房建工程中綠色建筑材料與設(shè)備技術(shù)應(yīng)用探究

【摘要】文中探討了綠色建筑材料與設(shè)備技術(shù)在房建工程中的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢。研究證明節(jié)能保溫材料、環(huán)保型裝飾材料等綠色材料以及高效節(jié)能的暖通空調(diào)系統(tǒng)、可再生能源利用設(shè)備等綠色技術(shù)已在房建工程中得到廣泛應(yīng)用。文章分析了綠色建筑材料與技術(shù)的優(yōu)勢及面臨的挑戰(zhàn)，針對這些挑戰(zhàn)，提出了加大政策支持、完善技術(shù)標準、加強人才培養(yǎng)等對策建議。研究認為，未來綠色建筑材料性能將持續(xù)優(yōu)化，設(shè)備智能化水平不斷提升，集成應(yīng)用將成為主流趨勢，以促進多方合力推動綠色建筑的發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】房建工程；綠色建筑；設(shè)備技術(shù)；節(jié)能材料

【中圖分類號】TU997 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-6028（2024）07-0067-03

0 引言

隨著可持續(xù)發(fā)展理念深入人心，綠色建筑材料和設(shè)備技術(shù)在房屋建筑工程中的應(yīng)用日益受到重視。采用綠色建筑材料和先進的設(shè)備技術(shù)，不僅能夠提高建筑的能效水平，減少資源消耗和環(huán)境污染，還能為居住者營造舒適健康的居住環(huán)境，因此對于推動建筑業(yè)的綠色轉(zhuǎn)型和高質(zhì)量發(fā)展具有重要意義。從綠色建筑材料、綠色設(shè)備技術(shù)、發(fā)展趨勢、面臨挑戰(zhàn)、對策建議等方面，全面探討綠色建筑材料與設(shè)備技術(shù)在房建工程中的應(yīng)用與發(fā)展，以期為相關(guān)研究提供參考，為行業(yè)發(fā)展提供有益啟示。

1 綠色建筑材料在房建工程中的應(yīng)用

1.1 節(jié)能保溫材料

節(jié)能保溫材料是綠色建筑材料的重要組成部分，在房建工程中得到廣泛應(yīng)用。常見的節(jié)能保溫材料包括泡沫混凝土、真空絕熱板、相變儲能材料等[1]。泡沫混凝土導(dǎo)熱系數(shù)低，熱工性能優(yōu)異，可有效降低建筑能耗；真空絕熱板具有超低的導(dǎo)熱系數(shù)，在相同保溫效果下，其厚度僅為傳統(tǒng)保溫材料的1/10左右；相變儲能材料可在相變過程中吸收或釋放大量熱量，從而調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度，減少空調(diào)系統(tǒng)的能耗。與傳統(tǒng)保溫材料相比，新型節(jié)能保溫材料的隔熱性能有顯著提升。根據(jù)中國建筑節(jié)能協(xié)會的數(shù)據(jù)，采用節(jié)能保溫材料可以使建筑物的能耗降低30%以上。

1.2 環(huán)保型裝飾材料

環(huán)保型裝飾材料是指在生產(chǎn)和使用過程中對環(huán)境污染小、人體健康危害低的材料，主要包括低揮發(fā)性有機化合物（VOC）涂料、竹木材料、再生材料等。

1）低VOC涂料。是一種環(huán)保型的涂料產(chǎn)品，它在涂料中添加特殊的助劑和填料，大幅降低了涂料中揮發(fā)性有機化合物的含量。這種涂料在使用過程中釋放的有害氣體很少，可有效地改善室內(nèi)空氣質(zhì)量，減少裝修污染對人體健康的危害。低VOC涂料不僅環(huán)保，而且涂刷效果好、色澤豐富，逐漸成為現(xiàn)代裝修的首選涂料產(chǎn)品。

2）竹木材料。是另一類重要的環(huán)保型裝飾材料。竹子和一些速生樹種生長周期短，一般3～5年就可以成材，可再生性非常強。以竹木為原料制成的地板、家具、裝飾板材等，不僅外觀自然、質(zhì)感好，而且在生產(chǎn)過程中對森林資源的消耗小，能夠?qū)崿F(xiàn)材料的可持續(xù)利用。竹木材料加工過程中產(chǎn)生的廢料還可以制成人造板材，可進一步提高材料利用率。

3）再生材料。是利用建筑垃圾和廢棄物經(jīng)過再加工而成的環(huán)保型材料。建筑垃圾如廢棄的磚瓦、混凝土等，經(jīng)過破碎、篩分，制成再生骨料，用于生產(chǎn)砌塊和道路鋪裝材料等。一些工業(yè)廢料如粉煤灰、礦渣等，也可作為生產(chǎn)水泥、混凝土的摻合料。利用再生材料不僅減少了天然資源的開采，還能消納大量建筑垃圾，減輕環(huán)境負荷。再生材料在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛，在推動建筑廢棄物資源化利用方面發(fā)揮著重要作用。

