模塊化綠色建筑施工技術(shù)研究

【摘要】綠色建筑在設(shè)計(jì)和施工中，需要注重生態(tài)和環(huán)境的整體規(guī)劃，創(chuàng)造優(yōu)質(zhì)的居住環(huán)境。文中探討了一種模塊化綠色建筑施工方法，此方法通過(guò)科學(xué)合理地處理施工區(qū)域、優(yōu)化綠化模塊和綠植生長(zhǎng)過(guò)程，實(shí)現(xiàn)了施工環(huán)境的污染控制和雨水循環(huán)再利用，這一創(chuàng)新性方法不僅符合綠色建筑的基本原則，而且在施工效率和成本控制方面具有明顯優(yōu)勢(shì)。通過(guò)研究模塊化綠色建筑施工技術(shù)，可以為綠色建筑的發(fā)展提供可持續(xù)、環(huán)保、高效的解決方案，為未來(lái)綠色建筑的設(shè)計(jì)和施工提供借鑒。

【關(guān)鍵詞】綠色建筑；模塊化施工技術(shù)；預(yù)生長(zhǎng)基質(zhì)；雨水收集

【中圖分類號(hào)】TU986 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1673-6028（2024）07-0061-03

0 引言

模塊化建筑通過(guò)工廠預(yù)制和現(xiàn)場(chǎng)拼裝的方式，極大地減少了施工過(guò)程中的資源浪費(fèi)、能源消耗和環(huán)境污染。尤其是在城市化進(jìn)程加速、土地資源緊張的當(dāng)下，模塊化綠色建筑技術(shù)具有顯著的優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用前景。隨著行業(yè)對(duì)綠色建筑需求的增加，模塊化建筑技術(shù)可以顯著提升建筑項(xiàng)目的競(jìng)爭(zhēng)力，并降低整體建筑成本。

1 綠色建筑的設(shè)計(jì)理念

可持續(xù)發(fā)展的核心思想在綠色建筑設(shè)計(jì)理念中得到了充分展現(xiàn)，涵蓋了從設(shè)計(jì)至施工以及后期運(yùn)營(yíng)維護(hù)的全過(guò)程，全面兼顧環(huán)境保護(hù)、社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。綠色建筑模式致力于在全生命周期內(nèi)最大限度地降低能源、水和物料的消耗，提倡利用太陽(yáng)能、風(fēng)能等可再生能源，以減緩對(duì)常規(guī)能源的過(guò)度依賴[1]。設(shè)計(jì)時(shí)，選用遵循節(jié)能準(zhǔn)則的建材，并重視材料的再利用策略，以推動(dòng)建材的可持續(xù)性。同時(shí)，在設(shè)計(jì)和建造階段，避免對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞和污染，通過(guò)選擇可再生能源和高效設(shè)備降低建筑運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的碳排放。

以全生命周期的視角考慮建筑對(duì)環(huán)境的影響，力求降低建筑的碳足跡。綠色建筑在設(shè)計(jì)上重視室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量，包括空氣質(zhì)量、溫度、濕度和采光等，通過(guò)通風(fēng)系統(tǒng)、空氣凈化裝置等確保室內(nèi)空氣質(zhì)量達(dá)到健康標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，通過(guò)合理布局和設(shè)計(jì)，自然采光和自然通風(fēng)的利用來(lái)提供舒適的室內(nèi)環(huán)境。綠色建筑在設(shè)計(jì)和施工中注重成本的合理控制，通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)和選擇高效材料、設(shè)備等，降低施工和維護(hù)成本，追求長(zhǎng)壽命和低維護(hù)成本，確保建筑的經(jīng)濟(jì)效益和使用效率達(dá)到最佳[2]。綠色建筑強(qiáng)調(diào)與自然環(huán)境的和諧共生，在設(shè)計(jì)中融入生態(tài)保護(hù)理念，增加綠化空間，如屋頂花園、立體綠化墻等保護(hù)生物多樣性，在施工和運(yùn)營(yíng)過(guò)程中注重水資源的管理和再利用，降低對(duì)周邊生態(tài)系統(tǒng)的影響。從規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工到運(yùn)營(yíng)和維護(hù)的全生命周期內(nèi)，綜合考慮環(huán)境、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益，注重建筑對(duì)環(huán)境的正面影響，保障居民的健康與舒適，同時(shí)提升建筑的經(jīng)濟(jì)效益，通過(guò)全生命周期的綜合管理，實(shí)現(xiàn)綠色建筑的可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。

