綠色施工技術(shù)在高層建筑中的應(yīng)用研究

單 川 張 章 劉 佩 李小偉 郭云南

高層建筑是指建筑高度大于27 m的住宅建筑和建筑高度大于24 m 的非單層廠房、倉(cāng)庫(kù)和其他民用建筑。在高層建筑施工過程中，會(huì)產(chǎn)生大量廢棄物，如廢鋼筋、廢鋼材和廢玻璃等。若處理不當(dāng)，不僅會(huì)占用大量土地，而且會(huì)嚴(yán)重污染環(huán)境。同時(shí)，在施工過程中會(huì)消耗大量水資源，如果不能充分利用水資源，會(huì)造成資源浪費(fèi)，增加施工成本。此外，在施工過程中還會(huì)消耗大量能源，如電力和燃料等，如果能源利用不當(dāng)會(huì)造成能源浪費(fèi)。

綠色施工技術(shù)是一種以可持續(xù)性和環(huán)保為導(dǎo)向的建筑施工方法，旨在減少施工活動(dòng)對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響，最大限度節(jié)約資源，提高能源利用率，創(chuàng)造更健康和宜居的建筑環(huán)境。該技術(shù)通過一系列綠色施工方法和策略，減少能源消耗和碳排放，避免水資源浪費(fèi)，減少?gòu)U棄物。在高層建筑施工過程中應(yīng)用綠色施工技術(shù)具有重要意義，不僅有助于減輕環(huán)境負(fù)擔(dān)，而且能夠提高建筑的經(jīng)濟(jì)效益和人們的居住體驗(yàn)。

1 綠色施工技術(shù)在高層建筑中的應(yīng)用現(xiàn)狀

綠色施工不是傳統(tǒng)施工目標(biāo)“質(zhì)量、進(jìn)度、成本、安全”的升級(jí)，而是需要在整個(gè)施工過程中系統(tǒng)地考慮能源節(jié)約、環(huán)境保護(hù)和資源利用等。雖然我國(guó)已經(jīng)出臺(tái)了很多綠色施工的政策和標(biāo)準(zhǔn)，但是這些政策和標(biāo)準(zhǔn)不夠完善且未能有效執(zhí)行。究其根本是部分地方政府部門在項(xiàng)目審批時(shí)未從環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展的角度去評(píng)估項(xiàng)目，導(dǎo)致建設(shè)單位在項(xiàng)目申報(bào)立項(xiàng)的時(shí)候只考慮眼前利益，忽視對(duì)環(huán)境的影響。

目前，建筑行業(yè)已經(jīng)普遍認(rèn)識(shí)到綠色施工的重要性，但在實(shí)際施工過程中，仍然有部分施工企業(yè)為節(jié)約成本而忽視綠色施工，選擇傳統(tǒng)的施工技術(shù)和方法。綠色施工技術(shù)的應(yīng)用需要其他專業(yè)技術(shù)的支持，如建筑材料、施工工藝和能源利用等。施工企業(yè)缺乏相關(guān)技術(shù)的了解和認(rèn)知，使得綠色施工技術(shù)的應(yīng)用存在一定阻礙。

綜上所述，綠色施工技術(shù)在高層建筑中的應(yīng)用仍然存在很多問題，需要政府、企業(yè)和社會(huì)各方共同努力，通過完善政策和制度、提高綠色施工意識(shí)及加強(qiáng)技術(shù)支持等手段，推進(jìn)綠色施工技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展。

