綠色施工技術(shù)在房建施工技術(shù)中的應(yīng)用研究

楊清釧 宋瑛瑛 李 鑫 涂敏祥 俞 暢

1 項目概況

某公路工程服務(wù)區(qū)綜合建筑項目，承擔(dān)該服務(wù)區(qū)綜合性的服務(wù)、商務(wù)、辦公和居住等多方面的職能。該項目總建筑面積約1.5 萬m2，其中地上建筑面積約1.47 萬m2，地下建筑面積約300 m2，建筑高度為27.55 m，包括地上二層、局部夾層和局部地下一層。該建筑主體結(jié)構(gòu)采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，大廳屋面為網(wǎng)架，抗震設(shè)防烈度為9 度，設(shè)計使用年限為50 年。

在前期項目論證分析過程中，研究人員結(jié)合實際情況分析后發(fā)現(xiàn)，該項目所處區(qū)域為山地地形，交通路網(wǎng)較為稀疏，而且生態(tài)環(huán)境較為脆弱。在實際施工過程中存在以下困難：施工中產(chǎn)生的固體廢棄物難以及時運離現(xiàn)場；廢水和揚塵等問題可能對周邊環(huán)境造成嚴(yán)重影響；該地區(qū)氣候條件較為惡劣，對于施工效率和施工質(zhì)量將產(chǎn)生不利影響[1]。綜合考慮以上幾方面問題，施工單位綜合研究后決定全面推行綠色施工技術(shù)開展作業(yè)。

2 綠色施工技術(shù)在建筑項目中的應(yīng)用

2.1 應(yīng)用BIM技術(shù)規(guī)劃整體施工

通過前期勘查作業(yè)獲知，該項目施工過程中可用場地較為狹小，且存在施工深化設(shè)計要求高與施工安全風(fēng)險高等難點。針對這些問題，技術(shù)部門應(yīng)用建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）技術(shù)，將前期勘查數(shù)據(jù)輸入計算機軟件，由此建立BIM 模型，如圖1 所示。

圖1 服務(wù)區(qū)綜合建筑項目BIM 模擬圖（來源：作者自繪）

一方面，通過仿真模型，對該工程重點施工方案與關(guān)鍵施工工藝進行模擬仿真，并在仿真過程中調(diào)整材料用量、占地面積等指標(biāo)，確保在滿足房建工程使用和安全系數(shù)等方面要求前提的下，將材料和空間占用量降至最低水平[2]。另一方面，研究人員應(yīng)用BIM 技術(shù)對該工程施工用地問題進行綜合分析，并通過Revit 軟件模擬環(huán)形通路的鋪設(shè)方案，采用臨時道路與永久道路相結(jié)合的方式指導(dǎo)鋪設(shè)施工現(xiàn)場道路，真正做到“永臨結(jié)合”，減少資源浪費。

2.2 綠色施工技術(shù)在施工材料方面的應(yīng)用

為實現(xiàn)該項目施工過程中的減排目標(biāo)，工程技術(shù)人員較為重視新材料的應(yīng)用。在實際施工過程中，通過以下幾方面達成預(yù)期目標(biāo)：第1，墻面環(huán)保材料選用具備較高防水性與透氣性能的纖維水泥漿涂覆建筑外墻外立面，并使用1 : 3 的聚合物水泥砂漿找平處理墻面。第2，針對內(nèi)部公共空間墻體的建筑材料，選用聚氯乙烯（Polyvinyl Chloride，PVC）環(huán)保墻紙和木纖維墻紙材料，這些材料可有效避免甲醛等氣體的產(chǎn)生，也能兼顧審美需要。第3，為進一步降低室內(nèi)與室外環(huán)境之間的熱傳導(dǎo)，避免室內(nèi)溫度上升過快，使用低輻射鍍膜玻璃取代普通玻璃。

在外墻墻體的施工作業(yè)中，施工人員從降低墻體結(jié)構(gòu)的角度著手，外墻裝飾面選用本土石材作為主要材料，將外墻傳熱系數(shù)降至0.38 W/ （m2·K）的較低水平。確定該材料后，采用濕鋪貼模式進行墻體施工作業(yè)。在該模式下，首先使用標(biāo)號為32.5 的白水泥對施工區(qū)域進行防堿處理。處理完成后，確定石材與鋼筋網(wǎng)至少具備5 個銜接點，并使用不銹鋼材料的金屬絲有效銜接石材與鋼筋網(wǎng)。在鋪貼的注漿環(huán)節(jié)，采用分層灌注方式加以實施，每層灌注高度設(shè)置為180 mm，待其完全初凝后再灌注水泥砂漿，并在灌漿完成后將石材逐步鋪貼到墻面上。

