節(jié)能環(huán)保背景下高層建筑綠色施工技術(shù)*

李 坤 李孟強 范宇航 王子晴 張金國

(中建八局第二建設有限公司 濟南 250000)

伴隨城市化進程的加快,高層建筑數(shù)量不斷增加,其施工活動對資源環(huán)境造成的負荷與日俱增。建筑工程施工涉及大量能源消耗,還會產(chǎn)生揚塵、噪聲、廢水、固體廢棄物等多種污染物,對周邊生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成嚴重威脅。因此,構(gòu)建資源節(jié)約型、環(huán)境友好型施工模式迫在眉睫,成為提升建筑業(yè)可持續(xù)發(fā)展水平的關鍵所在。在此背景下,積極推廣并不斷優(yōu)化完善高層建筑綠色施工技術(shù),對于促進行業(yè)綠色轉(zhuǎn)型、實現(xiàn)人與自然和諧共生意義深遠。

1 綠色施工技術(shù)概述

1.1 綠色施工技術(shù)的概念

綠色施工技術(shù)指的是在建筑工程施工全過程中,采取科學合理的技術(shù)手段,最大限度地節(jié)約資源、保護環(huán)境、減少污染的一系列理念和方法。該技術(shù)的核心目標是實現(xiàn)工程項目與生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)統(tǒng)一,促進建筑業(yè)可持續(xù)發(fā)展。具體包括節(jié)約土地、水、能源等自然資源,降低建筑廢棄物、噪音、揚塵等對環(huán)境的不利影響,優(yōu)化施工工藝流程,選用環(huán)保新型材料等多方面內(nèi)容。通過綠色施工技術(shù)的實施,可顯著減少施工對環(huán)境造成的負荷,確保工程質(zhì)量安全的同時,實現(xiàn)資源節(jié)約與環(huán)境保護。

1.2 綠色施工技術(shù)的發(fā)展歷程

綠色施工技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了一個逐步演進的過程。20世紀70年代,隨著環(huán)境問題日益嚴重,可持續(xù)發(fā)展理念開始興起,人們意識到必須采取措施保護生態(tài)環(huán)境。建筑業(yè)作為資源消耗大戶,首當其沖需要轉(zhuǎn)變發(fā)展模式。

進入21世紀后,越來越多國家和地區(qū)制定相關政策法規(guī),大力推廣綠色建筑理念,綠色施工技術(shù)逐漸成為解決建筑業(yè)環(huán)境問題的重要手段。目前,通過持續(xù)的技術(shù)創(chuàng)新,綠色施工技術(shù)已涉及建筑全生命周期,覆蓋設計、材料選擇、施工作業(yè)流程、廢棄物處理等諸多環(huán)節(jié),形成了較為系統(tǒng)完備的理論體系和實踐經(jīng)驗,正在廣泛應用于各類建筑工程中[1]。

2 綠色施工技術(shù)的基本原則

2.1 節(jié)約資源,減少浪費

建筑工程施工涉及大量自然資源消耗,如土地、水、能源、原材料等,同時也產(chǎn)生大量建筑垃圾和其他廢棄物。有效控制資源消耗及減少廢棄物排放,對于保護環(huán)境、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展意義重大。綠色施工技術(shù)要求從工程設計、材料選擇、施工作業(yè)組織等各個環(huán)節(jié)入手,優(yōu)化資源配置,提高利用效率;合理調(diào)度施工計劃,精細化管理,降低資源浪費;推廣新工藝、新技術(shù),擴大可再生資源應用范圍;加強對廢棄物的分類回收和資源化利用,最大限度延長資源壽命周期,將資源損耗降至最低。

2.2 環(huán)保優(yōu)先,綠色施工

建筑施工過程中存在揚塵、噪聲、固體廢棄物、廢水等多種污染源,對周邊環(huán)境產(chǎn)生不利影響。綠色施工技術(shù)要求優(yōu)先考慮施工作業(yè)對生態(tài)環(huán)境的影響,采取有效措施從源頭預防和控制污染,努力實現(xiàn)施工過程中的污染物零排放。具體包括:合理布置施工現(xiàn)場,采用環(huán)保型施工機具和工藝;加強廢棄物分類管理,提高資源化利用水平;采用環(huán)保型新型建材,減少有毒有害物質(zhì)排放;建立污染物處理設施,凈化尾氣、廢水和固體廢棄物等。通過綠色施工,最大程度避免施工對大氣、土壤、水體等環(huán)境要素的破壞,維護生態(tài)平衡。