2 綠色施工技術(shù)在高層建筑中的應(yīng)用

2.1 揚(yáng)塵控制

施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)設(shè)置封閉式的垃圾儲(chǔ)存區(qū)，集中堆放施工垃圾和廢棄物，并定期進(jìn)行清理和運(yùn)輸，減少揚(yáng)塵的產(chǎn)生，避免影響周圍環(huán)境。在施工現(xiàn)場(chǎng)還應(yīng)采用揚(yáng)塵控制措施。例如：使用灑水設(shè)備對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行定時(shí)灑水；使用擋風(fēng)板等設(shè)備避免揚(yáng)塵擴(kuò)散；遮蓋裸露地面和建筑材料以減少揚(yáng)塵的產(chǎn)生和擴(kuò)散。在拆除建筑物時(shí)要盡量避免出現(xiàn)大范圍的高空拋物，并應(yīng)設(shè)置攔截網(wǎng)等設(shè)備進(jìn)行揚(yáng)塵控制，拆除后應(yīng)及時(shí)清理建筑垃圾。為更好地控制揚(yáng)塵，施工前應(yīng)制訂合理的施工方案，合理安排施工工序、施工機(jī)械和作業(yè)時(shí)間等。此外，在施工材料的選擇上，應(yīng)盡可能選擇環(huán)保、低揮發(fā)性的施工材料，減少對(duì)周圍環(huán)境和空氣質(zhì)量的影響[1]。應(yīng)用綠色施工技術(shù)后的揚(yáng)塵控制效果如表1 所示。

表1 應(yīng)用綠色施工技術(shù)后的揚(yáng)塵控制效果

2.2 節(jié)水和節(jié)能

施工前應(yīng)制訂合理的用水計(jì)劃，計(jì)劃應(yīng)包括水資源的收集、儲(chǔ)存、使用以及回收再利用等方面。在施工過程中，可以使用先進(jìn)的節(jié)水設(shè)備，如節(jié)水龍頭和節(jié)水淋浴等，盡量避免水資源浪費(fèi)。可以利用雨水收集系統(tǒng)收集雨水，將收集的雨水用于施工現(xiàn)場(chǎng)的灑水和清洗等，減少水資源消耗。

在施工前應(yīng)制訂合理的能源利用方案，并采用高效節(jié)能的設(shè)備，如發(fā)光二極管（Light Emitting Diode，LED）燈和太陽能熱水器等，以減少能源消耗。在施工過程中，可以采用智能控制系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)施工現(xiàn)場(chǎng)的用電和用水情況并進(jìn)行智能化控制，避免能源浪費(fèi)。此外，可以采用新型可再生能源利用技術(shù)，滿足冬季供暖和夏季制冷的需求[2]。不同綠色施工技術(shù)的節(jié)水和節(jié)能效果如表2 所示。

表2 不同綠色施工技術(shù)的節(jié)水和節(jié)能效果

2.3 減少資源消耗

在建筑材料的選擇上，可以考慮使用可再生資源和可回收建筑材料，如再生鋼材和再生玻璃等，以減少自然資源的浪費(fèi)。采用預(yù)制裝配式施工技術(shù)可以減少現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)量和濕作業(yè)量，提高施工效率，避免建筑垃圾對(duì)環(huán)境的污染。同時(shí)，可以采用新型施工工藝和材料。例如：采用3D 打印技術(shù)施工建筑結(jié)構(gòu)，能夠有效減少施工時(shí)間和材料消耗量；采用自修復(fù)混凝土等新型材料可以減少施工過程中的資源消耗[3]。在施工過程中，應(yīng)合理利用建筑材料，盡量減少建筑垃圾。

2.4 建筑垃圾減量化

按照模數(shù)劃分建筑結(jié)構(gòu)，可以減少材料種類、建筑垃圾、現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)量以及濕作業(yè)量。在高層建筑施工過程中，支撐和澆筑混凝土需要使用大量模板，采用可重復(fù)使用的模板不僅能夠避免模板浪費(fèi)，還能夠提高施工效率和質(zhì)量。在高層建筑施工過程中會(huì)產(chǎn)生大量建筑垃圾，如廢鋼筋、廢鋼材、廢玻璃等，要對(duì)建筑垃圾進(jìn)行分類處理和回收再利用，以減少材料消耗和建筑垃圾[4]。

2.5 土壤保護(hù)

在施工前應(yīng)對(duì)施工區(qū)域的土壤進(jìn)行侵蝕敏感性分析，根據(jù)分析結(jié)果采取相應(yīng)的防侵蝕措施。例如：在施工區(qū)域四周設(shè)置植被緩沖帶；設(shè)置排水系統(tǒng)，避免施工過程中的水土流失；盡量減少對(duì)原始地貌的破壞，施工完成后恢復(fù)植被。

