土木工程施工中節(jié)能綠色環(huán)保技術(shù)探析

文／劉玉芝 武城縣自然資源綜合服務(wù)中心 山東武城 253300

引言：

在土木工程施工需要使用大量的混凝土、砂石等各種材料和各類工程機(jī)械設(shè)備，涉及建筑物拆建、工程爆破等多種環(huán)節(jié)，將產(chǎn)生污水、固廢、噪音等各種污染物。未能做好施工安排，將引發(fā)嚴(yán)重資源、能源浪費(fèi)，并給空氣、土壤和周圍水系等環(huán)境帶來污染，最終威脅到土木工程事業(yè)發(fā)展。全面發(fā)揮節(jié)能綠色環(huán)保技術(shù)功能，減少工程浪費(fèi)現(xiàn)象和加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)，可以促進(jìn)行業(yè)的進(jìn)步與發(fā)展。

1、節(jié)能綠色環(huán)保技術(shù)在土木工程中的應(yīng)用意義

1.1 減少資源能源損耗

在資源、能源短缺問題日漸凸顯的背景下，土木工程施工由于占用大量資源和耗費(fèi)較多能源，在開展工程活動時需承擔(dān)較大壓力。運(yùn)用節(jié)能環(huán)保技術(shù)，從資源、能源高效利用角度制定科學(xué)施工方案，可以減少資源浪費(fèi)和能源損耗，緩解工程資源需求的同時，降低工程施工成本，為工程建設(shè)奠定扎實基礎(chǔ)。圍繞節(jié)能減排目標(biāo)分析項目施工方案，調(diào)整工程施工模式提高資源、能源綜合利用率，能夠增強(qiáng)方案可操作性，取得理想節(jié)能效果，全面提高工程建設(shè)質(zhì)量。

1.2 降低環(huán)境所受影響

針對土木工程施工帶來的各種污染，運(yùn)用綠色施工技術(shù)能夠降低周圍環(huán)境受到的影響。在土木工程規(guī)模大、周期長的條件下，按照過去粗放的施工方式進(jìn)行工程建設(shè)，產(chǎn)生的粉塵、噪音等將給周圍人群生產(chǎn)、生活帶來負(fù)面影響，同時引發(fā)嚴(yán)重的環(huán)境污染。隨著周圍生態(tài)環(huán)境被破壞，無法依靠環(huán)境自恢復(fù)作用維持良性循環(huán)發(fā)展，將造成工程顯然發(fā)展困境。合理進(jìn)行工程規(guī)劃，運(yùn)用綠色環(huán)保技術(shù)進(jìn)行工程施工，可以減少污染排放，維持經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的良性循環(huán)發(fā)展。

1.3 推動行業(yè)轉(zhuǎn)型升級

依托節(jié)能綠色環(huán)保技術(shù)落實國家提出的清潔生產(chǎn)要求，土木工程建筑行業(yè)能夠?qū)崿F(xiàn)轉(zhuǎn)型升級，主動迎合時代發(fā)展需求。通過技術(shù)創(chuàng)新，土木工程施工能夠降低污染系數(shù)，獲得更多社會效益和環(huán)境效益，向著綠色、環(huán)保方向發(fā)展，通過改善人居環(huán)境贏得更多民眾的青睞。利用環(huán)保材料代替?zhèn)鹘y(tǒng)材料，在減少污染產(chǎn)生的同時維護(hù)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)平衡，可以使工程與環(huán)境協(xié)同發(fā)展。隨著人們節(jié)能環(huán)保意識的提升，傾向于選擇綠色、生態(tài)生活方式。因此通過綠色施工和節(jié)能生產(chǎn)建立健康、舒適環(huán)境，將成為土木工程未來主要的發(fā)展方向。