2 模塊化綠色建筑的施工技術(shù)

2.1 施工區(qū)域處理

在施工區(qū)域周圍安裝防塵隔音板，可以有效防止施工過(guò)程中產(chǎn)生的粉塵和噪聲擴(kuò)散到周圍。防塵隔音板通常由輕質(zhì)材料制成，易于安裝和拆卸且能夠抵抗風(fēng)雨等惡劣天氣。在施工區(qū)域設(shè)置雨水收集器，用于收集施工過(guò)程中產(chǎn)生的雨水或地表徑流水，雨水收集器可用于存儲(chǔ)雨水，供后續(xù)施工或綠化使用[3]。在施工區(qū)域設(shè)置污水處理器，用于處理施工過(guò)程中產(chǎn)生的廢水，如混凝土廢水、泥漿水等，污水處理器可以將廢水凈化，去除懸浮物、油脂和其他污染物，確保排放水達(dá)到環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。

收集施工過(guò)程中產(chǎn)生的廢水，如混凝土沖洗水、機(jī)械設(shè)備清洗水等，在雨水收集器和污水處理器的協(xié)同作用下，將廢水集中收集處理。利用污水處理器對(duì)廢水進(jìn)行過(guò)濾、沉淀、氧化等處理工藝，去除廢水中的污染物并達(dá)到環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)，確保不對(duì)周圍環(huán)境造成二次污染。經(jīng)過(guò)處理的廢水可以用于澆灌綠化植物、施工區(qū)域?yàn)⑺祲m等用途，減少對(duì)新鮮水資源的消耗，廢水的再利用不僅可以節(jié)約水資源，還能降低施工成本，提高施工效率。

2.2 斜坡處理

在綠色建筑施工中，斜坡處理是屋頂或其他區(qū)域進(jìn)行綠化和景觀設(shè)計(jì)的關(guān)鍵步驟之一。

根據(jù)建筑設(shè)計(jì)和施工圖紙，在設(shè)定區(qū)域堆砌斜坡，斜坡的角度一般不超過(guò)10°，以確保其穩(wěn)定性和安全性。斜坡堆砌可以采用磚、石塊等材料，按照設(shè)計(jì)的坡度和形狀堆砌成型，確保其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定[4]。在斜坡上設(shè)置澆灌管路，確保綠化植物能夠充分得到澆灌，澆灌管路可以采用地下管線或地面管線，根據(jù)斜坡的形狀和綠化布局進(jìn)行布置，管路應(yīng)與雨水收集系統(tǒng)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)雨水的循環(huán)再利用。

在斜坡堆砌過(guò)程中，使用填縫劑填充磚塊或石塊之間的縫隙，提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和防水性能，填縫劑可以采用水泥和乳膠粉的混合物或其他環(huán)保、耐用的材料。在堆砌完成后的斜坡上設(shè)置防水層，防止水分滲透到斜坡內(nèi)部，保護(hù)斜坡結(jié)構(gòu)，防水層可以采用聚合物水泥、防水涂料等材料，確保其具有良好的防水性能和耐用性。