2 綠色設(shè)備技術(shù)在房建工程中的應(yīng)用

2.1 高效節(jié)能的暖通空調(diào)系統(tǒng)

高效節(jié)能的暖通空調(diào)系統(tǒng)是綠色設(shè)備技術(shù)在房建工程中的重要應(yīng)用之一。熱泵技術(shù)、節(jié)能變頻技術(shù)、新風(fēng)熱回收技術(shù)等都是實現(xiàn)暖通空調(diào)系統(tǒng)高效節(jié)能的有效手段。熱泵技術(shù)利用空氣、水、地?zé)岬鹊推肺粺崮埽瑢崿F(xiàn)制熱制冷。節(jié)能變頻技術(shù)通過調(diào)節(jié)壓縮機轉(zhuǎn)速，根據(jù)實際負荷需求提供合適的制冷或熱量，避免能源浪費。新風(fēng)熱回收技術(shù)可以回收排風(fēng)中的熱量，用于預(yù)熱新風(fēng)，減少能耗[2]。據(jù)估算，采用高效節(jié)能的暖通空調(diào)系統(tǒng)可以比傳統(tǒng)系統(tǒng)節(jié)能30%以上。

2.2 可再生能源利用設(shè)備

可再生能源利用設(shè)備是綠色設(shè)備技術(shù)在房建工程中的另一重要應(yīng)用。如太陽能熱水系統(tǒng)、光伏發(fā)電系統(tǒng)、地源熱泵系統(tǒng)等可再生能源利用設(shè)備，可以充分利用自然界中的可再生能源，減少化石能源消耗，降低碳排放。太陽能熱水系統(tǒng)利用太陽能集熱器將太陽輻射能轉(zhuǎn)化為熱能，加熱水箱中的水從而獲得生活熱水。這種系統(tǒng)熱效率高、耗電量低，可滿足建筑物大部分生活熱水需求。在夏季，太陽能熱水系統(tǒng)可以與空調(diào)系統(tǒng)結(jié)合，利用太陽能制取空調(diào)所需的冷水，進一步提高能源利用效率。

光伏發(fā)電系統(tǒng)由太陽能電池板、逆變器、蓄電池等部件組成，利用光生伏特效應(yīng)將太陽能直接轉(zhuǎn)化為電能。建筑物屋頂和外墻都可安裝光伏電池板，白天產(chǎn)生的電能可以直接供建筑使用，多余電量儲存在蓄電池中供夜間使用，或并網(wǎng)輸送至電網(wǎng)，實現(xiàn)電能的梯級利用。光伏發(fā)電清潔環(huán)保、運行成本低，建筑應(yīng)用前景廣闊。地源熱泵系統(tǒng)利用地表淺層土壤、地下水、地表水等的熱量進行建筑物供暖制冷。由于地表淺層地溫全年保持相對穩(wěn)定，冬季高于室外空氣溫度，夏季低于室外空氣溫度，因此地源熱泵系統(tǒng)在夏季制冷、冬季制熱時，都能獲得比較高的能效比，實現(xiàn)建筑物的節(jié)能運行。地源熱泵系統(tǒng)可提供生活熱水，實現(xiàn)冷熱聯(lián)供，是一種綜合能效較高的可再生能源利用方式。

3 綠色建筑材料與設(shè)備技術(shù)的發(fā)展趨勢

3.1 材料性能不斷優(yōu)化

隨著科技的進步和研發(fā)投入的增加，綠色建筑材料的性能正不斷優(yōu)化。新型保溫材料如真空絕熱板、氣凝膠等，導(dǎo)熱系數(shù)不斷降低，使建筑物能耗進一步降低。新型裝飾材料在保證環(huán)保性能的同時，強度、耐久性等物理性能也在不斷提高。隨著新型結(jié)構(gòu)材料如高強混凝土、鋼材等強度不斷提升，可減少材料用量，降低建筑自重[3]。以真空絕熱板為例，其導(dǎo)熱系數(shù)已從最初的0.008 W/（m·K）降低到目前的0.002 W/（m·K），隔熱性能提高了4倍?？梢灶A(yù)見，未來綠色建筑材料的性能將持續(xù)優(yōu)化，為建筑節(jié)能減排作出更大貢獻。