2、土木工程施工中節(jié)能綠色環(huán)保技術(shù)的應(yīng)用方法

2.1 選用節(jié)能材料

現(xiàn)階段，新型節(jié)能環(huán)保材料能夠在施工中重復(fù)利用，如施工產(chǎn)生的廢磚、碎石等經(jīng)過篩分、處理后可以轉(zhuǎn)化為重復(fù)利用材料，用于土木工程建設(shè)能夠節(jié)省施工成本，達(dá)到高效利用資源的目標(biāo)，體現(xiàn)工程綠色環(huán)保特征。在土木工程施工中，為達(dá)到節(jié)能環(huán)保要求，需要實現(xiàn)資源高效利用。而選用節(jié)能材料，通過深入市場開展調(diào)查，在選擇高性能材料的同時發(fā)揮材料可循環(huán)利用特性，可以有效減少施工產(chǎn)生的資源浪費(fèi)，發(fā)揮材料應(yīng)有價值[1]。根據(jù)材料的節(jié)能作用對施工方案進(jìn)行深入、詳細(xì)分析，也能及時完成方案優(yōu)化，增強(qiáng)方案合理性的同時，確保施工成果達(dá)標(biāo)。如在選用竹子代替木質(zhì)模板或制作成層壓板等結(jié)構(gòu)件，在保證材料硬度、韌性等特性符合要求的同時，可以實現(xiàn)材料多次循環(huán)利用。而土木工程施工可以選用的節(jié)能材料有較多，還應(yīng)根據(jù)工程特點(diǎn)和施工環(huán)境確定施工使用的材料。目前在建筑墻體施工中，多選用保溫隔熱材料，如使用加氣空心砌塊隔絕墻外熱能，能夠發(fā)揮保溫、隔濕等作用。在建筑物施工中，選用由主原料和增強(qiáng)材料構(gòu)成的纖維石膏板進(jìn)行天花板、外墻等結(jié)構(gòu)施工，能夠發(fā)揮防火防潮等作用的同時，加強(qiáng)結(jié)構(gòu)保溫。選用石膏復(fù)合板，建筑發(fā)生火災(zāi)時可以吸收熱能，同時釋放水分子，有效扼制火勢，因此應(yīng)用日廣。

2.2 運(yùn)用環(huán)保工藝

在土木工程施工中，還應(yīng)采用環(huán)保工藝節(jié)約能源和減少污染。如在門窗安裝期間，除了選用高性能鋁合金門窗和中空玻璃等材料阻止熱量傳遞，還可以通過安裝密封膠條減少空氣滲透，使鋁型材隔熱性能差的缺陷得到彌補(bǔ)，同時取得較好隔音效果。在建筑通風(fēng)方面，可以采用呼吸墻結(jié)構(gòu)工藝，使用抗沖擊性能較強(qiáng)的安全玻璃，在內(nèi)部裝設(shè)擁有空氣夾層的遮陽百葉窗，在發(fā)揮隔熱功能的同時完成紫外線輻射調(diào)節(jié)，在夏季加強(qiáng)內(nèi)部通風(fēng)，在冬季發(fā)揮保暖作用，使施工采用的工藝充分體現(xiàn)科學(xué)、環(huán)保的特點(diǎn)。在屋頂施工期間，采用混凝土結(jié)構(gòu)容易受日照輻射等因素影響，導(dǎo)致建筑物在冬季日照短時的保溫效果較差，需要借助電器設(shè)備對室內(nèi)進(jìn)行升溫，產(chǎn)生大量能耗。而運(yùn)用屋頂綠色環(huán)保工藝，能夠通過設(shè)置保溫隔熱層減少建筑內(nèi)部熱量散失，形成的結(jié)構(gòu)可以獲得較優(yōu)的保溫、隔熱性能，通過減少室內(nèi)電器使用達(dá)到節(jié)能減排目標(biāo)。近年來，可再生能源利用問題得到了足夠重視，將太陽能技術(shù)引入到土木工程施工工藝中，形成新型的環(huán)保工藝技術(shù)。如在建構(gòu)物屋頂布置太陽能集熱器，在土建施工期間完成熱水管路分配，能夠在為建筑用戶提供充足熱水的同時，將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，減少工程運(yùn)行產(chǎn)生的供熱能耗，推動土木施工技術(shù)轉(zhuǎn)型升級。