2.3 綠化模塊生成

在斜坡上以矩陣方式劃分出若干個(gè)種植格，每個(gè)種植格的大小和形狀根據(jù)設(shè)計(jì)需求和綠化植物的生長(zhǎng)特性來(lái)確定。種植格的劃分可以通過(guò)設(shè)立標(biāo)記或使用其他材料來(lái)區(qū)分不同區(qū)域，確保綠化植物的合理布局。在相鄰種植格之間和斜坡的四周設(shè)置圍板，圍板的高度和材料應(yīng)根據(jù)綠化需求和結(jié)構(gòu)要求來(lái)選擇。圍板可以防止土壤和生長(zhǎng)基質(zhì)流失，保持種植格內(nèi)的整潔和穩(wěn)定，圍板的材料可以選擇輕質(zhì)、耐用和環(huán)保的材料，如塑料、木材或金屬等。

塑料殼是用于容納生長(zhǎng)基質(zhì)和植物的容器，塑料殼應(yīng)選擇輕質(zhì)、耐用、抗紫外線和環(huán)保的材料，塑料殼應(yīng)具有排水和透氣功能，確保水分和空氣能夠順暢流通，有利于植物根系的健康生長(zhǎng)。生長(zhǎng)基質(zhì)是植物生長(zhǎng)所需的土壤替代品，選擇合適的生長(zhǎng)基質(zhì)對(duì)于綠化植物的健康生長(zhǎng)至關(guān)重要[5]。常見(jiàn)的生長(zhǎng)基質(zhì)包括蔬菜生長(zhǎng)基質(zhì)和花卉種植基質(zhì)。蔬菜生長(zhǎng)基質(zhì)通常包括土壤、沙子、氮肥、復(fù)合肥、微量元素等，確保蔬菜植物的營(yíng)養(yǎng)需求?；ɑ苌L(zhǎng)基質(zhì)通常包括營(yíng)養(yǎng)土、沙子、餅肥和花種子等，提供花卉植物所需的養(yǎng)分和生長(zhǎng)條件。

2.4 綠植預(yù)生長(zhǎng)

預(yù)生長(zhǎng)基質(zhì)是用于容納種子和促進(jìn)種子發(fā)芽及生長(zhǎng)的材料，將預(yù)生長(zhǎng)基質(zhì)的各個(gè)成分按比例混合均勻，以確保植物獲得均衡的營(yíng)養(yǎng)，混合后的生長(zhǎng)基質(zhì)應(yīng)保持適當(dāng)?shù)臐穸?，并避免過(guò)于干燥或潮濕，以提供良好的種子發(fā)芽條件。在生長(zhǎng)基質(zhì)表面噴灑輔料以促進(jìn)植物的生長(zhǎng)，輔料的配比通常是微生物劑、除草劑和水按照1：1：80的比例混合，先將微生物劑與水按比例混合，再加入相應(yīng)比例的除草劑，混合均勻后噴灑在生長(zhǎng)基質(zhì)表面。輔料的噴灑有助于殺死雜草，避免除草劑對(duì)植物的傷害并促進(jìn)土壤改良[6]。在輔料噴灑后，可以在生長(zhǎng)基質(zhì)表面覆蓋塑料膜，保持生長(zhǎng)基質(zhì)的濕度和溫度，創(chuàng)造有利于種子發(fā)芽和植物生長(zhǎng)的小環(huán)境。在種子發(fā)芽毛尖后可以去掉塑料膜，讓植物充分接觸陽(yáng)光。通過(guò)合理制備預(yù)生長(zhǎng)基質(zhì)、噴灑輔料和覆蓋塑料膜，可以確保植物在種植前獲得理想的生長(zhǎng)條件，這些措施有助于提高植物的發(fā)芽率和生長(zhǎng)質(zhì)量，為后續(xù)綠化施工奠定良好的基礎(chǔ)。

2.5 綠植生長(zhǎng)