3.2 設(shè)備智能化水平提升

在建筑設(shè)備領(lǐng)域，智能化已成為發(fā)展的必然趨勢。暖通空調(diào)系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、電梯等各類建筑設(shè)備正朝著智能化方向發(fā)展。智能化設(shè)備通過傳感器實時監(jiān)測環(huán)境參數(shù)和設(shè)備運行狀態(tài)，并根據(jù)預(yù)設(shè)算法自動調(diào)節(jié)運行模式，以達到最佳能效和舒適度。智能化暖通空調(diào)系統(tǒng)可根據(jù)房間的實際溫濕度狀況，自動調(diào)節(jié)新風(fēng)量、送風(fēng)溫度等參數(shù)，既能滿足人體舒適度要求，又能避免能源浪費。同時，智能化暖通空調(diào)系統(tǒng)可以與建筑物的遮陽、通風(fēng)等設(shè)施聯(lián)動，在不同的季節(jié)和時段采取最優(yōu)的控制策略，進一步提高系統(tǒng)能效。

智能照明系統(tǒng)可依據(jù)室內(nèi)自然采光情況和人員在場狀態(tài)，自動調(diào)節(jié)照明設(shè)備的開啟狀態(tài)和照度水平。在白天和無人條件下，系統(tǒng)可自動關(guān)閉或調(diào)暗照明設(shè)備 ；當(dāng)室內(nèi)光線不足或有人時，系統(tǒng)又會自動打開照明并調(diào)節(jié)到合適的照度水平。這種需求響應(yīng)型的智能控制模式顯著降低了照明能耗。智能電梯系統(tǒng)可對乘客流量、乘梯指令等數(shù)據(jù)進行分析，對多臺電梯的運行進行群控優(yōu)化，減少乘客等待時間的同時提高能源利用效率。電梯運行過程中，智能系統(tǒng)還可以通過能量回饋技術(shù)，將電梯下行過程中的勢能轉(zhuǎn)化為電能回饋電網(wǎng)，降低建筑的電力消耗[4]。

3.3 集成應(yīng)用趨勢明顯

在綠色建筑實踐中，集成應(yīng)用各類綠色建筑材料和設(shè)備技術(shù)已成為趨勢。通過合理組合和系統(tǒng)優(yōu)化，集成應(yīng)用可發(fā)揮出各項技術(shù)的最大效能，實現(xiàn)建筑的綜合性能提升。例如，被動式超低能耗建筑就是集成應(yīng)用的典型代表，它綜合采用高性能圍護結(jié)構(gòu)、高效設(shè)備系統(tǒng)、可再生能源等技術(shù)，實現(xiàn)建筑能耗接近零的目標。未來，隨著綠色建筑材料與設(shè)備技術(shù)的不斷進步，集成應(yīng)用將成為綠色建筑發(fā)展的主流模式，推動建筑實現(xiàn)更高水平的節(jié)能減排和可持續(xù)發(fā)展。

4 綠色建筑材料與設(shè)備技術(shù)應(yīng)用面臨的挑戰(zhàn)

1）成本較高。目前，綠色建筑材料與設(shè)備技術(shù)在應(yīng)用過程中面臨的最大挑戰(zhàn)之一就是成本問題。與傳統(tǒng)材料和設(shè)備相比，綠色建筑材料和高效節(jié)能設(shè)備通常具有更高的研發(fā)和生產(chǎn)成本，導(dǎo)致其市場價格也相對較高。以真空絕熱板為例，其價格可達到傳統(tǒng)保溫材料的5倍～10倍；而熱泵、光伏發(fā)電等設(shè)備的初始投資也顯著高于常規(guī)設(shè)備[5]。高昂的成本成為制約綠色建筑材料與設(shè)備技術(shù)推廣應(yīng)用的重要因素，特別是在一些對成本較為敏感的項目中。雖然從建筑全生命周期來看，綠色建筑材料與設(shè)備技術(shù)可以通過節(jié)能增效來獲得可觀的經(jīng)濟回報，但較高的前期投入仍然使許多業(yè)主和開發(fā)商望而卻步。

2）技術(shù)標準有待完善。國內(nèi)在綠色建筑材料與設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域的標準規(guī)范相對還不夠完善，這也是制約其應(yīng)用和推廣的一大挑戰(zhàn)。由于缺乏統(tǒng)一、權(quán)威的評價標準，市場上充斥著大量號稱“綠色環(huán)?！钡珜嶋H性能難以保證的產(chǎn)品，擾亂了市場秩序，損害了消費者利益。在技術(shù)集成應(yīng)用方面，缺乏系統(tǒng)的設(shè)計規(guī)范和施工標準，導(dǎo)致綠色建筑項目在設(shè)計和施工環(huán)節(jié)難以把控，影響建筑的整體性能和品質(zhì)。現(xiàn)有的標準規(guī)范大多針對單體建筑，缺乏對區(qū)域、城市等更大尺度綠色建筑的實踐指導(dǎo)。