在外窗的施工作業(yè)中，使用最新的高效節(jié)能門窗取代傳統(tǒng)的塑鋼結(jié)構(gòu)，其傳熱系數(shù)可達到2.3 W/（m2·K）的水平。在具體施工時，首先使用墨斗彈線確定外窗安裝位置，將窗戶成功嵌入墻體，然后使用發(fā)泡聚氨酯進行填充，填充完成后再用密封膏進行嵌縫處理，完成施工作業(yè)[3]。

2.3 綠色施工技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)焊接環(huán)節(jié)的應(yīng)用

針對以往建筑鋼結(jié)構(gòu)施工焊接過程中普遍存在的金屬物飛濺、煙塵和有害氣體等問題，施工單位技術(shù)部門研究后決定，采用冷金屬過渡焊接技術(shù)（Cold Metal Transfer，CMT）取代傳統(tǒng)焊接技術(shù)，具體流程如下：第1，準(zhǔn)備焊接工作區(qū)域并清潔表面，以確保焊接接頭質(zhì)量。同時，選擇合適的焊接設(shè)備、電極和絲材，并設(shè)置適當(dāng)?shù)暮附訁?shù)，本次設(shè)置參數(shù)如下：焊絲直徑為1.2 mm，焊絲材料為316L不銹鋼，保護氣體為97.5%Ar+2.5%O2的混合氣體。第2，使用焊接夾具將要焊接的工件和焊接部件進行定位和固定。第3，啟動CMT 焊接過程的電弧預(yù)熱待焊接的鋼材。第4，開始噴絲和焊接過程。CMT 焊接技術(shù)通過脈沖電弧和絲材的旋轉(zhuǎn)與推送相結(jié)合，精確控制焊絲的噴射和退縮，以實現(xiàn)穩(wěn)定而精確的焊接。同時在焊接過程中，由焊工根據(jù)需要適時控制絲材的推送和退縮，以保持合適的噴絲電弧和金屬傳輸。第5，完成焊接后，進行冷卻和后處理[4]。

2.4 綠色施工技術(shù)在混凝土澆筑環(huán)節(jié)的應(yīng)用

在混凝土澆筑環(huán)節(jié)中，為貫徹綠色施工技術(shù)的相關(guān)理念，施工單位重點針對材料優(yōu)選和降低振搗過程中的噪聲兩方面進行研究，決定采用自密實混凝土施工技術(shù)。該技術(shù)能夠使混凝土拌和物具備高填充性與高流動性特點，減少振搗噪聲，提升硬化后混凝土的耐久性和力學(xué)性能。

在具體應(yīng)用中，將水（使用處理后的中水）、磨細(xì)礦渣粉、級配石子、Ⅱ區(qū)中砂、高細(xì)度水泥、硅粉以及緩凝高效減水劑按照一定的配合比配置完成并攪拌均勻，從而獲得性能優(yōu)良的自密實混凝土。最后，采用大型混凝土泵車運輸并由施工人員手持輸送管道進行澆筑。

在具體的混凝土澆筑過程中，施工單位將綠色施工技術(shù)落實到澆筑過程的多個細(xì)節(jié)中，具體表現(xiàn)在以下幾方面：第1，在進行澆筑過程的中，針對混凝土澆筑區(qū)域進行臨時封閉處理，以降低噪聲對其他施工工序的影響。第2，在澆筑過程中，由操作人員在施工區(qū)域上方進行噴霧處理，以降低混凝土澆筑環(huán)節(jié)帶來的揚塵問題。第3，為降低機械設(shè)備的使用時間和能耗，針對不同的澆筑區(qū)域特點分別采用不同的澆筑策略。對于高度不足2.0 m 的墻面，應(yīng)采取自由下落的方式進行澆筑；而對于高度超過2.0 m 的墻面，則應(yīng)采取滑膜導(dǎo)流方式完成相應(yīng)的澆筑工作。第4，在澆筑完成后，對于本施工環(huán)節(jié)產(chǎn)生的砂石和土石方類建筑垃圾，使用填埋、墊路等方法提升其再利用率，使該項指標(biāo)可以達到50%以上。

2.5 污水處理技術(shù)應(yīng)用

在本項目施工過程中，不可避免會產(chǎn)生一定量的建筑排水和生活廢水，而且污水難以及時運至污水處理廠。為降低污染問題，提升水資源的節(jié)約效果，工程單位采用原位處理方法對污水進行處理。

處理過程主要包括以下幾個步驟：第1，收集施工過程中產(chǎn)生的污水；第2，在污水中投入聚合氯化鋁（Polyaluminum Chloride，PAC）并快速混合，確保PAC 在污水中發(fā)生水解，使得污水中的微小顆?？梢援a(chǎn)生團聚，最終去除水中的含磷污染物質(zhì)；第3，將聚丙烯酰胺（Polyacrylic Amide，PAM）和污水進行快速攪拌混合以實現(xiàn)沉淀的效果，并通過常規(guī)固液分離方式去除沉淀物；第4，使用過濾設(shè)備處理沉淀后的廢水；第5，使用紫外線（Ultraviolet，UV）燈具對過濾后的廢水進行消毒，確保其轉(zhuǎn)變?yōu)橹兴蛊渚哂醒h(huán)應(yīng)用價值[5-6]。