當(dāng)種子發(fā)芽毛尖后，需及時(shí)觀察幼苗的生長(zhǎng)情況確保其健康生長(zhǎng)，去掉覆蓋在生長(zhǎng)基質(zhì)上的塑料膜，讓植物充分接觸陽(yáng)光提高光合作用效率。定期檢查幼苗是否有病蟲(chóng)害，如有發(fā)現(xiàn)應(yīng)及時(shí)處理。根據(jù)植物的生長(zhǎng)需求，至少每3天對(duì)幼苗進(jìn)行一次噴水，灌溉應(yīng)均勻適量，避免過(guò)度或不足以保持生長(zhǎng)基質(zhì)的適當(dāng)濕度，在灌溉時(shí)可以根據(jù)需要施加適量肥料促進(jìn)植物生長(zhǎng)。當(dāng)幼苗的根系生成趨于穩(wěn)定時(shí)，將塑料殼并排放入種植格內(nèi)，安置塑料殼時(shí)，確保其在種植格內(nèi)的排列整齊方便后續(xù)管理和維護(hù)，同時(shí)，塑料殼應(yīng)與周圍環(huán)境緊密貼合，防止土壤和生長(zhǎng)基質(zhì)的流失[7]。塑料殼應(yīng)設(shè)有與灌溉管路相同的通孔，以便與澆灌系統(tǒng)連接，確保灌溉管路與塑料殼內(nèi)的通孔連接穩(wěn)固，避免水泄漏或堵塞。通過(guò)合理處理種子發(fā)芽后的幼苗、安置塑料殼和連接灌溉管路，施工團(tuán)隊(duì)可以確保綠化植物在建筑物屋頂或其他區(qū)域健康生長(zhǎng)，以提高綠色建筑的生態(tài)效益和景觀質(zhì)量。

2.6 綠植管理

在綠色建筑施工中，綠植管理是確保植物在生長(zhǎng)過(guò)程中獲得充分營(yíng)養(yǎng)和良好生長(zhǎng)環(huán)境的關(guān)鍵步驟。根據(jù)植物的生長(zhǎng)需求，定期向塑料殼內(nèi)的生長(zhǎng)基質(zhì)中撒入適量的氮肥和復(fù)合肥。在施肥時(shí)，應(yīng)根據(jù)植物的生長(zhǎng)階段和生長(zhǎng)狀況進(jìn)行合理調(diào)整避免過(guò)度施肥，過(guò)多的肥料會(huì)導(dǎo)致土壤鹽分過(guò)高，影響植物生長(zhǎng)。定期檢查灌溉系統(tǒng)，確保灌溉管路和噴頭的暢通避免堵塞或漏水，合理控制灌溉頻率和水量，避免土壤過(guò)于潮濕或干燥。

及時(shí)清除雜草，可以通過(guò)覆蓋生長(zhǎng)基質(zhì)、噴灑微生物劑等方法抑制雜草生長(zhǎng)。監(jiān)測(cè)和調(diào)節(jié)種植區(qū)的溫度、濕度和光照條件，確保植物在適宜的環(huán)境中生長(zhǎng)。定期翻動(dòng)生長(zhǎng)基質(zhì)，保持其透氣性和松軟度，促進(jìn)根系的生長(zhǎng)，根據(jù)植物生長(zhǎng)情況適時(shí)更換生長(zhǎng)基質(zhì)確保營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)[8]。通過(guò)定期施肥和科學(xué)的管理方法確保其產(chǎn)量和品質(zhì)得到維持和提升，這樣的管理策略不僅提高了綠化效果，還為居民提供了高質(zhì)量的居住環(huán)境。

3 技術(shù)優(yōu)化和改進(jìn)措施

3.1 雨水收集和污水處理的技術(shù)改進(jìn)

