市政建筑工程中的綠色建筑實(shí)踐與探索

【摘要】綠色建筑理念的實(shí)踐與探索有助于行業(yè)內(nèi)可持續(xù)發(fā)展理念的全面落實(shí)。市政建筑在實(shí)施過(guò)程中面臨多種挑戰(zhàn)。文章以市政建筑工程中的多樣問(wèn)題為研究背景，主要介紹了裝配式建筑、預(yù)制反打保溫構(gòu)件、智能化暖通空調(diào)系統(tǒng)和新型建筑節(jié)能材料四種應(yīng)用技術(shù)，同時(shí)對(duì)市政建筑中綠色建筑理念的應(yīng)用實(shí)踐展開(kāi)分析研究。

【關(guān)鍵詞】市政建筑；綠色建筑；裝配式建筑；保溫材料

【中圖分類(lèi)號(hào)】TU201.5 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1673-6028（2024）10-0027-03

0 引言

與普通建筑相比，綠色建筑具有建造體量大、質(zhì)量要求高、功能定位多樣的特點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用中需按照市政建筑的一系列需求進(jìn)行工程管理的相應(yīng)優(yōu)化。建設(shè)現(xiàn)代化綠色建筑體現(xiàn)了人與自然和諧共生的理念，綠色發(fā)展已成為中國(guó)百年大計(jì)的主旋律[1]。綠色建筑理念是以節(jié)能環(huán)保、提升建筑品質(zhì)為核心需求的新型建筑理念，在當(dāng)今能源背景和環(huán)境背景下已成為行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。在市政建筑工程中應(yīng)用綠色建筑理念是符合未來(lái)發(fā)展需求的，明確綠色建筑理念應(yīng)用的具體技術(shù)形式、探究應(yīng)用管理實(shí)踐策略，對(duì)于行業(yè)發(fā)展具有積極促進(jìn)作用。

1 綠色建筑理念在市政建筑中的應(yīng)用

1.1 裝配式建筑的應(yīng)用

裝配式建筑是指由預(yù)制部品部件在工地裝配而成的建筑，包括裝配式混凝土結(jié)構(gòu)建筑、裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑、裝配式木結(jié)構(gòu)建筑以及裝配式組合結(jié)構(gòu)或混合結(jié)構(gòu)建筑。與傳統(tǒng)現(xiàn)澆式建筑作業(yè)相比，裝配式建筑在節(jié)水節(jié)能、人工、環(huán)保、施工質(zhì)量和效率等方面具備明顯優(yōu)勢(shì)，能夠有效縮短工期、節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境，符合綠色建筑理念。

在裝配式建筑施工中，“梁板一體化免撐免模樓蓋體系”首創(chuàng)梁板一體化預(yù)制單元的組合模式，引入了非貫通豎縫的疊合框架梁和低可見(jiàn)性主次梁連接節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)方法。同時(shí)解決了新型連接節(jié)點(diǎn)和大型預(yù)制構(gòu)件制作、現(xiàn)場(chǎng)吊裝、精度控制等關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了具有“平面模塊化”特征的梁板一體化裝配式樓蓋低成本快速建造。此外，其免撐免模的優(yōu)勢(shì)可顯著降低建造成本20%～30%，縮短工期15%～30%，減少建造過(guò)程的碳排放，實(shí)現(xiàn)綠色建造[2]。

裝配式建筑工業(yè)化和裝配化的發(fā)展是綠色建筑行動(dòng)方案實(shí)施的重要途徑。特別是裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑，它可實(shí)現(xiàn)鋼構(gòu)件及配套圍護(hù)結(jié)構(gòu)的構(gòu)件工廠(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，這些鋼結(jié)構(gòu)的主體構(gòu)件實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化、模數(shù)化、部品部件通用化。柱、支撐、梁、板、樓梯、陽(yáng)臺(tái)、空調(diào)板等水平和豎向構(gòu)件均可通過(guò)深化設(shè)計(jì)后工廠(chǎng)預(yù)制加工，現(xiàn)場(chǎng)直接根據(jù)深化圖紙安裝，相較于裝配式混凝土結(jié)構(gòu)建筑，其設(shè)計(jì)裝配率更高，裝配式建筑評(píng)價(jià)等級(jí)通常較高。當(dāng)裝配率為76%～90%時(shí)，可評(píng)價(jià)為AA級(jí)裝配式建筑，裝配率為91%及以上時(shí)，可評(píng)價(jià)為AAA級(jí)裝配式建筑。