2.3 推行綠色施工

為達(dá)到綠色環(huán)保要求，還應(yīng)推行綠色施工技術(shù)，確保土木工程呈現(xiàn)綠色、可持續(xù)發(fā)展態(tài)勢。按照“四節(jié)一環(huán)?！币?，在節(jié)約土木工程施工占用的水、電、材料和土地資源的同時，需要嚴(yán)格控制各種污染，最大限度施工帶來的環(huán)境影響。如在材料使用方面，為減少材料運(yùn)輸帶來的廢氣、粉塵等污染，應(yīng)做到就地取材，并通過精細(xì)化管理加強(qiáng)材料管護(hù)，確保材料能夠得到充分利用。在水資源利用方面，可以通過雨水回收等技術(shù)減少資源損耗，并通過中水回用方式實現(xiàn)污水減量化處理[2]。運(yùn)用節(jié)電技術(shù)，應(yīng)通過選用節(jié)能照明燈具等方式減少電能損耗。為落實施工環(huán)保要求，應(yīng)針對施工產(chǎn)生的粉塵、廢物、廢水等各種污染采取專門處理措施。如土木工程施工將產(chǎn)生較多固廢垃圾，應(yīng)運(yùn)輸至指定地點(diǎn)處理，采用生態(tài)化方式以減少毒氣排放。在運(yùn)輸和存放期間，需要設(shè)置隔離罩防止揚(yáng)塵等問題出現(xiàn)，盡可能實現(xiàn)固廢資源化加工，減少垃圾產(chǎn)生。在施工期間，為防止施工產(chǎn)生的粉塵給周圍環(huán)境帶來危害，可以在場地周圍建立專門的隔離罩和擋板，避免污染源四處擴(kuò)散。在廢水處理方面，需要進(jìn)行回收和集中處理，在加強(qiáng)回收利用的同時，確認(rèn)直接排放的水達(dá)標(biāo)。通過綠色施工，能夠通過土木工程施工創(chuàng)造良好人居環(huán)境條件。

3、土木工程施工中節(jié)能綠色環(huán)保技術(shù)的實踐應(yīng)用

3.1 項目概況

某博物館建筑面積為9742m2，包含地上6層和地下1層，高度為22m，展廳面積達(dá)2400m2。在土木工程施工期間，經(jīng)勘查確認(rèn)場地達(dá)到二級復(fù)雜程度，巖土工程為乙級，地形相對平坦。結(jié)合水文地質(zhì)資來看，周圍不存在滑坡等不良地質(zhì)條件，地下水的水位較低，不會給施工帶來影響。但考慮到工程距離市區(qū)較近，周圍環(huán)境生態(tài)良好，要求加強(qiáng)綠色環(huán)保施工，同時盡可能節(jié)省資源和能源，確保工程能夠維持良好運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。

3.2 施工方案

根據(jù)工程建設(shè)需求，在施工中融入節(jié)能綠色環(huán)保技術(shù)，可以從節(jié)能和環(huán)保兩方面采取措施，加強(qiáng)工程綠色施工管理。在節(jié)能方面，外墻、屋面等結(jié)構(gòu)施工可以選用節(jié)能環(huán)保型材料，發(fā)揮保溫防寒功能的基礎(chǔ)上，利用太陽能等技術(shù)減少建筑產(chǎn)生的能耗。在照明、用水等方面，可以運(yùn)用節(jié)電技術(shù)和實現(xiàn)水資源循環(huán)利用減少施工和工程運(yùn)行產(chǎn)生的資源損耗。在環(huán)保技術(shù)運(yùn)用上，可以綠色環(huán)保方式進(jìn)行廢水、固廢等污物處理，嚴(yán)格控制生產(chǎn)污染。

