新型綠色節(jié)能技術在建筑工程施工中運用分析*

楊素海

(北京建工集團山西建設有限公司 太原 030000)

隨著全球環(huán)境問題日益加劇和社會對可持續(xù)發(fā)展目標的不斷追求,新型綠色節(jié)能技術在建筑工程施工中的應用成為了行業(yè)轉型的重要途徑,該項技術應用旨在減少建筑過程中的能源消耗和碳排放,同時提高建筑物的能效和居住舒適度,從利用高效保溫材料、采納太陽能光伏系統(tǒng),到實施精細化的施工管理和廢棄物循環(huán)利用,綠色節(jié)能技術正在逐步改變建筑行業(yè)的面貌,不斷推動著建筑行業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展。

1 新型綠色節(jié)能技術應用優(yōu)勢

1.1 有利于緩解社會資源短缺

新型綠色節(jié)能技術在建筑工程施工領域的應用,對于緩解社會資源短缺問題提供了顯著優(yōu)勢,例如采用高效保溫材料、反射性涂料等節(jié)能材料能大幅減少建筑物的能源需求,從而降低化石燃料消耗和其他非可再生資源的依賴,有效緩解能源短缺壓力,通過實施綠色施工技術不僅減少了建筑垃圾對填埋場的壓力,也重新引入了原材料市場,減輕了自然資源的開采和加工負擔,此外集成可持續(xù)能源系統(tǒng)如太陽能光伏板和風能系統(tǒng),為建筑提供清潔能源,進一步減少對傳統(tǒng)能源的需求,有助于緩解能源危機,最后智能自動化技術的應用可以優(yōu)化施工過程,提高材料和資源的使用效率,避免浪費。這些技術的綜合應用不僅促進了建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展,同時也為緩解資源短缺問題提供了實際且有效的途徑。

1.2 有利于保護周圍生態(tài)環(huán)境

新型綠色節(jié)能技術能夠顯著降低施工過程中的能源消耗和碳排放,使用高效保溫材料可以減少建筑物對外部能源的依賴,從而減少化石燃料的使用和溫室氣體的排放,并且綠色施工方法強調(diào)最小化對自然資源的侵害,通過使用經(jīng)過認證的可持續(xù)采伐木材和回收材料,可以減少森林砍伐和資源枯竭的風險。同時新型節(jié)能技術的應用促進了對周圍生態(tài)環(huán)境的考慮,如施工過程中采用的透水混凝土可以支持地下水補給,減少徑流造成的水土流失和附近水體的污染,而且太陽能和風能系統(tǒng)的集成應用也進一步減少了對環(huán)境有害的非再生能源依賴性。

此外在施工現(xiàn)場通過嚴格的廢棄物管理和高效的廢物回收系統(tǒng),可以大幅度減少建筑垃圾對環(huán)境的負擔,并且可以優(yōu)化材料的使用和運輸,降低對環(huán)境的影響。

2 案例分析

以某商業(yè)建筑項目為例,該項目致力于采用最新的綠色節(jié)能技術,以實現(xiàn)節(jié)能減排和環(huán)境可持續(xù)發(fā)展目標,在施工過程中項目團隊集成多項創(chuàng)新技術,其中項目選用的保溫材料熱阻值達到4.5 m2K/W,相比傳統(tǒng)保溫材料提升40%的熱效率,這一改進預計可每年為建筑節(jié)省約60 000 k W·h的能耗,并且建筑屋頂安裝5 000 m2的太陽能光伏板,預計平均每年可產(chǎn)生750 000 k W·h電能,滿足建筑10%電力需求,同時減少年均560 t的二氧化碳排放,此外通過引入BIM(建筑信息模型)技術及智能控制系統(tǒng),實現(xiàn)了施工過程的精細化管理和建筑運營的高效能源監(jiān)控,BIM 技術使得施工資源優(yōu)化利用率提升20%,而智能控制系統(tǒng)則通過實時調(diào)整內(nèi)部環(huán)境設置,降低了額外的能源消耗。