1.2 預(yù)制反打保溫構(gòu)件的應(yīng)用

市政建筑通常具有體量大、內(nèi)部空間大的特點(diǎn)，在裝配式建筑不斷發(fā)展的背景下，大部分市政建筑也均采用預(yù)制構(gòu)件的方式進(jìn)行建造。裝配式預(yù)制構(gòu)件的施工方式有速度快、質(zhì)量好的顯著優(yōu)勢(shì)，可減少現(xiàn)場(chǎng)施工的工作量，提高施工效率。外墻保溫是房屋建筑中的重要環(huán)節(jié)，通過(guò)外墻保溫可有效降低建筑物的能耗，提高室內(nèi)舒適度。傳統(tǒng)外墻保溫方式通常采用薄抹灰的形式，需要高空作業(yè)，存在安全隱患且施工效率較低，質(zhì)量保障并不全面，因此在綠色建筑的背景下，應(yīng)用新興模式進(jìn)行施工是非常必要的。

預(yù)制反打保溫構(gòu)件是一種新型的保溫技術(shù)，它通過(guò)在裝配式構(gòu)件的預(yù)制環(huán)節(jié)將保溫材料預(yù)制在混凝土構(gòu)件中，實(shí)現(xiàn)了保溫與結(jié)構(gòu)的一體化。這種施工方式在工廠(chǎng)完成生產(chǎn)，現(xiàn)場(chǎng)僅需進(jìn)行拼裝，從而大幅度提高施工效率縮短工期。在施工過(guò)程中，由于無(wú)需重新進(jìn)行保溫工程的施工，可采用保溫材料作為底模，降低建筑物荷載。此外，輕質(zhì)高強(qiáng)的建筑結(jié)構(gòu)在抗震方面展現(xiàn)出更明顯的優(yōu)勢(shì)。

預(yù)制反打保溫系統(tǒng)的構(gòu)造如圖1所示。在構(gòu)件生產(chǎn)環(huán)節(jié)，保溫板與模板被固定在一起，而后再進(jìn)行混凝土材料的澆筑工作。與普通的混凝土構(gòu)件相比，此系統(tǒng)外附保溫板結(jié)構(gòu)，保溫板與混凝土主體之間的連接依賴(lài)于材料的黏結(jié)力以及外部錨栓輔助固定。這種一體化的設(shè)計(jì)提高了建筑的整體性能，避免了傳統(tǒng)保溫方式中高空作業(yè)的安全隱患，同時(shí)可減少保溫層脫落的風(fēng)險(xiǎn)。

從綠色建筑的角度來(lái)看，預(yù)制反打保溫構(gòu)件可以有效降低建筑物的能耗和排放，提高室內(nèi)舒適度和安全性，同時(shí)減少建筑垃圾的產(chǎn)生和廢棄物的排放。在施工環(huán)節(jié)，能夠更好地踐行安全文明施工，減少高空作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題，減少現(xiàn)場(chǎng)濕作業(yè)以及揚(yáng)塵污染和保溫板碎屑帶來(lái)的白色污染，確保施工過(guò)程中的環(huán)境保護(hù)。在建筑品質(zhì)方面，應(yīng)用預(yù)制反打保溫構(gòu)件可確保建筑質(zhì)量安全，保障室內(nèi)熱環(huán)境的穩(wěn)定性，對(duì)于使用強(qiáng)度大、影響因素多的房屋建筑而言，這種方式也有助于提升建筑整體品質(zhì)。預(yù)制反打保溫構(gòu)件技術(shù)與綠色建筑理念相契合，在施工中進(jìn)行應(yīng)用有助于行業(yè)的健康發(fā)展。

1.3 智能化暖通空調(diào)系統(tǒng)的應(yīng)用

暖通空調(diào)系統(tǒng)能夠維持室內(nèi)恒定的溫度和濕度，保持室內(nèi)空氣的清新。在市政建筑中，由于人員密集、使用時(shí)間長(zhǎng)，暖通空調(diào)系統(tǒng)的功能性和舒適性成為重要的評(píng)價(jià)指標(biāo)之一。在綠色建筑的背景下，暖通空調(diào)系統(tǒng)屬于管理的難點(diǎn)模塊之一，其能耗高、運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)，且由于管理不規(guī)范，會(huì)偶爾出現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間開(kāi)啟、室內(nèi)開(kāi)窗同時(shí)開(kāi)空調(diào)等問(wèn)題，均會(huì)導(dǎo)致能耗量提升，不利于建筑節(jié)能指標(biāo)的落實(shí)[3]。