2.3 全過程控制,持續(xù)改進

綠色施工技術(shù)需要貫徹全過程控制和持續(xù)改進的理念。建筑工程施工是一個復雜的系統(tǒng)工程,涉及設計、準備、實施、驗收等多個階段,每個環(huán)節(jié)都可能產(chǎn)生資源浪費和環(huán)境污染。因此,必須從工程立項伊始,就把綠色理念貫穿于整個施工過程之中,對各個環(huán)節(jié)實行嚴格管控,避免分區(qū)分段帶來的系統(tǒng)性風險。同時,要建立健全的綠色施工管理體系,制定完善的作業(yè)流程和質(zhì)量控制標準,定期開展績效評估,持續(xù)優(yōu)化和改進施工方案,不斷提高綠色施工技術(shù)在實踐中的適用性和有效性,達到動態(tài)調(diào)整、持續(xù)改進的目標,推動綠色施工技術(shù)不斷完善和發(fā)展[2]。

3 基于節(jié)能環(huán)保的高層建筑綠色施工技術(shù)

3.1 節(jié)能減排技術(shù)

3.1.1 建筑設計優(yōu)化

科學合理的設計方案可以最大限度減少施工過程中的能源消耗和污染物排放。具體包括合理布局建筑總平面,優(yōu)化總平面布局、單體布局和建筑形態(tài),降低建筑本身的能耗;優(yōu)化建筑設計,采用被動式節(jié)能技術(shù),如太陽能利用、自然通風等,減少對供暖、制冷和照明等的需求;采用模塊化設計,提高構(gòu)件預制率,減少現(xiàn)場濕作業(yè),從而降低施工能耗和揚塵污染;合理選擇建筑朝向,利用自然采光和通風,減少人工照明和空調(diào)的使用;采用先進的計算機輔助設計和模擬仿真技術(shù),優(yōu)化建筑性能,做到因地制宜、因陋就簡。通過優(yōu)化設計,可以顯著降低后續(xù)施工和運營階段的資源消耗。設計優(yōu)化需要立足全生命周期節(jié)能理念,綜合考慮建筑使用功能、氣候環(huán)境、施工工藝、運營成本等多方面因素,充分發(fā)揮建筑設計在綠色施工中的引領和導向作用,為后續(xù)綠色施工奠定堅實基礎。

3.1.2 節(jié)能材料應用

合理選用節(jié)能環(huán)保型材料,可以從源頭上減少能源消耗和污染物排放。在材料選型時,應優(yōu)先考慮其在整個生命周期中的環(huán)境影響,注重可再生性、低耗能、低排放、綠色環(huán)保等特性。例如,可采用摻合適外加劑的混凝土,提高其工作性能,從而減少運輸和施工過程中的能耗;利用鋼結(jié)構(gòu)或鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)代替純混凝土結(jié)構(gòu),減輕自重,降低建筑物本身的能耗;采用絕熱性能優(yōu)良的外墻外保溫系統(tǒng),提高建筑物的保溫性能,節(jié)省采暖和空調(diào)能耗;選擇低輻射性能好的玻璃,減少熱量損失;采用新型綠色環(huán)保型保溫隔熱材料和裝飾裝修材料,避免揮發(fā)性有機物和放射性物質(zhì)的釋放等。同時要注重材料的可循環(huán)利用,積極使用再生材料,減少資源浪費[3]。

3.2 節(jié)水環(huán)保技術(shù)

3.2.1 雨水收集利用

雨水收集系統(tǒng)通過在建筑物屋面和地面設置集水池、管道等收集設施,將降雨時的天然雨水統(tǒng)一收集起來,經(jīng)過簡單的沉淀、過濾處理后,用于建筑綠化澆灌、道路沖洗、景觀補給等非飲用用水領域,有效減少對自來水資源的依賴。具體流程詳見圖1。與自來水相比,雨水不僅無需復雜的制取和凈化工序,而且無污染、無咸味,水質(zhì)綠色環(huán)保。通過雨水收集利用,可以大幅節(jié)約城市自來水資源,減輕市政雨水管網(wǎng)壓力,防止內(nèi)澇風險。

圖1 雨水收集利用流程圖

3.2.2 中水回用系統(tǒng)

中水回用系統(tǒng)是一項重要的節(jié)水環(huán)保技術(shù),在高層建筑綠色施工中發(fā)揮著不可替代的作用。該系統(tǒng)能夠?qū)ι钗鬯筒糠止I(yè)廢水進行深度處理和凈化,使其達到非飲用水的水質(zhì)標準,然后將處理后的中水回收利用于建筑物的沖廁、綠化、清洗等場合,減少對自來水的需求。與雨水利用不同,中水回用系統(tǒng)的供水量相對穩(wěn)定持續(xù),不受天氣影響,能夠為高層建筑提供可靠的非傳統(tǒng)水源補給。一方面,通過循環(huán)利用原本被排放的廢水資源,節(jié)約了大量寶貴的自來水資源;另一方面,減少了廢水直接排放對環(huán)境造成的污染,有利于改善城市水環(huán)境質(zhì)量。此外,中水回用系統(tǒng)的建設運營成本低廉。