3 新型綠色節(jié)能技術在建筑工程施工中的具體應用分析

3.1 太陽能利用技術

太陽能利用技術作為一種代表性的綠色節(jié)能技術,正逐漸成為提高能效、減少環(huán)境影響的重要手段,太陽能利用技術主要包括太陽能光伏系統(tǒng)和太陽能熱水系統(tǒng)兩大類,兩者都可以直接利用太陽能轉化為電能或熱能,供建筑使用。其中太陽能光伏系統(tǒng)通過安裝在建筑物屋頂或墻面的光伏板,將太陽光轉換為電能,具體工作原理如圖1所示。

圖1 太陽能光伏發(fā)電原理圖

其中現(xiàn)代光伏板的平均轉換效率大約為15%～22%,說明每平方米的光伏板在理想條件下每小時可產(chǎn)生約150～220 W 的電力,而隨著技術的進步光伏材料的效率仍在持續(xù)提高中,并且集成光伏(BIPV)技術允許光伏元件與建筑結構融為一體,除了具有發(fā)電的功能外,還具備美觀節(jié)能的特點。

而太陽能熱水系統(tǒng)則是通過太陽集熱器收集太陽能,加熱水存儲在保溫水箱中供日常使用,根據(jù)相關統(tǒng)計來看,標準太陽能熱水系統(tǒng)可以覆蓋家庭70%～80%的熱水需求,能夠顯著減少對傳統(tǒng)能源的依賴和二氧化碳排放。

目前太陽能利用技術不僅在住宅建筑中得到應用,也越來越多地被商業(yè)和公共建筑所采納,如辦公樓、學校和醫(yī)院等,有效實現(xiàn)了建筑能源的自給自足和減少環(huán)境足跡,盡管初期投資相對較高,但通過政府補貼、減稅等政策支持,加之節(jié)能減排帶來的長期經(jīng)濟效益,太陽能利用技術的應用前景會更加廣闊[1]。

3.2 節(jié)能材料應用

在運用新型綠色節(jié)能技術中,節(jié)能材料的應用逐漸成為推動行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關鍵因素。能材料以其高效的保溫、隔熱或反射特性,在減少建筑能耗、降低溫室氣體排放方面發(fā)揮著至關重要的作用。

在保溫方面,高效保溫材料以聚氨酯泡沫和真空絕熱板(VIP)材料為主,聚氨酯泡沫具有極低的導熱系數(shù),通常在0.022 W/(m·K)左右,遠低于傳統(tǒng)保溫材料,意味著在相同保溫性能需求下,聚氨酯泡沫的使用厚度可以大大減少,從而降低墻體的總體厚度,提高室內(nèi)可用空間,以本次項目建筑為例,采用聚氨酯泡沫作為外墻保溫材料相比傳統(tǒng)保溫材料(如巖棉板),每年可節(jié)省約5 000 k W·h的能源消耗。而真空絕熱板(VIP)則提供了更高效的保溫解決方案,其導熱系數(shù)可低至0.004 W/(m·K),雖然VIP的成本高于其他傳統(tǒng)保溫材料,但其超薄的特性使得在節(jié)省空間的同時,還能實現(xiàn)更高效的能源利用,通過使用VIP替代標準聚苯乙烯泡沫板,墻體保溫層厚度能夠從原來的10 cm 減少到2 cm,建筑整體能耗降低約15%[2]。

同時反射型涂料是另一種常見的節(jié)能材料,該材料通過在建筑物外部涂覆,反射掉大量太陽輻射,從而減少建筑物對外界熱量的吸收,相關數(shù)據(jù)顯示高反射率涂料可以將太陽熱能反射率提高到85%以上,相比普通涂料減少約10%～15%的空調(diào)能耗,尤其是在高溫炎熱地區(qū),該材料的應用尤為有效,能顯著降低建筑內(nèi)部的溫度,提高室內(nèi)舒適度,減少空調(diào)的使用頻率和強度。

此外透水混凝土也是一種新型環(huán)保材料,雖然主要用于地面鋪裝,但其對于減少城市熱島效應、提高地下水補給能力也有積極意義,透水混凝土的使用可以減少地表徑流,防止城市內(nèi)澇,同時還可以通過地面的自然蒸發(fā)降低周圍環(huán)境溫度,間接減少建筑物的冷卻需求。