文中提出的智能化暖通空調(diào)系統(tǒng)是在傳統(tǒng)暖通空調(diào)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，通過(guò)一系列新型技術(shù)形式賦予其一定的智能化能力。通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)傳感器對(duì)室內(nèi)外溫濕度進(jìn)行收集和檢測(cè)，再通過(guò)智能化模塊對(duì)空調(diào)系統(tǒng)的工作頻率及工作時(shí)長(zhǎng)進(jìn)行靈活調(diào)整。它可以按照室內(nèi)外熱環(huán)境情況以及預(yù)設(shè)信息進(jìn)行自身工作模式的靈活調(diào)整，全過(guò)程無(wú)需人工干預(yù)，同時(shí)可檢測(cè)室內(nèi)是否存在人員活動(dòng)、室內(nèi)空氣清新度，按需進(jìn)行暖通空調(diào)系統(tǒng)的開(kāi)啟。

以某市政辦公樓為例，應(yīng)用傳統(tǒng)暖通空調(diào)時(shí)出現(xiàn)了顯著的能源浪費(fèi)問(wèn)題。經(jīng)過(guò)改造工程后，引入了智能化管理體系，分別在室內(nèi)外空調(diào)控制核心處安裝傳感器，并搭建智能化控制平臺(tái)。在后續(xù)該空調(diào)系統(tǒng)工作的過(guò)程中，可以自動(dòng)監(jiān)測(cè)室內(nèi)外溫度情況以及人員活動(dòng)情況，自動(dòng)預(yù)設(shè)室內(nèi)溫度值，在保障室內(nèi)溫度合理的情況下，減少空調(diào)設(shè)備的負(fù)荷。同時(shí)，與門(mén)窗系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，當(dāng)檢測(cè)到門(mén)窗長(zhǎng)時(shí)間開(kāi)啟時(shí)，提醒相應(yīng)管理人員進(jìn)行門(mén)窗的關(guān)閉，從而維持穩(wěn)定的室內(nèi)熱環(huán)境。執(zhí)行分區(qū)監(jiān)測(cè)和分區(qū)調(diào)控，將原中央空調(diào)改造為多聯(lián)機(jī)空調(diào)，并引入全熱交換和熱回收系統(tǒng)，在節(jié)約整體能源使用量的同時(shí)提高室內(nèi)的舒適度，如圖2所示。

1.4 節(jié)能型建筑材料的應(yīng)用

建筑材料是工程項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中的重要組成部分。從其特征來(lái)看，工程材料在生產(chǎn)、運(yùn)輸以及安裝環(huán)節(jié)所產(chǎn)生的能源消耗均屬于建筑整體能耗的計(jì)算范疇。從綠色建筑的角度分析，在保障工程項(xiàng)目質(zhì)量安全的前提下，選用新型節(jié)能材料是十分必要的。市政建筑在實(shí)施過(guò)程中可選擇的節(jié)能型建筑材料主要包括輕質(zhì)抹灰石膏、系統(tǒng)門(mén)窗、光伏太陽(yáng)能系統(tǒng)等。

1）輕質(zhì)抹灰石膏。這是一種以脫硫石膏為主要原料，經(jīng)復(fù)合加工而成的預(yù)拌砂漿類(lèi)材料，主要應(yīng)用于內(nèi)墻干區(qū)位置的抹灰找平使用。脫硫石膏本身是火力發(fā)電的副產(chǎn)物，通過(guò)再次回收利用處理后，可提高材料的整體利用率，減少火力發(fā)電過(guò)程中固體廢物的產(chǎn)生。與同類(lèi)工程材料相比，輕質(zhì)抹灰石膏自重較小，能夠有效減輕建筑荷載，從而節(jié)約建筑主材。此外，輕質(zhì)抹灰石膏形成的抹面層質(zhì)量很好，抗開(kāi)裂能力強(qiáng)，可提高工程項(xiàng)目的整體品質(zhì)，這也是符合綠色建筑要求的方面之一。