2.6 可再生能源利用

本次施工采取提高太陽能利用率的方法，通過可再生能源的利用降低對電能的需求。在施工場地布置環(huán)節(jié)，采用太陽能電池板材料（圖2），并將其與蓄電池相連，為施工過程中使用的照明燈具提供電能。通過利用太陽能發(fā)電，能減少對傳統(tǒng)電能的依賴。

選擇太陽能鍋爐蓄能器作為一種新型的熱能蓄能裝置，它能夠通過太陽能收集和儲存熱能，并在需要時釋放出來，用于供應(yīng)建筑的熱水等熱能需求。通過采用這種裝置，可以減少對傳統(tǒng)能源的使用，提高能源利用效率。在此基礎(chǔ)上，為進一步避免太陽能鍋爐蓄能器在使用過程中造成的熱能浪費等問題，施工單位技術(shù)部門綜合研究后，決定采用FX3U-48M 型智能控制系統(tǒng)調(diào)整太陽能鍋爐蓄能器的運行工況，使之始終與實際能量需求相契合。

2.7 降塵措施的應(yīng)用

為避免施工過程中揚塵問題造成周邊環(huán)境污染，工程單位應(yīng)用如下措施實現(xiàn)降塵目標(biāo)。首先，使用級配石、爐渣或砂石等材料進行必要的路面硬化。根據(jù)天氣變化情況，每天進行5 ～10 次的灑水作業(yè)，以減少道路揚塵問題。其次，施工現(xiàn)場所用的碎石和砂等材料，由于不具備庫房存放條件，全部采用嚴(yán)密苫蓋措施，避免其受到風(fēng)力影響而出現(xiàn)揚塵。再次，施工場地專門規(guī)劃垃圾清運道路，在施工垃圾的清理過程中，均使用封閉容器吊運，并在清運過程中增加灑水次數(shù)以實現(xiàn)降塵。最后，對運輸中容易散落飛揚、流漏物料的車輛，應(yīng)用覆蓋措施將其封閉嚴(yán)密，最大限度降低揚塵問題的發(fā)生概率。

3 對綠色施工技術(shù)應(yīng)用效果的相關(guān)評價

在本次房建工程施工完成后，由施工方、監(jiān)理方和業(yè)主方共同組織評估工作小組，檢驗綠色施工技術(shù)的應(yīng)用效果。

評估過程參考《綠色建筑評價標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 50378—2019）中的具體要求進行，評估方法則應(yīng)用層次分析法（AHP），具體流程如下：第1，應(yīng)用文獻識別和專家訪談方法確定本次綠色施工技術(shù)效果的驗收評價指標(biāo)，主要包括綠色施工理念、資源節(jié)約與保護、環(huán)境保護和綠色施工綜合管理4 項。第2，在確定評價指標(biāo)后，編制正向五級量表，面向該項目的施工方、業(yè)主方和監(jiān)理方等多部門人員發(fā)放調(diào)查問卷進行調(diào)查。調(diào)查完成后，回收有效問卷，對調(diào)查數(shù)據(jù)進行整理。第3，基于整理得到的調(diào)查數(shù)據(jù)，應(yīng)用AMOS 23.0 軟件求解評價指標(biāo)的權(quán)向量，并進一步應(yīng)用專家打分方法構(gòu)建各種風(fēng)險的單因素隸屬矩陣。第4，應(yīng)用五級評分標(biāo)準(zhǔn)，并基于單因素矩陣進行模糊綜合評價，對各個指標(biāo)進行打分，最終得到的評分?jǐn)?shù)據(jù)如表1所示。

根據(jù)表1 中的數(shù)據(jù)，基于最大隸屬度原則等進行綜合評估后確定，在本次房建工程項目中，綠色施工技術(shù)應(yīng)用效果整體評級為“較高”，且該評價與項目施工作業(yè)中的實際表現(xiàn)基本契合。這表明在本次房建工程施工作業(yè)中，綠色施工技術(shù)在各個方面，基本能夠嚴(yán)格按照技術(shù)要求執(zhí)行與落實，也證明了本次綠色施工技術(shù)的應(yīng)用具有一定的現(xiàn)實意義。

4 結(jié)語

在本次研究工作中，以某公路工程服務(wù)區(qū)建筑項目為研究對象，結(jié)合實際情況對該項目中的綠色施工技術(shù)從多角度應(yīng)用方面進行較為全面的探究，并應(yīng)用AHP 對綠色施工技術(shù)的應(yīng)用效果進行評價。結(jié)果顯示，本次房建工程項目中的綠色施工技術(shù)整體應(yīng)用水平較高，對同類施工項目具有良好的推廣和參考價值。