3.3 施工技術(shù)

3.3.1 節(jié)能施工

按照施工方案，需要完成土木工程圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能施工，通過減少建筑物內(nèi)外環(huán)境冷熱交換充分發(fā)揮結(jié)構(gòu)保溫作用。運(yùn)用節(jié)能技術(shù)，需要做好基層墻面處理，在沖筋后進(jìn)行界面砂漿涂抹。選用阻燃型的膨脹聚苯板材料，密度在18～22kg/m3之間，導(dǎo)熱系數(shù)不超0.04W/(m2·k)，抗壓強(qiáng)度達(dá)到69kPa，在垂直板面方向能夠達(dá)到0.1MPa抗拉強(qiáng)度。粘貼保溫板，需要從底部邊角開始，使保溫板在上下鍵交錯排列，確保相鄰板材間對齊，不存在縫隙。針對勒腳位置，考慮環(huán)境濕度較大，容易導(dǎo)致保溫板受潮，需使用技術(shù)聚苯板粘貼。考慮到因外界因素影響保溫板可能出現(xiàn)熱脹冷縮問題，導(dǎo)致保溫層結(jié)構(gòu)出現(xiàn)應(yīng)力，引發(fā)外墻裂縫，需要在保溫板上涂抹3～5mm厚防裂砂漿，并掛上耐堿網(wǎng)格布，在面層上涂抹1～2mm厚砂漿，最后完成涂料涂抹。采用粘貼砂漿方式將造成保溫層承重過大，應(yīng)按照梅花狀形式排布膨脹螺栓，每m2布置6～10個錨固點(diǎn)，與保溫板邊緣保持100～150mm距離。通過科學(xué)施工加強(qiáng)室內(nèi)保溫，減少能源消耗，能夠達(dá)到節(jié)能目標(biāo)。

針對建筑物的屋面，需完成保溫隔熱層施工，防止室內(nèi)溫度流失?？紤]到土木工程屋頂跨度較大，應(yīng)選用鋼結(jié)構(gòu)材料施工，運(yùn)用鈑金屋面技術(shù)與鋼結(jié)構(gòu)匹配。在保溫材料選用方面，應(yīng)選用輕質(zhì)、儲熱性能佳的材料，同時加強(qiáng)防水技術(shù)運(yùn)用，確保屋面施工質(zhì)量。在施工實踐中，完成屋面結(jié)構(gòu)鋼網(wǎng)架找坡后，可以焊接鋼支托，上部安裝H鋼柱檁條，并在主檁條上安裝C型鋼次檁條。選用0.47mm厚壓型鋼板作為底板，上部設(shè)置開口內(nèi)檁，鋪設(shè)75mm厚帶夾筋的貼面玻璃棉氈，然后覆蓋0.6mm厚鋼板。選用鍍鋁鋅基板進(jìn)行屋面施工，擁有更高耐久性，覆蓋厚度達(dá)25μm的納米強(qiáng)化聚酯涂層，擁有紅外線反射、抗氧化等功能。選用容重不超16kg/m3的玻璃棉氈，導(dǎo)熱系數(shù)不超0.038W/(m2·k)，內(nèi)側(cè)帶有防潮防腐貼面，能夠發(fā)揮保溫、隔熱、防潮等作用。使用過程中采用丁基膠密封膠帶進(jìn)行結(jié)構(gòu)密封處理，可以使結(jié)構(gòu)保持較好氣密性，取得理想保溫效果，滿足屋面節(jié)能施工要求。