在施工過程中，應(yīng)避免使用有毒的建筑材料，避免土壤污染。在施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)設(shè)置固體廢物和有害物質(zhì)的分類收集和處理設(shè)施，嚴(yán)格管控危險(xiǎn)化學(xué)品等有害物質(zhì)。此外，應(yīng)采取土壤保護(hù)措施，如鋪設(shè)保護(hù)墊層或覆蓋層和使用可降解的臨時(shí)設(shè)施，以便減少對(duì)土壤的破壞[5]。

2.6 聲光控制

在施工現(xiàn)場(chǎng)安裝聲光控開關(guān)，可以在夜晚或低光條件下自動(dòng)打開照明設(shè)備，不僅能夠有效節(jié)約用電，而且可以減少光污染。微電腦時(shí)控開關(guān)能夠設(shè)定照明設(shè)備的使用時(shí)間和光照強(qiáng)度，可以有效避免能源浪費(fèi)和過度照明。同時(shí)，可以采用實(shí)時(shí)監(jiān)控技術(shù)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)施工現(xiàn)場(chǎng)的用電情況，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)電能浪費(fèi)問題，提高用電安全性和可靠性。無線遠(yuǎn)程抄表控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)施工現(xiàn)場(chǎng)用電情況的遠(yuǎn)程監(jiān)控，有助于管理人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，提高管理效率。

在施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置太陽能路燈，不僅可以節(jié)約電能，而且能夠提高現(xiàn)場(chǎng)的視覺效果。在大型施工機(jī)械中使用變頻技術(shù)，能夠有效控制機(jī)械的轉(zhuǎn)速和耗電量，減少噪聲對(duì)周邊環(huán)境的污染[6]。不同聲光控制技術(shù)的節(jié)能效果如表3 所示。

表3 不同聲光控制技術(shù)的節(jié)能效果

3 綠色施工技術(shù)在高層建筑中的效益

3.1 保護(hù)自然環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)

高層建筑的施工過程會(huì)產(chǎn)生揚(yáng)塵、噪聲、廢水及建筑垃圾等污染物，它們會(huì)破壞自然環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)。在高層建筑施工過程中應(yīng)用綠色施工技術(shù)，可以通過控制揚(yáng)塵、采取減噪措施、合理利用水資源和選擇環(huán)保建材等方式，最大限度地減少環(huán)境污染和資源浪費(fèi)。傳統(tǒng)施工方法往往過度消耗自然資源，導(dǎo)致生態(tài)失衡。而綠色施工技術(shù)能夠通過節(jié)約能源、減少資源消耗、提高材料可回收性和可再生性等方式，提高施工過程的環(huán)境友好性[7]。

3.2 提高施工效率和成品質(zhì)量

傳統(tǒng)施工方法存在浪費(fèi)人力、物力和財(cái)力的現(xiàn)象，導(dǎo)致施工效率低。而綠色施工技術(shù)能夠通過優(yōu)化施工方案、采用新型施工工藝和設(shè)備和合理利用資源等方式，減少施工過程的資源浪費(fèi)，提高施工效率。例如預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)和3D 打印技術(shù)能夠有效縮短施工時(shí)間，提高施工效率。

傳統(tǒng)施工方法存在施工誤差大和材料質(zhì)量不穩(wěn)定等問題，難以保證成品質(zhì)量。而綠色施工技術(shù)能夠通過嚴(yán)格控制建筑材料質(zhì)量、采用先進(jìn)的施工工藝和設(shè)備以及加強(qiáng)施工過程監(jiān)督等方式，提高成品質(zhì)量。例如，自修復(fù)混凝土等新型材料可以減少混凝土裂縫，提高建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和耐久性。雖然使用綠色施工技術(shù)會(huì)使項(xiàng)目前期投入增加，但是此技術(shù)能夠提高施工效率、減少資源浪費(fèi)、提高資源利用率、延長(zhǎng)建筑使用壽命以及降低后期維修成本，綜合來看能夠有效降低施工成本[8]。