3.3 資源循環(huán)利用

3.3.1 雨水收集利用系統(tǒng)

雨水收集利用系統(tǒng)旨在通過捕獲、儲存和再利用雨水來減少對傳統(tǒng)水資源的依賴,該技術不僅有助于節(jié)約用水,還可以顯著減少建筑物的運營成本,具體系統(tǒng)制作結構如圖2所示。

圖2 雨水收集利用系統(tǒng)結構圖

在雨水收集系統(tǒng)設計中,需要在建筑屋頂或地面設置專門的雨水收集區(qū)域,包括雨水落水管、收集槽等設施,屋頂收集系統(tǒng)需要改造現(xiàn)有的排水系統(tǒng),使之能夠將雨水輸送到指定的儲水設施中去,然后為為確保收集的雨水質量,需要通過過濾系統(tǒng)去除顆粒物、樹葉和其他大型雜物,使用沉淀池或沙濾池進一步處理,以除去較小的懸浮物質和部分污染物,將經(jīng)過初步處理的雨水被引導到儲水設施中,如地下水箱、蓄水池或特制的雨水儲存罐,要求這些儲存設施設計有防滲漏、防腐蝕的特性,并配備必要的檢測和維護入口。

而在利用方面儲存的雨水可以用于多種非飲用目的,如沖廁、灌溉園林、補充景觀水體、清洗車輛和路面等,通過設置適當?shù)姆峙浜洼斔拖到y(tǒng)確保雨水可以被高效利用,或者可以通過安裝高級過濾和消毒設備(如紫外線消毒器)進一步提升雨水的質量,使其達到相應的安全標準,該系統(tǒng)的設計除了能夠實現(xiàn)水資源節(jié)約和循環(huán)利用外,還能減輕城市排水系統(tǒng)的負擔,緩解洪水風險,為建造更加環(huán)境友好和可持續(xù)的綠色建筑提供有效支持[3]。

3.3.2 廢棄物管理和循環(huán)利用

首先在項目規(guī)劃階段,應進行廢棄物最小化設計,通過優(yōu)化建筑設計使用模塊化和可拆卸的結構元素,可以在建筑物拆除或翻新時易于回收使用,從而減少廢棄物的產(chǎn)生,或者選用可回收或已回收材料進行施工,如再生混凝土、再生鋼材等,以此減少對新原材料的需求,大幅度降低建筑廢棄物的出現(xiàn)。而在具體施工的過程中,應采取有效的廢棄物分類系統(tǒng),將廢棄物分為可回收、可再利用和非回收三類,并確保各類廢棄物被正確處理,例如,木材、金屬、塑料和紙張等可以通過專業(yè)回收公司進行回收再利用,而對于不可回收的廢棄物,則需要尋找合適的處理方式以最小化對環(huán)境的影響,同時施工中還可以實施廢棄物交換平臺,促進建筑廢棄物的資源化利用,這種平臺可以將產(chǎn)生的廢棄物信息公開,使得其他需要這些材料的項目或個人能夠方便地進行獲取,從而實現(xiàn)資源的再利用。此外還需要加強施工人員廢棄物管理和循環(huán)利用的意識培訓,對施工人員、管理人員進行定期培訓,提高對綠色節(jié)能重要性的認識,以及掌握廢棄物分類、減少、回收和循環(huán)利用的具體操作技能。

4 結語

綜上所述,隨著生態(tài)環(huán)境壓力逐漸加大,要想進一步減少建筑工程施工對生態(tài)環(huán)境的影響,就必須重視對新型綠色節(jié)能技術的應用,結合項目實際情況選擇合適的技術種類,同時加大其宣傳力度,完善相關的管理標準以及規(guī)范體系,不斷完善其創(chuàng)新力度,確保新型綠色節(jié)能技術得到廣泛應用,在保障施工質量的同時,不斷減少對生態(tài)環(huán)境的影響,最終促進我國建筑行業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展。