在門窗節(jié)能施工方面，工程處于朝南方向，建筑面積和門窗面積比例不超0.35，確保滿足夏季散熱要求，獲得較強(qiáng)溫控能力。為確保門窗在冬季充分發(fā)揮保溫作用，需選用雙層中空玻璃，確保冬季日照充足的同時，充分發(fā)揮隔熱功能。選用鋁合金門窗，為增強(qiáng)結(jié)構(gòu)氣密性，施工時需要完成減壓槽設(shè)置，使窗洞口達(dá)到0.9～1.2m進(jìn)深，進(jìn)風(fēng)口高度在2.1～2.8m之間，寬度達(dá)到7m，能夠增強(qiáng)門窗氣密性，優(yōu)化建筑保溫性能。在施工實踐中，選用的鋁型材壁厚達(dá)到1.5mm，玻璃為5+9A+5+9A+5LOW-E中空玻璃。在結(jié)構(gòu)墻體和門窗外框之間，使用彈性閉孔材料進(jìn)行縫隙填充，外部使用硅酮密封膠加強(qiáng)結(jié)構(gòu)密封效果。在邊框和玻璃下部接觸位置，鋪設(shè)5mm厚橡皮墊，四周使用密封膠進(jìn)行處理。

考慮到建筑屋面面積較大，需要在屋面鋪設(shè)太陽能板，利用供電儲能技術(shù)將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，配備蓄電池組進(jìn)行能量儲存。將熱能驅(qū)動當(dāng)成是基礎(chǔ)，配備吸附式制冷機(jī)加強(qiáng)空調(diào)制冷效果，能夠減少空調(diào)運(yùn)行產(chǎn)生的能耗。在屋面面層安裝太陽能光電板，將網(wǎng)架支托當(dāng)成是主托架，對鋁合金輻框進(jìn)行安裝固定。在框架上安裝中空太陽能光伏玻璃，并使用雙面膠條進(jìn)行固定，使用泛水板和結(jié)構(gòu)膠進(jìn)行密封，能夠形成完整屋面系統(tǒng)，發(fā)揮采光、發(fā)電、防水等作用。在整個施工過程中，可以利用專用夾具進(jìn)行光伏組件安裝，無需在金屬屋面上開洞、打孔，因此不會造成原結(jié)構(gòu)受到破壞，確保屋面擁有良好保溫隔熱性能，充分體現(xiàn)施工方案的節(jié)能特性。

3.3.2 環(huán)保施工

在土木工程環(huán)保施工方面，重點(diǎn)需要達(dá)到粉塵、污水、固廢等污染控制目標(biāo)，有效保護(hù)環(huán)境的同時，實現(xiàn)節(jié)能降耗施工。結(jié)合項目特征，首先需要加強(qiáng)施工揚(yáng)塵控制。根據(jù)現(xiàn)場條件需要緊湊完成臨時設(shè)施布置，盡可能減少施工占地的同時，做到使施工場地100%覆蓋砂土，并對路面進(jìn)行100%硬化，對現(xiàn)場進(jìn)行100%圍蔽，同時達(dá)到節(jié)地和減少揚(yáng)塵等目標(biāo)。在材料運(yùn)輸環(huán)節(jié)，需要做好綁扎和覆蓋，確保車輛密封性，防止出現(xiàn)材料外協(xié)等情況。考慮到部分砂土材料將粘在車輛底部，容易引發(fā)二次揚(yáng)塵，需要做到100%清洗車輛，并通過合理規(guī)劃運(yùn)輸通道縮短運(yùn)輸路徑。針對拆除工程，則需實現(xiàn)100%灑水降塵。針對施工使用的機(jī)械設(shè)備，同樣應(yīng)做好清潔工作，利用吸塵器等設(shè)備去除吸附的灰塵，將施工區(qū)目測揚(yáng)塵高度控制在0.5m以下。

