畢后進(jìn)行一次性整體澆筑混凝土。本工藝澆筑框架柱的混凝土?xí)r只綁扎柱的鋼筋，不綁扎上方梁的鋼筋。保證振動(dòng)棒方便使用以及混凝土強(qiáng)度等級(jí)的同時(shí)，也避免了混凝土中孔洞、蜂窩麻面以及混凝土不密實(shí)等不良現(xiàn)象的產(chǎn)生?？蚣苤鶟仓戤吅笤俨贾蒙戏搅旱匿摻钸M(jìn)行下一步梁柱節(jié)點(diǎn)以及梁的整體澆筑。下部的混凝土在達(dá)到規(guī)范強(qiáng)度以及保證混凝土棱角不會(huì)損壞的條件下，即可拆除模板投入其它結(jié)構(gòu)的支模使用，極大地提高了模板的周轉(zhuǎn)次數(shù)。

圖8 直螺紋連接技術(shù)

圖9 鋼筋馬凳

圖10 梁柱節(jié)點(diǎn)分階段澆筑

新模板在裁剪和打孔后要使用封邊漆進(jìn)行封口處理，防止模板由于吸水出現(xiàn)變形，所有拆除后可以重復(fù)使用的模板都應(yīng)立即使用刮刀和脫模劑進(jìn)行表面殘留物清理，利于周轉(zhuǎn)使用，暫時(shí)存放的模板還應(yīng)在其表面涂抹油劑，堆放時(shí)要使用雨布進(jìn)行遮蓋，避免雨淋及陽(yáng)光照射引起的模板舊損，盡可能的保證模板質(zhì)量，延長(zhǎng)其使用壽命。

6 結(jié)語(yǔ)

綠色建筑是近年來(lái)世界建筑的基本趨勢(shì)，也是當(dāng)代建筑科學(xué)技術(shù)的一個(gè)新的增長(zhǎng)點(diǎn)。綠色施工要充分且嚴(yán)格執(zhí)行“四節(jié)一環(huán)?！保龅介_源節(jié)流。只要節(jié)省資源、有效利用資源，就能發(fā)展國(guó)民經(jīng)濟(jì)，減輕溫室效應(yīng)，降低大氣污染，改善人居環(huán)境。

隨著時(shí)代進(jìn)步，更要加快綠色建筑政策的制定和落實(shí)，深度開發(fā)、推廣和應(yīng)用綠色施工技術(shù)，加強(qiáng)綠色建筑的教育和宣傳，早日實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的美好愿景。