3）專業(yè)人才缺乏。綠色建筑材料與設(shè)備技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用對從業(yè)人員的專業(yè)素質(zhì)提出了更高要求，然而目前國內(nèi)在此領(lǐng)域的專業(yè)人才還較為匱乏，這也成為制約行業(yè)發(fā)展的瓶頸之一。從事綠色建筑項目需要掌握建筑學(xué)、材料學(xué)、機電工程、環(huán)境科學(xué)等多學(xué)科知識，并具備綜合運用的能力，但目前多數(shù)高校的相關(guān)專業(yè)教育還比較單一，難以培養(yǎng)出復(fù)合型人才。在職人員的繼續(xù)教育和再培訓(xùn)機制也有待健全，導(dǎo)致從業(yè)人員的知識結(jié)構(gòu)難以適應(yīng)行業(yè)發(fā)展需求。專業(yè)人才的缺乏，不僅影響了綠色建筑材料與設(shè)備技術(shù)的研發(fā)和創(chuàng)新，也制約了其在工程實踐中的應(yīng)用和推廣。培養(yǎng)和引進專業(yè)人才已成為綠色建筑發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急。

5 推廣應(yīng)用綠色建筑材料與設(shè)備技術(shù)的對策建議

1）加大政策支持力度。推動綠色建筑材料與設(shè)備技術(shù)的廣泛應(yīng)用，國家政策支持至關(guān)重要。國家應(yīng)著力完善綠色建筑相關(guān)的法律法規(guī)和政策體系，明確各方主體的責(zé)任和義務(wù)，為綠色建筑的發(fā)展提供制度保障。同時，提高財稅、金融等方面的支持力度，如提供稅收優(yōu)惠、發(fā)放補貼、設(shè)立專項基金等，減輕企業(yè)和項目業(yè)主的經(jīng)濟負擔(dān)，增強其采用綠色建筑材料與設(shè)備技術(shù)的積極性。

2）完善相關(guān)技術(shù)標準體系。相關(guān)部門應(yīng)加快制定和完善綠色建筑材料、節(jié)能設(shè)備、綠色建筑設(shè)計與施工等方面的標準規(guī)范，為行業(yè)發(fā)展提供統(tǒng)一的技術(shù)依據(jù)和評價尺度。在標準制定過程中，可吸收國內(nèi)外先進經(jīng)驗，兼顧中國國情和產(chǎn)業(yè)發(fā)展實際，確保標準的科學(xué)性、先進性和可操作性。建立健全標準實施監(jiān)督和評估機制，定期開展標準復(fù)審和修訂，使標準體系能夠與時俱進，適應(yīng)行業(yè)發(fā)展需求。

3）加強專業(yè)人才培養(yǎng)。專業(yè)人才是推動綠色建筑材料與設(shè)備技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用的關(guān)鍵力量，加強專業(yè)人才培養(yǎng)刻不容緩。高等院校應(yīng)順應(yīng)行業(yè)發(fā)展需求，加快相關(guān)學(xué)科專業(yè)建設(shè)，優(yōu)化課程設(shè)置和教學(xué)內(nèi)容，強化學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)，培養(yǎng)更多既懂專業(yè)知識、又具跨學(xué)科視野的復(fù)合型人才。同時，深化產(chǎn)學(xué)研合作，搭建高校與企業(yè)、科研機構(gòu)之間的合作平臺，為學(xué)生提供實習(xí)實踐、科研創(chuàng)新的機會，提升人才培養(yǎng)質(zhì)量。對于在職從業(yè)人員，行業(yè)協(xié)會、企業(yè)等要完善繼續(xù)教育和再培訓(xùn)體系，定期開展綠色建筑材料與設(shè)備技術(shù)相關(guān)的培訓(xùn)和交流活動，幫助從業(yè)人員更新知識、拓寬視野、提升能力。

6 結(jié)語

綠色建筑材料和設(shè)備技術(shù)在房建工程中的應(yīng)用是建筑業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然要求。隨著節(jié)能環(huán)保意識的不斷增強和相關(guān)技術(shù)的日益成熟，綠色建筑材料與設(shè)備技術(shù)必將在房建工程中得到更加廣泛應(yīng)用。要進一步推動其發(fā)展，需要政府、企業(yè)、高校、科研機構(gòu)等多方協(xié)同發(fā)力，不斷優(yōu)化技術(shù)性能，完善標準規(guī)范，培養(yǎng)專業(yè)人才，提高公眾認知，共同推進建筑業(yè)綠色轉(zhuǎn)型和高質(zhì)量發(fā)展。

參考文獻

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[作者簡介]原翔翔（1987—），男，山西晉城人，碩士研究生，工程師，研究方向：施工技術(shù)。