2）系統(tǒng)門(mén)窗。門(mén)窗材料是市政建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的重要組成部分，相比于其他建筑，市政建筑的門(mén)窗占比面積更大，因此也成為建筑節(jié)能管理的關(guān)鍵點(diǎn)。與傳統(tǒng)門(mén)窗相比，系統(tǒng)門(mén)窗是指經(jīng)過(guò)專(zhuān)項(xiàng)研發(fā)生產(chǎn)的門(mén)窗，其在氣密性、節(jié)能效果和安全性等方面均有顯著提升。在實(shí)際應(yīng)用中，系統(tǒng)門(mén)窗能夠提升建筑整體品質(zhì)，減少?lài)o(hù)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的熱量散失，同時(shí)提高室內(nèi)的居住體驗(yàn)，這與綠色建筑中能源節(jié)約和提升質(zhì)量的需求相符合[4]。

3）光伏太陽(yáng)能系統(tǒng)。光伏發(fā)電是使用專(zhuān)用材料與設(shè)備將光能轉(zhuǎn)化為電能的一種裝置。市政建筑通常占地面積較大，因此可在部分山墻及屋面位置布置光伏發(fā)電系統(tǒng)，將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能供建筑自身使用，如圖3所示。對(duì)于部分非關(guān)鍵位置照明、建筑儲(chǔ)能等需求，可通過(guò)光伏發(fā)電的形式進(jìn)行補(bǔ)充，減少對(duì)市政供電的依賴(lài)。整體能源應(yīng)用量的降低以及對(duì)新能源的使用，均符合綠色建筑的有關(guān)要求。

2 市政建筑綠色建筑理念實(shí)踐

某國(guó)企總部大廈項(xiàng)目高45 m，總占地面積約1.71萬(wàn) ㎡，總建筑規(guī)模約11萬(wàn) m2。項(xiàng)目按“綠色三星、健康三星”的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，旨在打造低碳節(jié)能的建筑典范。

大廈屋頂布設(shè)光伏系統(tǒng)約3 200 m2，裝機(jī)規(guī)模為413.5 kW，全年發(fā)電量約為40萬(wàn) kW .h，充分利用太陽(yáng)能資源。項(xiàng)目還采用“地源熱泵+市政熱力+冷水機(jī)組+冰蓄冷”的復(fù)合式能源系統(tǒng)，每年可減少二氧化碳排放1 220 t，能源節(jié)能率達(dá)42%。工程項(xiàng)目的照明系統(tǒng)和暖通空調(diào)系統(tǒng)均采用智能化理念進(jìn)行控制，建立智慧能耗管理系統(tǒng)平臺(tái)，對(duì)項(xiàng)目各類(lèi)能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、分析，實(shí)現(xiàn)智能高效運(yùn)維管理。此外，項(xiàng)目廣泛采用綠色建材，如使用低碳混凝土、輕質(zhì)砌塊、無(wú)機(jī)膠黏劑等環(huán)保材料來(lái)減少碳排放[5]。

該大廈作為一個(gè)市政類(lèi)綠色建筑案例，充分體現(xiàn)了綠色建筑的特點(diǎn)和要求。通過(guò)綠色設(shè)計(jì)、能源利用、智能化管理等多方面的創(chuàng)新和實(shí)踐，大廈實(shí)現(xiàn)了建筑與自然環(huán)境的和諧共生，為城市綠色發(fā)展貢獻(xiàn)了重要力量。同時(shí)，該項(xiàng)目也為其他市政類(lèi)建筑提供可借鑒的綠色建筑經(jīng)驗(yàn)。

3 結(jié)語(yǔ)

文中以綠色建筑在市政建筑中的應(yīng)用為研究對(duì)象展開(kāi)分析研究，從材料、技術(shù)和工藝等不同角度對(duì)綠色建筑管理展開(kāi)分析與闡述，以某實(shí)際工程為依托，驗(yàn)證了裝配式建筑、預(yù)制反打保溫構(gòu)件、智能化暖通空調(diào)系統(tǒng)等技術(shù)材料的應(yīng)用，提升了建筑品質(zhì)、提高了建筑能源轉(zhuǎn)化率并降低了建筑在實(shí)施過(guò)程中的應(yīng)用風(fēng)險(xiǎn)。在行業(yè)不斷發(fā)展的背景下，未來(lái)會(huì)衍生出更加全面先進(jìn)的綠色建筑技術(shù)體系，為我國(guó)市政建筑的健康發(fā)展提供相應(yīng)參考。

參考文獻(xiàn)

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[5] 鄭然頡.綠色建筑理念在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究[J].中國(guó)建筑裝飾裝修，2024（11）：101-103.

[作者簡(jiǎn)介]陳婀娜（1982—），女，福建龍巖人，碩士，工程師，研究方向：建筑工程。