雨水收集和污水處理的技術(shù)改進(jìn)旨在提高資源利用效率、增強(qiáng)環(huán)保性能，確保綠色建筑的可持續(xù)性。在雨水收集系統(tǒng)改進(jìn)方面，通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬和工程設(shè)計(jì)優(yōu)化雨水收集器的形狀和位置，提高雨水的收集效率。在雨水收集器中添加初級(jí)過(guò)濾裝置，去除雜質(zhì)和其他污染物，確保收集雨水的清潔度，可根據(jù)需要設(shè)置多級(jí)過(guò)濾系統(tǒng)，包括網(wǎng)狀過(guò)濾、砂濾、活性炭濾等。在雨水收集系統(tǒng)中安裝傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)雨水儲(chǔ)存水平和質(zhì)量，使用智能控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)雨水收集和儲(chǔ)存的自動(dòng)化管理，避免溢出或儲(chǔ)存不足。

關(guān)于污水處理系統(tǒng)的改進(jìn)，需要引入先進(jìn)的生物處理技術(shù)，利用厭氧消化、人工濕地等生物處理技術(shù)，將污水中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為甲烷或其他生物質(zhì)能源。人工濕地通過(guò)模擬自然生態(tài)系統(tǒng)凈化污水，提高污水處理效率和質(zhì)量。催化氧化技術(shù)利用氧化劑和催化劑，快速分解污水中的有害物質(zhì)，生物膜反應(yīng)器通過(guò)在污水處理過(guò)程中形成生物膜，提高生物降解效率和凈化效果[9]。將太陽(yáng)能、風(fēng)能等可再生能源應(yīng)用于污水處理系統(tǒng)的供電，提高系統(tǒng)的可持續(xù)性，采用能源回收技術(shù)，如利用厭氧消化過(guò)程中產(chǎn)生的沼氣發(fā)電，降低污水處理的能源消耗。

3.2 輔助材料的研究

輔助材料的研究重點(diǎn)在于微生物劑和除草劑的配比和應(yīng)用，以確保綠色植物的健康生長(zhǎng)，提高產(chǎn)量和品質(zhì)，同時(shí)避免對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響。微生物劑是促進(jìn)土壤健康和植物生長(zhǎng)的重要輔助材料，包括復(fù)合菌劑如光合菌、乳酸菌、固氮菌等，微生物劑的配比應(yīng)根據(jù)不同植物的生長(zhǎng)需求和土壤條件進(jìn)行調(diào)整。在生長(zhǎng)基質(zhì)中添加微生物劑，可以提高土壤生物多樣性，促進(jìn)土壤有機(jī)質(zhì)分解，提升植物對(duì)養(yǎng)分的吸收能力，微生物劑的應(yīng)用可以通過(guò)混合到生長(zhǎng)基質(zhì)中或直接噴灑在植物周圍土壤上。

除草劑的使用應(yīng)謹(jǐn)慎，選擇對(duì)目標(biāo)雜草有效且對(duì)綠色植物影響小的除草劑。配比應(yīng)根據(jù)雜草種類、密度和生長(zhǎng)環(huán)境進(jìn)行調(diào)整，確保除草效果的同時(shí)減少對(duì)綠色植物和環(huán)境的潛在危害，可以采用局部施用或選擇性施用的方式，避免對(duì)非目標(biāo)植物和土壤造成不必要的傷害[10]。

不當(dāng)使用除草劑會(huì)導(dǎo)致綠色植物受到藥害，抑制其正常生長(zhǎng)，甚至造成植物死亡，同時(shí)除草劑殘留在土壤中會(huì)對(duì)后續(xù)作物生長(zhǎng)和土壤微生物群落造成不利影響。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，模塊化綠色建筑在現(xiàn)代建筑領(lǐng)域具有顯著優(yōu)勢(shì)，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)和可持續(xù)材料的使用，提升了施工效率和環(huán)保性。對(duì)雨水收集、污水處理、綠化模塊等方面的優(yōu)化，提高了資源利用效率和綠化效果。隨著相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展和推廣，此施工技術(shù)在生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益方面具有良好的發(fā)展前景，將在未來(lái)綠色建筑發(fā)展中扮演重要角色。

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[作者簡(jiǎn)介]雷龍龍（1988—），男，山東安丘人，本科，監(jiān)理工程師，研究方向：建筑工程施工技術(shù)與管理。