考慮到工程施工期間水資源需求較大，容易產(chǎn)生大量污水，需采用中水回用系統(tǒng)進(jìn)行污水回收處理，將回收水資源用于沖洗車輛等操作，達(dá)到節(jié)約水資源的目的。而處理后的中水含氮、磷等元素較低，不會給環(huán)境帶來過多影響。針對工程附近的污水，通過設(shè)置大容量水池和建立現(xiàn)場排水系統(tǒng)進(jìn)行全面收集。配備循環(huán)用水裝置，能夠?qū)τ晁统袎核M(jìn)行收集。在污水處理方面，主要采用膜過濾技術(shù)進(jìn)行水質(zhì)凈化處理，搭配采用活性碳吸附、混凝沉淀方式進(jìn)行污水處理，確保取得理想處理效果。與此同時，需要收集雨水加強(qiáng)水資源儲備，用于灑水等環(huán)節(jié)，有效減少資源損耗。在施工實踐中，應(yīng)布設(shè)截污掛籃，完成初期收集雨水的棄流過濾，存入到專門蓄水箱中，然后利用雨水提升泵輸送至深度過濾器中，經(jīng)過濾、消毒處理后使用。

項目規(guī)模較大，施工現(xiàn)場需要使用大量機(jī)械設(shè)備和人員，將產(chǎn)生大量電能消耗。為節(jié)約電能，針對變壓器采用節(jié)能技術(shù)，使施工產(chǎn)生的電力負(fù)荷始終在可控范圍內(nèi)。選用節(jié)能型變壓器，并優(yōu)化供配電系統(tǒng)施工方案，選用銅芯導(dǎo)線進(jìn)行線路合理布設(shè)，縮短線路長的同時減少無功損耗，能夠達(dá)到節(jié)電目標(biāo)。在施工照明方，根據(jù)環(huán)境條件選擇發(fā)光效率高的設(shè)備，盡可能使用自然光源和節(jié)能光源，有效減少施工能耗。針對臨時用電裝置，配備自動化設(shè)備加強(qiáng)管控，根據(jù)環(huán)境照明條件進(jìn)行開關(guān)控制，減少不必要的電能損耗。針對機(jī)械設(shè)備建立檔案，記錄用電、用油等數(shù)據(jù)，通過定期檢查嚴(yán)控設(shè)備耗用資源，并督促人員落實檢修維護(hù)工作，保證設(shè)備始終處于高效運(yùn)行狀態(tài)，達(dá)到降低設(shè)備耗能的目標(biāo)。

在固廢管理方面，按規(guī)定需要分類收集、堆放，并進(jìn)行統(tǒng)一處理。為減少材料浪費(fèi)，制定詳細(xì)材料使用計劃，并對施工工序進(jìn)行合理安排，通過一次成優(yōu)加強(qiáng)資源利用。如在鋼筋施工方面，采用機(jī)械連接技術(shù)進(jìn)行處理，最大限度減少材料用量。在混凝土泵送施工期間，利用水洗泵送方式加強(qiáng)管道中材料利用。

3.4 施工效果

從工程施工效果來看，通過加強(qiáng)各種節(jié)能綠色環(huán)保技術(shù)運(yùn)用，完成了標(biāo)準(zhǔn)化工地建設(shè)，被評價為省級綠色施工工地，在土木工程施工污染控制方面作出了示范。而從工程節(jié)能效果來看，成功減少了水、電等各種資源損耗，同時加強(qiáng)了太陽能等可再生能源利用，能夠為工程建設(shè)和運(yùn)行帶來可觀經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。

結(jié)語：

在土木工程施工期間，運(yùn)用節(jié)能綠色環(huán)保技術(shù)能夠通過減少資源能源損耗帶來更多綜合效益，加快行業(yè)轉(zhuǎn)型升級的同時，維持經(jīng)濟(jì)和環(huán)境和諧發(fā)展。而通過選用節(jié)能材料、運(yùn)用環(huán)保工藝等方法提高工程整體施工水平，還要結(jié)合工程實際建設(shè)需求合理編制施工方案，從節(jié)能和環(huán)保兩方面科學(xué)應(yīng)用各種施工技術(shù)，以便取得理想施工效果，為工程可持續(xù)發(fā)展提供保障。