3.2.3 施工廢水處理

施工廢水處理是高層建筑綠色施工中節(jié)水環(huán)保的重點內(nèi)容。施工過程中產(chǎn)生的各類廢水,如混凝土澆筑廢水、鉆孔沖洗水、設備清洗水等,若直接排放將對周邊水體環(huán)境造成嚴重污染。因此,必須在施工現(xiàn)場設置廢水收集和處理設施,對施工廢水進行集中收集、沉淀、過濾、消毒等多道處理工序,使廢水達到環(huán)保排放標準后方可排放或循環(huán)利用。處理后的施工廢水可回用于混凝土攪拌、設施清洗等施工場景,減少新鮮水資源消耗。特別是混凝土澆筑廢水和鉆孔沖洗水,含有大量水泥、粉塵等懸浮顆粒物,經(jīng)過沉淀和過濾處理后,上清液可直接回用于新的混凝土拌和或鉆孔沖洗,既節(jié)約水資源,又減少了廢棄物排放[4]。

3.3 建筑垃圾處理技術(shù)

3.3.1 垃圾分類回收

垃圾分類回收是高層建筑綠色施工中減少建筑垃圾排放的重要手段。施工過程中會產(chǎn)生大量混凝土、磚塊、鋼筋、木材、塑料、金屬等各類固體廢棄物,如果集中堆放將嚴重污染環(huán)境。因此,需要在施工現(xiàn)場設置多個分類投放點,按照可回收利用與不可回收利用將建筑垃圾進行分類收集?？苫厥绽玫慕ㄖ饕ɑ炷?、磚塊、鋼筋、金屬、木材等,經(jīng)過破碎、分揀等簡單處理后,可再次用于新的建筑工程或其他領域?；炷猎善扑楹笞鳛榈缆蜂佋O料;鋼筋、金屬等可出售給專業(yè)回收公司;木材可粉碎后作為人造板原料或生物質(zhì)燃料。通過資源化利用,減少了廢棄物填埋和焚燒排放對環(huán)境的影響,實現(xiàn)了資源的再生和循環(huán)利用。相比直接處置,建筑垃圾回收利用產(chǎn)生經(jīng)濟效益,促進資源節(jié)約型社會建設。

3.3.2 垃圾無害化處理

對于不可回收利用的建筑垃圾,必須采取無害化處理措施,防止對環(huán)境造成二次污染。主要處理方式有填埋和焚燒。填埋是將建筑垃圾運送至專門的垃圾填埋場,分層壓實后用土覆蓋,實現(xiàn)永久隔離與安全存儲。為減少填埋物的體積和毒性,需要對原生垃圾進行預處理,如壓實、去除有毒有害物質(zhì)等。同時要對填埋場地質(zhì)條件、防滲漏、滲濾液收集處理等進行專業(yè)規(guī)劃設計,并在填埋過程中實施嚴格管理,避免污染物滲漏擴散。焚燒是將建筑垃圾在高溫下完全燃燒分解,減小體積并回收廢熱能源。焚燒處理需使用專業(yè)垃圾焚燒爐,配備高效除塵、脫硫、脫硝等凈化裝置,確保尾氣達標排放[5]。

4 結(jié)語

在節(jié)能環(huán)保大背景下,高層建筑綠色施工技術(shù)正逐步完善并廣泛應用,主要包括節(jié)能減排技術(shù)、節(jié)水環(huán)保技術(shù)和建筑垃圾處理技術(shù)三大類。通過建筑設計優(yōu)化、節(jié)能材料應用、施工機械節(jié)能等多種途徑,實現(xiàn)施工過程的能源消耗和污染物排放大幅下降。雨水收集利用、中水回用系統(tǒng)、施工廢水處理等節(jié)水環(huán)保技術(shù),則從源頭上減少了對寶貴水資源的需求。同時,建筑垃圾分類回收和無害化處理措施,促進了資源的循環(huán)利用,避免了對生態(tài)環(huán)境的進一步破壞。上述各項綠色施工技術(shù)有力地體現(xiàn)了節(jié)約資源、保護環(huán)境、減少浪費的理念,為建筑業(yè)可持續(xù)發(fā)展注入了新的動力。