3.3 提高建筑的可再生性和施工過程的可持續(xù)性

采用綠色施工技術(shù)，如預(yù)制裝配式技術(shù)，可以在建筑拆除后更容易回收和利用建筑材料，提高建筑的可再生性，減少資源消耗。應(yīng)用可再生能源和節(jié)能技術(shù)能夠提高施工過程的能源利用效率，減少對(duì)傳統(tǒng)能源的依賴，降低能源消耗和碳排放，提高施工過程的可持續(xù)性[9]。

3.4 提高社會(huì)效益

采用綠色施工技術(shù)能夠使施工過程具有環(huán)保性和可持續(xù)性，提高社會(huì)對(duì)建筑行業(yè)的認(rèn)可度。在施工過程中應(yīng)用此技術(shù)，能夠改善勞動(dòng)條件和工作環(huán)境，提高施工人員的生產(chǎn)效率和工作質(zhì)量。此外，施工過程中采用低噪聲設(shè)備并采取減噪措施，能夠減少施工現(xiàn)場(chǎng)的噪聲污染，降低對(duì)周邊環(huán)境和居民生活的影響，改善人們對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的負(fù)面印象。

4 綠色施工技術(shù)在高層建筑中的應(yīng)用前景

隨著人們的環(huán)保意識(shí)不斷增強(qiáng)，綠色施工技術(shù)逐漸成為建筑行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)，在高層建筑領(lǐng)域，綠色施工技術(shù)的應(yīng)用前景尤為廣闊。

1）綠色施工技術(shù)有助于降低高層建筑的環(huán)境影響。傳統(tǒng)施工方法往往伴隨大量的建筑垃圾、噪聲和空氣污染，而綠色施工技術(shù)則注重資源的高效利用和環(huán)境保護(hù)，通過采用可再生材料、節(jié)能設(shè)備和環(huán)保工藝，減少施工過程中的能源消耗和廢棄物排放，減輕環(huán)境壓力。

2）綠色施工技術(shù)有助于提高高層建筑的經(jīng)濟(jì)效益，雖初期投入相對(duì)較高，但長(zhǎng)遠(yuǎn)看，其節(jié)能、環(huán)保的特點(diǎn)能降低建筑的運(yùn)營(yíng)成本和維護(hù)費(fèi)用。符合綠色標(biāo)準(zhǔn)的建筑通常更易吸引租戶和投資者，提高建筑的租金和資產(chǎn)價(jià)值，從而帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

3）綠色施工技術(shù)符合國(guó)家政策導(dǎo)向和社會(huì)發(fā)展趨勢(shì)。隨著國(guó)家對(duì)綠色建筑和可持續(xù)發(fā)展的重視，相關(guān)政策和法規(guī)不斷完善，為綠色施工技術(shù)在高層建筑中的應(yīng)用提供了有力支持。社會(huì)對(duì)環(huán)保、健康的關(guān)注度不斷提升，綠色建筑成為市場(chǎng)新寵，推動(dòng)綠色施工技術(shù)在高層建筑中廣泛應(yīng)用。由此可見，綠色施工技術(shù)在高層建筑中的應(yīng)用前景廣闊。

但是，要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，還需要政府、企業(yè)和社會(huì)各方共同努力。政府應(yīng)加大對(duì)綠色施工技術(shù)的研發(fā)和推廣力度，制訂更完善的政策和標(biāo)準(zhǔn)；企業(yè)應(yīng)積極采用綠色施工技術(shù)，提升自身的環(huán)保形象；社會(huì)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)綠色建筑的認(rèn)知和接受度，推動(dòng)綠色建筑市場(chǎng)的健康發(fā)展。

5 結(jié)語

在高層建筑中應(yīng)用綠色施工技術(shù)，可以降低能源消耗、減少環(huán)境污染、提高建筑環(huán)境質(zhì)量、降低建筑運(yùn)營(yíng)成本，滿足建筑可持續(xù)發(fā)展需求。未來，綠色施工技術(shù)將會(huì)不斷發(fā)展，研究出更多先進(jìn)的建筑材料、智能建筑管理系統(tǒng)和碳中和技術(shù)，進(jìn)一步提高高層建筑的可持續(xù)性。